​VP9支持10种帧内预测模式，包括8种角度模式和非角度模式DC、TM(True Motion)模式，AV1在其基础上进一步扩展，AV1帧内预测角度模式更细化，同时新增了部分非角度模式。

扩展的角度模式

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AV1在VP9角度模式的基础上进一步扩展，VP9的8种角度模式作为基础角度，对于尺寸大于8x8的块在每种基础角度上还有6个扩展角度，

图1 AV1角度模式

扩展角度在基础角度两侧以3°为步长分布，如图1。对于8x8的块只有8个基础角度，对于大于8x8的块共有56个帧内角度模式。对于有些预测角度若指向的参考像素不在整像素位置则通过一个2抽头双线性滤波器生成参考像素，

非角度Smooth模式

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AV1新增了3个smooth模式，SMOOTH_V、SMOOTH_H和SMOOTH模式。它们通过距离加权计算预测值，

图2 Smooth距离加权

图2中深绿色块代表参考像素，浅蓝色块代表需要计算的预测像素。x和y分别表示当前待预测值距左侧参考列和上方参考行的距离，三种Smooth的预测值计算方法如下：

其中w表示权值，不同尺寸块的权值定义如下：

AV1还使用PAETH_PRED模式取代TM模式，PAETH_PRED模式的预测值计算方法如下：

Recursive Intra Prediction

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RIP是AV1中新提出的帧内预测模式，它的预测不仅利用了当前块相邻行/列的信息，还利用了块内部的像素信息。

(a)

(b)

图3 RIP

对于RIP模式，如图3(a)它首先将块划分为互不重叠的4x2块，然后依次计算每个4x2块的预测值，当前4x2块的预测值可用作其他4x2块做参考。

对于第一个4x2预测值的计算如图3(b)，它需要用到上一行和左侧列的7个参考像素p0~p6，对于8个预测像素x0~x7计算方法如下：

其中alpha、beta、gamma是预定义参数，一共5组。可以看见每个预测值都是由7个参考像素加权得到，可以看作每个预测值都是由参考像素被7抽头滤波器处理得到，预定义的5组参数如下：

对于其他4x2块预测值计算按同样方式进行，它们的参考像素可能是块内其他4x2块的预测值，这样便充分利用了同一块内相邻像素的相关性。

Chroma Predicted from Luma

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CfL是利用亮度重建像素预测色度像素，CfL类似有VVC中的CCLM和AVS3中的TSCMP，它在亮度和色度间构建一个线性关系，如下式，通过这个线性关系利用亮度重建像素预测色度。

Pred_uv = alpha * AC + DC

图4 CfL过程

CfL过程如图4，首先对于420或422视频格式需要将重建的亮度分量下采样到和色度同样的大小，然后需要去除亮度中的DC信息只保留AC信息，其中DC信息即亮度像素的均值，将亮度重建值减去它们的均值即可得到对应的AC信息。然后将亮度AC乘以缩放因子alpha最后加上色度的DC信息便得到色度的预测值。这里alpha需要在码流中传输到解码端，色度的DC值由intra DC模式计算得到。

相关语法元素：

cfl_alpha_signs ：包含U和V的alpha的符号信息。具体值的含义如下表。

cfl_alpha_signs	Name of signU	Name of signV
0	CFL_SIGN_ZERO	CFL_SIGN_NEG
1	CFL_SIGN_ZERO	CFL_SIGN_POS
2	CFL_SIGN_NEG	CFL_SIGN_ZERO
3	CFL_SIGN_NEG	CFL_SIGN_NEG
4	CFL_SIGN_NEG	CFL_SIGN_ZERO
5	CFL_SIGN_POS	CFL_SIGN_POS
6	CFL_SIGN_POS	CFL_SIGN_NEG
7	CFL_SIGN_POS	CFL_SIGN_POS

cfl_alpha_u ：U分量alpha的绝对值。

cfl_alpha_v：V分量alpha的绝对值。