圖像I、P、B幀介紹

I、p、b 幀

I幀:幀內編碼幀 :儘可能去除圖像空間冗餘信息來壓縮傳輸數據量的幀內編碼圖像;P幀:前向預測編碼幀: 通過充分將低於圖像序列中前面已編碼幀的時間冗餘信息來壓縮傳輸數據量的編碼圖像,也叫預測幀; B幀:雙向預測內插編碼幀 既考慮與源圖像序列前面已編碼幀,也顧及源圖像序列後面已編碼幀之間的時間冗餘信息來壓縮傳輸數據量的編碼圖像,也叫雙向預測幀;一般地,I幀壓縮效率最低,P幀較高,B幀最高。 I、p、B 幀編碼的基本流程

I 幀編碼的基本流程爲
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(1) 進行幀內預測,決定所採用的幀內預測模式。
(2) 像素值減去預測值,得到殘差。
(3) 對殘差進行變換和量化。
(4) 變長編碼和算術編碼。
(5) 重構圖像並濾波,得到的圖像作爲其它幀的參考幀。


P 幀和 B 幀編碼的基本流程爲:
(1) 進行運動估計,計算採用幀間編碼模式的率失真函數(節)值。P 幀
只參考前面的幀,B 幀可參考後面的幀。
(2) 進行幀內預測,選取率失真函數值最小的幀內模式與幀間模式比較,確定採用哪種編碼模式。
(3) 計算實際值和預測值的差值。
(4) 對殘差進行變換和量化。
(5) 熵編碼,如果是幀間編碼模式,編碼運動矢量

MPEG壓縮中的 I、B、P幀(轉)

首先,MPEG-1壓縮的基本思想:幀內壓縮和幀間壓縮。
其次,時間相關性的統計分析:統計的結果表明,在間隔1~2幀的圖像中,各像素只有10%以下的點,其亮度差值變化超過2%,而色度差值的變化只有1%以下。

採用的壓縮方法: 分組:把幾幀圖像分爲一組(GOP),爲防止運動變化,幀數不宜取多。
1.定義幀:將每組內各幀圖像定義爲三種類型,即I幀、B幀和P幀;
2.預測幀:以I幀做爲基礎幀,以I幀預測P幀,再由I幀和P幀預測B幀;
3.數據傳輸:最後將I幀數據與預測的差值信息進行存儲和傳輸。

I幀:幀內編碼幀
I幀特點:
1.它是一個全幀壓縮編碼幀。它將全幀圖像信息進行JPEG壓縮編碼及傳輸;
2.解碼時僅用I幀的數據就可重構完整圖像;
3.I幀描述了圖像背景和運動主體的詳情;
4.I幀不需要參考其他畫面而生成;
5.I幀是P幀和B幀的參考幀(其質量直接影響到同組中以後各幀的質量);
6.I幀是幀組GOP的基礎幀(第一幀),在一組中只有一個I幀;
7.I幀不需要考慮運動矢量;
8.I幀所佔數據的信息量比較大。

P幀:前向預測編碼幀。
P幀的預測與重構:P幀是以I幀爲參考幀,在I幀中找出P幀“某點”的預測值和運動矢量,取預測差值和運動矢量一起傳送。在接收端根據運動矢量從I幀中找出P幀“某點”的預測值並與差值相加以得到P幀“某點”樣值,從而可得到完整的P幀。
P幀特點:
1.P幀是I幀後面相隔1~2幀的編碼幀;
2.P幀採用運動補償的方法傳送它與前面的I或P幀的差值及運動矢量(預測誤差);
3.解碼時必須將I幀中的預測值與預測誤差求和後才能重構完整的P幀圖像;
4.P幀屬於前向預測的幀間編碼。它只參考前面最靠近它的I幀或P幀;
5.P幀可以是其後面P幀的參考幀,也可以是其前後的B幀的參考幀;
6.由於P幀是參考幀,它可能造成解碼錯誤的擴散;
7.由於是差值傳送,P幀的壓縮比較高。

B幀:雙向預測內插編碼幀。
B幀的預測與重構
B幀以前面的I或P幀和後面的P幀爲參考幀,“找出”B幀“某點”的預測值和兩個運動矢量,並取預測差值和運動矢量傳送。接收端根據運動矢量在兩個參考幀中“找出(算出)”預測值並與差值求和,得到B幀“某點”樣值,從而可得到完整的B幀。
B幀特點
1.B幀是由前面的I或P幀和後面的P幀來進行預測的;
2.B幀傳送的是它與前面的I或P幀和後面的P幀之間的預測誤差及運動矢量;
3.B幀是雙向預測編碼幀;
4.B幀壓縮比最高,因爲它只反映並參考幀間運動主體的變化情況,預測比較準確;
5.B幀不是參考幀,不會造成解碼錯誤的擴散。

注:I、B、P各幀是根據壓縮算法的需要,是人爲定義的,它們都是實實在在的物理幀,至於圖像中的哪一幀是I幀,是隨機的,一但確定了I幀,以後的各幀就嚴格按規定順序排列。

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