MPEG压缩中的I、B、P帧

1、H264中I、P、B 帧编码的基本流程

I 帧编码的基本流程为： (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。 P 帧和 B 帧编码的基本流程为： (1) 进行运动估计，计算采用帧间编码流程编码模式的率失真函数(节)值。P 帧 只参考前面的帧，B 帧可参考后面的帧。 *(2) 进行帧内预测，选取率失真函数值最小的帧内模式与帧间模式比较，确定 采用哪种编码模式。 (3) 计算实际值和预测值的差值。 (4) 对残差进行变换和量化。 (5) 熵编码，如果是帧间编码模式，编码运动矢量   2、MPEG压缩中的 I、B、P帧 首先,MPEG-1压缩的基本思想:帧内压缩和帧间压缩。 其次,时间相关性的统计分析:统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。 采用的压缩方法: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为防止运动变化,帧数不宜取多。 1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧; 2.预测帧:以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧; 3.数据传输:最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。 I帧:帧内编码帧 I帧特点: 1.它是一个全帧压缩编码帧。它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输; 2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像; 3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情; 4.I帧不需要参考其他画面而生成; 5.I帧是P帧和B帧的参考帧(其质量直接影响到同组中以后各帧的质量); 6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧; 7.I帧不需要考虑运动矢量; 8.I帧所占数据的信息量比较大。 P帧:前向预测编码帧。 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”的预测值和运动矢量,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。 P帧特点: 1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧; 2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量(预测误差); 3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像; 4.P帧属于前向预测的帧间编码。它只参考前面最靠近它的I帧或P帧; 5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧; 6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散; 7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。 B帧:双向预测内插编码帧。 B帧的预测与重构 B帧以前面的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“找出(算出)”预测值并与差值求和,得到B帧“某点”样值,从而可得到完整的B帧。 B帧特点 1.B帧是由前面的I或P帧和后面的P帧来进行预测的; 2.B帧传送的是它与前面的I或P帧和后面的P帧之间的预测误差及运动矢量; 3.B帧是双向预测编码帧; 4.B帧压缩比最高,因为它只反映丙参考帧间运动主体的变化情况,预测比较准确; 5.B帧不是参考帧,不会造成解码错误的扩散。 注:I、B、P各帧是根据压缩算法的需要,是人为定义的,它们都是实实在在的物理帧,至于图像中的哪一帧是I帧,是随机的,一但确定了I帧,以后的各帧就严格按规定顺序排列。