h.264宏块与子宏块类型

宏块类型mb_type

宏块类型表示的是宏块不同的分割和编码方式，在h.264的语法结构中，宏块类型在宏块层（macroblock_layer）中用mb_type表示（请参考h.264语法结构分析中的macroblock_layer）。而mb_type是与当前宏块所在的slice相关的，相同数值的mb_type在不同类型的slice中表示的类型会不一样。

I slice的宏块类型

I slice中的宏块类型只能是I宏块类型（I开头），下标列出了所有的I宏块类型

mb_type	name	transform_size_8x8_flag	MbPartPredMode (mb_type, 0)	Intra16x16PredMode	CodedBlockPatternChroma	CodedBlockPatternLuma
0	I_NxN	0	Intra_4x4	na
0	I_NxN	1	Intra_8x8	na
1	I_16x16_0_0_0	na	Intra_16x16	0	0	0
2	I_16x16_1_0_0	na	Intra_16x16	1	0	0
3	I_16x16_2_0_0	na	Intra_16x16	2	0	0
4	I_16x16_3_0_0	na	Intra_16x16	3	0	0
5	I_16x16_0_1_0	na	Intra_16x16	0	1	0
6	I_16x16_1_1_0	na	Intra_16x16	1	1	0
7	I_16x16_2_1_0	na	Intra_16x16	2	1	0
8	I_16x16_3_1_0	na	Intra_16x16	3	1	0
9	I_16x16_0_2_0	na	Intra_16x16	0	2	0
10	I_16x16_1_2_0	na	Intra_16x16	1	2	0
11	I_16x16_2_2_0	na	Intra_16x16	2	2	0
12	I_16x16_3_2_0	na	Intra_16x16	3	2	0
13	I_16x16_0_0_1	na	Intra_16x16	0	0	15
14	I_16x16_1_0_1	na	Intra_16x16	1	0	15
15	I_16x16_2_0_1	na	Intra_16x16	2	0	15
16	I_16x16_3_0_1	na	Intra_16x16	3	0	15
17	I_16x16_0_1_1	na	Intra_16x16	0	1	15
18	I_16x16_1_1_1	na	Intra_16x16	1	1	15
19	I_16x16_2_1_1	na	Intra_16x16	2	1	15
20	I_16x16_3_1_1	na	Intra_16x16	3	1	15
21	I_16x16_0_2_1	na	Intra_16x16	0	2	15
22	I_16x16_1_2_1	na	Intra_16x16	1	2	15
23	I_16x16_2_2_1	na	Intra_16x16	2	2	15
24	I_16x16_3_2_1	na	Intra_16x16	3	2	15
25	I_PCM	na	na	na	na	na

mb_type  宏块类型的数值，I slice共有26个数值

name  宏块类型的名称，其中

• 名称开头的I表示I宏块类型
• I_NxN表示的是I_8x8或者I_4x4
• I_16x16_a_b_c中的I_16x16代表以intra_16x16为预测方式
• I_16x16_a_b_c中的a代表intra_16x16当中的4种模式
• I_16x16_a_b_c中的b代表使用intra_16x16预测方式时的Chroma CBP
• I_16x16_a_b_c中的c代表使用intra_16x16预测方式时的Luma CBP

transform_size_8x8_flag  1表示采用8x8的块进行熵编码，0表示采用4x4块进行熵编码，na的情况同0

MbPartPredMode(mb_type, 0)  表明当前宏块类型所采用的Intra预测方式，关于Intra预测方式参考Intra Luma Prediction

Intra16x16PredMode  如果当前宏块类型采用的预测方式为Intra_16x16，那么该字段有效，它用0~3表示了Intra_16x16中的四种模式，请参考Intra Luma Prediction中的Intra16x16 部分

CodedBlockPatternChroma 如果当前宏块类型采用的预测方式为Intra_16x16，那么该字段有效，它用0~2表示了Chroma宏块中的CBP，请参考h.264语法结构分析中的coded_block_pattern

