AV1 编码块划分

编解码 • 来源：Video Coding • 2024年3月13日上午10:24 • 技术文章

AV1是AOM于2018年发布的一代视频编码标准，相比于VP9其编码效率提升30%，相对于H.26X系列标准，AV1完全免去专利费可以自由使用。

AV1和其他视频编码标准类似，也采用基于块的编码架构。当编码器读进一帧图像，首先将其划分为互不重叠的super block(SB)，然后对SB进一步划分编码。

Super Block

SB是AV1中的最大编码单元，类似于HEVC中的CTU，在AV1中SB的尺寸可以是128×128或64×64，由sequence header中的语法元素use_128x128_superblock指定

SB可以进一步划分，类似于HEVC中的CTU划分为CU，亮度划分块的尺寸从128×128到4×4（色度最小到4×4）。AV1支持10种划分模式：

图1是AV1编码块支持的10种划分方式，其中R表示可以递归划分，可见AV1的矩形划分块不能再进行子划分，只有QT划分能进行子划分。

除PARTITION_NONE外，AV1支持的9种划分模式具体如图2，可以分为三类，第一类4子块划分包括PARTITION_SPLIT, PARTITION_VERT_4, PARTITION_HORZ_4，第二类3子块划分（T-Shape）包括PARTITION_HORZ_A, PARTITION_HORZ_B, PARTITION_VERT_A, PARTITION_HORZ_B ，第三类2子块划分包括PARTITION_HORZ, PARTITION_VERT 。对于8×8和128×128块不允许使用PARTITION_VERT_4 ，PARTITION_HORZ_4 划分。且对于8×8块还不能使用T-Shape划分。

Tile

AV1中的Tile划分和HEVC类似，用于提升编码的并行效率，不同Tile之间互不依赖。

如图3，Tile就是将图像划分为一些矩形区域，每个区域内包含一些SB块。图像中每个Tile相互独立，各自编码。AV1规定最小的Tile可以只包含一个SB，最大的Tile宽度不超过4096，尺寸不超过4096×2304，一帧图像最多有512个Tile。由于每个Tile可以独立解码，所以对于VR等应用非常有好处，它可以根据视角的移动只解码部分图像而不需要解码整个图像。

参考

https://aomedia.org/
https://aomedia.googlesource.com/aom/
J. Han et al., “A Technical Overview of AV1,” in Proceedings of the IEEE, vol. 109, no. 9, pp. 1435-1462, Sept. 2021, doi: 10.1109/JPROC.2021.3058584.
Y. Chen et al., “An Overview of Core Coding Tools in the AV1 Video Codec,” 2018 Picture Coding Symposium (PCS), San Francisco, CA, USA, 2018, pp. 41-45, doi: 10.1109/PCS.2018.8456249.