视频编码帧介绍
i帧和p帧的关系
i帧和p帧的关系在视频编码中，i帧和p帧是两种常用的帧类型。
它们之间存在着密切的关系，相互配合，共同构成了视频的完整画面。
本文将就i帧和p帧的关系展开探讨。
一、i帧和p帧的定义和特点i帧（intra frame）即帧内编码帧，也被称为关键帧。
它是视频序列中的某一帧，它的压缩仅依靠自身的数据进行，与其他帧之间没有关联。
i帧是视频的起始帧，也是解码器恢复视频的起点。
每个i 帧都是一个完整的画面，包含了丰富的空间信息，因此它的文件大小通常较大。
p帧（predictive frame）即帧间预测编码帧。
它是根据前一帧（一般为i帧或p帧）进行差异编码，通过预测和补偿来实现数据的压缩。
p帧只存储了发生变化的像素信息，因此文件大小相对较小。
p帧通过参考前一帧的像素信息来进行解码，从而恢复出完整的画面。
二、i帧和p帧的关系i帧和p帧是视频编码中的两个重要概念，它们之间存在着密切的关系。
在视频序列中，通常会以i帧为起点，后续的p帧通过对前一帧的预测和补偿来实现数据的压缩。
具体而言，p帧通过对前一帧进行运动估计和运动补偿，找出两帧之间的差异，并只存储这些差异。
这样一来，视频序列中的连续帧之间的差异就被有效地减小了，从而实现了更高效的压缩。
在解码时，解码器首先解码i帧，然后根据i帧的信息进行p帧的解码。
由于p帧仅存储了差异信息，因此解码时需要结合参考帧进行像素的恢复。
解码器会根据前一帧的像素信息和p帧的差异信息进行像素的重构，从而还原出完整的画面。
通过不断地参考前一帧的信息，p帧可以实现对整个视频序列的高效压缩和解码。
三、i帧和p帧的应用i帧和p帧的应用广泛存在于各种视频编码标准中，如H.264、H.265等。
在实际应用中，编码器会根据视频的特点和要求，合理地选择i帧和p帧的间隔和数量，以实现更好的压缩效果和视频质量。
通常情况下，i帧的间隔较长，而p帧的间隔较短，以保证视频的连续性和流畅性。
i帧和p帧的应用也在实时视频传输中具有重要意义。
视频监控常见编码格式
视频监控常见的视频编码格式：CIF、QCIF、4CIF、D1、MPEG-4、H.264、M-JPEG等。
备注：1.NTSC和PAL属于全球两大主要的电视广播制式，但是由于系统投射颜色影像的频率不一样而有所不同。
NTSC是National Television Standards Committee的缩写，意思是“（美国）国家电视标准委员会”。
NTSC负责开发一套美国标准电视广播传输和接收协议。
此外还有两套标准：逐行倒相（PAL）和顺序与存色彩电视系统（SECAM），用于世界上其他的国家。
NTSC标准从他们产生以来除了增加了色彩信号的新参数之外没有太大的变化。
NTSC信号是不能直接兼容于计算机系统的。
其标准主要应用于日本、美国，加拿大、墨西哥等等。
PAL是Phase Alternating Line (逐行倒相)的缩写。
它是西德在1962年制定的彩色电视广播标准，它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点。
西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。
NTSC电视标准：每秒29.97帧（简化为30帧），电视扫描线为525线，偶场在前，奇场在后，标准的数字化NTSC电视标准分辨率为720*480像素, 24比特的色彩位深，画面的宽高比为4：3。
NTSC电视标准用于美、日等国家和地区。
场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525行。
PAL电视标准：PAL电视标准，每秒25帧，电视扫描线为625线，奇场在前，偶场在后，标准的数字化PAL电视标准分辨率为720*576, 24比特的色彩位深，画面的宽高比为4：3, PAL 电视标准用于中国、欧洲等国家和地区，PAL制电视的供电频率为50Hz，场频为每秒50场，帧频为每秒25帧，扫描线为625行，图像信号带宽分别为4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等。
2.目前监控行业中主要适用QCIF（176 x 144）、CIF（352 x 288）、HALF D1（704 x 288）、D1（704 x 576）等几种分辨率。
音视频编码一些参数解析：码流、码率、比特率、帧速率、分辨率、高清的区别
⾳视频编码⼀些参数解析：码流、码率、⽐特率、帧速率、分辨率、⾼清的区别GOP/ 码流 /码率 / ⽐特率 / 帧速率 / 分辨率GOP(Group of picture)关键帧的周期，也就是两个IDR帧之间的距离，⼀个帧组的最⼤帧数，⼀般的⾼视频质量⽽⾔，每⼀秒视频⾄少需要使⽤ 1 个关键帧。
