什么是B帧、I帧和P帧?B帧、I帧和P帧是什么意思?

什么是B帧、I帧和P帧?B帧、I帧和P帧是什么意思?


I 帧 对此画面的内容进行完整压缩,只有此帧的数据完全记载此画面的内容。此帧类似于JPEG。
  
P 帧 与其前面的I帧的比较差分, P帧只记录了差分信息。相对于I帧具有较高的压缩率。
  
B 帧 与其前后的I, P帧的比较差分,B帧只记录了差分信息。与P帧比较则具有更高的压缩率。


在实际压缩时,会采取各种算法减少数据的容量,其中IPB就是最常见的。

I表示关键帧,你可以理解为这一帧画面的完整保留;解码时只需要本帧数据就可以完成(因为包含完整画面)

P表示的是这一帧跟之前的一个关键帧(或P帧)的差别,解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别,生成最终画面。(也就是差别帧,P帧没有完整画面数据,只有与前一帧的画面差别的数据)

如果你明白P的意思,那么B就比较好理解了。

B帧是双向差别帧,也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别(具体比较复杂,有4种情况,但我这样说简单些,有兴趣可以看看我上面提供的资料),换言之,要解码B帧,不仅要取得之前的缓存画面,还要解码之后的画面,通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。

以下是他们的显示顺序:

I B B B P B B B P B B B....

其中I 帧 基本的压缩率很低, 而p帧是由I帧或P帧预测, B帧由I和P共同预测出来.   从而P和B帧实际只是相邻两帧的差值.

但是在传输时的顺序却和显示顺序不一致:

I P B B B P B B B P B B B...



B 帧在 MPEG-4 中有四种参考模式,如果是同时参考前后的画面压缩,则记录的是 和 (前画面 pixel 值 + 后画面 pixel 值)/2 的差值,也就是 和 「前后画面的平均」的差值。所以记录的差值个数和 P 帧一样,只有一个,没有增加。


而因为 B 帧位于前后画面的中间,以「前后画面的平均」,也就是「前后画面的中间值」来作为预测数值(预测 B 帧的 pixel 数值为多少?如果有误差,再记录差值),这样这个预测数值会比单独使用前一个画面来预测,更接近目前真正的 B 帧的数值,可想而知,如此所需要记录的差值就会很小甚至可以根本不用记录,所以便可以省下很多的 bits,提高压缩率。


例如 亮度变化 -> I B P  7 8 9


如果 B 只参考前一个画面压缩,则需记录差值 1。如果以 (I + P)/2 压缩,则差值为 0,不需记录差值。(虽然要记录两个矢量,不过矢量也可以再做进一步预测压缩,总的来说,还是会比单独参考前一个画面压缩来得小很多)如果画面不是这样变化怎么办?通常来讲画面都会是这样变化,如果不是这样变化我们就不使用 B 帧就算变化不是如此规则,换个方式想,B 帧可以参考的画面还是比 P 帧多,再怎么找,也还是 B 帧可以找到误差更小的方块来使用的机率大(因为可以选择、参考的对象较多),所以 B 帧还是比 P 帧的压缩率来得高。(而且高很多,差距非常大)


除了压缩率以外,B 帧对画质的影响.....是有的,因为 B 帧这种参考前后画面的特性,等于有内插(interpolation)的效果,所以可以减少噪讯。


MPEG-4 中的 B 帧,也是非常具有威力的,除了以前的三种参考模式,还有 Direct Mode,连矢量的纪录都省了。虽然 MPEG-4 之中有 4MV 的功能,可以记录四个矢量,不过编码器在压缩的时候会判断,到底是使用 4MV 压出来的结果小,还是使用传统的方法压出来的结果小?


如果使用传统的方法压出来的结果小,便使用传统的方法记录,如果使用 4MV 压出来的结果小,才使用 4MV 来记录。


(ps. 4MV 不会用在 backward 预测)


您可以观察 VirtualDub 压缩时画面上显示的蓝线,您会发现蓝线和蓝线之间通常会有很短的蓝线插在中间,造成空隙,而且差距很大,这个就是夹在 P 之间的 B 在发挥压缩威力如果是用 DivX 5 更明显,因为 DivX 5 只能够使用 IBPBPBPB... 这种一个 B 接一个 P 的形式,所以画面上的蓝线就是「一长一短、一长一短」这样排列。


关键帧和过渡帧的联系与区别


1、两个关键帧的中间可以没有过渡帧(如逐帧动画),但过渡帧前后肯定有关键帧,因为过渡帧附属于关键帧;


2、关键帧可以修改该帧的内容,但过渡帧无法修改该帧内容。


3、关键帧中可以包含形状、剪辑、组等多种类型的元素或诸多元素,但过渡帧中对象只能是剪辑(影片剪辑、图形剪辑、按钮)或独立形状

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