在帧内预测模式中,预测块 P 是基于已编码重建块和当前块形成的。对亮度像素而言,P 块 用于 4×4 子块
或者 16×16 宏块的相关操作。4×4 亮度子块有 9 种可选预测模式,独立预测每一个 4×4 亮度子块,适用于带
有大量细节的图像编码;16×16 亮度块有 4 种预测模式,预测整个 16×16 亮度块,适用于平坦区域图像编码;
色度块也有 4 种预测模式,类似于 16×16 亮度块预测模式。编码器通常选择使 P 块和编码块之间差异最小的
预测模式。
此外,还有一种帧内编码模式称为 I_PCM 编码模式。该模式下,编码器直接传输图像像素值,而不经过预测 和 变 换 。
在 一 些 特 殊 的 情 况 下 , 特 别 是 图 像 内 容 不 规 则 或 者 量 化 参 数 非 常 低 时 该 模 式 比 起 “常 规 操 作 ”
(帧内预测—变换—量化—熵编码)效率更高。I_PCM 模式用于以下目的:
1) 允许编码器精确的表示像素值
2) 提供表示不规则图像内容的准确值,而不引起重大的数据量增加。
3) 严格限制宏块解码比特数,但不损害编码效率。
在以往 H.263+、MPEG-4 等视频压缩编码标准中,帧内编码被引入变换域。H.264 帧内编码则参考预测块
左 方 或 者 上 方 的 已 编 码 块 的 邻 近 像 素 点 , 被 引 入 空 间 域 。 但 是 , 如 果 参 考 预 测 块 是 帧 间 编 码 宏 块 ,
该 预 测 会 因 参考块的运动补偿引起误码扩散。所以,参考块通常选取帧内编码的邻近块。
如图 1 和图 2 所示,图 1 是采用帧内模式编码的 QCIF 视频帧,其块或者宏块是通过邻近已编码像素预测
而得。图 2 给出了根据最佳模式而得的预测亮度 P 帧,该模式使得编码信息量最小。
6.4.1 4×4 亮度预测模式
如图 2 所示,4×4 亮度块的上方和左方像素 A~Q 为已编码和重构像素,用作编解码器中的预测参考像素。a~
p 为待预测像素,利用 A~Q 值和 9 种模式实现。其中模式 2(DC 预测)根据 A~Q 中已编码像素预测,而
其余模式只有在所需预测像素全部提供才能使用。图 3 箭头表明了每种模式预测方向。对模式 3~8,预测像素
由 A~Q 加权平均而得。例如,模式 4 中,p=round(B/4+C/2+D/4)。表 1 给出了这 9 种模式的描述。