AV1解码过程规范简介
AV1解码过程规范专栏
专栏简介
本专栏系统性地介绍AV1视频解码的完整过程，从比特流解析到最终图像输出，深入解析每个环节的技术细节和实现原理。
目标读者: 视频编解码工程师、对AV1技术感兴趣的开发者
专栏特点:
- 基于AV1官方规范文档
- 结合实际源码实现：本专栏基于作者自己编写的AV1解码器源码（GitHub仓库），所有代码示例和实现细节均来自实际可运行的Python实现
- 提供详细的流程图和代码示例
- 循序渐进，从整体到细节
专栏结构
第一部分：解码流程概览
1. AV1解码过程总览
- AV1解码器整体架构
- 解码流程的十个主要阶段
- OBU（Open Bitstream Unit）结构
- 关键数据结构和状态管理
- 状态: ✅ 已完善
2. OBU解析与帧单元处理
- OBU类型和结构
- 序列头（Sequence Header）解析
- 帧头（Frame Header）解析
- Tile Group解析
- 帧单元（Frame Unit）的组织
- 状态: 📝 待完善
3. Tile解码流程
- Tile划分和并行处理
- Superblock解码
- 块划分（Block Partitioning）
- 模式信息解码
- 残差解码
- 状态: 📝 待完善
第二部分：预测技术详解
4. 帧内预测解码过程
- 4.1 帧内预测概述
- 4.2 模式信息解码
- 4.3 基本帧内预测模式详解
- 4.3.1 方向帧内预测（Directional）
- 4.3.2 DC帧内预测
- 4.3.3 平滑帧内预测（Smooth）
- 4.3.4 递归帧内预测（Filter Intra）
- 4.3.5 基本帧内预测（Paeth）
- 4.4 调色板预测（Palette）
- 4.5 CFL预测（Chroma from Luma）
- 状态: ✅ 已完善
5. 帧间预测解码过程
- 5.1 帧间预测概述
- 5.2 模式信息解码：
- 5.2.1 参考帧解码
- 5.2.2 运动向量栈构建
- 5.2.3 Y模式解码
- 5.2.4 运动向量分配
- 5.2.5 Inter-Intra模式
- 5.2.6 运动模式（SIMPLE/OBMC/LOCALWARP）
- 5.2.7 复合类型
- 5.3 预测生成过程：
- 5.3.1 运动向量缩放
- 5.3.2 块间预测（Block Inter Prediction）
- 5.3.3 Warp预测（仿射变换）
- 5.4 复合预测混合
- 5.5 重叠块运动补偿（OBMC）
- 状态: ✅ 已完善
6. 运动向量处理详解
- 6.1 运动向量栈（MV Stack）构建
- 6.2 运动向量预测和编码
- 6.3 运动向量缩放
- 6.4 全局运动参数（Global Motion）
- 6.5 局部Warp参数估计
- 状态: 📝 待完善
第三部分：残差解码与重建
7. 变换与量化
- 变换树（Transform Tree）结构
- 变换类型和大小
- 量化参数解码
- 系数解码（Coefficient Decoding）
- 状态: 📝 待完善
8. 残差解码过程
- 残差解码流程
- 变换块解码
- 系数扫描顺序
- 熵解码（Entropy Decoding）
- CDF更新
- 状态: 📝 待完善
9. 重建过程
- 逆量化（Dequantization）
- 逆变换（Inverse Transform）
- 预测与残差合并
- 裁剪到有效范围
- 状态: 📝 待完善
第四部分：后处理与输出
10. 环路滤波（Loop Filter）
- 去块效应滤波（Deblocking Filter）
- 滤波强度计算
- 边界处理
- 状态: 📝 待完善
11. CDEF滤波
- CDEF（Constrained Directional Enhancement Filter）
- 方向检测
- 滤波参数解码
- 状态: 📝 待完善
12. 超分辨率（Upscaling）
- 超分辨率处理流程
- 缩放参数
- 状态: 📝 待完善
13. 环路恢复（Loop Restoration）
- 环路恢复类型：
- Wiener滤波
- SGR（Self-Guided Restoration）
- 恢复单元处理
- 状态: 📝 待完善
14. 参考帧管理
- 参考帧存储
- 参考帧更新
- 参考帧标记
- 参考帧加载
- 状态: 📝 待完善
15. 输出过程与Film Grain
- 输出过程
- Film Grain合成
- YUV格式输出
- 状态: 📝 待完善
第五部分：高级特性
16. 调色板模式（Palette Mode）
- 调色板语法解码
- 颜色索引解码
- 调色板预测
- 状态: 📝 待完善
17. IntraBC模式
- IntraBC（Intra Block Copy）概述
- IntraBC语法解码
- 运动向量处理
- 状态: 📝 待完善
18. 分段（Segmentation）
- 分段特征
- 分段ID解码
- 分段参数应用
- 状态: 📝 待完善
19. 参考帧选择策略
- 参考帧类型
- 参考帧索引管理
- Skip模式
- 状态: 📝 待完善
第六部分：实现细节
20. 熵解码详解
- 符号解码（Symbol Decoding）
- CDF（Cumulative Distribution Function）
- 自适应更新
- 多符号解码
- 状态: 📝 待完善
21. 比特流解析
- BitReader实现
- 比特读取和解析
- 对齐处理
- 状态: 📝 待完善
22. 数据结构和状态管理
- AV1Decoder类结构
- TileGroup数据结构
- FrameHeader数据结构
- SequenceHeader数据结构
- 状态转换
- 状态: 📝 待完善
专栏进度
- ✅ 已完成: 3篇
- 📝 待完善: 19篇
已完成文章
- ✅ AV1解码过程总览
- ✅ 帧内预测解码过程
- ✅ 帧间预测解码过程
参考资源
官方文档
- AV1规范文档
- 源码实现: GitHub - av1_learning
更新日志
2026-01-09
- 创建专栏索引文档
- 规划19篇文章结构
- 完成3篇核心文章
反馈与贡献
如有问题或建议，欢迎反馈！
浙公网安备 33010602011771号