音視頻 day26 H264 的編碼過程與原理

1. GOP出現的背景是什麼？GOP 的全稱是什麼？

• 有統計結果代表：在連續的幾幀圖像中，通常只有 10% 之內的像素有差異，亮度的差值變化不超過 2%，而色度的差值變化只在 1%之內。
• 能夠將一串連續的類似的幀歸到一個圖像羣組（Group Of Pictures，GOP）。

2. GOP 中的 I 幀是什麼？一個 GOP 能夠有幾個 I 幀？怎麼編碼？怎麼解碼？

• I 幀（I Picture、I Frame、 Intra Coded Picture），譯爲：幀內編碼圖像，也叫關鍵幀（Keyframe）
• 它是視頻的第一幀，也是 GOP 的第一幀，一個 GOP 只有一個 I 幀？
• 編碼：對整幀圖片數據進行編碼
• 解碼：僅用當前 I 幀的編碼數據就能夠解碼出完整的圖像
• 是一種自帶所有信息的獨立幀，無需參考其餘圖像即可以獨立進行解碼，能夠簡單理解爲一張靜態圖像。

3. GOP 中的 P 幀是什麼？怎麼編碼？怎麼解碼？

• P 幀（P Picture、P Frame、Predictive Coded Picture），翻譯爲：預測編碼圖像
• 編碼： ①並不會對整幀圖像數據進行編碼 ②之前面的 I 幀或 P 幀做爲參考幀，只編碼當前 P 幀與參考幀的差別數據
• 解碼：須要先解碼出前面的參考幀，再結合差別數據解碼出當前 P 幀完整的圖像

4. GOP 中的 B 幀是什麼？怎麼編碼？怎麼解碼？

• B 幀（B Picture、B Frame、Bipredictive Coded Picture），翻譯爲：先後預測編碼圖像
• 編碼： ①並不會對整幀圖像數據進行編碼 ②同時之前面、後面的 I 幀或 P 幀做爲參考幀，只編碼當前 B 幀與先後參考幀的差別數據 ③由於可參考的幀變多了，因此只須要存儲更好的差別數據
• 解碼：須要先解碼出前面、後面的參考幀，再結合差別數據解碼出當前 B 幀完整的圖像

5. GOP 中，一般狀況下，I 幀、P 幀、B 幀數據大小是怎麼排列的？再結合下圖，理解一下爲何編碼順序不等於顯示順序？

• I 幀 > P 幀 > B 幀

6. GOP 的長度是什麼意思？GOP 長度是越長越好嗎（舉出兩方面便可）？

• GOP的長度表示 GOP 的幀數。
• GOP 過長的缺點：加大GOP長度有利於減少視頻文件大小，但也不宜設置過大，太大則會致使GOP後部幀的畫面失真，影響視頻質量
• GOP 過長的缺點：因爲P、B幀的複雜度大於I幀，GOP值過大，過多的P、B幀會影響編碼效率，使編碼效率下降
• GOP 過長的缺點：GOP長度也是影響視頻seek響應速度的關鍵因素，seek時播放器須要定位到離指定位置最近的前一個I幀，若是GOP太大意味着距離指定位置可能越遠（須要解碼的參考幀就越多）、seek響應的時間（緩衝時間）也越長

7.哪些幀是幀內編碼？哪些幀是幀間編碼？

• I 幀採用的是幀內（Intra Frame）編碼，處理的是空間冗餘。
• P 幀、B 幀採用的是（Inter Frame）幀間編碼，處理的是時間冗餘。