新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现

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出版者:电子工业出版社
作者:万帅,杨付正
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2014-12
价格:0
装帧:
isbn号码:9787121246999
丛书系列:
图书标签:
  • 视频编码
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  • H.265
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  • 编码技术
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具体描述

数字视频压缩的革新之路:下一代视频编码技术详解 本书聚焦于数字视频编码领域的前沿技术,深入剖析了从基础理论到先进实践的完整体系,旨在为视频处理、通信和存储行业的专业人士及研究人员提供一份全面、深入的技术参考手册。 第一部分:数字视频编码基础与发展脉络 本部分奠定了理解现代高效视频编码技术的基础。我们将从数字信号处理的基本原理出发,回顾有损压缩技术的历史演进,重点梳理从早期的MPEG-1/2标准到H.264/AVC时代的技术飞跃。 第一章:信号处理基础回顾 采样、量化与编码: 详细阐述视频信号数字化过程中的关键步骤,包括时域和空域的抽样定理,以及不同量化策略对视觉质量和比特率的影响。 视觉感知模型: 探讨人眼视觉系统(HVS)的特性,如何利用其局限性(如对低频信息的敏感性、亮度与色度的感知差异)来指导高效的编码设计。 变换域技术: 对离散余弦变换(DCT)及其变体的数学原理进行深入分析,解释其在能量集中方面的作用,并介绍在新型编码标准中逐渐取代DCT的变换技术。 第二章:H.264/AVC的成功与局限 AVC核心技术剖析: 深入解析H.264/AVC中引入的关键创新,如多参考帧(Multi-Reference Frame)、率失真优化(RDO)、灵活的宏块分割(Macroblock Partitioning)和基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)。 性能评估与瓶颈分析: 通过对不同场景下的编码效率分析,识别出H.264/AVC在超高分辨率(4K及以上)和极低延迟传输场景下面临的性能瓶颈,为新一代标准的出现提供背景驱动力。 第二部分:先进视频编码技术的核心原理 本部分是全书的核心,集中讲解了新一代高效视频编码技术的设计哲学、核心算法及其数学基础。 第三章:编码单元结构的根本性变革 从宏块到编码树单元(CTU): 详细阐述如何从固定尺寸的宏块(Macroblock)结构演进到灵活、可递归的编码树单元(CTU)结构。分析CTU大小选择对编码效率和并行处理能力的影响。 更精细的块划分与预测: 深入探讨非对称运动分割(Asymmetrical Motion Partitioning, AMP)和深度递归的块划分模式(如Quadtree和Binary Tree结构),以及它们如何适应复杂纹理和运动区域。 多类型树结构(Quadtree/Binary Tree): 阐述如何利用这些树状结构,在编码决策阶段动态选择最适合当前图像区域的分割方式,实现数据量的最优分配。 第四章:运动估计与补偿的优化 高精度运动矢量(MV)搜索: 讲解更细致的运动搜索算法,包括亚像素精度运动估计的改进,以及如何利用运动信息来指导更高效的预测。 合并运动矢量(Merge/Skip模式): 分析引入的合并运动矢量模式如何大幅减少运动信息的码率开销,并通过参考相邻块的运动信息,简化编码过程。 第五章:变换与量化技术的升级 基于整数的变换(Integer Transform): 阐述新标准如何采用完全基于整数运算的变换矩阵,确保在不同平台上保持一致的解码性能,并消除浮点运算引入的误差累积问题。 更高阶的变换尺寸: 介绍从最大8x8 DCT扩展到32x32甚至64x64的变换块尺寸,及其在平坦区域内带来的显著压缩增益。 自适应量化参数(QP)控制: 探讨如何结合感知模型和码率控制策略,实现更精细的量化步长选择,以最小化视觉损伤。 第三部分:编码工具与流程的标准化实现 本部分关注编码流程中的关键辅助技术,包括去噪、去块效应抑制、并行处理支持以及熵编码的革新。 第六章:面向质量提升的后处理技术集成 去块效应滤波(Deblocking Filter): 详细解析新一代编码器中集成的、更加智能化的去块滤波技术,如何根据编码参数动态调整滤波强度,以平衡平滑度和细节保留。 样本自适应偏移(SAO): 深入研究SAO技术,解释它如何根据像素的局部特性(如边缘、平面)对重建像素值进行二次补偿,有效恢复被滤波损失的细节信息。 第七章:熵编码的效率飞跃 基于上下文的自适应算术编码(CABAC)的深化: 分析新标准如何优化CABAC的上下文模型,提高其对符号统计特性的适应性,从而在保持高编码速度的同时,进一步榨取压缩潜力。 并行化与编码效率的平衡: 探讨如何通过引入Wavefront或Tile等并行处理结构,在不牺牲过多编码效率的前提下,支持超高分辨率视频的实时编码。 第八章:色彩空间、HDR与扩展工具集 高动态范围(HDR)与广色域(WCG)支持: 讲解新标准如何扩展对更高位深(如10位、12位)和更广色域(如Rec.2020)的支持,以满足专业监看和下一代显示设备的需求。 屏幕内容与图像/视频混合编码: 介绍针对静态图像、低复杂度内容和专业信号(如屏幕截图、图形界面)优化的特定编码工具集,实现异构内容的混合传输。 第四部分:系统集成、测试与未来展望 本书的最后部分将视角放宽至整个视频生态系统,讨论实际部署、性能测试方法以及对未来编码技术趋势的预测。 第九章:编码器与解码器的实现考量 实时性与复杂度分析: 评估不同编码工具对计算资源的需求,提供从编码器设计者角度出发的复杂度折中策略指南。 软件与硬件加速: 探讨如何在主流CPU/GPU架构上实现高效的并行解码,以及专用ASIC设计中需要考虑的关键性能指标。 第十章:基准测试与性能量化 客观质量评估方法: 详述PSNR、SSIM等传统指标的局限性,并重点介绍更符合人眼感知的客观质量指标(如VMAF等)的计算原理和应用。 标准符合性测试: 指导读者理解如何进行严格的比特流验证和互操作性测试,确保编码器输出符合国际标准规范。 通过对这些前沿技术的全面覆盖和深入剖析,本书为读者提供了一套完整的、可操作的知识体系,以应对当前及未来数字视频传输和存储面临的严峻挑战。

