帧内宏块预测，实际上就是利用宏块左方和上方的像素来构造一个预测宏块，并计算出它与真实宏块之间的差值，H264内部保存的数据是差值而非真实宏块的像素值，以此来降低码率。
我们通过翻译H.264_MPEG-4 Part10白皮书帧内预测章节，来看下帧内预测原理：
章节3 帧内宏块的预测
1.介绍
Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG是对视频图像编码压缩做了新的定义。新标准的1，2项被称为H.264 and also MPEG-4 Part 10， “Advanced Video Coding”。本文档描述帧内编码宏块预测的方法。
如果一个块或宏块是帧内编码模式，那将会生成一个预测块，该预测块是基于之前已编码或重建（但未滤波）的块而生成的。这个预测块P会与当前将要编码的块相减。对于亮度采样，P可能由每个4x4子块或1一个16x16宏块组成。对于每个4x4亮度块，这里一共有9种可选的预测模式；对于一个16x16亮度块，有4种预测模式，对于每种4x4色度块，只有一种预测模式。
2.4x4亮度预测模式
图1显示了一张QCIP图片的一个亮度宏块，这个4x4亮度块将被预测。这些采样点的上方和左方已经被编码和重建，因此他们可以在编码器和解码器中生成一个预测参考块。这个预测块P是基于图2中的A到M标记的采样点来计算的。注意在一些场景下，在当前slice中，并不是所有A到M采样点都是可用的：为了保持解码slices的独立性，只有在当前slice下的采样点才是对预测有效的。DC直流预测(模式0)会基于A-M采样点那些是可用的而改变；其他模式(1-8)只能在所有需要的预测采样点都可用的情况下才能使用。（例外，如果E,F,G和H都不可用，他们的值将拷贝自D）。
帧内预测图1.png
图3的箭头指示了每一种模式的预测方向。对于3-8模式，预测采样值是基于采样值A-Q加上权重而生成的。编码器将选择预测块P和将被编码的块之间的差值最小的一种模式。
帧内预测图3.png
样例：用这9种预测模式(0-8)计算图1的4x4块。图4显示了每种预测模式生成的预测块P。每种预测模式的绝对值误差和（SAE）表示预测差值的大小。在这个例子中，当前最佳预测模式是模式7（vertical-right
），因为它算出的SAE最小。视觉上对比显示了模式7的P块最接近原始4x4块。
帧内预测图4.png
3.16x16亮度预测模式
正如上面所说的任一种4x4亮度块预测模式，整个16x16宏块也可以被预测。有4种可用的预测模式在下表：
Mode0（垂直）：从上方采样值推测。
Mode1（水平）：从左方采样值推测。
Mode2（DC）：从上方和左方的平均值。
Mode3（Plane）：对上方和左方的采样值进行一个线性“plane”映射。这个对于平滑渐变亮度的区域效果非常好。
帧内预测图5.png
样例：图6显示一个在上方和左方有已经编码好的采样值的亮度宏块。图7显示的预测结果表明最佳匹配的是模式3.
帧内预测图6.png
帧内预测图7.png
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