当前主流的视频编码标准（如H.264/AVC，VP9，AVS1，HEVC等）均使用当前预测单元最邻近的已重构像素对当前预测单元进行帧内预测。...一、 HEVC中的帧内预测单元 与H.264/AVC相比，HEVC采用更加灵活的四叉树划分结构，其编码单元的尺寸可以从8x8到64x64，预测单元的尺寸可以从4x4到64x64。...图 1 HEVC的帧内编码单元有两种类型的预测单元，分别是2Nx2N和NxN。...图 2 二、 HEVC标准制定前后多划分及多参考行帧内预测技术的演进 在HEVC标准制定的初期阶段， JCTVC-A111 [2] 以及JCTVC-A118 [3] 提出了基于行或列的帧内预测技术。...与SDIP技术相比，ISP主要有以下几项改进： （1）只有最有可能预测模式列表（Most probable mode list，简称MPM list）中的帧内预测模式能被ISP模式使用。
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。...帧内预测的块划分 如前所述，HEVC系统中的编解码是在逐块的基础上执行的。将视频帧划分为块的过程是自适应的，即根据图像的性质进行定制。...在HEVC中对PU（预测单元）执行空间帧内预测。PU的大小与CU的大小相同，但有两个例外。...块内的数字显示了在编码期间访问PU的顺序。 图1 图像块的可能划分方式 参考像素与预测模式 在HEVC中使用相邻块的像素值来对要编码的块内部的像素值进行空间预测，这些相邻块的像素值被称为参考像素。
一、HEVC中的帧内预测技术 HEVC标准制定的一个重要应用场景是高分辨率视频的编码，例如1080P和4K视频。...在HEVC的帧内预测过程中，当前块内的所有像素根据指定的预测方向被映射到左侧或者上侧参考像素。...二、 VVC中的方向预测技术 VVC的技术框架沿用HEVC，帧内预测单元的大小仍然是从4x4到64x64，但是VVC采纳了更加精细的帧内预测方向来更好的预测视频和图像中的结构信息，其中包括65个传统的帧内预测方向以及...与HEVC一样，VVC中所有的预测单元都采用统一的编码方式对帧内预测模式进行编码。但是由于VVC需要编码67个预测模式，如果当前的预测模式不在MPM列表中，则需要使用6个比特位来对其进行编码。...三、 总结 本文总结了HEVC和VVC标准中帧内方向预测的设计方案。
这篇博客主要对AV1的帧内预测编码部分的代码进行分析。 AV1同其他标准一样，预测是为了生成当前块的预测器（Predictor），然后把当前块像素值与预测器的差值传递给编码器的下一个阶段。...在AV1的参考软件libaom-av1中，帧内预测从函数 av1_predict_intra_block_facade() 开始。...//AV1 帧内预测起始函数 void av1_predict_intra_block_facade(const AV1_COMMON* cm, MACROBLOCKD* xd, int plane,...cfl_predict_block(xd, dst, dst_stride, tx_size, plane); return; } // 从该函数正式进入单个component的帧内预测...处理调色板模式，处理完直接返回；2. 非调色板模式的情况下，那么做帧内预测就需要知道当前块的周边块是否存在且可用。
HM-16.9 estIntraPredLumaQT - 亮度帧内预测模块 estIntraPredLumaQT 执行流程 遍历当前CU中的每个PU： 计算需要进行完整RD率失真优化的模式的数量 numModesForFullRD...，选择若干个cost较小的作为最佳预测模式 帧内预测 hadamard变换，计算SATD，计算cost 更新候选列表 uiRdModeList MPM模式 candModeList3 - uiPreds3...更新亮度失真 重建图像，为下一个帧内预测编码块做参考准备 更新当前PU数据 非快速搜索：35种预测模式均加入候选列表 uiRdModeList do while 实现对编码块的遍历 estIntraPredLumaQT...puRect.width, puRect.height, chFmt, sps.getSpsRangeExtension().getIntraSmoothingDisabledFlag()); // 帧内预测...iMode : Int(NUM_MOST_PROBABLE_MODES); // MPM预测模式不在候选列表中，则添加到模式候选列表中 for( Int j=0; j
