十五帧内编码：4生成预测像素块

Posted 2021-05-17 叮咚咕噜

在获取了13个预测像素点之后，再根据第2节计算出的预测模式，便可以获取相应的预测块数据。该部分在标准文档的8.3.1.2.1到8.3.1.2.9节定义。

模式0：垂直模式

当前块的帧内预测模式为0时，使用垂直模式生成预测块。该模式只有预测像素p(0,-1)~p(3,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

pred4x4L[ x, y ] = p[ x, −1 ], with x, y = 0..3
//其实就是x的一整列都是同一个值

模式1：水平模式

当前块的帧内预测模式为1时，使用水平模式生成预测块。该模式只有预测像素p(-1,0)~p(-1,3)的条件下可用。预测块的计算方法为：

pred4x4L[ x, y ] = p[ −1, y ], with x,y = 0..3

模式2：DC模式

当前块的帧内预测模式为2时，使用DC模式生成预测块。DC模式下预测块的所有16个像素点取值一致，计算需要根据预测像素有效性分为一下不同情况：（上边沿和下边沿所有有效数据的和除以一个值）

• 如果上方相邻像素p(0,-1) ~ p(3,-1)和左方相邻像素p(-1,0)~p(-1,3)这8个点都有效，预测块的计算方法为

pred4x4L[x,y] = (p[0,−1] + p[1,−1] + p[2,−1] + p[3,−1] + p[−1,0] + p[−1,1] + p[−1,2] + p[−1,3] + 4) >> 3

• 如果上方相邻像素p(0,-1) ~ p(3,-1)无效，而左方相邻像素p(-1,0)~p(-1,3)有效，预测块的计算方法

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, 0 ] + p[ −1, 1 ] + p[ −1, 2 ] + p[ −1, 3 ] + 2 ) >> 2

• 如果左方相邻像素p(-1,0) ~ p(-1,3)无效，而上方相邻像素p(0,-1)~p(3,-1)有效，预测块的计算方法为

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ 0, −1 ] + p[ 1, −1 ] + p[ 2, −1 ] + p[ 3, −1 ] + 2 ) >> 2

• 如果上述8个相邻像素均无效，预测块的计算方法为：

pred4x4L[ x, y ] = ( 1 << ( BitDepthY − 1 ) )  
BitDepthY是bit深度，我们用到的都是8位

模式3：左下对角线模式

当前块的帧内预测模式为3时，使用左下对角线模式生成预测块。该模式只有预测像素p(0,-1)~p(7,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

• 当(x,y)=(3,3)，即计算一个4×4像素块最右下方的一个点时：

pred4x4L[3,3] = ( p[ 6, −1 ] + 3 * p[ 7, −1 ] + 2 ) >> 2

• 其他情况：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x + y, −1 ] + 2 * p[ x + y + 1, −1 ] + p[ x + y + 2, −1 ] + 2 ) >> 2

模式4：右下对角线模式

当前块的帧内预测模式为4时，使用左下对角线模式生成预测块。该模式只有上方预测像素p(0,-1)_{p(3,-1)、左方预测像素p(-1,0)}p(-1,3)和左上角对角像素点p(-1,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

• x > y :

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x − y − 2, −1] + 2 * p[ x − y − 1, −1 ] + p[ x − y, −1 ] + 2 ) >> 2

• x < y :

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y − x − 2 ] + 2 * p[ −1, y − x − 1 ] + p[ −1, y − x ] + 2 ) >> 2

• x == y:

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ 0, −1 ] + 2 * p[ −1, −1 ] + p[ −1, 0 ] + 2 ) >> 2

模式5：右垂直模式

当前块的帧内预测模式为5时，使用右垂直模式生成预测块。该模式只有上方预测像素p(0,-1) ~ p(3,-1)、左方预测像素p(-1,0) ~ p(-1,3)和左上角对角像素点p(-1,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

首先计算中间变量：zVR = 2 * x - y，根据zVR取值（需要先计算出斜率）

• 若zVR等于0/2/4/6:

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x − ( y >> 1 ) − 1, −1 ] + p[ x − ( y >> 1 ), −1 ] + 1 ) >> 1

• 若zVR等于1/3/5：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x − ( y >> 1 ) − 2, −1] + 2 * p[ x − ( y >> 1 ) − 1, −1 ] + p[ x − ( y >> 1 ), −1 ] + 2 ) >> 2

• 若zVR等于-1：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, 0 ] + 2 * p[ −1, −1 ] + p[ 0, −1 ] + 2 ) >> 2

• 其他情况，即zVR等于-2或-3：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y − 1 ] + 2 * p[ −1, y − 2 ] + p[ −1, y − 3 ] + 2 ) >> 2

模式6：下水平模式

当前块的帧内预测模式为6时，使用下水平模式生成预测块。该模式只有上方预测像素p(0,-1)_{p(3,-1)、左方预测像素p(-1,0)}p(-1,3)和左上角对角像素点p(-1,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

首先计算中间变量：zHD = 2 * y - x，根据zHD的取值

• 若zHD等于0/2/4/6:

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y − ( x >> 1 ) − 1 ] + p[ −1, y − ( x >> 1 ) ] + 1 ) >> 1

• 若zHD等于1/3/5：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y − ( x >> 1 ) − 2 ] + 2 * p[ −1, y − ( x >> 1 ) − 1 ] + p[ −1, y − ( x >> 1 ) ] + 2 ) >> 2

• 若zHD等于-1：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, 0 ] + 2 * p[ −1, −1 ] + p[ 0, −1 ] + 2 ) >> 2

• 其他情况，即zHD等于-2或-3：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x − 1, −1 ] + 2 * p[ x − 2, −1 ] + p[ x − 3, −1 ] + 2 ) >> 2

模式7：左垂直模式

当前块的帧内预测模式为7时，使用左垂直模式生成预测块。该模式只有预测像素p(0,-1)~p(7,-1)有效的条件下可用。预测块的计算方法为：

• 若y等于0或2；

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x + ( y >> 1 ), −1 ] + p[ x + ( y >> 1 ) + 1, −1 ] + 1) >> 1

• 若y等于1或3：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ x + ( y >> 1 ), −1 ] + 2 * p[ x + ( y >> 1 ) + 1, −1 ] + p[ x + ( y >> 1 ) + 2, −1 ] + 2 ) >> 2

模式8：上水平模式

当前块的帧内预测模式为8时，使用上水平模式生成预测块。该模式只有预测像素p(-1,0)~p(-1,3)的条件下可用。预测块的计算方法为：

首先计算中间变量zHU：zHU = x + 2 * y;

• 若zHU等于0/2/4：

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y + ( x >> 1 ) ] + p[ −1, y + ( x >> 1 ) + 1 ] + 1 ) >> 1

• 若zHU等于1或3:

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, y + ( x >> 1 ) ] + 2 * p[ −1, y + ( x >> 1 ) + 1 ] + p[ −1, y + ( x >> 1 ) + 2 ] + 2 ) >> 2

• 若zHU等于5:

pred4x4L[ x, y ] = ( p[ −1, 2 ] + 3 * p[ −1, 3 ] + 2 ) >> 2

• 其他情况，即zHU大于5：

pred4x4L[ x, y ] = p[ −1, 3 ]