音视频——帧内预测

H264编码(帧内预测)

在帧内预测模式中，预测块P是基于已编码重建块和当前块形成的。对亮度像素而言，P块用于4×4子块或者16×16宏块的相关操作。4×4亮度子块有9种可选预测模式，独立预测每一个4×4亮度子块，适用于带有大量细节的图像编码；16×16亮度块有4种预测模式，预测整个16×16亮度块，适用于平坦区域图像编码；色度块也有4种预测模式，类似于16×16亮度块预测模式。编码器通常选择使P块和编码块之间差异最小的预测模式。

4×4亮度预测模式

如图6.14所示，4×4亮度块的上方和左方像素A～M为已编码和重构像素，用作编解码器中的预测参考像素。a～p为待预测像素，利用A～M值和9种模式实现。其中模式2(DC预测)根据A～M中已编码像素预测，而其余模式只有在所需预测像素全部提供才能使用。图6.15箭头表明了每种模式预测方向。对模式3～8，预测像素由A～M加权平均而得。例如，模式4中，d=round(B/4+C/2+D/4)。

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模式	描述
模式0（垂直）	由A、B、C、D 垂直推出相应像素值
模式1（水平）	由I、J、K、L 水平推出相应像素值
模式2（DC）	由A~D 及I~L 平均值推出所有像素值
模式3（下左对角线）	由45°方向像素内插得出相应像素值
模式4（下右对角线）	由45°方向像素内插得出相应像素值
模式5（右垂直）	由26.6°方向像素值内插得出相应像素值
模式6（下水平）	由26.6°方向像素值内插得出相应像素值
模式7（左垂直）	由26.6° 方向像素值内插得出相应像素值
模式8（上水平）	由26.6° 方向像素值内插得出相应像素值

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16×16预测模式

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模式	描述
模式0（垂直）	由上边像素推出相应像素值
模式1（水平）	由左边像素推出相应像素值
模式2（DC）	由上边和左边像素平均值推出相应像素值
模式3（平面）	利用线形“plane”函数及左、上像素推出相应像素值，适用于亮度变化平缓区域

8×8色度块预测模式

每个帧内编码宏块的8×8色度成分由已编码左上方色度像素预测而得，两种色度成分常用同一种预测模式。

4种预测模式类似于帧内16×16预测的4种预测模式，只是模式编号不同。其中DC（模式0）、水平（模式1）、垂直（模式2）、平面（模式3）。

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对于当前块C, 编解码器按照如下方法计算

probableprediction mode＝

          min{prediction mode of A, predictionmodes of B}

当A (或者 B）的预测模式不可用时，

         prediction mode of A＝ 2.

例如

A 和 B块的预测模式分别为 3 和1

   most probable mode for block C =1

编码器为每个4x4 块发送一个标记 flag,解码器按照如下方式解码

Ifflag==1, prediction mode=most_probable_mode

Ifflag==0

   If rem_intra4×4_pred_mode< most_probable_mode

     prediction mode=rem_intra4×4_pred_mode

   else

     prediction mode=rem_intra4×4_pred_mode+1

这样表示9中预测模式只需要8个值 (0 to 7)

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