H264预测模式笔记

目录

亮度Luma预测模式

4x4亮度块预测

16x16亮度块预测

8x8的色度块预测

帧内预测模式的选择

4x4亮度块的预测模式编码

 

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H.264标准中提出按块进行计算，一个宏块是16x16像素，然后它可以分成子块，最小是4x4的（这个大小是对于亮度编码而言，至于色度编码，4:2:0格式的色度宏块的长和宽都是亮度宏块的一半），这样也能大大提高计算速度。

亮度Luma预测模式

4x4亮度块预测

Intra（帧内预测）有两种，一种是4x4大小的亮度块，一种是16x16大小的亮度块。对于4x4大小的亮度块，我们有9种预测模式，如下图所示

模式0：垂直模式，条件：A~D可用。
模式1：水平模式，条件：I~L可用。
模式2：DC模式，条件：A~D或I~L可用。
模式3~8：方向模式，各个像素是由A到L像素通过权重不等的公式加权计算的。

 

我们注意到这里有9种模式，之后要进行编码的话，我们除了把残差编进去，总得知道我预测的时候用了哪种模式吧，9这个数就尴尬了，因为刚好三个比特可以表示8种，四个比特可以表示16种，所以3bit不够4bit又浪费了。怎么办呢？有个方法就比较巧妙，我有1bit用来表示我当前用的模式和前面的是不是一样的，因为经常有这样的情况，我前面块用的预测方向和现在这个块用的预测方向一样（比如物体边缘是一条直线，那么对应的那几个块用的预测方向很可能都是一样的），如果一样，我只用1bit就足够存储了，如果不一样，我再用用4个bit存储，也就达到了节约bit的目的。

16x16亮度块预测

16x16亮度块有四种模式，如下图

　　参考像素为左边16个、上边16个和左上1个共33个像素，分别记为p(-1,y)、p(x,-1)、p(-1,-1)。参考像素在下面情况下不可用：
　　　　》不位于当前图像或条带；位于帧间宏块，且constrained_intra_pred为1；
　　预测模式有4种：
　　　　》模式0：垂直预测，条件：p(x,-1)可用；
　　　　》模式1：水平预测，条件：p(-1,y)可用；
　　　　》模式2：DC预测，条件：p(x,-1)或p(-1,y)可用；
　　　　》模式3：平面（plane）预测。

8x8的色度块预测

对于色度块是亮度块的四分之一，也就是8x8的，那就只有一种了，预测模式也跟亮度16x16块的类似，有四种，只不过具体的序号不一样而已。是0代表DC，1代表horizontal，2代表vertical，3代表plane。
plane的算法和上面16x16的类似，只不过系数变了，而且两个色度块用的方式一定都是一样的。

帧内预测模式的选择

　　亮度和色度的帧内预测，都有多种预测策略，因此实际应用中要选择最优的帧内预测策略。
　　对于色度块预测，只能采用8x8的分块大小，只需要比较4中模式的代价（用RDO模型），选择代价最小的模式即可。
　　对于亮度块预测，可以采用16x16和4x4的块大小，所以需要先后计算出9中4x4预测模式的最小代价（RDO模型）和4中16x16预测模式的最小代价（SATD公式），然后从中选择较小的预测模式。

 

4x4亮度块的预测模式编码

　　由于4x4块有9种预测模式，如果完全编码需要4bits，所以根据该块周围（上和左）边的4x4块的预测方式来推断当前块的预测模式。如果推断的预测模式一直，则只需要传输1bit（pred_intra4x4_pred_mode_flags=0），否则传输需要4（rem_intra4x4_pred_mode为4x4亮度块预测模式的编码值）+1（pred_intra4x4_pred_mode_flags=1）=5bits。

   　使用无符号哥伦布编码直接将预测方式编号编入码流。　

 

 

 

 

 

 

参考：https://www.cnblogs.com/charybdis/p/6049108.html