H264---帧间编码---宏块的帧间预测解码
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一、帧间预测宏块类型
在讨论帧内预测的章节中我们已经讨论过部分宏块类型的分类。我们知道,对于帧间编码的宏块,其划分方式可以分为两步,其一为宏块级划分,其二为子宏块级划分。下面分别讨论这两个步骤。
1.1 帧间预测宏块划分
我们知道,对于P宏块,其宏块级划分有4种方式:16×16、16×8、8×16和8×8。此外还存在两种模式即P_8x8ref0和P_Skip模式。其定义如下表所示:
其中,P_8x8ref0表示虽然宏块是按照8×8划分,但码流中不传输ref_idx等信息。对于每一个子块,其ref_idx信息默认为0。
从上表中可知,对于P帧的宏块划分,其NumMbPart的取值范围为1、2或4,其MbPartPredMode的取值为Pred_L0或不存在。
对于B宏块,其宏块划分方式有B_Direct_16x16、B_X0_X1_MxN、B_8x8和B_Skip模式。其定义方式如下:
从上表中可知,除了B_8x8需要进一步进行子块划分因此没有MbPartPredMode之外,其他模式均定义了一个或两个的MbPartPredMode值,其取值及含义为:
- Pred_L0:只从List0中选择一个参考帧;
- Pred_L1:只从List1中选择一个参考帧;
- BiPred:双向预测,从List0和List1中各选择一个参考帧;
- Direct:用于B_Direct_16x16和B_Skip模式;
1.2 子宏块的划分
当帧间编码宏块按照8×8划分时,每一个8×8子块可能会进一步进行划分,其划分方法如下表所示:
对P宏块:
对B宏块:
从上述的表格中我们可以看出,对宏块和子宏块的划分,其每一个划分的参数含义都是类似的。比较明显的一个区别是:再对B宏块的8×8子块进行进一步分割后,每一个8×8子块内的分块都只有一个SubMbPredMode,因为其中的所有分块都共享一个参考帧索引。
同宏块划分类似,每一个子块划分的SubMbPredMode可能的取值也包括Pred_L0、Pred_L1、BiPred、Direct等。
二、帧间编码宏块的格式
一个宏块中包含帧间编码信息的结构可能有sub_mb_pred和mb_pred两种,如下表所示:
其中,sub_mb_pred主要用于P_8x8、P_8x8ref0和B_8x8三种,其定义为:
在sub_mb_pred结构中,首先保存的是4个8×8子块的划分模式sub_mb_type,然后依次保存了参考帧索引值ref_idx_l0、ref_idx_l1和运动矢量残差mvd_l0、mvd_l1。
mb_pred主要用于非8×8模式的帧间编码宏块分割以及帧内编码的宏块,其定义为:
其内部结构同sub_mb_pred类似,也包含了参考帧索引值ref_idx_l0、ref_idx_l1和运动矢量残差mvd_l0、mvd_l1。
在获取到了宏块划分中的参考帧索引后,可以直接从对应的参考帧列表中获取参考帧,即ref_idx_l0表示在参考帧列表List0的位置,ref_idx_l1表示在参考帧列表List1中的位置。
三、Skip模式和Direct预测
首先需要区分的是下列的几种模式:
- P_Skip: 即COPY模式,在该模式下无运动矢量残差,无像素预测残差。重建时以MVP作为实际运动矢量,以预测像素块作为重建;
- B_Skip:同P_Skip类似的是该模式下同样无运动矢量残差,无像素预测残差。重建时,以Direct模式获取双向MV,以预测像素块作为重建;
- B_Direct:B_Direct模式分为B_Direct_8x8和B_Direct_16x16,分别表示整个宏块和一个子块按照B_Direct模式编码。该模式下,无运动矢量残差,有像素预测残差。重建时,以Direct模式获取双向MV,以预测像素块加上预测残差像素块作为重建;
Direct预测模式
Direct预测模式定义在标准文档的8.4.1.2节。主要执行步骤如下:
- 计算共置运动矢量(co-located motion vector)、参考帧索引等信息;
- 如果direct_spatial_mv_pred_flag为1,表示采用空间Direct模式;
- 如果direct_spatial_mv_pred_flag为0,表示采用时间Direct模式;
3.1 计算共置运动矢量和参考帧索引等信息
-
首先获取共置图像(colPic),对于帧编码的视频,colPic即参考帧列表List1的首帧RefPicList1[0]。
-
然后计算luma4x4BlkIdx的值;计算方法根据direct_8x8_inference_flag的取值不同:
- 如果direct_8x8_inference_flag为0,luma4x4BlkIdx的计算方法为 (4 * mbPartIdx + subMbPartIdx);
- 否则,luma4x4BlkIdx的计算方法为 (5 * mbPartIdx);
-
luma4x4BlkIdx计算完成后,根据4×4子块逆扫描顺序将luma4x4BlkIdx转换为子块坐标(xCol, yCol);
-
根据表8-8的定义,计算共置宏块地址mbAddrCol、子块坐标yM和mv映射系数vertMvScale;从表中可知,对于帧编码视频,其mbAddrCol值等于当前宏块地址CurrMbAddr,子块坐标的yM等于步骤3中计算得到的yCol,mv映射系数vertMvScale为One_To_One。
-
