I 帧( intra frame )帧内编码帧与IDR帧

I 帧通常是每个 GOP的第一个帧,自带全部信息的独立帧。经过适度地压缩,做为随机访问的参考点,可以当成图象。I帧可以看成是一个图像经过压缩后的产物。

IDR帧(Instantaneous Decoding Refresh frame),即时解码刷新帧。

I和IDR帧都是使用帧内预测的。它们都是同一个东西而已,在编码和解码中为了方便,要首个I帧和其他I帧区别开,所以才把第一个首个I帧叫IDR,这样就方便控制编码和解码流程。 IDR帧的作用是立刻刷新,使错误不致传播,从IDR帧开始,重新算一个新的序列开始编码。而I帧不具有随机访问的能力,这个功能是由IDR承担。 IDR会导致DPB(DecodedPictureBuffer 参考帧列表——这是关键所在)清空,而I不会。IDR图像一定是I图像,但I图像不一定是IDR图像。一个序列中可以有很多的I图像,I图像之后的图像可以引用I图像之间的图像做运动参考。一个序列中可以有很多的I图像,I图像之后的图象可以引用I图像之间的图像做运动参考。
对于IDR帧来说,在IDR帧之后的所有帧都不能引用任何IDR帧之前的帧的内容,与此相反,对于普通的I-帧来说,位于其之后的B-和P-帧可以引用位于普通I-帧之前的I-帧。从随机存取的视频流中,播放器永远可以从一个IDR帧播放,因为在它之后没有任何帧引用之前的帧。但是,不能在一个没有IDR帧的视频中从任意点开始播放,因为后面的帧总是会引用前面的帧 。
收到 IDR 帧时,解码器另外需要做的工作就是:把所有的 PPS 和 SPS 参数进行更新。
对IDR帧的处理(与I帧的处理相同):(1) 进行帧内预测,决定所采用的帧内预测模式。(2) 像素值减去预测值,得到残差。(3) 对残差进行变换和量化。(4) 变长编码和算术编码。(5) 重构图像并滤波,得到的图像作为其它帧的参考帧。
多参考帧情况下, 举个例子 :有如下帧序列: IPPPP I P PPP ……。按照 3 个参考帧编码。
因为“按照 3 个参考帧编码”,所以参考帧队列长度为 3 。
遇到蓝色的 I 时,并不清空参考帧队列,把这个 I 帧加入参考帧队列(当然 I 编码时不用参考帧。)。再检测到红色的 P 帧时,用到的就是 PPI 三帧做参考了。

P帧(predictive-frame):前向预测编码帧

在针对连续动态图像编码时,将连续若干幅图像分成P,B,I三种类型,P帧由在它前面的P帧或者I帧预测而来,它比较与它前面的P帧或者I帧之间的相同信息或数据,也即考虑运动的特性进行帧间压缩。P帧法是根据本帧与相邻的前一帧(I帧或P帧)的不同点来压缩本帧数据。采取P帧和I帧联合压缩的方法可达到更高的压缩且无明显的压缩痕迹。
P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧某点样值,从而可得到完整的P帧。
有的视频序列比较简单,就没有B帧,

B帧(bi-directional interpolatedprediction frame):双向预测内插编码帧

B帧的预测与重构
B帧法是双向预测的帧间压缩算法。当把一帧压缩成B帧时,它根据相邻的前一帧、本帧以及后一帧数据的不同点来压缩本帧,也即仅记录本帧与前后帧的差值。只有采用B帧压缩才能达到200:1的高压缩。
B帧是以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,找出B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。接收端根据运动矢量在两个参考帧中。

GOP(Group of pictures )画面组:

一个GOP是一组连续的画面。GOP结构一般两个数字,如M=3,N=12。M指定I帧和P帧之间的距离,N指定两个I帧之间的距离。上面的M=3,N=12,GOP结构为:IBBPBBPBBPBBI。在一个GOP内I frame解码不依赖任何的其它帧,p frame解码则依赖前面的I frame或P frame,B frame解码依赖前最近的一个I frame或P frame 及其后最近的一个P frame。

开GOP、闭GOP和CRA:

闭合GOP和开放GOP(closed GOP/open GOP),CRA。闭合GOP是H.264中GOP的格式。在H.264的GOP中,所有的GOP都是独立解码的,与其他GOP无关,即它们都是“封闭”的。但是在HEVC中,GOP的结构发生了变化,采用了“开放”的结构,在解码过程过可能会参考其他GOP的数据。这时,一个GOP的起始帧命名为CRA,clean random access,同样采用帧内编码,但是这个GOP内的帧间编码帧可以越过CRA参考前一个GOP的数据,这便是GOP的open。
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原文链接:https://blog.csdn.net/abcSunl/article/details/68190136

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