增加关键帧个数可改善质量，但是同时增加带宽和⽹络负载。
需要说明的是，通过提⾼GOP值来提⾼图像质量是有限度的，在遇到场景切换的情况时，H.264编码器会⾃动强制插⼊⼀个I帧，此时实际的GOP值被缩短了。
另⼀⽅⾯，在⼀个GOP中，P、B帧是由I帧预测得到的，当I帧的图像质量⽐较差时，会影响到⼀个GOP中后续P、B帧的图像质量，直到下⼀个GOP开始才有可能得以恢复，所以GOP值也不宜设置过⼤。
同时，由于P、B帧的复杂度⼤于I帧，所以过多的P、B帧会影响编码效率，使编码效率降低。
另外，过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度，由于P、B帧是由前⾯的I或P帧预测得到的，所以Seek操作需要直接定位，解码某⼀个P或B帧时，需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以，GOP值越长，需要解码的预测帧就越多，seek响应的时间也越长。
CABAC/CAVLCH.264/AVC标准中两种熵编码⽅法，CABAC叫⾃适应⼆进制算数编码，CAVLC叫前后⾃适应可变长度编码，CABAC：是⼀种⽆损编码⽅式，画质好，X264就会舍弃⼀些较⼩的DCT系数，码率降低，可以将码率再降低10-15%（特别是在⾼码率情况下），会降低编码和解码的速速。
CAVLC将占⽤更少的CPU资源，但会影响压缩性能。
帧：当采样视频信号时，如果是通过逐⾏扫描，那么得到的信号就是⼀帧图像，通常帧频为25帧每秒（PAL制）、30帧每秒（NTSC 制）；场：当采样视频信号时，如果是通过隔⾏扫描（奇、偶数⾏），那么⼀帧图像就被分成了两场，通常场频为50Hz（PAL制）、60Hz（NTSC制）；帧频、场频的由来：最早由于抗⼲扰和滤波技术的限制，电视图像的场频通常与电⽹频率（交流电）相⼀致，于是根据各地交流电频率不同就有了欧洲和中国等PAL制的50Hz和北美等NTSC制的60Hz，但是现在并没有这样的限制了，帧频可以和场频⼀样，或者场频可以更⾼。
视频编解码技术使用教程(系列九)
视频编解码技术使用教程随着科技的不断发展，视频在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
从电影到短视频，从在线会议到远程教育，我们都离不开视频。
而视频编解码技术则是视频的核心，它负责将原始视频信号进行压缩编码和解码还原，实现视频的传输和播放。
在本文中，我们将探讨视频编解码技术的使用方法，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
第一部分：视频编码技术首先，我们来介绍一下视频编码技术。
视频编码是指将原始视频信号进行压缩编码，以减小视频文件的大小和传输带宽，同时保持较高的视觉质量。
常用的视频编码算法有、等。
以下是视频编码的基本步骤：1. 帧内编码（I帧）：在视频序列的每一个关键帧（I帧）中，所有的像素都被完整地编码。
关键帧通常是视频中的某个时间点，它是其他帧的参考点，用于进行后续帧的预测和差异编码。
2. 预测编码（P帧）：在关键帧之后的帧称为预测帧（P帧），它通过与关键帧的差异进行编码。
P帧根据之前的帧进行预测，并记录路径、尺寸和运动矢量等信息。
3. 差异编码（B帧）：与P帧不同，B帧不只是与前一帧进行差异编码，而是可以与前后各两帧进行比较和差异编码。
这有助于进一步提高压缩率和图像质量。
视频编码技术的一个重要应用领域是在线视频传输。
在传输过程中，我们可以使用一些流行的编码器软件，如FFmpeg、x264等，进行视频编码。
这些编码器提供了各种参数供用户调整，以达到不同的编码要求。
第二部分：视频解码技术视频解码是视频编码的逆过程，它将压缩编码后的视频信号还原为原始视频信号。
常用的视频解码算法有MPEG-2、MPEG-4等。
以下是视频解码的基本步骤：1. 熵解码：这是视频解码的第一步，它将编码器中使用的熵编码技术进行解码，还原出经过编码的数据。
2. 运动补偿：视频解码中的一个关键步骤是通过运动估计和补偿算法，对帧间预测进行解码。
这一步骤能够准确地还原出原始视频帧。
3. 采样和重构：这一步骤将解码出的视频信号进行采样和重构，使其与原始视频信号一致。
视频的基础参数：分辨率，帧率和码率
视频的基础参数：分辨率，帧率和码率视频是由连续的图像构成的。
每一张图像，我们称为一帧(frame)。
图像则是由像素(pixel)构成的。
一张图像有多少像素，称为这个图像的分辨率。
比如说1920×1080的图像，说明它是由横纵1920×1080个像素点构成。
视频的分辨率就是每一帧图像的分辨率。
