x265 加权预测（Weighted Prediction）深度剖析

基于 x265 编码器weightPrediction.cpp源码的完整技术解读

一、引言

在视频编码中，加权预测（Weighted Prediction, WP）是一项用于处理全局亮度/色度变化的关键技术。它最常见的应用场景是淡入淡出（fade-in/fade-out）和场景切换时的光照变化。

想象一个场景：画面从全黑逐渐淡入到一个明亮的户外场景。如果没有加权预测，编码器只能将参考帧原封不动地用作预测，参考帧与当前帧之间的亮度差异只能通过残差编码 —— 这需要大量的码率。而加权预测允许编码器对参考帧施加一个线性变换：

prediction = (reference × weight) / denominator + offset

x265 中的weightPrediction.cpp文件，正是实现了自动检测是否需要加权预测、自动搜索最优权重参数的完整算法。本文将对这份源码进行逐层剖析。

二、加权预测的数学原理

2.1 信号模型

加权预测的核心思想可以用一个简单的信号模型来描述：

假设原始帧