对于帧内编码来说，一方面，无论是VP9还是HEVC，都仍然用四叉树的形式对编码块进行逐级划分，两者的划分方式是相似的；另一方面，从表中的帧内预测模式数目对比可以明显的发现，在帧内模式，尤其是方向模式上，...的深度信息进行帧内转码加速以及利用VP9采用的帧内预测模式进行方向的映射。...VP9的帧内预测提供了丰富的深度信息，这对于优化HEVC的帧内预测模式是一个很好的入手点。...帧内预测的第二个关键部分就是预测模式的选取，根据前述的VP9和HEVC技术对比，VP9帧内预测采取8种方向模式和2种无方向模式，与之对应的HEVC则采取了33种方向模式和2种无方向模式，如图3所示。...VP9方向预测模式对应的8个角度分别为27°、45°、63°、90°、117°、135°、153°、180°，其分别对应HEVC帧内预测模式的30、26、22、18、14、10、6、2。
引言 在H264的帧内预测选择了最佳预测模式后，需要对选择的每个4x4帧内预测模式进行编码成信号，以便后面传输给解码器。但是一个图像帧的4x4块很多，这样会需要大量比特来表示。...考虑到相邻的4x4块本身是强相关的，因此它们的帧内预测模式也是强相关的。利用这个特性，我们可以对图像帧的预测模式进行压缩编码输出，从而在保证相同质量的情况下，达到降低视频码率的目的。 ...下面分别从编码器和解码器的角度对H264的帧内预测模式的编解码过程进行详细说明。 2....利用这个特性，H264标准做了如下规定，E块的最有可能帧内预测编码模式是min(A,B)，也就是取A和B两个块的已知预测模式的最小值。...以上就是H264帧内编码模式的压缩编码和解码过程。
，可以看到它是I帧，由一个个宏块组成，在帧内采用帧内预测的方式进行编码。...edh1.png 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。...五、JM代码 这一小节我们结合JM源码来简单分析下帧内预测的实现 JM包括JM encoder和JM decoder, JM encoder是H.264标准的一个具体实现， JM decoder是对应的解码器....264官方软件JM源代码简单分析-编码器lencod 六、资料 图书：《新一代视频压缩码标准-H.264_AVC(第二版).毕厚杰，王健编著》- 第 6 章 H.264/AVC 编码器原理 H.264 帧内预测...雷神-H.264官方软件JM源代码简单分析-编码器lencod JM源码下载 [JM官方文档] 七、收获 通过本篇的学习实践 了解了帧内编码的方式以及在整个编码过程中起的作用 了解4x4亮度块的9种预测模式
HEVC 中采用隐式表示的场景较少（e.g.对帧内预测的 4×4 亮度残差块隐式地采用 DST7-DST7 变换），而在 VVC 中，隐式表示被更多场合所使用，例如低频不可分离变换 LFNST 变换集索引...图1：隐式表示举例 —— LFNST 变换集索引在解码端是如何获得的 如果编码器中加入了新的帧内预测模式，那么变换核的隐式表示就需要添加新的映射关系（mapping）。...然而，对于 NN-based 的帧内预测模式而言，构建一个固定的映射关系是几乎不可能的。...实验 5.1 实验参数设定 NN-based 帧内预测模式： VVC 中仅添加一个 NN-based 帧内预测模式； 共有 8 个神经网络，分别用于不同的块尺寸： ； 块的相邻重建内容（ ）要先在水平方向进行降采样..."模式： "default": 对于使用 NN-based 帧内预测模式的块，如果 ，则选用对应 LFNST 变换集中的两个变换矩阵之一，不需要进行转置（ 恒为0）； "fully explicit
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。...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
AV1的DC预测模式，是将整个预测块的所有像素值全部赋值为128，即十六进制0x80，赋值根据块的大小不同共分为以下六个函数进行： aom_dc_128_predictor_32x32_avx2 aom_dc...predictor_64x64_avx2 aom_dc_128_predictor_64x32_avx2 aom_dc_128_predictor_64x16_avx2 函数分别为 // 将值128作为预测像素值填充到一个...32x32的预测快中 void aom_dc_128_predictor_32x32_avx2(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, const uint8_t *above,...然后第二步，函数通过一个循环，循环次数为height（height=32），来将这个256/8=32个像素的vector赋值到整个预测块。 ? 这样，一个32x32的预测块就生成了。
