《视频与编码标准》课件

视频与编码标准欢迎来到《视频与编码标准》课程本课程将深入探讨视频编码的基础知识、主流标准及未来发展趋势我们将学习如何优化视频质量和压缩效率课程大纲基础知识1视频基础、编码简史、标准概述编码原理2时域、空间域、变换、预测、熵编码主流标准3H.264/AVC、H.265/HEVC、VP系列未来展望4发展趋势、新兴标准、未来展望视频基础知识帧分辨率帧率视频由连续的静止图像（帧）组成，快指视频图像的清晰度，通常以像素数表每秒显示的帧数，影响视频流畅度，常速播放产生动态效果示（如）见有、、等1920x108024fps30fps60fps视频编码简史年19841标准诞生，开启视频编码新纪元H.120年19932发布，为视频压缩奠定基础MPEG-1CD-ROM年20033问世，大幅提升编码效率H.264/AVC年20134发布，为视频编码提供支持H.265/HEVC4K视频编码标准概述国际标准化组织主要标准系列、等机构制定系列、系列、ITU-T ISO/IEC MPEGH.26x视频编码标准系列等VP标准化目的持续发展确保不同设备和平台间的视编码标准不断演进，以适应频兼容性新的应用场景和需求系列编码标准MPEGMPEG-1MPEG-2MPEG-4用于视频压缩，支持广泛应用于和数字电视，支持提供更高压缩率，适用于网络流媒CD-ROM DVD分辨率更高分辨率体和移动设备352x288系列编码标准H.26xH.261为视频会议设计，支持CIF和QCIF分辨率H.263改进H.261，提供更好的压缩效率H.264/AVC大幅提升编码效率，广泛应用于各种领域H.265/HEVC支持8K分辨率，比H.264提供更高压缩率系列编码标准VPVP81开源标准，用于网络视频VP92提高压缩效率，支持视频4KVP103进一步优化，与合并AV1主流视频编码标准对比标准压缩效率复杂度应用场景高中广泛H.264/AVC很高高视频H.265/HEVC4K/8K高中网络视频VP9视频编码基本原理时域冗余空间冗余视觉冗余统计冗余利用帧间相似性减少数据量利用像素间相关性压缩数据去除人眼不敏感的信息利用数据分布特性进行压缩时域编码运动估计运动补偿分析相邻帧间物体移动，找出最佳匹配块利用运动向量重建帧，减少需传输的数据量空间域编码分块帧内预测12将图像分割成小块，独立处利用相邻像素预测当前块理变换量化34将像素值转换到频域降低数据精度，减少比特数变换编码离散余弦变换小波变换DCT将像素值转换为频域系数，集提供多分辨率分析，适用于图中能量像压缩整数变换简化计算，减少舍入误差预测编码帧内预测帧间预测双向预测利用同一帧内相邻像素预测利用相邻帧信息进行预测同时利用前后帧信息预测熵编码霍夫曼编码算术编码CABAC根据符号出现频率分配变长编码将整个消息编码为单个数字上下文自适应二进制算术编码视频编码器结构预处理1降噪、色彩转换帧预测2帧内帧间预测/变换与量化

3、整数变换DCT熵编码

4、CABAC CAVLC编码标准H.264/AVC高压缩率灵活性比提供倍以上的压支持多种分辨率和帧率MPEG-22缩效率错误恢复广泛应用提供强大的网络适应性和错用于蓝光光盘、数字电视、误恢复机制网络视频等编码流程H.264/AVC宏块划分将帧分割为16x16像素的宏块帧内/帧间预测选择最佳预测模式变换与量化对残差进行4x4整数变换和量化去块滤波减少块效应，提高主观质量编码特点H.264/AVC可变块大小去块滤波器支持从到的多种块大小减少块效应，提高视频质量16x164x4加权预测提高渐变和褪色场景的编码效率编码标准H.265/HEVC高压缩率高分辨率支持比提供约的比特率针对和视频进行优化H.26450%4K8K节省并行处理支持多核处理器高效编解码编码流程H.265/HEVC编码树单元划分1将帧分割为的64x64CTU四叉树分割2将递归分割为更小的编码单元CTU帧内帧间预测/3种帧内预测模式，增强的运动矢量预测35变换与量化4支持多种尺寸的变换块编码特点H.265/HEVC编码树结构增强预测灵活的块划分，适应复杂内容更多帧内预测模式，改进的运动估计并行工具波前并行处理和图块划分系列编码标准VP开源特性持续进化系列是开源的视频编码标准，由主导开发它们从到再到，每一代都带来显著的性能提升和新VP GoogleVP8VP9VP10旨在提供高效、免版税的视频压缩技术特性，以适应不断变化的视频需求编码特点VP8帧内预测运动补偿支持种帧内预测模式使用像素精度的运动矢量41/4环路滤波熵编码应用简单环路滤波器减少块效应采用算术编码进行熵编码编码特点VP9超级块色彩空间性能提升引入超级块，支持灵活的块划分支持更广泛的色彩空间和位深相比，提供约的比特率节省64x64VP850%编码特点VP10高效压缩支持HDR目标是比提供的比特增强对高动态范围内容VP950%HDR率节省的支持整合AV1技术最终被整合到编码标准中VP10AV1视频编码标准发展趋势更高效率追求更高的压缩率，减少带宽需求高质量体验支持、广色域、高帧率等先进特性HDR智能编码利用技术优化编码决策和参数选择AI新兴编码标准概述AV1VVC开源编码标准，旨在超越又称，为和内容H.2668K VR的性能优化HEVCEVC LCEVC提供基本和增强配置，灵活低复杂度增强视频编码，提应对版权问题高现有编解码器效率未来视频编码展望驱动编码AI1深度学习优化编码决策实时编码8K2支持高效率实时传输8K全息视频3为应用开发新型编码技术AR/VR绿色编码4降低能耗，提高编码可持续性总结与问答课程回顾问答环节未来展望回顾关键概念和编码标准解答学员疑问，深化理解讨论视频编码技术的发展方向。