codec基础知识的学习

这些帧类型用于提供更好的压缩率，我们将在下一章看到这是如何发生的。现在，我们可以想到 I 帧是昂贵的，P 帧是便宜的，最便宜的是 B 帧。B利用前后的信息进行压缩，便是指前后的参考帧中都有较大的变化。

HEVC学习，其参考代码为HM ，梳理HM代码中的各个环节，并且分阶段，弄懂其意思是跨过门槛的第一个环节。

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帧内预测：

7、帧内预测的详解（入口函数：xCheckRDCostIntra）：
7.1、对于亮度分量：
7.1.1、调用estIntraPredQT。主要做模式选择的工作，负责选出对于当前PU的最优模式，如DC、planar、角度等模式。
（1）首先对N个候选模式进行粗粒度筛选。代价函数是SATD+λ*ModeBits。选出若干个可能的候选模式。下面是相关的函数。
（2）predIntraLumaAng。计算当前PU的预测值。
（3）calcHAD。计算SATD代价。
（4）xModeBitsIntra。计算当前模式所消耗的比特数。
（5）xUpdateCandList。更新模式的代价，保持前N个模式的代价最小。
（6）选出N个模式之后，这N个模式会进入xRecurIntraCodingQT函数继续处理。
7.1.2、调用xRecurIntraCodingQT。根据选出的模式进行PU的分割，然后进行变换量化等工作。
（1）这个函数会被调用两次，第一次调用直接把PU当作TU，只为算出N个模式的RD代价，从而选出一个最优的，在这个最优的模式被选出后，再次调用这个函数，对这个最优的模式进行PU的分割。下面的是相关的函数。
（2）xIntraCodingLumaBlk。对当前TU进行求残差，对残差进行变换、量化、反量化、反变换、重建等一系列工作，并求出失真。
（3）xGetIntraBitsQT。求出当前模式的所有信息进行熵编码会产生的比特数。
（4）calcRdCos。根据 xIntraCodingLumaBlk得到的失真和 xGetIntraBitsQT产生的比特数进行RD代价的计算，从而比较各个模式的优劣。
（5）xSetIntraResultQT。保存最优模式的数据。
7.2、对于色度分量，过程和亮度大部分一样。

帧间预测：

8.1、帧间分为两种方式，一种是默认的inter模式（入口函数xCheckRDCostInter），另一种是merge模式（入口函数xCheckRDCostMerge2Nx2N）。
8.2、inter模式的调用流程：xCheckRDCostInter——>predInterSearch——>encodeResAndCalcRdInterCU
8.3、merge模式的调用流程：xCheckRDCostMerge2Nx2N——>motionCompensation——>encodeResAndCalcRdInterCU
8.4、predInterSearch进行的是ME（运动估计）和MC（运动补偿）的过程。
8.5、motionCompensation进行的是MC的工作。因为merge进行的是MV预测，因此没有ME（运动估计）的过程。
8.6、encodeResAndCalcRdInterCU。根据预测值，求出残差，然后进行TU的划分，然后进行变换、量化等操作以及RD代价的计算。流程图如下：

8.6.1、encodeSkipFlag。对skip模式的标志进行编码。
8.6.2、encodeMergeIndex。对MVP的索引进行编码。
8.6.3、xEstimateResidualQT。在非skip模式的时候，进行RQT的决定（即应该把PU分割成什么样的TU）。
8.6.4、xAddSymbolBitsInter。计算当前模式在进行熵编码时产生的比特数。
8.6.5、xSetResidualQTData。保存当前最优的残差信息。

一、HEVC中熵编码采用的技术

1、零阶（或者k阶）哥伦布指数编码（变长编码，类似于哈夫曼编码那样），主要用于VPS、SPS、PPS、slice头部信息的编码

2、CABAC（算数编码），主要用于数据和参数的编码

265 reference code HM 学习笔记

1. 关于层次的划分，在一帧图像中，并非所有的CTU都是帧间预测或是帧内预测，而是更具计算RD的值进行选择。

在代码中，PU， TU与CU的关系是，根据树形关系来，进行组织？

2. hevc中的z顺序扫描与其他不同的地方，一般为从左到右，从上到下的顺序进行扫描，但由于在HEVC中的CU树形组织结构，基本为，在同一个树高上的CU按照这样的顺序进行。

真正的帧内预测都是以PU为划分单位开始进行的，帧内预测的首要步骤是对于左边与上边的相邻边界进行采样操作，获得采样数值，但依然需要对其进行滤波处理。

从代码中，我们是否能够看到，在每读入以帧YUV之后，我们就开始进行了编码工作，具体包括为，帧内帧间预测，转换量化，熵编码与环路滤波，接下来应该分析，拥有依赖关系的B帧，其编码顺序可能会有所调整。

帧内预测中的DC模式，planar，和一般的角度模式之间的区别。如何计算预测角度处，没有弄懂，原本的35个角度模式，是如何与我们所得出的边界采样点之间对应起来，且其返回值是什么，其实，xPredIntraAng函数的根本任务是，将PU块按照相应的角度模式进行填充，并将其放在pTrueDst形参中进行返回，以便进行RD判断运算，以此来确定，何种的角度模式是最合适的压缩模式。（可以观察这段代码，看其是如何将一个较为复杂的逻辑，使用简单的代码进行表述）

运动估计与运动补偿的区别和关系，运动估计是拥有位移向量，而运动补偿是还需要进行残差计算

帧间预测可以分为两个过程：运动估计和运动补偿。
运动估计（motion estimation，ME）——提取当前图像运动信息的过程。为当前编码块在已编码块中寻找最佳估计快，使得预测块与当前块残差尽可能的小，并计算当前块的偏移MV（motion vector）。
运动补偿（motion compensate，MC）——根据运动矢量和帧间预测方法，求得当前帧的估计值。

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