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读后感

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用户评价

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我是一名对新兴技术充满好奇的科技爱好者,尤其对视频技术的发展趋势非常关注。近来,“8K”、“VR”、“HDR”等词汇频繁出现,而H.265/HEVC作为这些技术背后的关键编码标准,其重要性不言而喻。我希望通过阅读《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书,能够获得一个全面而系统的认识。我希望书中在“原理”部分,能够以通俗易懂的方式,解释H.265/HEVC是如何做到“高效”的。例如,它比之前的H.264在压缩率上能提升多少?这些提升是怎么来的?书中能否介绍一些生动的例子,来说明CTU、预测技术、变换编码等概念?我不需要过于复杂的数学公式,但希望能够理解其核心思想。“标准”部分,我希望了解H.265/HEVC在实际应用中的不同版本,比如它在高清视频、超高清视频、以及HDR(高动态范围)视频编码中有哪些不同的特点和优势?它在不同平台(如手机、电脑、电视)上的支持情况如何?“实现”部分,如果能有一些关于H.265/HEVC编码器的使用介绍,或者简单演示如何进行编码和解码,那就更好了。我希望这本书能够帮助我理解这些前沿技术是如何运作的,并能为我解答在观看高画质视频时产生的疑问。

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我是一名长期关注媒体技术的自由撰稿人,最近一直在为一篇关于下一代视频编码技术发展的文章收集资料。H.265/HEVC作为当前最主流的高效视频编码标准,其技术细节和发展趋势是我研究的重点。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书,从书名来看,似乎能够提供我所需要的那种深度和广度。我特别关注书中在“原理”部分,能否清晰地阐述H.265/HEVC在技术上是如何实现对H.264的超越的。例如,它采用了哪些新的编码工具和算法?这些工具和算法是如何协同工作,最终实现更高的压缩效率的?我希望书中能够对CTU(编码树单元)的划分机制、预测(intra prediction, inter prediction)的改进、变换(transform)和量化(quantization)的策略,以及熵编码(entropy coding)的优化等方面进行详细介绍。我不需要理解每一个数学公式,但希望能够把握其核心思想和技术亮点。“标准”部分,我希望书中能够梳理H.265/HEVC标准的演进过程,以及其在不同应用场景(如4K、8K、HDR、VR)下的具体实现和优化。例如,它与H.264相比,在带宽和存储需求上分别节省了多少?它在实现高动态范围(HDR)和广色域(WCG)方面有哪些关键的技术支持?“实现”部分,如果书中能提及一些实际的编码器应用案例,或者对H.265/HEVC编码器(如HM)的一些关键特性进行评述,那将对我的文章写作非常有帮助。

