視訊壓縮圖像類型

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在典型的視訊壓縮設計中,可以看到三種主要的圖像類型有:節點圖像Intra pictures)、預測圖像Predicted pictures)和前後預測圖像Bi-predictive pictures或Bi-directional pictures)。以上三者也常稱作I畫格(I frames)、P畫格(P frames)和B畫格(B frames)。在較舊的資料中,使用的是「雙向」(bi-directional),而非「前後預測」(bi-predictive)。

在視訊壓縮格式中,如ITU-T VCEGISO/IEC MPEG視訊標準,通常只編碼圖像之間的差異處。例如,在一個場景中,有個人走過一個固定的背景,只有移動範圍才需要描述(使用運動補償、影像資料或二者的結合,取決於何者以較少的位元充分的表現出圖像)。場景的部分沒有改變,而無須再次傳送資料。

畫格類型[编辑]

各式的畫格

嚴格來說,圖像(picture)是比畫格(frame)更為廣泛的術語,因為圖像可以指畫格(frame)或區域(field)。畫格是某一瞬間所截取下的影像,而區域是影像每一行線的集合。如果視訊是以交錯掃瞄來傳送的話,通常會採用各別區域對圖像編碼,而不會對完整畫格進行編碼。儘管有時實際指的是更為廣泛的「圖像」(picture),通俗口語也常使用「畫格」(frame)來指「圖像」。

圖像通常會被切割成幾個宏區塊(macroblock),而且可以宏區塊為基準來選擇特定的預測類型,而非整個圖像都使用同樣的類型:

  • I圖像(Intra-coded pictures)只可含有節點宏區塊,就像傳統的將一張張圖片作壓縮。
  • P圖像(Predictive pictures)可含有節點宏區塊或預測宏區塊,相對於之前的畫格(frame),編碼器不用記錄下P-frame中沒有改變的pixel。
  • B圖像(Bi-predictive pictures)可含有節點、預測和前後預測宏區塊

此外,較新的視訊編解碼標準H.264,其圖像可分割成更小的範圍,稱為切片(slice),並以此取代宏區塊的作用。編碼器可對特定的切片選擇預測類型。H.264還建議:

  • SI-畫格/片(轉換I);促進編碼串流之間的轉換;含有SI宏區塊(特殊類型的節點編碼宏區塊)。
  • SP-畫格/片(轉換P);促進編碼串流之間的轉換;含有P和/或I宏區塊。
  • 多畫格運動估計(multi-frame motion estimation,可多達32參考畫格)

多畫格運動估計可提升相同壓縮率下的品質,且SI-格、SP-格(定義為延伸profile)可增強對錯誤的承受能力。如此一來,較聰明的解碼器就能夠恢復受損的DVD串流。

節點圖像[编辑]

更多關於關鍵格的資訊,請參閱關鍵格
  • 圖像的編解碼不涉及自己以外的任何圖像。
  • 可由編碼器建立隨機存取點(使解碼器可在其它圖像點上適當的進行解碼)。
  • 當要呈現不同的影像細節時,也會產生I圖像。
  • 與其它圖像類型相比,節點圖像通常需要更多位元進行編碼。

I圖像(I-畫格)常用於隨機存取,並作為其它圖像的解碼參考。每半秒一次的節點更新週期主要應用於數位電視廣播和DVD媒體。在某些環境下可使用較長的更新週期,如視訊會議系統很少傳送I圖像。

預測圖像[编辑]

  • 需要先前圖像以進行解碼。
  • 可包含影像資料、運動向量移位和組合。
  • 可按解碼順序參考前一圖像。
  • 較舊的標準(如MPEG-2),在解碼期間,僅使用一個先前解碼圖像作為參考,且顯示順序要在P圖像之前。
  • H.264在解碼期間,可使用多個先前解碼圖像作為參考,且可具有任意的顯示順序關係。
  • 通常只需要比I圖像還要少的位元進行編碼。

前後預測圖像[编辑]

  • 需要先前圖像以進行解碼。
  • 可包含影像資料、運動向量移位和組合。
  • 包含一些針對運動範圍的預測模式(如,宏區塊或較小的區域),以兩個不同的先前解碼參考範圍取得平均預測。
  • 較舊的標準(如MPEG-2)不使用B圖像作為其它圖像的預測參考。B圖像可用於較低品質的編碼,因為遺失的細節將不會損害到隨後圖像的預測品質。
  • H.264可使用B圖像作為其它圖像解碼的參考(由編碼器判斷)。
  • 較舊的標準(如MPEG-2)使用兩個先前解碼的圖像作為參考,並要求其中一個圖像的顯示順序要在B圖像之前,且另一個在之後。
  • H.264可使用一個、兩個或兩個以上的先前解碼圖像作為參考,且可具有任意的顯示順序關係。
  • 通常只需要比I或P圖像還要少的位元進行編碼。

參閱[编辑]

外部連結[编辑]

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