CodedBlockPatternLuma  如果当前宏块类型采用的预测方式为Intra_16x16，那么该字段有效，它表示了Luma宏块中的CBP。从h.264语法结构分析的residual部分，我们知道当预测模式为Intra_16x16时，宏块需要分开AC level与DC level进行熵编码。0：表示宏块内的16个4x4块中的AC level全部都为0，15：宏块内的16个4x4块中知识有一个块的AC level不全为0

从中能看出mb_type表中用较大的篇幅表示了Intra_16x16的情况，当预测方式为Intra_16x16时，mb_type还表示了Intra_16x16的模式，Chroma CBP以及Luma CBP，而Intra_8x8与Intra_4x4的模式与CBP是需要单独用语法元素来进行表达的。请参考h.264语法结构分析macroblock_layer以及mb_pred部分。

P slice的宏块类型

P slice中包含了I宏块类型（I开头）与P宏块类型（P开头）。I宏块类型mb_type数值为5~30，见上面I宏块类型的表格，其序号为mb_type-5。P宏块类型为0~4，见下表

mb_type	name	NumMbPart (mb_type)	MbPartPredMode (mb_type,0)	MbPartPredMode (mb_type,1)	MbPartWidth (mb_type)	MbPartHeight (mb_type)
0	P_L0_16x16	1	Pred_L0	na	16	16
1	P_L0_L0_16x8	2	Pred_L0	Pred_L0	16	8
2	P_L0_L0_8x16	3	Pred_L0	Pred_L0	8	16
3	P_8x8	4	na	na	8	8
4	P_8x8ref0	4	na	na	8	8
inferred	P_Skip	1	Pred_L0	na	16	16

mb_type  宏块类型的数值，P slice共有31个数值

name  宏块类型的名称，其中

• 开头的P表示P宏块类型
• 末尾的mxn代表宏块的分割方式
• P_L0_16x16表示宏块的分割方式为16x16，也就是不进行分割，那么它只有一个前向参考图像L0
• P_L0_L0_16x8表示宏块的的分割方式为16x8，也就是宏块被分成俩个16x8的块，每个16x8的块都有一个前向参考图像L0，即两个L0，按顺序写成P_L0_L0_16x8
• P_L0_L0_16x8表示宏块的的分割方式为8x16，也就是宏块被分成俩个8x16的块，每个8x16的块都有一个前向参考图像L0，即两个L0，按顺序写成P_L0_L0_8x16
• P_8x8表示宏块分成4个8x8的子宏块，对每个子宏块会采用sub_mb_type来表明该子宏块的类型，下面一节会进行分析
• P_8x8ref0表示同上，不过该宏块的4个子宏块采用的参考图像都是ref0，在sub_mb_pred（请参考h.264语法结构分析中的sub_mb_pred部分）语法结构中不会包含他们的refIdx
• P_Skip表示该宏块在码流中没有更多的数据了。请注意他的mb_type为inferred，不过它并不在mb_type中表示，而是在slice_data处就已经用skip_run或者skip_flag来表示，请参考h.264语法结构分析中的slice_data部分

NumMbPart(mb_type)  宏块被分割成多少部分

MbPartPredMode(mb_type,0)  宏块分割后的第一部分的预测模式为前向预测，还是后向预测，还是双向预测，由于是P slice，这里只能是前向预测Pred_L0

MbPartPredMode(mb_type,1)  宏块分割后的第二部分的预测模式为前向预测，还是后向预测，还是双向预测，由于是P slice，这里只能是前向预测Pred_L0

