HEVC--帧内预测

 HEVC帧内预测旨在消除空间冗余，相对于AVC，HEVC标准对其进一步发展：

        1、为了适应高清视频的内容特征，H.265使用了更多大小的预测块；

        2、为了适应更丰富的纹理，H.265规定了更多的预测模式，对应不同的预测方向；

     主要区别比较如下：

 HEVC 帧内预测可分为三步：

     Step 1、判断当前TU相邻参考像素是否可用，并做相应的处理；

     Step 2、对参考像素进行滤波；

     Step 3、根据滤波后的像素，计算当前TU的预测像素值；

 

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Step 1、判断当前TU相邻参考像素是否可用，并做相应的处理

 

     在计算angular intra prediction之前，需要先将Pref映射成一维Pref，如右图：

     不同angular intra prediction如下：

 

 

 

Step 2、对参考像素进行滤波

      根据intra prediction mode和prediction block大小进行参考像素滤波：

      具体是除了DC mode和4X4大小的TU不需要进行参考像素滤波，其他模式如下，需要滤波的标记为实心圆点，不需要滤波的标记为叉(filtering = filled circle, no filtering = cross)：

 

​滤波分两类：

1、常规滤波：

    与AVC一样，使用三阶平滑滤波器---         [12 1]/4

 2、强滤波：

       当strong intra smoothing enabled flag设置为1时，使用强滤波器。

      另外强滤波只针对32x32大小的块；

 

 

Step 3、根据滤波后的像素，计算当前TU的预测像素值(分两部分=luma+chrome)

    H.265/HEVC定义了5种亮度intra prediction：4x4、8x8、16x16、32x32、64X64

                                  1种色度intra prediction：8x8

Part 1、luma intra prediction：4x4、8x8、16x16、32x32、64X64，每一种大小的                  共35种模式

     Mode 1---planar intraprediction

          解决渐变式的平滑纹理区域

               用垂直和水平两个方向的线性插值的平均值对当前像素进行预测

    图(a)中对应像素的计算公式如下( 图(b)为其计算效果图。)：

 

 

   当前预测块经过Planar模式预测后,从左上方到到右下方会呈现渐变的趋势

 

      Mode 2---DC intra prediction

       DC模式适用于大面积平坦区域

 

​       以上图(a)为例，在4X4的非边缘块，即蓝色透明部分，其计算公式：

 

       而边缘块，即绿色透明部分，其计算公式：

 

​      可以看出得到的PB的边界是被平滑过的，图(b)为其计算效果图。

 

     Other Modes---angular intraprediction(33种)

       AVC提供了8种预测方向，而HEVC提供了33种以更好地适应视频内容中不同方向的纹理，其计算如下：

       对于非水平/垂直部分---对于每一个预测点(x,y)，垂直模式下(19-34)，其：

 

          ​P(ang)---angular parameter值

          i(idx)---sample offset---当前像素对应参考像素在Ref中的位置

          i(fact)---weighting factor---当前像素对应参考像素的加权因子

     对于不同的y，即不同的行，都需要计算相应的：

 

​S4: 水平/垂直

 

 

 Part 2、chrome intra prediction：8x8

    共5种模式---五种预测模式作为色度分量的预测模式候选列表,这五种模式包括DC模式、Planar模式、水平模式、垂直模式以及亮度分量的最佳预测模式