H.266/VVC技术描述_2-帧内预测_1-预测模式与宽角度预测

1、 帧内预测模式

  VVC将HEVC的33种角度模式扩展为了65种，另外还有DC模式和planar模式，共67种模式。DC模式与planar模式与HEVC相同。这些预测模式会应用到所有size的块。下图中用红色标出了VVC新增的模式。

  在VTM中，一些非方形块的传统的角度模式会被自适应替换为宽角度模式。HEVC中的编码块都是方形且边长为2的指数，因此计算DC模式时候可以不使用除法(用移位代替)。但是VVC中，由于矩形块的出现，可能会需要除法。为了避免DC模式中的除法计算，VTM计算矩形块的DC模式时只使用长边。

2、 预测模式编码

  VVC帧内模式使用长度为6的MPM列表，不论MPL和ISP是否开启MPM都会被使用。MPM列表根据编码块左边和上边的块来构造，根据不同情况，MPM构造的方法为：

–如果左和上都是非角度：
  MPM list -> {Planar, DC, V, H, V-4, V+4}
–如果左和上中一个为角度，一个为非角度，设max为其中大的角度：
  MPM list -> {Planar, Max, DC, Max -1, Max +1, Max -2}
–如果左和上都为角度且不同，设max为其中大的角度：
  –如果左和上差值在2到66之间：
    MPM list -> {Planar, Left, Above, DC, Max -1, Max +1}
  –否则：
  MPM list -> {Planar, Left, Above, DC, Max -2, Max +2}
–如果左和上是相同的角度：
MPM list -> {Planar, Left, Left -1, Left +1, DC, Left -2}

  假如预测模式在MPM列表中，对MPM列表的索引进行不等长编码，第一位使用CABAC，其他位使用旁路编码。
  假如预测模式不在MPM列表，对模式索引号使用截断二进制编码(Truncated Binary Code， TBC)。
  MPM详细情况可参考https://blog.csdn.net/peter_red_boy/article/details/90728911

3、 宽角度预测

  HEVC帧内预测的角度是时钟的45度到-135度，这在方块情况下适用，在非方块形情况下可能不适用。在VTM中，进行非方块的帧内预测时，几种传统的角度模式会被自适应的使用，来代替传统角度模式。宽角度模式仍然使用传统的角度模式索引来标识，因此帧内模式仍然是67种，帧内模式的编码方式也不改变。宽角度模式参考像素如下图。


  宽角度的替换根据块的长宽比进行，被替换的模式如下表所示。

Aspect ratio	Replaced intra prediction modes
W / H == 16	Modes 12, 13,14,15
W / H == 8	Modes 12, 13
W / H == 4	Modes 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
W / H == 2	Modes 2,3,4,5,6,7,
W / H == 1	None
W / H == 1/2	Modes 61,62,63,64,65,66
W / H == 1/4	Mode 57,58,59,60,61,62,63,64,65,66
W / H == 1/8	Modes 55, 56
W / H == 1/16	Modes 53, 54, 55, 56

宽角度模式最多可以有28种，VVC所有预测模式如下图。