MbPartWidth(mb_type)  分割后的块的宽度

MbPartHeight(mb_type)  分割后的块的高度

B slice的宏块类型

B slice中包含了I宏块类型（I开头）与B宏块类型（B开头）。I宏块类型mb_type数值为23~48，见上面I宏块类型的表格，其序号为mb_type-23。P宏块类型为0~22，见下表

mb_type	name	NumMbPart (mb_type)	MbPartPredMode (mb_type,0)	MbPartPredMode (mb_type,1)	MbPartWidth (mb_type)	MbPartHeight (mb_type)
0	B_Direct_16x16	na	Direct	na	8	8
1	B_L0_16x16	1	Pred_L0	na	16	16
2	B_L1_16x16	1	Pred_L1	na	16	16
3	B_Bi_16x16	1	BiPred	na	16	16
4	B_L0_L0_16x8	2	Pred_L0	Pred_L0	16	8
5	B_L0_L0_8x16	2	Pred_L0	Pred_L0	8	16
6	B_L1_L1_16x8	2	Pred_L1	Pred_L1	16	8
7	B_L1_L1_8x16	2	Pred_L1	Pred_L1	8	16
8	B_L0_L1_16x8	2	Pred_L0	Pred_L1	16	8
9	B_L0_L1_8x16	2	Pred_L0	Pred_L1	8	16
10	B_L1_L0_16x8	2	Pred_L1	Pred_L0	16	8
11	B_L1_L0_8x16	2	Pred_L1	Pred_L0	8	16
12	B_L0_Bi_16x8	2	Pred_L0	BiPred	16	8
13	B_L0_Bi_8x16	2	Pred_L0	BiPred	8	16
14	B_L1_Bi_16x8	2	Pred_L1	BiPred	16	8
15	B_L1_Bi_8x16	2	Pred_L1	BiPred	8	16
16	B_Bi_L0_16x8	2	BiPred	Pred_L0	16	8
17	B_Bi_L0_8x16	2	BiPred	Pred_L0	8	16
18	B_Bi_L1_16x8	2	BiPred	Pred_L1	16	8
19	B_Bi_L1_8x16	2	BiPred	Pred_L1	8	16
20	B_Bi_Bi_16x8	2	BiPred	BiPred	16	8
21	B_Bi_Bi_8x16	2	BiPred	BiPred	8	16
22	B_8x8	4	na	na	8	8
inferred	B_Skip	na		na	8	8

mb_type  宏块类型的数值，P slice共有49个数值

name  宏块类型的名称，其中

• 开头的B代表B宏块类型
• 末尾的mxn代表宏块的分割方式
• B_Direct_16x16  整个宏块都采用Direct的方式进行预测（请参考h.264直接预测），不需要编码mvd以及refIdx，在解码时重建宏块所用的mv与refIdx靠直接预测进行推导，只需要编码residual（请参考h.264语法结构分析）
• B_X0_mxn  当宏块的分割方式为16x16时，意味着宏块不需要进行分割，因此只需要用一个字段（L0:前向预测；L1:后向预测；Bi：双向预测）来表示当前宏块的预测类型
• B_X0_X1_mxn  当前宏块的分割方式为16x8或者8x16时，意味着宏块会被分割成两部分，因此需要用两个字段来分别表示这两个部分的预测类型（如L0_Bi表示第一部分为前向预测，第二部分为双向预测）
• B_8x8表示宏块分成4个8x8的子宏块，对每个子宏块会采用sub_mb_type来表明该子宏块的类型，下面一节会进行分析
• B_Skip表示该宏块在码流中没有更多的数据了。请注意他的mb_type为inferred，不过它并不在mb_type中表示，而是在slice_data处就已经用skip_run或者skip_flag来表示，请参考h.264语法结构分析中的slice_data部分

