Skip宏块与Direct预测模式浅析

B_Skip类型宏块（200503版标准，表7-14最后一行）： 无像素残差，无运动矢量残差（MVD）。解码时，通过Direct预测模式（时间或空间）计算出前、后向MV后，直接利用前、后向MV得到像素预测值。像素重构值=像素预测值        

B_Direct_16*16 类型宏块（200503版标准，表7-14第一行）：有像素残差，无运动矢量残差（MVD）。解码时，通过Direct预测模式（时间或空间）计算出前、 后向MV后，利用前、后向MV得到像素预测值。然后，像素重构值=像素预测值+像素残差解码值      

P_Skip类型宏块（200503版标准，表7-13最后一行）：也就是COPY宏块。无像素残差，无运动矢量残差（MVD）。直接利用预测MV得到像素预测值。像素重构值=像素预测值  。

 

请一定不要把 Direct 类型宏块、Skip 类型宏块、Direct 预测模式这三个混淆了。B_Skip 类型宏块（大小为 16*16）、B_Direct_8*8 类型块（大小为 8*8）和B_Direct 类型宏块（大小为 16*16）都采用的是 Direct 预测模式；可以看到两种skip类型既无残差也无运动矢量差值，B_Direct分为对16*16和8*8，都是无MVD但是带残差。解码时，通过预测计 算MVPred，再依靠帧间运动补偿恢复宏块的亮度色度信息。

 

Skipped Macroblock 是宏块类型，Direct Prdeiction 是宏块的预测方式
Skipped Macroblock 顾名思义就是跳过不编码的宏块，那么在解码端如何重构这个宏块呢？这就有两种选择：
1、采用 Direct 方式（这是一种特殊的预测方式）先预测出其 MV，后面的处理就跟一般的帧间宏块类似了（根据 MV 获取参考图像，再进行插值重构）；
2、不采用 Direct 方式进行预测，而直接 copy 参考宏块。

第一种选择正是 B 片中的 Skip 宏块所采取的方式，同时又分为空间和时间 Direct 预测方式
第二种选择正是 P 片中的 Skip 宏块所采用的方式，也就是直接 copy 参考宏块

现 在应该明白 Skip 与 Direct 的联系了吧？但要注意的是 B 片中有一种类型的宏块：B_Direct_16*16，它很特殊，它的名字里有“Direct”这个单词 ，它的预测方式也采用的 Direct 方式。这种类型的宏块即有 B 片中的 Skip 宏块的特性（MV 采用 Direct 预测方式得到），同时又有一般帧间宏块的特性（有像素残差，Skip 宏块是没有像素残差的）。

 

给大家一个直观的理解：
1，在图像序列里确实存在这样的情况：当前MB（或者submb）的数据和以往图像中的某一块完全一样（主要针对视频中的运动物体），所以从理论上完全可以不传输这一块的数据，而有以往的数据。

2.那么这个以往的数据采用哪一帧呢？显然对于运动物体采用紧邻那一帧最好（至少mv最小的可能性大）。
3.采用哪一块呢？  这个有一点麻烦，但是从逻辑上讲如果运动物体的边缘确定了，中间的块和边缘的块的mv应该一致，所以从临近块中得到mv就是很自然的想法了。

以上就是P帧SIKP的想法。当然按照这个想法做，不是所有的运动物体都能很好的找到匹配块，但是视频编码考虑的是效果和算法的平衡。当一个skip宏块在比特流中被申明，就不必为这个宏块传输数据了。解码器会为这个跳过宏块计算向量和利用来自list0的首参考帧的MC预 测去重构这个宏块。普通的(非skip)帧间预测, 先得到MVPRED, 然后搜索得到最佳匹配块. (判断最佳的方法....是可能使用MAD作为判断标准....) 然后把模式, 运动残差(MVD), CBP, 和像素残差一起编码传输 (或者还有其他一些flags)



那么在编码时怎样判断当前块可以是skip块呢？ 没什么好办法，只能先假定它就是，然后算一下参差是否为0。当然你可以用量化后的数值计算，这样会在一定程度上增大找到sikp的概率。

如果满足以下三个条件则将宏块按 Skip 类型进行编码：
（1）最佳模式选择为Inter16×16；
（2）MC得到的最终运动矢量等于预测运动矢量，即运动矢量的残差为0；
（3）变换系数均被量化为0。

B帧和P帧的想法类似，说起来有点累（因为它有2个参考帧，2种所谓的预测模式），大家可以自己想一想。

总结一下：
图 像压缩研究了很久，但是基本思想却没有什么突破：空间的相关性和时间的相关性。在加上要考虑实现的难度，所以基本的思路很简单。不要看264写的那么复 杂，其实每一条的出处的想法都很简单，所以建议大家多考虑一下实际的图形序列是什么样的，再来理解为什么这样做和各种做法的区别，就没那么困难了。