H264基本概念之 采样(sampling)、帧(frame)与场(field)

 一、视频信号的采样

（上图来自参考文献2）

 

       视频信号不同于音频信号，它是一个随着时间和空间时变的二维信号，通过采样、编码将模拟信号转换到数字信号，方便传输和存储。视频信号是由一系列的图像组成，时间上对视频模拟信号进行采样就是每个一段时间提取一个图像，而空间采样是指每一个图像由多少个像素点组成，像素点越多，图像画面越清晰。人的视觉系统决定了采样频率，当采样频率是10~20帧每秒，对快速运动的图像，人眼可以感觉到图像不流畅；当采样频率为20~30帧时，基本上看起来比较流畅。当采样频率更高时，其实图像的质量提升并不明显，受人眼的分辨率限制，但数据量却增加了很多。空间采样决定了图像的像素数，由于现在有三种彩色电视制式，为了互相可以视频通信，往往采用一种中间公共格式（CIF）。

 

二、帧与场的概念

      帧：当采样视频信号时，如果是通过逐行扫描，那么得到的信号就是一帧图像，通常帧频为25帧每秒（PAL制）、30帧每秒（NTSC制）；

      场：当采样视频信号时，如果是通过隔行扫描（奇、偶数行），那么一帧图像就被分成了两场，通常场频为50Hz（PAL制）、60Hz（NTSC制）；

 

      帧频、场频的由来：最早由于抗干扰和滤波技术的限制，电视图像的场频通常与电网频率（交流电）相一致，于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL制的50Hz和北美等NTSC制的60Hz，但是现在并没有这样的限制了，帧频可以和场频一样，或者场频可以更高。

 

      帧编码、场编码方式：逐行视频帧内邻近行空间相关性较强，因此当活动量非常小或者静止的图像比较适宜采用帧编码方式；而场内相邻行之间的时间相关性较强，对运动量较大的运动图像则适宜采用场编码方式。

 

 

参考资料：

1、《新一代视频压缩编码标准》

2、H264 and MPEG-4 Video Compression