一个视频，每一秒由多少图像构成，称为这个视频的帧率(frame-rate)。
常见的帧率有24000/1001=23.976, 30000/1001=29.970, 60000/1001=59.940, 25.000, 50.000等等。
这个数字是一秒钟内闪过的图像的数量。
比如23.976，就是1001秒内，有24000张图像。
视频的帧率是可以是恒定的(cfr, Const Frame-Rate)，也可以是变化的(vfr, Variable Frame-Rate)码率的定义是视频文件体积除以时间。
单位一般是Kbps(Kbit/s)或者Mbps(Mbit/s)。
注意1B(Byte)=8b(bit)。
所以一个24分钟，900MB的视频：体积：900MB = 900MByte = 7200Mbit时间：24min = 1440s码率：7200/1440 = 5000 Kbps = 5Mbps当视频文件的时间基本相同的时候（比如现在一集番大概是24分钟），码率和体积基本上是等价的，都是用来描述视频大小的参数。
长度分辨率都相同的文件，体积不同，实际上就是码率不同。
码率也可以解读为单位时间内，用来记录视频的数据总量。
码率越高的视频，意味着用来记录视频的数据量越多，潜在的解读就是视频可以拥有更好的质量。
（注意，仅仅是潜在，后文我们会分析为什么高码率不一定等于高画质）。
视频编码
其他的变长编码 与哈夫曼和基于哈夫曼的编码一样,一些其他的 VLC方法被用在了视频 编码的程序中.基于哈夫曼 编码的一个很大的不利是它们对于传输错误是敏 感的.在VLC序列的错误会导致解码器损失同步信 息,不能正确地进行解码,这样就导致了使解码处于 混乱状态.一个预定义的编码表的缺点在于解码端 和编码端必须保存同样的码表.一个可代替它的方 式是用如果输入的符号已知时可自生成码的方法, 比如说指数Golomb编码法.
一个自然视频场景在空间和时间上是连续 的。用数字的形式表示一个视频场景包括 在空间对实际场景进行采样(通常是通过在 视频图形面上用长方形格处理)和时间采样 (以一系列以某时间间隔采样得到的静态帧 组成)。 每一个时空采样（像素）用一个数或一组 数来表示，用来描述采样点的亮度和色度。
一个可动的视频图像是通过对信号在周期性的时 间间隔上进行快照得到的 一个高的时间采样率(帧率)会产生更加平滑的运 动但是它就要求有更多的采样被捕捉并被保存。 在10帧每秒之下的帧率被用于一些很低码率的视 频通信中在10-20帧每秒是比较经典的低码率视频。 在25-30帧每秒进行采样是标准电视信号图象的采 样帧率50-60帧每秒就可以形成平滑的运动(代价 就是帧率太过高，传输和存储的压力大).
视频编码基础(2)
视频压缩(视频编码)是把数字视频流序列用 更少的数据位进行存放的方法 压缩包括一对互补的系统,一个编码器 (encoder)和一个解码器(decoder).编码器把原 数据在传输或存放之前转变为压缩格式(占 用更少的数据位),而解码器把压缩的格式转 换到原来的视频数据格式上. 编码器/解码器对经常被叫做 CODEC(enCOder/DECoder)
视频编码技术的原理与应用
视频编码技术的原理与应用随着互联网的普及，视频已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
从网络直播到线上课堂，我们可以随时随地通过视频来获取信息和教育资源。
而视频编码技术则是在这一过程中扮演了至关重要的角色，它可以将高清视频压缩至较小的文件大小，以方便传输与存储。
本文将探讨视频编码技术的原理与应用。
一、视频编码技术的基本概念在介绍视频编码技术之前，我们需要了解几个基本概念：视频帧率、分辨率和比特率。
视频帧率指的是在一秒钟内播放的视频帧数，常用的有24、25和30帧每秒。
分辨率则指的是视频画面的像素数，比如1080p分辨率表示视频画面有1920（像素宽度）x 1080（像素高度）的像素。
最后一个概念是比特率，它是在单位时间内传输的数据量，常用的单位是Mbps（兆比特每秒）。
二、常见的视频编码标准常见的视频编码标准包括H.264、MPEG-4和VP9等。
其中，H.264是目前最广泛使用的编码标准之一，支持高效的视频压缩和传输。
MPEG-4则是一种多媒体格式，支持视频、音频和图像等多种类型的数字媒体数据的存储和传输。
而VP9则是Google开发的一种开源视频编码器，可以提供更高效的视频压缩率和更高的视频画质。
三、视频编码技术的原理视频编码技术是通过分析视频数据的特征，将其压缩至尽可能小的文件大小，以便于传输和存储。
其中，最常用的压缩方式是通过移除视频数据中的冗余信息来达到压缩的效果。
冗余信息包括：空间冗余、时间冗余和视频编码类型冗余等。
