HEVC帧内预测原理

一、HEVC 角度预测模式的基本概念

H.265/HEVC亮度分量帧内预测支持5种大小的PU: 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64

每一种大小的PU都有35种预测模式:

1. Planar模式

2. DC 模式

3. 33种角度模式

 

通过角度18 将 角度 的模式进一步 分为 垂直 和 水平

所谓的水平 和 垂直 是指  通过 26 和  10 这两个角度来定义的。

超过18 的就是垂直的,指的是 这些范围内角度 可以通过 26 向左 或者 向右偏移一定的角度 得到的。

小于18 就是 水平的,指的是 这个范围内的角度可以通过10 向上或者向下 偏移一定的角度 得到的。

其中角度的偏移的计算 

                                                            

 

x表示的是某种模式对应的偏移值。可以通过下面的表格进行查询。 如 模式23 对应的 x是 9。通过上面的公式计算得到角度是 -15.7表示 向右偏移这么大的角度。

 

                                                       

 

 

 

上图 是 4 个方向的展示 1是垂直向左 角度大于0 , 2 是垂直向右角度小于0  3上水平向下,角度小于 0 , 4 是水平向上 角度 大于0。

 

 

二、投影像素法

    处于 11- 25 的像素 有可能 参考 左边 也有可能参考 上面的。 对于处于垂直类的模式 需要将参考的左边的映射到上面,形成一个水平的参考边。 对于处于水平类的模式 需要将上面的映射到左边,形成一个垂直的 参考边。

投影的计算: 

 

这边就是映射的函数,表示 x 可以通过下面的式子计算得到在y上面的座标。

实际在计算过程中是先把这样的一个 参考的数组给构造出来。

构造的过程是  x 大于等于0 的,取 x下座标的值。

 x小于0的,将 x 座标 映射为y座标 公式如下解释。 然后取y座标上面的值 

y(x)的计算怎么理解?

    如下图角度 1 和 角度 2 是相等的。 也就是 32/offset[m] = y/x;     可得  y = 32*x/offset[m]。其中 offset[m] 表示角度的偏移, 这个偏移可以通过上面 查表得到。  从之前的计算 知道 实际上 通过两个值 来决定角度 offset[m] 和 32.   所以说 y方向上的 映射 实际上是 按照角度映射 到 x 的。 这边 x 每次加n。实际上y方向的变化是32/offset[m]*n 取整的结果。 offset <= 32 说明  映射的时候 y方向是不可能映射到同一个点的。

 

通过  这个式子计算 对应的位置

三、 水平和垂直方向 如何计算pos。

分为水平和垂直的方向来考虑, 水平和垂直 的划分 是上面的 那种方式 。

如果是垂直的方式。 那么  参考点在x方向的座标   加 1 就是 直接 加1。 而 在y 方向的 要先映射。

同样他们的座标计算 :

垂直方向的: pos  = (y* offset[M])/32。 pos 可以理解是x。

计算:

 y/x = 32/offset[m]。x = (y* offset[M])/32。

这种情况 对于一个 4*4 而言。 y确定了 x就确定了。 就是说同一行两个列的 pos 都只相差1。

两行的pos就是 offset[M]/32的倍数取整了。 这个肯定是不会超过1的。所以4个加起来也不会超过 4。

水平方向的: pos  = (x* offset[M])/32。 pos 可以理解是y。

计算:

 x/y = 32/offset[m]。y = (x* offset[M])/32。

这种情况 对于一个 4*4 而言。 x确定了 y就确定了。 就是说同一列的两行 pos 都只相差1。

两列的pos就是 offset[M]/32的倍数取整了。 这个肯定是不会超过1的。所以4个加起来也不会超过 4。

 

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