下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
帧内预测是消除视频帧的空间冗余信息的重要编码技术。在视频编码中，空间冗余信息指的是视频帧内部相邻像素之间的相似性。帧内预测利用这种相似性来减少编码数据量，从而实现压缩视频的目的。AV1帧内预测模式可以分成3类：方向帧内预测（Directional Intra Prediction）、非方向帧内预测（Non-directional Intra Prediction）以及递归帧内预测（Recursive Intra Prediction）。方向帧内预测使用一组边缘方向来模拟图像块的局部纹理。为了更充分地捕捉较大尺寸图像块的方向纹理，AV1定义了56种帧内预测方向。除了方向帧内预测之外，AV1还定义了5种非方向帧内预测模式，用于模拟图像块的平滑区域。为了挖掘图像块内部区域的相关性，AV1定义了5种递归帧内预测模式。除此之外，对于色度分量，AV1引入了基于重构亮度值的帧内预测模式，用于挖掘色度分量和亮度分量之间的相关性。所有的AV1帧内预测模式都使用来自左侧或上方相邻图像块的重构像素值作为参考像素。为了提高帧内预测的多样性，在实际执行帧内预测之前，AV1支持对参考像素进行滤波处理。
为了捕捉预测残差块的空域和频域特性，AV1允许把编码块划分成多个变换块。为了提高帧内预测性能，AV1的帧内预测是在变换块粒度上执行的，所以亮度分量的帧内预测块的大小范围是从4×4像素到64×64像素。对于4:2:0格式的视频，其色度分量的帧内预测块的大小范围是从4×4像素到32×32像素。因为AV1的变换块可以是正方形块和其他矩形块，所以AV1包含正方形块帧内预测和矩形块帧内预测，并且矩形块帧内预测包括长宽比为1:2或2:1的矩形帧内预测和长宽比为1:4或4:1的矩形块帧内预测。这里需要注意的是，由于帧内预测模式是以编码块为单位来传输的，因此，当编码块被划分为多个变换块时，这些变换块所使用的帧内预测模式是一样的。另外，AV1并不支持128×128大小的帧内编码块。当编码块大小为128×128时，该编码块会被强制划分为4个尺寸为64×64的变换块。如果每个64×64变换块不再被继续划分为更小的变换块，那么，AV1将在64×64的变换块上进行帧内预测；如果64×64变换块被继续划分为更小的变换块，那么，AV1将在变换块划分过程生成的子变换块上做帧内预测。