H.264学习(一)——帧和场的概念

一、何谓场?

每个电视帧都是通过扫描屏幕两次而产生的,第二个扫描的线条刚好填满第一次扫描所留下的缝隙。每个扫描即称为一个场。因此 25 帧/秒的电视画面实际上为 50 场/秒 (若为 NTSC 则分别为 30 & 60 - 因为我是中国人,因此我采用 PAL 的数值)。

若要取得包含最大细节的帧,您需要合并两个场内的信息。截至目前为止,这些观念都很简单,不过若考虑到动态画面,就不是那么容易了。因为摄像机将依次地扫描这两个场,影像内的所有文件到了第二个场中将移到不同于第一个场的位置。这将有助于电视画面的动作更为顺畅,不过这也是场在编辑时所会造成的困扰。

二、计算机与电视

当计算机在显示器上播放视频时,它只会显示一系列完整的帧,而不使用交错场的电视技巧。因此针对计算机显示器所设计的视频格式和 MPEG-1 都不使用场。专为这些格式设计的视频编辑软件就无法正确地处理场,因此不适合产生用于电视的视频。若您的影片将通过电视来播放,务必使用可处理场的编辑程序。

三、概述

原始视频帧(最原始的视频数据)根据编码的需要,以不同的方式进行扫描产生两种视频帧:连续或隔行视频帧,隔行视频帧包括顶场和底场,连续(遂行)扫描的视频帧与隔行扫描视频帧有着不同的特性和编码特征,产生了所谓的帧编码和场编码。一般情况下,遂行帧进行帧编码,隔行帧可在帧编码和场编码间选取。H.264学习(一)——帧和场的概念_第1张图片

在帧编码中,参考为帧图像,采用帧运动补偿,两个场是联合编码,;在场编码中,参考为场图像,两个场是分别编码,采用场运动补偿。

二、视频序列帧、场编码方式

1.固定帧编码(全帧)----视频序列的全部帧始终采用帧编码方式。

2.固定场编码(全场)

  视频序列中帧被分成两个场独立编码。编码规则:

  1. I帧可编码成两个I场或一个I场和一个P场,即II、IP.

  2. P帧可编码成两个P场或一个P场和一个B场,即PP、PB.

  3. B帧可编码成两个B场,即BB.

3.图像级帧、场自适应编码 (PAFF)

   视频序列能被编码成一个帧或两个场,自适应选择原则是根据采用该种编码方式的每一帧的RD

   值。

4.宏块级帧、场自适应(MBAFF)

       为了进一步提高编码效率,采用了宏块级帧场自适应.,宏块级采用了宏块对(MBP)为基本编码单元(如图2所示)

H.264学习(一)——帧和场的概念_第2张图片

 

 

       H.264采用的MBAFF方案:

H.264学习(一)——帧和场的概念_第3张图片

 

在图像中运动比较大的地方采用场编码,运动比较小的地方采用帧编码,编码顺序例子如下:

H.264学习(一)——帧和场的概念_第4张图片

视频编码中的PAFF和MBAFF的区别 收藏
 隔行扫描图像的每帧包括两个场,所以对于隔行扫描图像有三种编码方式:

 1、将两场合并为一帧进行编码

 2、将两场分别编码

 3、将两场合并为一帧,但是在宏块级别上,将一个帧宏块划分为两个场宏块进行编码。

 以上前两种编码方式称为图像自适应帧/场编码(PAFF),第三种称为宏块自适应帧/场编码(MBAFF)。

 对于一个运动图像,由于场之间存在着较大的扫描间隔,所以帧中相邻两行之间的空间相关性相对于逐行扫描图像较小,因此对来两个场分别编码会更节省码流。对于一个非运动图像,相邻两行之间存在较大的空间相关性,将两场合并为一帧编码更有效。所以PAFF编码方式可以针对整个图像的编码方式做自适应调整,选择帧编码或场编码。

 当图像同时存在运动区域和非运动区域时,PAFF的劣势便显现出来,PAFF的自适应粒度太粗,无法实现满足更加精细的编码要求,于是MBAFF应运而生。MBAFF对帧编码或场编码的选择是基于宏块的,MBAFF将两场合并为一帧进行编码,但将每一个帧宏块(16x16)划分为场宏块对(8*16),针对每一个帧宏块,比较帧编码和场编码产生的码流大小,使用最节省码流的方式。

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