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我所在的团队正在负责一款视频处理软件的研发,目前面临着对现有编解码器进行升级的挑战,目标是支持更高效的H.265/HEVC标准。这需要我们对H.265/HEVC的技术细节有深入的理解,从算法原理到标准规范,再到实际的编码器实现。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书的标题,正是我所急需的。我尤其看重书中在“原理”和“实现”两个方面的内容。在“原理”部分,我希望能够详细了解H.265/HEVC在视频压缩方面相比于H.264的创新之处,例如,CTU(编码树单元)和QP(量化参数)的灵活划分策略是如何提高编码效率的?其帧内预测(Intra Prediction)和帧间预测(Inter Prediction)算法的精进,如AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)和Merge Mode,是如何在降低码率的同时,有效避免画质损失的?变换(Transform)和量化(Quantization)算法的优化,如DACT(Directional Adaptive Transform Coding)和更灵活的量化矩阵,又扮演着怎样的角色?在“实现”部分,我期望书中能够对主流的H.265/HEVC编码器(如HM,x265)的内部架构和关键算法实现进行深入剖析。这包括对编码器流程的详细介绍,例如,CTU的划分与决策、运动估计与补偿的搜索策略、变换与量化过程的计算实现,以及熵编码(CABAC)的具体流程。我希望书中能够提供一些关于如何进行编码器性能优化的建议,例如,如何平衡编码速度与压缩率,如何针对不同的硬件平台进行优化。

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我最近在学习网络视频传输的相关技术,发现H.265/HEVC在降低视频流传输带宽方面扮演着至关重要的角色。虽然我对视频编码的概念有所了解,但对于H.265/HEVC的具体细节,尤其是它如何实现更高的压缩效率,仍然感到有些模糊。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书的标题,正是我所需要的。我最感兴趣的是书中关于“原理”的部分。我希望它能够清晰地解释H.265/HEVC引入了哪些比H.264更先进的编码工具。比如,CTU(编码树单元)是如何取代传统的宏块,以及它可变大小的特性如何带来更高的编码灵活性?对于预测(intra prediction, inter prediction)技术,书中能否详细介绍其在H.265/HEVC中的改进,比如更丰富的帧内预测模式、更高效的帧间预测搜索算法等,这些是如何在减少数据量的情况下,更好地捕捉视频内容的空间和时间冗余的?此外,书中对变换(transform)和量化(quantization)的阐述,是否会涉及到其如何平衡编码效率和失真?“标准”部分,我希望能了解H.265/HEVC在网络传输中的不同配置和优化策略,例如,它在低延迟直播场景下有哪些应用和挑战?它与RTMP、WebRTC等传输协议是如何配合使用的?“实现”部分,如果书中能提供一些关于H.265/HEVC编码器在实际应用中,如何进行参数配置以达到最佳传输效果的指导,将对我非常有价值。

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我最近在项目开发中遇到了视频编码方面的瓶颈,急需找到一种能够大幅度降低视频码率,同时又不牺牲太多画质的解决方案。在行业内,H.265/HEVC的呼声一直很高,但真正理解其背后的技术细节,并且能够将其有效地应用到实际产品中,却不是一件容易的事。很多市面上的资料往往只是泛泛而谈,或者只讲皮毛,对于像我这样的开发者来说,急需一本能够深入剖析其核心技术、详细解读标准细节,并提供切实可行实现建议的专业书籍。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书的书名,让我看到了解决我燃眉之急的希望。我特别关注书中关于“实现”的部分,因为理论的完美并不代表工程上的可行。我希望书中能够详细介绍H.265/HEVC的编码器(例如HM)的结构,以及各个模块是如何协同工作的。在实际应用中,如何权衡编码速度和压缩效率是开发过程中一个巨大的挑战。这本书是否会提供关于如何优化编码参数以适应不同场景(如实时编码、离线编码、高码率、低码率)的指导?它是否会提及不同编码器(如HM、x265等)在性能、速度、压缩率上的差异,以及在实际部署时应该如何选择?我更期待的是,书中是否能够提供一些代码层面的分析,解释关键算法是如何被转化为可执行的代码的,例如,CTU的遍历、预测模式的搜索、变换与量化过程的计算,以及最终的熵编码。这些信息对于我们这些需要将编码技术集成到产品中的开发者来说,其价值是无法估量的。如果书中能再结合一些实际的性能测试数据和案例分析,那就更完美了,可以直接为我的开发提供参考和依据。

