MPEG压缩中的_I、B、P帧

1. MPEG-1的图像格式
在MPEG-1中信源输入格式（SIF）为2：1：0格式。

2. MPEG-1的SIF参数
（704/2=352）
3.讨论
①MPEG-1的清晰度240线取决于其亮度信号的采样频率（6.75 M时的图像信号为
3 M，3×80=240）
②PAL制与NTSC制码率相同，均为：30.4128 Mb/s
PAL制1帧图像=352×288+176×144×2=152064像素
NTSC制1帧图像=352×240+176×120×2=126720像素
PAL制和NTSC制的像素速率相等，且为:
152064×25 = 126720×30 = 3.8016兆像素/s
使用8位量化后，则码率为：
3.8016×8 = 30.4128 Mb/s
4. MPEG-1应用
VCD
MPEG压缩中的 I、B、P帧
(1) MPEG-1压缩的基本思想：同时采用降低图像标准、帧内压缩和帧间压缩。

(2) 时间相关性的统计分析：统计的结果表明，在间隔1～2帧的图像中，各像素只有10%以下的点，其亮度差值变化超过2%，而色度差值的变化只有1%以下。

采用的压缩方法：
分组：把几帧图像分为一组（GOP），为防止运动变化，帧数不宜取多。

图帧组GOP
①定义帧：将每组内各帧图像定义为三种类型，即I帧、B帧和P帧。

②预测帧：以I帧做为基础帧，以I帧预测P帧，再由I帧和P帧预测B帧。

③数据传输：最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。

I帧：帧内编码帧
I1.帧特点：
①它是一个全帧压缩编码帧。

它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输。

②解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像。

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③I帧描述了图像背景和运动主体的详情。

④I帧不需要参考其他画面而生成。

⑤I帧是P帧和B帧的参考帧（其质量直接影响到同组中以后各帧的质量）。

⑥I帧是帧组GOP的基础帧（第一帧），在一组中只有一个I帧。

⑦I帧不需要考虑运动矢量。

⑧I帧所占数据的信息量比较大。

P帧：前向预测编码帧。

(1)P帧的预测与重构：P帧是以I帧为参考帧，在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量，取预测差值和运动矢量一起传送。

在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值，从而可得到完整的P帧。

(2)P帧特点
①P帧是I帧后面相隔1～2帧的编码帧。

②P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量（预测误差）。

③解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像。

④P帧属于前向预测的帧间编码。

它只参考前面最靠近它的I帧或P帧。

⑤P帧可以是其后面P帧的参考帧，也可以是其前后的B帧的参考帧。

⑥由于P帧是参考帧，它可能造成解码错误的扩散。

⑦由于是差值传送，P帧的压缩比较高。

图 P帧的获取图 B帧的获取
B帧：双向预测内插编码帧。

(1)B帧的预测与重构
B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧，“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量，并取预测差值和运动矢量传送。

接收端根据运动矢量在两个参考帧中“找出（算出）”预测值并与差值求和，得到B帧“某点”样值，从而可得到完整的B帧。

(2)B帧特点
①B帧是由前面的I或P帧和后面的P帧来进行预测的。

②B帧传送的是它与前面的I或P帧和后面的P帧之间的预测误差及运动矢量。

③B帧是双向预测编码帧。

④B帧压缩比最高，因为它只反映丙参考帧间运动主体的变化情况，预测比较准确。

⑤B帧不是参考帧，不会造成解码错误的扩散。

注：I、B、P各帧是根据压缩算法的需要，是人为定义的，它们都是实实在在的物理帧，至于图像中的哪一帧是I帧，是随机的，一但确定了I帧，以后的各帧就严格按规定顺序排列。

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2、MPEG收缩中的I、B、P帧
率先, MPEG-1收缩的大约信念:帧内收缩和帧间收缩。

其次,工夫相干性的普查分析:普查的收获阐明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值改变超过2%,而色度差值的改变只有1%以下。

批准的收缩措施: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为遏止行动改变,帧数不宜取多。

1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种种类,即I帧、B帧和P帧;
2.料想帧:以I帧做为基础帧,以I帧料想P帧,再由I帧和P帧料想B帧;
3.数据传输:最后将I帧数据与料想的差值消息举行存储和传输。

I帧:帧内编码帧
I帧个性:
1.它是一个全帧收缩编码帧。

它将全帧图像消息举行JPEG收缩编码及传输;
2.解码时仅用I帧的数据就可重构全面图像;
3.I帧描写了图像背景和行动主体的详情;
4.I帧无须要参看其他画面而生成;
5.I帧是P帧和B帧的参看帧(其功德直接波及到同组中尔后各帧的功德);
6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧;
7.I帧无须要琢磨行动矢量;
8.I帧所占数据的消息量比拟大。

P帧:前向料想编码帧。

P帧的料想与重构:P帧是以I帧为参看帧,在I帧中找出P帧“某点”的料想值和行动矢量,取料想差值和行动矢量同时递交。

在接收端依据行动矢量从I帧中找出P帧“某点”的料想值并与差值相加以获得P帧“某点”样值,从而可获得全面的P帧。

P帧个性:
1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;
2.P帧批准行动赔偿的措施递交它与前面的I或P帧的差值及行动矢量(料想偏差);
3.解码时定然将I帧中的料想值与料想偏差求和后能力重构全面的P帧图像;
4.P帧属于前向料想的帧间编码。

它只参看前面最接近它的I帧或P帧;
5.P帧能够是其后面P帧的参看帧,也能够是其前后的B帧的参看帧;
6.由于P帧是参看帧,它可能构成解码讹谬的拆开;
7.由于是差值递交,P帧的收缩比拟高。

B帧:双向料想内插编码帧。

B帧的料想与重构
B帧过去面的I或P帧和后面的P帧为参看帧,“找出”B帧“某点”的料想值和两个行动矢量,并取料想差值和行动矢量递交。

接收端依据行动矢量在两个参看帧中“找出(算出)”料想值并与差值求和,获得B帧“某点”样值,从而可获得全面的B帧。

B帧个性
1.B帧是由前面的I或P帧和后面的P帧来举行料想的;
2.B帧递交的是它与前面的I或P帧和后面的P帧之间的料想偏差及行动矢量;
3.B帧是双向料想编码帧;
4.B帧收缩比最高,因为它只反映丙参看帧间行动主体的改变情形,料想比拟准确;
5.B帧不是参看帧,不会构成解码讹谬的拆开。

注:I、B、P各帧是依据收缩算法的必需,是人为定义的,它们都是实诚真实的物理帧,至于图像中的哪一帧是I帧,是随机的,一但确定了I帧,尔后的各帧就严厉按法定次序编排。

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