视频压缩编码技术(H.264) 之帧内预测
预测？
总感觉这个词有股神奇的力量
能够将你引向未来
是不是这样呢~
那么
帧内预测是不是力量更大呢
它又有什么样的作用呢？
帧内预测可以防止视频产生锯齿现象。
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。
此外，还有一种帧内编码模式称为I_PCM 编码模式。该模式下，编码器直接传输图像像素值，而不经过预测和变换。在一些特殊的情况下，特别是图像内容不规则或者量化参数非常低时该模式比起“常规操作”（帧内预测—变换—量化—熵编码）效率更高。I_PCM 模式用于以下目的：
1）允许编码器精确的表示像素值
2）提供表示不规则图像内容的准确值，而不引起重大的数据量增加。
3）严格限制宏块解码比特数，但不损害编码效率。
在以往H.263+、MPEG-4 等视频压缩编码标准中，帧内编码被引入变换域。H.264 帧内编码则参考预测块左方或者上方的已编码块的邻近像素点，被引入空间域。但是，如果参考预测块是帧间编码宏块，该预测会因参考块的运动补偿引起误码扩散。所以，参考块通常选取帧内编码的邻近块。
1 、 亮度预测
a)利用像素A-Q 对方块中a-p 像素进行帧内4×4 预测 b)帧内4×4 预测的8 个预测方向
如上图a）所示，4×4 亮度块的上方和左方像素A～Q 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～Q 值和9 种模式实现。其中模式2(DC预测)根据A～Q 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b）箭头表明了每种模式预测方向。对模式3～8，预测像素由A～Q加权平均而得。例如，模式4 中，p=round(B/4+C/2+D/4)。下表给出了这9 种模式的描述。
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 |
2、 16×16 亮度预测模式
宏块的全部16×16 亮度成分可以整体预测，有4 种预测模式，帧内16×16 模式适用于图像平坦区域预测。
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 |
3、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）。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）。
帧内预测的神奇力量
你领会到了没呢