在 VVC 中，输入视频帧被分成称为编码树单元 (CTU) 的块。CTU 由不同级别的编码单元 (CU) 组成，这些编码单元共享相同的预测风格(即帧内或帧间)。...在现有的 VVC 算法中，低复杂度的帧内预测算法受到的关注较少。为了解决这个问题，本文提出了一个两阶段的框架。 提出的算法 VVC 的帧内预测包含两个步骤。...因此，本文设计了一种两阶段复杂度优化策略:基于深度特征融合的帧内深度预测模型 （D-DFF） 确定最优深度，基于概率估计的分区模式预测模型 （P-PBE） 选择候选分区。...最后利用所选择的深度和分区来加快 VVC 内编码中 CU 分区的速度。 基于深度特征融合的帧内深度预测 参考信息 VVC 与 HEVC 相比，采用了更大的 CTU 尺寸和深度。...考虑到帧内和帧间预测的不同分区分布，还可以进一步完善该模型以提高 RD 性能。 表5 算法在随机接入和低时延配置下的结果
VP9帧内编码。...他们工作的目标就是通过将此RDO过程替换为基于深度学习的分块预测来加速VP9帧内模式。...参考编码器被修改成可以提取出编码码流的分块树和QP值，从而可以获得数据集的标签；把原视频降采样到编码分辨率，然后从亮度通道提取无重叠的64x64块作为原始像素值，这些也就是数据集的具体数据；数据集含有帧内...预测的准确率在在Level0和3达到了90%以上，在Level1和2也达到了85%左右。 ?...将训练好的模型使用Tensorflow的C接口集成到VP9参考编码器，用预测的编码结果替代RDO，在三种分辨率下测试了编码性能。
H.265视频编码框架： H.265仍然沿用了自H.263就开始采用的广为接受的混合编码框架（帧内编码，帧间编码，变换，量化，编码四个部分），比如帧内预测和基于运动补偿的帧间预测，以及转换编码和高性能的熵编码...预测单元（PU） 在H.265中，PU是进行帧内预测和帧间预测的基本单元，大小可以从4×4 到64×64，并且除了对称模式（symmetric motion partition）的2N×2N、N×N、...2.1帧内预测 H.264视频编码中首次出现了帧内预测，最早的H.263和MPEG—2都没有帧内预测概念，由于帧内预测可以高效的压缩帧内编码，故在H.265中继续沿用。...视频由于存在时间上的相关性，可以利用时间相关性，消除时间冗余信息，完成帧间编码。 H.265的帧间预测使用对称和非对称的两种不同分割模式来进行运动矢量补偿。每一个预测单元中都拥有运动矢量。...严顺卿，HEVC帧内预测快速模式选择算法研究【硕士论文】【上海交通大学】 4. 毕厚杰，王健.新一代视频压缩编码标准——H.264/AVC（第二版）.人民邮电出版社1,2009年11月.
自H.261起，所有的视频编码标准都采取了一个堪称“标准模型”的混合编码框架，包含预测（帧内预测、帧间预测）、变换、量化、熵编码、环路滤波等基本模块。...视频编码压缩性能的提升主要来自以下几个方面：一、更先进的运动估计、运动补偿以及帧间预测技术，预测模式、预测精度、参考帧数量等都在不断提高。二、更先进的帧内预测技术，预测方向、预测块大小等在不断细化。...•帧内预测 65个帧内预测方向 使用4抽头插值滤波器 其它预测方向的边界滤波 跨分量线性模型预测（CCLM） 基于位置的帧内预测组合（PDPC） 相对于HEVC的帧内预测，JEM具有更多的预测模式、更多的参考位置以及模式依赖的滤波...Core Transform）用于选取帧内预测模式的变换集，变换矩阵的量化更精确。...在帧内预测模式下，经过初次变换后变换系数间的相关性依然比较强，所以JEM中使用了模式依赖的不可分二次变换（MDNSST，Mode-Dependent Non-separable Secondary Transforms
