Ⅰ FPGA基於VCU的H265視頻解壓縮，解碼後HDMI2.0輸出，支持4K60幀，提供工程源碼+開發板+技術支持
前言
Xilinx Zynq UltraScale+ ZUEV系列FPGA集成VCU視頻編解碼功能，其特點包括支持高達32個流的同步編碼和解碼，具備低時延速率控制和靈活的速率控制選項，支持最高4K UHD @ 60Hz的視頻解壓縮，並兼容8 K UHD (~15 Hz)的降低幀速率。
本設計採用Zynq UltraScale+ MPSoCs的高端型號XCZU4EV FPGA，基於VCU進行H265視頻解壓縮，支持從TF卡讀取並解碼的.ts格式壓縮視頻，輸出通過HDMI 2.0介面以4K60幀的解析度顯示。提供包含完整工程源碼、開發板和技術支持的資源包。
詳細設計方案包括以下步驟：
提供的資源包含：
工程代碼和技術支持已整合，適用於學生項目、研究生研究或在職工程師的學習提升，適用於醫療、軍工等領域的高速介面和圖像處理需求。
欲獲取完整工程源碼和技術支持，請私信聯系。
免責條款：本工程及其源碼包括原創和網路資源，若侵犯版權，請聯系刪除。僅供學習研究，禁止商業用途。
已有JPEG解壓縮、JPEG-LS壓縮、H264和H265編解碼方案，更多信息請訪問專欄。
詳細介紹請參考博客鏈接。
設計框圖如下。
可選擇的FPGA開發板包括但不限於Xilinx Kintex7系列、Zynq UltraScale+系列等，具體信息請見博客鏈接。
准備.ts格式的壓縮視頻，復制至TF卡中。
輸入格式為YUV420，支持最高4K60幀。
配置終端指令用於視頻基地址。
實現視頻背景疊加，支持最高4K解析度。
用於4K HDMI視頻收發。
進行串並轉換，支持HDMI2.0輸出。
使用Vivado 2020.2版本編譯的固件。
包含Vivado Block Design邏輯設計和PetaLinux軟體設計。
提供工程源碼架構、輸入輸出、解壓縮方案、工程作用及資源功耗信息。
處理vivado版本、FPGA型號不一致等問題。
推薦使用博客推薦的開發板，連接顯示器，配置Xshell終端，查詢並設置顯示器解析度，執行解壓縮和播放指令。
通過私信方式提供工程代碼鏈接下載。
Ⅱ 音視頻基礎：H265/HEVC&碼流結構
H265/HEVC：面向高清與超高清視頻的高效編碼標准
在高清與超高清視頻的浪潮下，現有視頻壓縮技術難以滿足對存儲空間和網路帶寬的高效利用需求。H265/HEVC應運而生，旨在提供更高壓縮效率，以解決視頻數據率的急劇增長對網路傳輸和數據存儲帶來的挑戰。
H265/HEVC作為ITU-T和ISO組織共同制定的視頻壓縮標准，繼承了H264/AVC的諸多特性。在滿足更高清晰度、更高幀率與壓縮率的視頻需求上，H265/HEVC進行了優化，引入了多項技術革新。
H265/HEVC技術亮點包括：
- **更高清晰度要求**：支持2K、4K及更高解析度視頻的編碼。
- **更高幀率**：支持從30fps到60fps乃至更高的幀率，確保視頻流暢度。
- **壓縮效率提升**：通過演算法優化，實現更高的壓縮率，減少存儲與傳輸需求。
- **內部實現優化**：改進編碼器實現，提高處理速度與編碼質量。
H265/HEVC的碼流結構與H264類似，分為視頻編碼層（VCL）和網路適配層（NAL）。VCL層包含視頻壓縮數據，NAL則負責數據分割與封裝，確保磁碟存儲與網路傳輸的穩定性。
- **碼流結構**：通過啟始碼進行分割，形成NALU，分為VPS、SPS、PPS、SEI等類型，I幀與P幀依次排列。
- **VPS的引入**：增加視頻參數集（VPS），以支持更靈活的編碼配置。
- **NALU類型**：詳細說明不同類型的NALU，如VPS、SPS、PPS、SEI、I幀與P幀，確保解碼端正確識別並處理數據。
通過分析編碼後的碼流文件，可以清晰地看到H265/HEVC的實現細節。VPS、SPS、PPS與SEI等參數集的序列，緊接著I幀與P幀的數據，展示了標準的碼流組織方式。這一結構不僅支持高效的數據傳輸，還確保了編碼與解碼的一致性。
了解H265/HEVC編碼標准，對於音視頻開發人員至關重要。推薦深入學習音視頻開發基礎知識，包括視頻錄制原理、播放原理等。此外，FFmpeg、WebRTC等技術的學習資源，以及相關音視頻流媒體開發的高級培訓，將有助於全面掌握H265/HEVC的應用與實踐。
Ⅲ 音視頻數據處理(二)-H265/HEVC視頻碼流分析
1、NALUPayload，即視頻壓縮數據RBSP，但是嚴格意義上來說，Payload數據應該是EBSP，接下來詳細介紹一下H265碼流數據中的相關概念，與H264類似。
2、H264由於演算法優化，可以低於1Mbps的速度實現標清數字圖像傳送；H265則可以實現利用1~2Mbps的傳輸速度傳送720P（解析度1280*720）普通高清音視頻傳送。
3、H.265是ITU-TVCEG繼H.264之後所制定的新的視頻編碼標准。H.265標准圍繞著現有的視頻編碼標准H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改進。
4、h.265編碼：是ITU-TVCEG繼H.264之後所制定的新的視頻編碼標准。優勢不同h.264編碼：和MPEG2和MPEG4ASP等壓縮技術相比，在同等圖像質量下，採用H.264技術壓縮後的數據量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。
5、H.265是ITU-TVCEG繼H.264之後所制定的新的視頻編碼標准。H.265標准圍繞著現有的視頻編碼標准H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改進。