设mbTypeCol和subMbTypeCol分别为共置宏块及其内部对应子块的类型,mbPartIdxCol和subMbPartIdxCol分别为共置宏块及其内部对应子块的内部划分索引值。根据子块坐标(xCol, yM)、mbTypeCol(如果共置宏块是8x8分割,则还有subMbTypeCol的数据),得到mbPartIdxCol和subMbPartIdxCol;
-
计算mvCol和refIdxCol。根据共置宏块的类型判断:
- 如果共置宏块是帧内编码宏块,则mvCol设为(0,0),refIdxCol设为-1;
- 如果共置宏块不是帧内编码宏块,则要判断共置宏块的predFlagL0Col和predFlagL1Col值;如果predFlagL0Col为1,则取共置宏块或其中的目标子块的MvL0作为mvCol,取RefIdxL0作为refIdxCol;
- 如果predFlagL0Col为0而predFlagL1Col为1,则取MvL1作为mvCol,取RefIdxL1作为refIdxCol;
3.2 空间Direct预测模式
空间Direct模式适用于B_Skip和B_Direct的运动矢量预测过程。该过程传入的数据包括mbPartIdx和subMbPartIdx,输出的数据结果有:
- 两个方向的参考帧索引refIdxL0, refIdxL1;
- 两个方向的运动矢量mvL0和mvL1;
- 运动矢量计数subMvCnt;
- 两个方向的预测方向标识位predFlagL0和predFlagL1;
首先计算两个方向的参考帧索引refIdxL0, refIdxL1。其主要步骤为:
- 获取当前8x8子块的分割类型currSubMbType;
- 计算当前子块的三个相邻块(左、上、右上)的三对参考帧索引(refIdxL0N和refIdxL1N);
- refIdxL0, refIdxL1分别为三个相邻块对应方向参考帧索引的最小正值,如果都不存在则都设为0,并将一个特定的标识位directZeroPredictionFlag设为1;
第二步为调用3.1中的方法计算mvCol和refIdxCol;
第三步为计算colZeroFlag。如果下列条件全部符合,则colZeroFlag为1,否则colZeroFlag为0:
- RefPicList1[0]为用于短期参考;
- refIdxCol值为0;
- 以1/4像素为单位,mvCol的两个分量都在-1到1之间;
最后,计算预测mv的值。如果下列条件符合其中之一,预测mv的两个分量全部为0;否则,按照运动矢量预测的方式通过相邻像素块的运动信息预测mv的值:
- 标识位directZeroPredictionFlag的值为1;
- refIdxLx的值为负值;
- refIdxLx的值为0,且colZeroFlag为1;
两个方向的预测方向标识位predFlagL0和predFlagL1分别代表两个方向的refIdx是否为非负值,subMvCnt的值表示两个标识位有几个为真。
3.3 时间Direct预测模式
与空间Direct模式类似,时间Direct模式同样适用于B_Skip和B_Direct的运动矢量预测过程。其输入输出的数据也与之一致。
首先调用3.1中的方法计算mvCol和refIdxCol;
在获取到了refIdxCol后,按照标准的说明,调用MapColToList0()获取到新的refIdxL0。实际上对于帧编码视频,MapColToList0()的作用就是从List0中找到第一个包含refIdxCol的参考帧,并将其索引值返回给refIdxL0。此外,refIdxL1的值被设为0。
下一步操作是计算currPicOrField和两个参考帧pic0以及pic1。对于帧编码视频,pic0设为RefPicList0[refIdxL0],pic1设为RefPicList1[0];currPicOrField为当前的图像对象。
最后计算两个预测mv的值。如果refIdxL0代表的是一个长期参考帧,或者pic1和pic2的poc相等,则两个预测mv的计算方式为:
- mvL0 = mvCol;
- mvL1 = 0;
否则,如果pic1和pic2的poc不相等,且refIdxL0代表的是一个短期参考帧,则mvL0和mvL1都是mvCol经过变换之后的缩放值,其缩放系数由当前帧、pic0和pic1的POC计算决定。计算方法如下图所示:
其时间与mv的关系可由下图表示:
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2022/11/19 21:17:16 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...
win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面,在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机,虽然这比较麻烦,但是对系统进行配置和升级…...
2022/11/19 21:17:15 - 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...
有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows,请勿关闭计算机”的提示,要过很久才能进入系统,有的用户甚至几个小时也无法进入,下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法:我们首先在左下角的“开始…...
2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57