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作为一名视频技术的研究生,我一直在努力寻找能够系统性地梳理H.265/HEVC技术体系的优秀教材。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书,从书名上看,就展现出一种全面而深入的学术研究态度。在我目前的学习阶段,我不仅需要理解H.265/HEVC的编码机理,更需要掌握其标准的演进脉络,以及在学术界和工业界的研究前沿。我非常期待书中在“原理”部分能够提供扎实的理论基础,例如,详细推导率失真优化(Rate-Distortion Optimization, RDO)的数学模型,解释它如何在编码决策中起到关键作用。同时,我也希望能深入了解H.265/HEVC相比于H.264在各方面的改进,比如更精细的编码单元结构(CTU)、更丰富的帧内预测模式、更高效的帧间预测(如高级运动矢量预测AMVP、合并运动矢量预测MVP)、更复杂的变换(例如DACT、DCT)以及更优化的熵编码(CABAC)。这些改进点是如何协同作用,最终实现显著的压缩率提升的?在“标准”部分,我希望书中能够详细解读ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG联合发布的H.265/HEVC标准文档,不仅仅是列出各项技术,更要解释其背后的设计理念、约束条件以及不同配置文件(Main, Main 10, High Efficiency等)的应用场景。理解标准的制定过程和历史背景,对于研究其未来的发展趋势至关重要。而“实现”部分,则能将理论与实践的鸿沟填补。

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初次翻开《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书,我的第一感受是它比我想象的要厚实许多,这让我对其中内容的深度和广度充满了期待。我一直对视频压缩技术有着浓厚的兴趣,特别是随着4K、8K超高清视频以及VR、AR等新兴应用的普及,对更高压缩效率的需求日益迫切,而H.265/HEVC作为当前主流的高效视频编码标准,其重要性不言而喻。我之前阅读过一些关于H.264/AVC的资料,了解了它的一些基本原理,但对于H.265/HEVC在H.264基础上的革新之处,以及其核心编码工具的具体实现方式,总感觉隔着一层窗户纸,未能深入理解。这本书的书名精准地击中了我的痛点——“原理、标准与实现”,这三个关键词预示着它将从理论到实践,为我揭示H.265/HEVC的方方面面。我尤其看重“原理”部分,因为只有深入理解了编码背后的数学模型和算法逻辑,才能真正掌握这项技术,而不是停留在调参的层面。我对书中关于CTU(编码树单元)划分、预测模式(intra prediction, inter prediction)、变换(transform)、量化(quantization)以及熵编码(entropy coding)等核心技术的阐述方式充满了好奇。书中是否会详细地剖析这些模块的编码效率提升机制?例如,CTU相比于宏块(macroblock)的优势体现在何处?不同的预测模式在哪些场景下表现更优?变换和量化过程如何兼顾失真与码率?熵编码的哪些改进使得H.265/HEVC在压缩率上有了显著飞跃?这些都是我迫切想要从书中找到答案的问题。我希望这本书能够循序渐进,从基础概念讲起,逐步深入到复杂的编码工具,并且在介绍标准的同时,能够结合实际的编码实现(如HM软件)进行分析,这样我才能将理论知识与工程实践相结合,真正做到学以致用。