比较典型标准就是从H.264的帧内预测发展而来的WebP。随着新一代视频编码标准HEVC/H.265的推出，其帧内编码的压缩性能，较上一代标准提升接近一倍2。...因此，将HEVC的帧内编码用于图像压缩也成为一种趋势。HEVC的帧内编码过程如图4所示。 [图片] 图4....HEVC帧内编码的过程 在HEVC中，块划分的方式是基于非完全四叉树结构，这更适用于不同的图像场景。每一个最终确定大小的块只需要一个独立的预测模式。...HEVC图片编码过程中的预测，残差，重构以及原始数据 在HEVC的帧内编码中，由于要进行最佳编码模式的搜索，造成编码器的计算复杂度高。传统的CPU无法达到理想的吞吐量。...SEL完成帧内预测模式精选以及RDO模式选择，预测块大小支持32/16/8，由于涉及到变换量化等运算量大的逻辑，这一级流水是整个编码器的资源消耗大户，设计上在算法上以及逻辑资源消耗上做了权衡；CABAC
利用相似性，我们就可以很大程度上减少再编码过程中极为耗时的搜索和决策过程，达到加速的效果，不仅如此，还可以在一定程度上保证转码后视频的质量下降在可接受的范围内。...主要有两个关键点，其一是减少帧间模式的搜索。该算法在HEVC的解码过程中获取了HEVC划分块的编码模式，主要区分了帧间模式和帧内模式。...帧内模式的搜索量小，因而帧内模式编码速度要大大快于帧间模式，文献[4]利用了这一点，在VP9的编码过程中参考HEVC对该块的划分方式，优化VP9的决策过程。...其二是参考帧选取的简化，VP9有3类参考帧的选取，分别是ARF、GOLDEN和LASTREF，算法在HEVC的解码端记录了参考帧的使用情况，在VP9的编码端使用HEVC用过的参考帧进行匹配，配合ARF、...第三类是HEVC编码端的特征，包括2Nx2N和SKIP模式的代价，这两个模式的代价在编码的时候首先被计算出来，我们选取其作为特征。 第二步是映射模型的训练。
图3 HEVC各版本新增编码工具集 从上图可知，HEVC-SCC增加的主要工具集有： 帧内块拷贝（Intra Block Copy，以下简称IBC）：除了传统的帧内和帧间预测模式，HEVC-SCC引入了一种新的编码模式...IBC，该模式的PU采用当前帧已重建块作为预测块，可以认为IBC是当前编码图像内的运动补偿； 调色板模式（Palette Mode）：对于屏幕内容图像，很多编码块内部的颜色数是有限的。...图4 屏幕图像空间相关性示例 针对屏幕图像空间相关性强的特点，屏幕内容编码引入了新的预测技术，即IBC技术。IBC和帧间图像预测类似，只不过IBC的预测块是由当前编码图像帧的重建块产生的。...IBC是在PU级进行的，我们可以将它视为一个帧间PU。帧间模式的设计让IBC和普通的帧间预测模式更灵活的连接起来。比如，一个帧间编码的CU可以有两个PU，一个使用传统的帧间预测，另一个使用IBC。...虽然IBC和帧间模型是统一的，但帧间预测模型并不能直接用于IBC。
基于HEVC实现低延迟编码 根据前文提到的编码要求，编码延迟应当控制在一帧内，显然只有帧内预测编码方案是符合要求的。...图1 HEVC帧内编码架构 B.降低CTU划分和帧内预测复杂度 RExt保持与HEVC版本1相同的编码结构，其中每个CU被划分成64x64到4x4大小的预测单元PU，之后，每个PU被进一步划分为变换单元...在帧内编码过程中每个PU需要在可用的35个预测模式（DC和Planar，以及33种角度模式，如图2所示）中选择一种最佳的预测模式。...另外，图2展示了HEVC帧内编码33种角度预测模式，可大致分为两类：第一类是整数位置模式（Integer Position Modes，IPM），包括水平（H10）、竖直（V26）和三种对角线模式（H2...为了降低编码复杂度，除了采用快速帧内预测模式决策外，还使用固定大小的PU和TU降低RDO过程的复杂度。
视差补偿预测 视差补偿预测（DCP）是非独立视点编码中一个重要的编码技术，视差补偿和运动补偿具有相似概念，均可理解为帧间预测的一种方法，但两者的参考帧存在本质区别。...运动补偿预测（MCP）的参考帧是不同时刻，同一视点的编码帧，而DCP参考的是同一时刻，不同视点的已编码帧。由于DCP和MCP类似，因此DCP被添加到MCP列表中，作为MCP的一种预测模式。...3D-HEVC的深度图帧内编码在视频编码的基础上增加了四种模式，分为两类：用直线分割的楔形分割法（Wedegelets）和用任意形状分割的轮廓分割法（Contours）。...因此根据分割模式和传输信息不同，深度图新增的帧内编码模式分为四种方法： 1.明确的楔形法：在编码端确定最佳匹配的分割，并且在比特流中传输分割信息，利用传输的分割信息，解码端可以重建该块的信号。...2.帧内预测楔形法：通过相邻已编码的帧内块预测当前块的楔形分割，传输一个修正值。 3.元素间楔形法：当前块的分割信息通过重建块的co-located块，即该块和当前编码块在同一图像中，推导得到。
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