音视频 day26 H264 的编码过程与原理

1. GOP出现的背景是什么？GOP 的全称是什么？

• 有统计结果表明：在连续的几帧图像中，一般只有 10% 以内的像素有差别，亮度的差值变化不超过 2%，而色度的差值变化只在 1%以内。
• 可以将一串连续的相似的帧归到一个图像群组（Group Of Pictures，GOP）。

2. GOP 中的 I 帧是什么？一个 GOP 可以有几个 I 帧？怎么编码？怎么解码？

• I 帧（I Picture、I Frame、 Intra Coded Picture），译为：帧内编码图像，也叫关键帧（Keyframe）
• 它是视频的第一帧，也是 GOP 的第一帧，一个 GOP 只有一个 I 帧？
• 编码：对整帧图片数据进行编码
• 解码：仅用当前 I 帧的编码数据就可以解码出完整的图像
• 是一种自带全部信息的独立帧，无需参考其他图像便可以独立进行解码，可以简单理解为一张静态图像。

3. GOP 中的 P 帧是什么？怎么编码？怎么解码？

• P 帧（P Picture、P Frame、Predictive Coded Picture），翻译为：预测编码图像
• 编码： ①并不会对整帧图像数据进行编码 ②以前面的 I 帧或 P 帧作为参考帧，只编码当前 P 帧与参考帧的差异数据
• 解码：需要先解码出前面的参考帧，再结合差异数据解码出当前 P 帧完整的图像

4. GOP 中的 B 帧是什么？怎么编码？怎么解码？

• B 帧（B Picture、B Frame、Bipredictive Coded Picture），翻译为：前后预测编码图像
• 编码： ①并不会对整帧图像数据进行编码 ②同时以前面、后面的 I 帧或 P 帧作为参考帧，只编码当前 B 帧与前后参考帧的差异数据 ③因为可参考的帧变多了，所以只需要存储更好的差异数据
• 解码：需要先解码出前面、后面的参考帧，再结合差异数据解码出当前 B 帧完整的图像

5. GOP 中，通常情况下，I 帧、P 帧、B 帧数据大小是怎么排列的？再结合下图，理解一下为什么编码顺序不等于显示顺序？

• I 帧 > P 帧 > B 帧

6. GOP 的长度是什么意思？GOP 长度是越长越好吗（举出两方面即可）？

• GOP的长度表示 GOP 的帧数。
• GOP 过长的缺点：加大GOP长度有利于减小视频文件大小，但也不宜设置过大，太大则会导致GOP后部帧的画面失真，影响视频质量
• GOP 过长的缺点：由于P、B帧的复杂度大于I帧，GOP值过大，过多的P、B帧会影响编码效率，使编码效率降低
• GOP 过长的缺点：GOP长度也是影响视频seek响应速度的关键因素，seek时播放器需要定位到离指定位置最近的前一个I帧，如果GOP太大意味着距离指定位置可能越远（需要解码的参考帧就越多）、seek响应的时间（缓冲时间）也越长

7.哪些帧是帧内编码？哪些帧是帧间编码？

• I 帧采用的是帧内（Intra Frame）编码，处理的是空间冗余。
• P 帧、B 帧采用的是（Inter Frame）帧间编码，处理的是时间冗余。