H.264的两个概念：DC系数和AC系数。 MV预测过程详解（附图）

在做熵编码之前，先明确两个概念：DC系数和AC系数。
量化后得到的仍是64个系数，量化并没有改变系数的性质。大家知到DCT变换是将数据域从时（空）域变换到频域，在频域平面上变换系数是二维频域变量u和v的函数。对应于u=0，v=0的系数，称做直流分量，即DC系数，其余63个系数称做AC系数，即交流分量。

DC系数：对应于u=0，v=0的系数，称做直流分量，即DC系数。
AC系数：其余63个系数称做AC系数，即交流分量。

===========第一步：确定相邻块===========

MV 预测以宏块分割（或亚宏块分割，如果宏块存在亚分割）为单位，同一个宏块分割（或亚宏块分割）内所有 4*4 块 MV 预测值相同。以每个宏块分割（或亚宏块分割）的左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点来确定相邻块则：
pixel1 左侧相邻像素所在 4*4 块为当前宏块分割（或亚宏块分割）的相邻块 A
pixel1 上方相邻像素所在 4*4 块为当前宏块分割（或亚宏块分割）的相邻块 B
pixel2 右上对角线像素所在 4*4 块为当前宏块分割（或亚宏块分割）的相邻块 C
pixel1 左上对角线像素所在 4*4 块为当前宏块分割（或亚宏块分割）的相邻块 D

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2006-9-29 11:14 AM

以最复杂的 8*8 宏块分割类型为例（此时只存在亚宏块分割），分析如下：
假设图中黑色框表示宏块、每个绿色框表示一个 4*4 块、每个红色框表示一个 8*8 块。当前宏块的宏块分割模式为 8*8（如图中红色线），其亚宏块分割模式分别为：第一个 8*8 块为 8*8，第二个 8*8 块为 4*4（如图中蓝色线），第三个 8*8 块为 4*8（如图中蓝色线），第四个 8*8 块为 8*4（如图中蓝色线）。则按照上述方法来确定相邻块的方法如下：
第一个预测对象为第一个 8*8 块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 7 号 4*4 块，B 为 2 号 4*4 块，C 为 4 号 4*4 块，D 为 1 号 4*4 块。9、14、15 与 8 具有相同 MV 预测值
第二个预测对象为第二个 8*8 块的第一个 4*4 块，即 10 号块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 9 号4*4块，B 为 4 号4*4块，C 为 5 号 4*4 块， D 为 3 号 4*4 块
第三个预测对象为第二个 8*8 块的第二个 4*4 块，即 11 号块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 10 号4*4块，B 为 5 号4*4块，C 为 6 号 4*4 块，D 为 4 号 4*4 块
第四个预测对象为第二个 8*8 块的第三个 4*4 块，即 16 号块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 15 号4*4块，B 为 10 号4*4块，C 为 11 号 4*4 块，D 为 9 号 4*4 块
第五个预测对象为第二个 8*8 块的第四个 4*4 块，即 17 号块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 16 号4*4块，B 为 11 号4*4块，C 为 12 号 4*4 块，D 为 10 号 4*4 块
第六个预测对象为第三个 8*8 块的第一个 4*8 块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 19 号 4*4 块，B 为 14 号 4*4 块，C 为 15 号 4*4 块，D 为 13 号 4*4 块。26 与 20 具有相同 MV 预测值
第七个预测对象为第三个 8*8 块的第二个 4*8 块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 20 号 4*4 块，B 为 15 号 4*4 块，C 为 16 号 4*4 块，D 为 14 号 4*4 块。27 与 21 具有相同 MV 预测值
第八个预测对象为第四个 8*8 块的第一个 8*4 块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 21 号 4*4 块，B 为 16 号 4*4 块，C 为 18 号 4*4 块，D 为 15 号 4*4 块。23 与 22 具有相同 MV 预测值
第九个预测对象为第四个 8*8 块的第二个 8*4 块，以其左上角像素 pixel1 和右上角像素 pixel2 为参考点，则：A 为 27 号 4*4 块，B 为 22 号 4*4 块，C 为 24 号 4*4 块，D 为 21 号 4*4 块。29 与 28 具有相同 MV 预测值



===========第二步：确定 A、B、C 的可用性===========

根据 A、B、C 所在宏块是否存在或者是否允许参与预测来判断。如果 C 不可用，采用 D 代替 C




===========第三步：预测 MV ===========

1、如果 A、B、C 三个参考块中只有一个与当前预测对象为同一参考帧，则选取该参考块的 MV 作为最终 MV 预测值
2、当前宏块是否为 8*16 或者 16*8 分割：
（1）、如果当前宏块为 8*16 分割类型：
对于左边 8*16 分割，如果 A 与当前分割为同一参考帧，则采用 A 的 MV 为该分割的最终 MV 预测值
对于右边 8*16 分割，如果 C 与当前分割为同一参考帧，则采用 C 的 MV 为该分割的最终 MV 预测值
（2）、如果当前宏块为 16*8 分割类型：
对于上边 16*8 分割，如果 B 与当前分割为同一参考帧，则采用 B 的 MV 为该分割的最终 MV 预测值
对于下边 16*8 分割，如果 A 与当前分割为同一参考帧，则采用 A 的 MV 为该分割的最终 MV 预测值
3、其余情况并且 B、C 中有一个可用或者两者都可用，则采用中值预测（取 A、B、C 三者中MV的中值为最终 MV 预测值）
4、其余情况并且 B、C 皆不可用，则采用 A 的 MV 为最终 MV 预测值


【注】：1、宏块分割时的相邻块确定方法与第一步所述过程雷同：16*16 相当于 8*8，8*16、16*8 分别相当于 4*8、8*4
2、对于不可用的相邻块，其 MV 仍然可能参与 MV 预测，但其值为 0。例如：A 不可用，B、C 可用，则最终可能仍然是在 A、B、C 中取中值，但此时 A 的 MV 为 0；
3、对于不可用的相邻块，其参考帧索引被设置为 -1，即必然与当前预测对象非同一参考帧；
4、可以验证：同时满足第三步的第一、第二两种情况时，按第一种情况计算 MV 预测值与按第二种情况计算 MV 预测值等效；
5、该预测过程即为标准 8.4.1.3 小节的内容，在 JM86 中对应的代码为 SetMotionVectorPredictor 函数；
6、MBAFF 情况下的相邻块均指对应位置（co-locate）块。