随着互联网上多媒体内容的持续增长以及新媒体体验的涌现，人们需要一个新的更加高效的视频编解码标准。AV1 标准为视频传输和消费带来了新的可能性。本书对 AV1 标准做了深入而全面的诠释，尤其对语义和基本原理做了充分解释，包含大量较为直观的框图和深入浅出的公式推导，还配以必要的伪代码，便于阅读和理解。本书不仅对深入学习视频编解码技术大有裨益，还能作为理解和掌握 AV1 标准各个细节的实用手册。
对于需要快速了解 AV1 标准的从业人员来说，本书提供的直观、详细的方案描述可以迅速帮助读者理解算法；对于在计算机科学、电子工程或相关技术领域深造，且对视频编码技术有学习需求的学生，本书针对各个编码工具提供了直观的图表和代码注释，这有助于读者迅速理解编码算法的原理；对于技术爱好者，本书的图表等可视化工具、代码注释以及详细的数学推导，将帮助他们
更好地理解 AV1 中的编码算法。
本书深入分析已发表的与AV1编解码标准相关的文献资料，并仔细参考SVT-AV1编码器，全面介绍AV1视频编解码标准的各个模块，不仅详尽阐述AV1视频编解码标准的关键技术组件，还介绍核心技术方案及其背后原理，以帮助开发者深入理解AV1视频编解码标准，以及该标准对整个视频编解码行业及技术发展所带来的影响。
全书共11章，具体内容包括AV1视频编解码标准的起源和当前发展态势、高层语法、AV1块划分结构、帧内预测技术、帧间预测技术、变换和量化模块、熵编码模块、环路滤波模块、参考缩放模式和超分辨率模式、电影颗粒合成编码工具以及AV1视频编解码标准中专门针对屏幕视频内容而设计的编码工具。
目 录
推荐序一
推荐序二
前言
第 1 章 绪论 1
1.1 AV1 的背景和现状 1
1.2 档次和级别 2
1.3 AV1 编码器和解码器现状 5
第 2 章 高层语法 7
2.1 编码顺序和输出顺序 8
2.2 AV1 比特流结构 9
2.2.1 序列头信息 11
2.2.2 帧头信息 12
2.2.3 元数据信息 13
2.2.4 时间分隔符信息 14
2.2.5 切片组信息 14
2.3 时间单元 14
2.4 随机访问点 16
2.5 解码器模型 18
2.5.1 图像缓冲区管理 18
2.5.2 平滑缓冲区 21
2.5.3 帧时序定义 22
2.5.4 视频帧解码时间 26
2.5.5 视频帧显示时间 28
2.5.6 解码器模型参数的传输 29
2.5.7 解码器模型描述 29
第 3 章 块划分 33
3.1 超级块和编码块 34
3.2 位于图像边界的超级块划分 41
3.3 编码块的预测约束条件 46
3.4 变换块划分 48
第 4 章 帧内预测 54
4.1 参考像素的获取和填充 55
4.1.1 判断参考像素是否可用 56
4.1.2 参考像素填充 56
4.2 方向帧内预测 59
4.2.1 预测方向定义 59
4.2.2 参考像素的滤波过程 60
4.2.3 参考像素上采样 63
4.2.4 预测像素生成 65
4.3 非方向帧内预测 68XIII
4.4 递归帧内预测 71
4.5 基于亮度的色度预测模式 73
4.6 帧内预测模式的编码顺序 76
第 5 章 帧间预测 78
5.1 参考帧系统 79
5.1.1 参考帧的存储和访问 79
5.1.2 替代参考帧 80
5.2 单参考帧预测和复合帧间预测 83
5.2.1 参考帧组合方案 83
5.2.2 语法元素 84
5.3 运动估计和运动补偿 85
5.3.1 平移运动补偿 86
5.3.2 畸变运动补偿 91
5.3.3 重叠块运动补偿 101
5.3.4 复合预测 104
5.4 运动向量编码 113
5.4.1 候选运动向量预测值
列表的构建 114
5.4.2 动态运动向量预测 128
5.4.3 运动信息存储 133
5.5 语法元素编码顺序 134
第 6 章 变换与量化 136
6.1 变换 137
6.1.1 变换核 137
6.1.2 变换核的编码性能 140
6.1.3 变换核的蝶形实现 148
6.1.4 变换核的选择与编码 167
6.2 量化 169
6.2.1 量化参数和量化步长 169
6.2.2 反量化 171
6.2.3 量化器 172
6.2.4 量化参数推导 174
第 7 章 熵编码 178
7.1 算术编码引擎 179
7.1.1 符号表示 179
7.1.2 算术编码的概念 179
7.1.3 AV1 算术编码引擎 185
7.1.4 SVT-AV1 算术编码引擎的
实现方案 190
7.2 变换量化系数编码 197
7.2.1 扫描方式 198
7.2.2 编码流程 199
7.2.3 上下文建模过程 203
7.2.4 SVT-AV1 变换量化系数
编码的实现方案 216
第 8 章 环路滤波 229
8.1 去块效应滤波器 230
8.1.1 AV1 中的块效应 230
8.1.2 去块效应滤波器滤波
原理 231
8.2 约束方向增强滤波器 244
8.2.1 振铃效应 244
8.2.2 约束方向增强滤波器
滤波原理 245
8.2.3 语法元素 255
8.3 环路恢复滤波器 257
8.3.1 维纳滤波器 258
8.3.2 基于子空间映射的自我
导向滤波器 262
8.3.3 参考像素的取值 265XIV
8.3.4 语法元素 267
第 9 章 参考缩放模式和超分辨率
模式 270
9.1 采样过程中的位置映射关系 272
9.2 缩放预测模块 273
9.3 采样比率约束 275
9.4 上采样滤波器 276
9.5 环路恢复滤波器 277
9.6 语法元素 278
9.7 参考缩放模式和超分辨率模式
的实现 281
第 10 章 电影颗粒合成 282
10.1 电影颗粒合成算法 283
10.1.1 电影颗粒模板模型 284
10.1.2 电影颗粒强度模型 286
10.1.3 电影颗粒合成的实现 288
10.2 电影颗粒模型估计 295
10.2.1 图像内容分析 296
10.2.2 图像去噪 297
10.2.3 分段线性函数估计 299
第 11 章 屏幕视频编码工具 302
11.1 帧内块拷贝 302
11.1.1 运动向量和参考像素
区域 302
11.1.2 禁用环路滤波器 305
11.1.3 语法元素 305
11.1.4 基于哈希的运动估计 307
11.2 调色板模式 309
11.2.1 调色板和颜色索引图 309
11.2.2 语法元素 311
参考文献 317