NumMbPart(mb_type)  宏块被分割成多少部分

MbPartPredMode(mb_type,0)  宏块分割后的第一部分的预测模式为前向预测，还是后向预测，还是双向预测

MbPartPredMode(mb_type,1)  宏块分割后的第二部分的预测模式为前向预测，还是后向预测，还是双向预测

MbPartWidth(mb_type)  分割后的块的宽度

MbPartHeight(mb_type)  分割后的块的高度

子宏块类型sub_mb_type

子宏块即8x8块，一个16x16的宏块分为4个子宏块，每个子宏块类型表示都是一个8x8块的分割、预测方式，因此，采用子宏块预测的宏块其语法结构中会有4个子宏块类型。在h.264码流结构中，子宏块类型在sub_mb_pred中用sub_mb_type表示（请参考h.264语法结构分析中的sub_mb_pred）。sub_mb_type也是与slice类型相关的，在I slice中是没有子宏块类型的，因为I slice中只包含intra预测，而子宏块类型是inter预测中的部分。另外，数值相同的sub_mb_type在P slice与B slice中表示的是不同的类型。

P slice的子宏块类型

P slice的子宏块类型只包含了以下P子宏块类型（P开头），数值为0~3，见下表

sub_mb_type[ mbPartIdx ]	name	NumSubMbPart ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPredMode ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPartWidth ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPartHeight ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )
inferred	na	na	na	na	na
0	P_L0_8x8	1	Pred_L0	8	8
1	P_L0_8x4	2	Pred_L0	8	4
2	P_L0_4x8	2	Pred_L0	4	8
3	P_L0_4x4	4	Pred_L0	4	4

sub_mb_type  子宏块类型的值

mbPartIdx  由于一个宏块可以分割成4个子宏块，因此用这个符号来表示这四个子宏块

name  子宏块类型的名称，其中

• P表示为P子宏块类型
• P_L0_mxn中的L0表示子宏块的预测方式
• P_L0_mxn中的mxn表示子宏块的分割方式

NumSubMbPart  子宏块会被分割成多少部分

SubMbPredMode  子宏块预测模式，由于是P slice，因此只能是前向预测Pred_L0

SubMbPartWidth  分割后的块的宽度

SubMbPartHeight  分割后的块的高度

B slice的子宏块类型

B slice的子宏块类型只包含了以下B子宏块类型（B开头），数值为0~3，见下表

sub_mb_type[ mbPartIdx ]	name	NumSubMbPart ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPredMode ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPartWidth ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )	SubMbPartHeight ( sub_mb_type[ mbPartIdx ] )
inferred	mb_type	4	Direct	4	4
0	B_Direct_8x8	4	Direct	4	4
1	B_L0_8x8	1	Pred_L0	8	8
2	B_L1_8x8	1	Pred_L1	8	8
3	B_Bi_8x8	1	BiPred	8	8
4	B_L0_8x4	2	Pred_L0	8	4
5	B_L0_4x8	2	Pred_L0	4	8
6	B_L1_8x4	2	Pred_L1	8	4
7	B_L1_4x8	2	Pred_L1	4	8
8	B_Bi_8x4	2	BiPred	8	4
9	B_Bi_4x8	2	BiPred	4	8
10	B_L0_4x4	4	Pred_L0	4	4
11	B_L1_4x4	4	Pred_L1	4	4
12	B_Bi_4x4	4	BiPred	4	4

sub_mb_type  子宏块类型的值

mbPartIdx  由于一个宏块可以分割成4个子宏块，因此用这个符号来表示这四个子宏块

name  子宏块类型的名称，其中

• B表示为B子宏块类型
• B_X0_mxn中的X0表示子宏块的预测模式，由于参考图像索引refIdx是以8x8块为单位的，因此一个子宏块中的所有子块共用参考图像索引（请参考h.264语法结构分析中的sub_mb_pred部分），也就是说整个子宏块的预测模式只能是是前向预测Pred_L0、后向预测Pred_L1、双向预测BiPred中的某一种。
• B_X0_mxn中的mxn表示子宏块的分割方式

NumSubMbPart  子宏块会被分割成多少部分

SubMbPredMode  子宏块预测模式，由于是B slice，因此预测模式相比P slice的前向预测Pred_L0增加了后向预测Pred_L1以及双向预测BiPred中。

SubMbPartWidth  分割后的块的宽度

SubMbPartHeight  分割后的块的高度