第3章
块划分

与H.264/AVC ^[7] 、H.265/HEVC ^[3,10] 和VP9 ^[2] 相似，AV1标准也遵循着以像素块为单位的预测+变换的混合编码框架。在这种框架下，输入图像首先被分割成一系列互不重叠的像素块。然后，每个像素块通过使用帧内预测模式或帧间预测模式来进行预测。在帧内预测或帧间预测中，原始像素块与其预测块之间的差值形成预测残差。预测残差经过变换、量化、熵编码形成码流输出。同时，变换量化后的预测残差进行反量化、反变换，与预测块相加即可得到像素块的重构值。当整帧中的所有像素块编码完成之后，整帧的重构像素值经过环路滤波器去除块效应，存储在解码图像缓冲区中用于后续帧进行帧间预测。图3-1所示为AV1标准使用的混合编码框架，其中包含了AV1引入的高效灵活的编码块划分方案。

在AV1的块划分方案中，输入的视频帧首先被分割成尺寸相同、互不重叠的正方形块，这些正方形块通常被称为 超级块（ Super Block ， SB ） 。超级块是第一层块划分结构的根节点。然后，沿着编码树结构，利用四叉树和多形态划分方式，超级块可以进一步被划分为不同大小和不同形状的 编码块（ Coding Block ， CB ） 。在AV1中，编码块是进行帧内预测或帧间预测的基本单元。换句话说，编码器需要决定每个编码块是采用帧内预测还是帧间预测。当编码块采用帧内预测时，编码器需要为该编码块确定最优的帧内预测模式。当编码块采用帧间预测模式时，编码器需要为该编码块确定其最优运动信息，如运动向量和参考帧索引等信息。

在编码块级别对预测残差进行变换编码时，AV1引入了预测残差块划分方案，以充分挖掘预测残差之间的空域相关性。也就是说，在预测残差的变换编码过程中，为了充分去除预测残差之间的空域相关性，AV1允许预测残差编码块被进一步划分为多个变换块（Transform Block，TB）。

本章深入探讨了AV1标准的块划分技术。3.1节阐述了如何将图像分割成超级块，并将这些超级块进一步划分为编码块。3.2节和3.3节讨论了与块划分相关的一些特定规则，这些规则的制定旨在简化硬件设计，降低其复杂性。3.3节和3.4节介绍了如何把预测残差编码块进一步划分为多个变换块的过程。 9OsZlSBihaNGh31M3y1mXcD6kMzw3mu5c7a46byFd/YuRRGEFwxWSDIspwvEaWXU