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[强基固本-视频压缩] 第三章:HEVC中的空间(帧内)预测

HEVC标准所实现的视频编码系统被分类为基于块的混合编解码器。“基于块”在这里意味着每个视频帧在编码过程中被划分为块,然后应用压缩算法。那么“混合”是什么意思呢?在很大程度上,编码过程中视频数据的压缩是通过从视频图像序列中消除冗余信息来实现的。显然,在时间上相邻的视频帧中的图像极有可能看起来彼此相似。为了消除时间冗余,在先前编码的帧中搜索与当前帧中要编码的每个块最相似的图像。一旦找到,该图像就被用作正在被编码的区域的估计(预测),然后从当前块的像素值中减去预测的像素值。在预测良好的情况下,差分(残差)信号包含的信息明显少于原始图像,这为压缩提供了保障。然而,这只是消除冗余的一种方法。HEVC提供了另一个选择,使用与当前块相同的视频帧中的像素值进行预测。这种预测被称为空间或帧内预测(intra)。因此,“混合”一词所指的是同时使用两种可能的方法来消除视频图像中的时间或空间冗余。还应当注意,帧内预测效率在很大程度上决定了整个编码系统的效率。现在让我们更详细地考虑HEVC标准提供的帧内预测的方法和算法的主要思想。

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