Media---I,P,B幀區別

I幀又稱爲內部畫面,通常是一組連續畫面的第一個幀,經過適度地壓縮,做爲隨機訪問的參考點,可以當成圖像。I幀採用幀內壓縮法,這種壓縮與靜態圖像的壓縮算法類似。I幀是靠儘可能去除圖像空間冗餘信息來壓縮的。

P幀是通過充分降低與圖像序列中前面已編碼幀的時間冗餘信息來壓縮傳輸數據量的編碼圖像,也叫預測幀。P幀由在它前面的P幀或者I幀預測而來,它根據本幀與鄰近的前一幀或幾幀的不同點來壓縮本幀數據。採取P幀和I幀聯合壓縮的方法可達到更高的壓縮且無明顯的壓縮痕跡。P幀屬於前向預測的幀間編碼。它只參考前面靠近它的I幀或P幀。

B幀也叫雙向預測幀,當把一幀壓縮成B幀時,它根據鄰近的前幾幀、本幀以及後幾幀數據的不同點來壓縮本幀,也即僅記錄本幀與前後幀的差值。只有採用B幀壓縮才能達到超高的壓縮比。一般地,I幀壓縮效率最低,P幀較高,B幀最高。



採用的壓縮方法: 分組:把幾幀圖像分爲一組(GOP),爲防止運動變化,幀數不宜取多。 
1.定義幀:將每組內各幀圖像定義爲三種類型,即I幀、B幀和P幀; 
2.預測幀:以I幀做爲基礎幀,以I幀預測P幀,再由I幀和P幀預測B幀; 
3.數據傳輸:最後將I幀數據與預測的差值信息進行存儲和傳輸。

I幀:幀內編碼幀 
I幀特點: 
1.它是一個全幀壓縮編碼幀。它將全幀圖像信息進行JPEG壓縮編碼及傳輸; 
2.解碼時僅用I幀的數據就可重構完整圖像; 
3.I幀描述了圖像背景和運動主體的詳情; 
4.I幀不需要參考其他畫面而生成; 
5.I幀是P幀和B幀的參考幀(其質量直接影響到同組中以後各幀的質量); 
6.I幀是幀組GOP的基礎幀(第一幀),在一組中只有一個I幀; 
7.I幀不需要考慮運動矢量; 
8.I幀所佔數據的信息量比較大。

P幀:前向預測編碼幀。 
P幀的預測與重構:P幀是以I幀爲參考幀,在I幀中找出P幀“某點”的預測值和運動矢量,取預測差值和運動矢量一起傳送。在接收端根據運動矢量從I幀中找出P幀“某點”的預測值並與差值相加以得到P幀“某點”樣值,從而可得到完整的P幀。 
P幀特點: 
1.P幀是I幀後面相隔1~2幀的編碼幀; 
2.P幀採用運動補償的方法傳送它與前面的I或P幀的差值及運動矢量(預測誤差); 
3.解碼時必須將I幀中的預測值與預測誤差求和後才能重構完整的P幀圖像; 
4.P幀屬於前向預測的幀間編碼。它只參考前面最靠近它的I幀或P幀; 
5.P幀可以是其後面P幀的參考幀,也可以是其前後的B幀的參考幀; 
6.由於P幀是參考幀,它可能造成解碼錯誤的擴散; 
7.由於是差值傳送,P幀的壓縮比較高。

B幀:雙向預測內插編碼幀。  B幀的預測與重構 
B幀以前面的I或P幀和後面的P幀爲參考幀,“找出”B幀“某點”的預測值和兩個運動矢量,並取預測差值和運動矢量傳送。接收端根據運動矢量在兩個參考幀中“找出(算出)”預測值並與差值求和,得到B幀“某點”樣值,從而可得到完整的B幀。 
B幀特點 
1.B幀是由前面的I或P幀和後面的P幀來進行預測的; 
2.B幀傳送的是它與前面的I或P幀和後面的P幀之間的預測誤差及運動矢量; 
3.B幀是雙向預測編碼幀; 
4.B幀壓縮比最高,因爲它只反映丙參考幀間運動主體的變化情況,預測比較準確; 
5.B幀不是參考幀,不會造成解碼錯誤的擴散。  
注:I、B、P各幀是根據壓縮算法的需要,是人爲定義的,它們都是實實在在的物理幀,至於圖像中的哪一幀是I幀,是隨機的,一但確定了I幀,以後的各幀就嚴格按規定順序排列

GOP:Group of Pictures 畫面組
  GOP(Group of Pictures)策略影響編碼質量:所謂GOP,意思是畫面組,一個GOP就是一組連續的畫面。MPEG編碼將畫面(即幀)分爲I、P、B三種,I是內部編碼幀,P是前向預測幀,B是雙向內插幀。簡單地講,I幀是一個完整的畫面,而P幀和B幀記錄的是相對於I幀的變化。沒有I幀,P幀和B幀就無法解碼,這就是MPEG格式難以精確剪輯的原因,也是我們之所以要微調頭和尾的原因。   MPEG-2 幀結構
  MPEG-2壓縮的幀結構有兩個參數,一個是GOP(Group Of Picture)圖像組的長度,一般可按編碼方式從1-15;另一個是I幀和P幀之間B幀的數量,一般是1-2個。前者在理論上記錄爲N,即多少幀裏面出現一次I幀;後者描述爲多少幀裏出現一次P幀,記錄爲M。

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