音视频基础知识之视频 I/P/B 帧

MPEG-一、MPEG-2 和 MPEG-4 都是 ISO/IEC 的活动图像专家组（MPEG, Moving Picture Experts Group）制定的视音频编码标准。

I帧、P帧、B帧的概念最先是由 MPEG-1 标准引入的四种编码帧中的其中三种。

四种编码帧指的是I帧、P帧、B帧、D帧。其中D帧为仅含 DCT 的直流份量的帧，用它能够提供一种简单而具备必定质量的画面质量，如用于快进模式等。

图1 不一样帧类型示意

• I 帧是帧内编码帧（Intra-coded Frame），彻底由图像包含的内容所表示，也便是咱们常说的关键帧（keyframe）。

  与 P 帧 和 B 帧相比其压缩率最低，但解码时不须要其余视频帧的信息。也就是说，I帧编码的是一张完整的图像，就像JPG或者BMP文件那样。
  P 帧和 B 帧编码的只是图像信息的一部分，即帧与帧相比发生变化的部分信息。

• P 帧是帧间预测帧（Predicted Frame），只编码与以前的帧相比发生变化的部分的信息，也称为增量帧（Delta Frame）。

  对 P 帧的解码须要前面 I 帧或 P 帧的信息，多是前一帧，也多是非直接相邻的以前的帧。因为可使用先前帧中的数据进行解压缩，压缩率比I帧要高。
  例如，在汽车通过固定背景时，只需对汽车的运动进行编码。编码器不须要在P帧中存储不变的背景像素，从而节省了空间。

• B 帧是双向预测帧（Bidirectional predicted Frame），须要来自以前和以后 I 帧和 P 帧的信息。

  B帧能够同时使用前向帧和后续帧做为数据参考，经过编码当前帧与先后帧之间的差别来节省更多空间，以最大程度地压缩数据。

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参考资料

[1] Moving Picture Experts Group https://wiki.multimedia.cx/index.php/Moving_Picture_Experts_Group

[2] MPEG-1 Video https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-1/video

[3] Frame Types https://wiki.multimedia.cx/index.php/Frame_Types

[4] MPEG Video https://users.cs.cf.ac.uk/Dave.Marshall/Multimedia/node256.html#SECTION04291000000000000000

[5] Video Compression https://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/CVonline/LOCAL_COPIES/AV0506/s0561282.pdf

[6] I-P-B Frames https://nonuruzun.medium.com/i-p-b-frames-b6782bcd1460

本文做者 ：phillee
发表日期 ：2021年1月26日
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