h.264帧内预测中intra4x4与intra16x16是否是使用原始相邻数据来预测，还是使用经过DCT变换、量化、反量化、反变换后的uFn数据作为预测数据？

Question

h.264帧内预测中intra4x4与intra16x16是否是使用原始相邻数据来预测，还是使用经过DCT变换、量化、反量化、反变换后的uFn数据作为预测数据？
如下图中所示：
1.若为intra4x4的子宏块“3”。它是使用经过反变换后的子宏块“1”、子宏块“2”等某一行或某一列作为预测数据，还是使用子宏块“1”、子宏块“2”等原始数据的某一行或某一列作为预测数据呢？
2.若为intra16x16的宏块E(E0/1/2/3)。若相邻宏块都存在，它是使用经过反变换后的宏块B2、宏块A1等某一行或某一列作为预测数据，还是使用宏块B2、子宏块A1等某一行或某一列作为预测数据？

Answer 1

下午好🌅🌅🌅
本答案参考通义千问

在H.264帧内预测（Intra Prediction）中，intra4x4和intra16x16的预测过程是基于原始相邻数据进行的，而不是使用经过DCT变换、量化、反量化、反变换后的uFn数据。

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✅ 重点总结：

• 帧内预测使用的数据是原始未编码的相邻像素数据。
• DCT、量化、反量化、反变换等操作发生在预测之后，用于生成残差块并进行后续压缩。
• 预测仅依赖于已解码的邻近块的原始像素值，以生成当前块的预测值。

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一、详细解释

1. 帧内预测的基本流程

在H.264中，帧内预测是针对未压缩的原始图像数据进行的。其流程如下：

1. 获取相邻块的原始像素数据（即已经解码的邻近块的像素值）；
2. 根据预测模式（如DC、水平、垂直、对角线等），从这些邻近数据中生成一个预测块；
3. 计算当前块与预测块之间的差值（残差）；
4. 对残差进行DCT变换、量化、编码等处理，最终完成压缩。

注意： 预测阶段不涉及任何变换或量化操作，只使用原始像素数据。

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2. intra4x4 和 intra16x16 的预测方式

（1）intra4x4 预测

• 在4x4子宏块（如子宏块“3”）中，预测是基于相邻的4x4子宏块（如“1”、“2”）的原始像素数据。
• 这些相邻块可能来自同一宏块的前面或上面的区域。
• 预测时不会使用经过DCT/量化后的数据，而是直接使用原始像素值来构造预测方向。

（2）intra16x16 预测

• 对于16x16的宏块（如宏块E），预测同样基于相邻的宏块（如B2、A1等）的原始像素数据。
• 如果相邻宏块存在，则从这些块中提取一行或一列作为预测参考。
• 预测不依赖于反变换后的数据，只用原始像素。

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二、具体问题解答

问题1：intra4x4的子宏块“3”是否使用经过反变换后的子宏块“1”、“2”的数据？

✅ 答案：否。

• 子宏块“3”的预测数据来自于子宏块“1”、“2”等的原始像素数据，而不是经过DCT、量化、反量化、反变换后的uFn数据。
• 反变换后的数据是在预测之后才产生的，用于生成残差块。

问题2：intra16x16的宏块E是否使用经过反变换后的宏块B2、A1等的数据？

✅ 答案：否。

• 宏块E的预测数据来源于宏块B2、A1等的原始像素数据。
• 即使这些相邻宏块已经被编码，它们的原始像素数据在解码后仍然可用，用于当前宏块的预测。

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三、解决方案（代码示例）

以下是一个简化的伪代码示例，展示如何在H.264中进行帧内预测：

// 假设我们有一个16x16的宏块 E，需要进行 intra16x16 预测
// 获取相邻宏块 B2, A1 等的原始像素数据
int* refBlock = getReferenceBlock(); // 获取相邻块的原始像素数据

// 根据预测模式选择参考方向
if (mode == DC) {
    predictDC(refBlock, currentBlock);
} else if (mode == HORIZONTAL) {
    predictHorizontal(refBlock, currentBlock);
} else if (mode == VERTICAL) {
    predictVertical(refBlock, currentBlock);
}
// ... 其他预测模式

说明：

• getReferenceBlock() 返回的是已经解码的邻近块的原始像素数据。
• predictDC() 等函数使用这些原始数据进行预测。

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四、总结

| 问题 | 答案 | |------|------| | intra4x4 和 intra16x16 是否使用原始相邻数据？ | ✅ 是 | | 是否使用经过 DCT/量化/反变换后的 uFn 数据？ | ❌ 否 | | 预测数据来源是什么？ | 已解码的邻近块的原始像素数据 |

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如果你有具体的代码实现或更详细的上下文，我可以进一步帮助你分析。