空间冗余表现为视频画面中相邻像素之间的相似性，我们可以通过分组对这些像素进行数据压缩。
例如，在一些高清视频中，静止不动的背景会占用较大的空间，这就是我们可以利用空间冗余来压缩视频数据的情况。
时间冗余表现为视频连续帧之间的相似性，例如视频中的动作过程将在连续帧中反复出现。
我们可以使用编码技术来提取和比较连续帧之间的冗余信息，唯一表示新帧中发生变化的像素，通过传输不同帧之差，同样达到了压缩的目的。
标准帧和扩展帧的区别
标准帧和扩展帧的区别标准帧和扩展帧是视频编码中的重要概念，它们在视频的压缩和传输中起着至关重要的作用。
标准帧和扩展帧之间有着一些显著的区别，本文将对它们进行详细的介绍和比较。
首先，我们来看一下标准帧。
标准帧是视频编码中最基本的帧类型，也称为I帧（Intra Frame）。
每个标准帧都是独立的，它包含了完整的图像信息，不依赖于其他帧的信息。
在视频播放时，解码器可以直接解析和显示标准帧，因此它们在视频的快速定位和随机访问中起着重要作用。
标准帧通常用于视频的起始部分、镜头切换和画面变化较大的场景中。
接下来，我们来介绍一下扩展帧。
扩展帧是视频编码中的一种补充帧类型，它包括P帧（Predicted Frame）和B帧（Bidirectional Predicted Frame）。
P帧通过对前向参考帧进行运动补偿来预测当前帧的内容，而B帧则同时利用前后两个参考帧进行预测。
由于扩展帧的编码方式与前后帧相关联，因此它们在解码时需要依赖于其他帧的信息。
扩展帧通常用于视频中连续的运动图像和相似画面的编码中，能够有效地减小视频的码率，提高压缩效率。
在实际的视频编码中，标准帧和扩展帧通常是交替出现的。
编码器会根据视频内容的特点和压缩效率的要求来选择合适的帧类型进行编码。
在视频的序列头部和镜头切换等场景中，通常会使用标准帧进行编码，以保证视频的快速定位和高质量的解码。
而在视频的连续运动图像和相似画面中，编码器会倾向于使用扩展帧进行编码，以实现更高的压缩比和更小的码率。
总的来说，标准帧和扩展帧在视频编码中各有其重要作用。
标准帧独立性强，适用于视频的快速定位和随机访问；而扩展帧能够通过运动补偿和帧间预测来实现高效的压缩和传输。
在实际的视频编码和传输过程中，合理地组织和利用这两种帧类型，能够有效地提高视频的压缩效率和传输质量，为用户带来更好的观看体验。
综上所述，标准帧和扩展帧在视频编码中各有其独特的作用和优势，它们的合理组织和应用能够为视频的压缩和传输带来巨大的好处。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
视频编码之I帧率、P帧、B帧
1. 视频传输原理
视频是利用人眼视觉暂留的原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的感觉。
单纯传输视频画面，视频量非常大，对现有的网络和存储来说是不可接受的。
为了能够使视频便于传输和存储，人们发现视频有大量重复的信息，如果将重复信息在发送端去掉，在接收端恢复出来，这样就大大减少了视频数据的文件，因此有 了H.264视频压缩标准。
在H.264压缩标准中I帧、P帧、B帧用于表示传输的视频画面。
1、I帧
I帧又称帧内编码帧，是一种自带全部信息的独立帧，无需参考其他图像便可独立进行解码，可以简单理解为一张静态画面。
视频序列中的第一个帧始终都是I帧，因为它是关键帧。
2、P帧
P帧又称帧间预测编码帧，需要参考前面的I帧才能进行编码。
表示的是当前帧画面与前一帧（前一帧可能是I帧也可能是P帧）的差别。
解码时需要用之 前缓存的画面叠加上本帧定义的差别，生成最终画面。
与I 帧相比，P帧通常占用更少的数据位，但不足是，由于P帧对前面的P和I参考帧有着复杂的依耐性，因 此对传输错误非常敏感。
3、B帧
B帧又称双向预测编码帧，也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别。
也就是说要解码B帧，不仅要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。
B帧压缩率高，但是对解码性能要求较高。
总结：
I帧只需考虑本帧；P帧记录的是与前一帧的差别；B帧记录的是前一帧及后一帧的差别,能节约更多的空间,视频文件小了,但相对来说解码的时候就比较麻烦。
因为在解码时,不仅要用之前缓存的画面,而且要知道下一个I或者P的画面,对于不支持B帧解码的播放器容易卡顿。
视频监控系统中预览的视频画面是实时的，对画面的流畅性要求较高。
采用I帧、P帧进行视频传输可以提高网络的适应能力，且能降低解码成本所以现阶段的视频解码都只采用I帧和P帧进行传输。
海康摄像机编码，I帧间隔是50，含49个P帧。