HEVC如何计算Cu

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HEVC如何计算Cu

  研究HEVC标准发现，HEVC对cu_qp_delta的处理虽然有点晦涩难懂，但还是挺科学合理的。

  HEVC中计算CuQpDelta的公式如下：

  CuQpDelta = (qp - qp_pred + 78 + qpBdOffsetY + (qpBdOffsetY  / 2)) % (52 + qpBdOffsetY) - 26 - (qpBdOffsetY / 2)   ------ (1)

  按照直观的思路，计算CuQpDelta的公式应该是

  CuQpDelta = qp - qp_pred      ------- (2)

  为何HEVC要采用公式(1)计算CuQpDelta而没有采用(2)？

  接下来分析一下8bit编码时的情况，此时qpBdOffsetY = 0。 

  按照公式(2)，CuQpDelta的取值范围为【-51， 51】

  按照公式(1)，CuQpDelta的取值范围为【-26， 25】，(1)比(2)的取值范围缩小了一半，众所周知，更小的取值范围更利于节省编码码字。

  假设一个语法元素的取值范围为N，但是在已有的解码信息的帮助下，该语法元素的取值范围有可能进一步缩小。HEVC在设计中到处包含这样的思路。所以这里需要理解的是，对解码器而言，在计算当前CU的QP时，qp_pred是已知的了，那么qp - qp_pred的取值范围是【-51，51】的一个子区间，该子区间的最大值与最小值之间的范围必定小于等于51。所以需要通过一个round的操作（即公式(1)），将CuQpDelta的值限定到【-26, 25】的范围。

  最后需要强调的是，根据以上分析，虽然HEVC解码器要求语法元素CuQpDelta在【-26,25】之间，但其实对当前cu的qp是没有任何限制的，即没有要求qp在qp_pred的附近的某个范围以内。编码器在进行码率控制时，可以给当前CU分配【0-51】以内任意QP。

  解码器解码CuQpDelta之后，计算QP的公式如下：

  Qp = (qp_pred + CuQpDelta + 52 + 2 * qpBdOffsetY) % (52 + qpBdOffsetY) - qpBdOffsetY

  对比AVS2的设计，CuQpDelta采用了公式(2)的方法计算，所以AVS2中当前CU的QP是不能任意分配的，有一定的限制。