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作为一个有着多年视频编解码经验的工程师,我早已熟悉H.264/AVC,并在实际工作中对其进行过深入的调优和集成。然而,随着技术的发展,H.265/HEVC已经成为新的主流,并且在许多高端应用场景中展现出不可替代的优势。我一直在寻找一本能够帮助我快速、深入地理解H.265/HEVC与H.264相比有哪些本质性的飞跃,以及这些飞跃是如何通过新的编码工具和算法实现的。这本书的标题《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》正是我的目标所在。我尤其期待书中在“原理”部分能够对H.265/HEVC的核心编码工具进行详细的剖析,例如,CTU(编码树单元)相比于H.264的宏块(Macroblock)在划分灵活性、并行处理能力以及编码效率方面带来的提升。我希望能够看到对CTU划分决策过程的深入解读,以及它如何与预测、变换、量化等模块协同工作。对于帧内预测(Intra-prediction)和帧间预测(Inter-prediction)的改进,我同样充满期待,例如,更丰富的帧内预测模式、更精细的运动估计和补偿(Advanced Motion Vector Prediction, AMVP;Merge Mode)等,这些是如何在减少冗余信息的同时,保持高质量图像的?在“标准”部分,我希望书中能够清晰地阐述H.265/HEVC的不同配置文件(Profiles)和级别(Levels)的定义,以及它们在不同应用场景(如广播、流媒体、存储)下的适用性。理解标准规范的内在逻辑,是进行高效编码器开发和优化的基础。

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我是一名从事视频图像处理算法研究的博士生,我的研究方向与高效视频编码技术紧密相关。在研究过程中,H.265/HEVC作为当前视频压缩领域的核心标准,其技术细节和算法优化是我关注的重点。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书的书名,预示着它将为我提供一个全面而深入的视角。我尤其期待书中在“原理”部分,能够详细解析H.265/HEVC的各项核心技术。例如,CTU(编码树单元)相比于H.264的宏块(Macroblock)在结构和划分策略上的差异,以及其对并行处理和编码效率的提升作用。我希望能够深入理解H.265/HEVC中更复杂的帧内预测(Intra Prediction)和帧间预测(Inter Prediction)算法,例如,各种预测模式的数学模型、运动估计(Motion Estimation)和运动补偿(Motion Compensation)的搜索算法、以及AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)和Merge Mode等高级预测技术是如何实现的,以及它们在率失真优化(Rate-Distortion Optimization, RDO)过程中扮演的角色。变换(Transform)和量化(Quantization)算法的优化,如DACT(Directional Adaptive Transform Coding)和更精细的量化步长控制,也是我非常关注的。在“标准”部分,我希望书中能够详细解读H.265/HEVC标准的技术规范,包括其不同配置文件(Profiles)和级别(Levels)的定义,以及这些规范是如何保证不同设备和应用场景下的兼容性的。理解标准的细节,对于算法的正确实现和性能评估至关重要。

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我是一名图形学和计算机视觉领域的初学者,最近在学习视频处理时,常常接触到“H.265/HEVC”这个词。虽然知道它是一种高效的视频编码标准,但对其具体工作原理却知之甚少。对于我来说,理解H.265/HEVC的关键在于它如何用更少的比特数来表示视频信号,并且如何在压缩过程中尽量减少视觉上的损失。《新一代高效视频编码H.265/HEVC:原理、标准与实现》这本书的标题,直接点出了我最关心的问题。“原理”部分,我希望它能用清晰易懂的语言,解释视频编码的基本概念,例如像素、帧、码率、失真等,然后逐步介绍H.265/HEVC为了提高压缩效率而引入的新技术,比如更灵活的编码单元(CTU)是如何取代宏块的?它的大小可变性有什么好处?预测技术(intra prediction, inter prediction)在H.265/HEVC中又有什么新的发展?我希望书中能提供一些图示,生动地展示这些技术是如何工作的。关于“标准”,我不太关心过于细节的协议内容,更希望了解H.265/HEVC在实际应用中的不同版本和特点,例如,它和H.264相比,在哪些方面有明显优势?它适合哪些类型的视频内容?“实现”部分,如果能有一些简单的例子,展示如何使用现有的H.265/HEVC编码工具,或者解释一些基础的编码流程,那将对我非常有帮助。我希望这本书能为我打下坚实的基础,让我能够更好地理解和应用H.265/HEVC技术。

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书里面的技术理论部分还是不错的,但是编码部分的排版实在是不敢恭维,影响观看体验

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主要读了CABAC部分,还是得结合标准和源码来看

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原理讲得挺清楚的,可以作为入门必读的材料

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原理讲得挺清楚的,可以作为入门必读的材料

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原理讲得挺清楚的,可以作为入门必读的材料

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