视讯压缩图像类型


视讯压缩图像类型 (正體)

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在典型的视讯压缩设计中,可以看到三种主要的图像类型有:节点图像Intra pictures)、预测图像Predicted pictures)和前后预测图像Bi-predictive pictures 或 Bi-directional pictures)。以上三者也常称作 I 画格(I frames)、P 画格(P frames)和 B 画格(B frames)。在较旧的资料中,使用的是“双向”(bi-directional),而非“前后预测”(bi-predictive)。

在视讯压缩格式中,如 ITU-T VCEGISO/IEC MPEG 视讯标准,通常只编码图像之间的差异处。例如,在一个场景中,有个人走过一个固定的背景,只有移动范围才需要描述(使用运动补偿、影像资料或二者的结合,取决于何者以较少的位元充分的表现出图像)。场景的部分没有改变,而无须再次传送资料。

目录

画格类型

严格来说,图像(picture)是比画格(frame)更为广泛的术语,因为图像可以指画格(frame)或区域(field)。画格是某一瞬间所截取下的影像,而区域是影像每一行线的集合。如果视讯是以交错扫瞄来传送的话,通常会采用各别区域对图像编码,而不会对完整画格进行编码。尽管有时实际指的是更为广泛的“图像”(picture),通俗口语也常使用“画格”(frame)来指“图像”。

图像通常会被切割成几个宏区块(macroblock),而且可以宏区块为基准来选择特定的预测类型,而非整个图像都使用同样的类型:

  • I 图像只可含有节点宏区块
  • P 图像可含有节点宏区块或预测宏区块
  • B 图像可含有节点、预测和前后预测宏区块

此外,较新的视讯编解码标准 H.264,其图像可分割成更小的范围,称为切片(slice),并以此取代宏区块的作用。编码器可对特定的切片选择预测类型。H.264 还建议:

  • SI-画格/片(转换 I);促进编码串流之间的转换;含有 SI 宏区块(特殊类型的节点编码宏区块)。
  • SP-画格/片(转换 P);促进编码串流之间的转换;含有 P 和/或 I 宏区块。
  • 多画格运动估计(multi-frame motion estimation)(可多达 32 参考画格)

多画格运动估计可提升相同压缩率下的品质,且 SI-格、SP-格(定义为延伸 profile)可增强对错误的承受能力。如此一来,较聪明的解码器就能够恢复受损的 DVD 串流。

节点图像

更多关于关键格的资讯,请参阅关键格
  • 图像的编解码不涉及自己以外的任何图像。
  • 可由编码器建立随机存取点(使解码器可在其它图像点上适当的进行解码)。
  • 当要呈现不同的影像细节时,也会产生 I 图像。
  • 与其它图像类型相比,节点图像通常需要更多位元进行编码。

I 图像(I-画格)常用于随机存取,并作为其它图像的解码参考。每半秒一次的节点更新周期主要应用于数位电视广播和 DVD 媒体。在某些环境下可使用较长的更新周期,如视讯会议系统很少传送 I 图像。

预测图像

  • 需要先前图像以进行解码。
  • 可包含影像资料、运动向量移位和组合。
  • 可按解码顺序参考前一图像。
  • 较旧的标准(如 MPEG-2),在解码期间,仅使用一个先前解码图像作为参考,且显示顺序要在 P 图像之前。
  • H.264 在解码期间,可使用多个先前解码图像作为参考,且可具有任意的显示顺序关系。
  • 通常只需要比 I 图像还要少的位元进行编码。

前后预测图像

  • 需要先前图像以进行解码。
  • 可包含影像资料、运动向量移位和组合。
  • 包含一些针对运动范围的预测模式(如,宏区块或较小的区域),以两个不同的先前解码参考范围取得平均预测。
  • 较旧的标准(如 MPEG-2)不使用 B 图像作为其它图像的预测参考。B 图像可用于较低品质的编码,因为遗失的细节将不会损害到随后图像的预测品质。
  • H.264 可使用 B 图像作为其它图像解码的参考(由编码器判断)。
  • 较旧的标准(如 MPEG-2)使用两个先前解码的图像作为参考,并要求其中一个图像的显示顺序要在 B 图像之前,且另一个在之后。
  • H.264 可使用一个、两个或两个以上的先前解码图像作为参考,且可具有任意的显示顺序关系。
  • 通常只需要比 I 或 P 图像还要少的位元进行编码。

参阅

外部链接


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