视频编解码&编码格式&图像基础关于一些视频编解码&编码格式&图像基础的介绍

关于一些视频编解码&编码格式&图像基础的介绍

• 视频编解码原理，大概包括熵编解，帧内编码及帧间编码，运动补偿，量化与反量化，变换和反变换和环路滤波等等技术。

• I帧P帧B帧。

  I帧：表示关键帧，你可以理解为这一帧画面的完整保留；解码时只需要本帧数据就可以完成。

  P帧：表示的是这一帧跟之前的一个关键帧（或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。

  B帧：双向差别帧，也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别，压缩率高。

• 理解GOP与DIR意思。

  DIR:一个序列的第一个图像叫做 IDR 图像（立即刷新图像），IDR 图像都是 I 帧图像。

  GOP:即图像组，指两个I帧之间的距离。

• 理解DTS与PTS意思。

  DTS:(解码时间戳)，表示packet的解码时间。

  PTS:(显示时间戳)，表示packet解码后数据的显示时间。

• 查看各种编解顺序的意思。

  采集顺序指图像传感器采集原始信号得到图像帧的顺序。

  编码顺序指编码器编码后图像帧的顺序。存储到磁盘的本地视频文件中图像帧的顺序与编码顺序相同。

  传输顺序指编码后的流在网络中传输过程中图像帧的顺序。

  解码顺序指解码器解码图像帧的顺序。

  显示顺序指图像帧在显示器上显示的顺序。

  采集顺序与显示顺序相同。编码顺序、传输顺序和解码顺序相同。

• 了解H264编码。

  其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测，变换和反变换，量化和反量化，环路滤波，熵编码。

  H264标准的主要目标是：与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量。

• 了解H265编码帧内编码过程：

1.图像首先被分割为块状区域；

2.数据进行帧内估算（编码器），进行帧内编码；

3.进行帧内预测（反编码），注意，此时帧内预测得到数据与分块原图像帧应有些许偏差；

4.分块原图像帧减去帧内预测结果，得到帧内残差信号；

5.残差信号经过线性变换，变换后的系数再经过缩放、量化；

6.将处理后的残差信号系数经过反处理，得到残差信号，注意与原残差存在偏差；

7.将残差信号加上帧内预测信号，可得到分块预测图像帧；

8.最终通过环路滤波和自适应补偿，去除“分块效应”，得到未经分块的图像帧；

9.帧内编码信号和残差信号系数一起进行熵编码后输出。

• 了解H265编码帧间编码过程：

1.分块图像帧数据输入运动估算模块（编码器），再结合上一步帧内预测获得的上/下一幅图像帧数据，进行帧间编码；

2.对帧间编码数据进行运动补偿（帧间预测，解码器），注意，解码得到的图像帧与原图像块数据存在残差；

3.分块原图像帧减去帧间预测结果，得到帧内残差信号；

4.残差信号经过线性变换，变换后的系数再经过缩放、量化；

5.将处理后的残差信号系数经过反处理，得到残差信号，注意与原残差存在偏差；

6.将残差信号加上帧间预测信号，可得到分块预测图像帧；

7.最终通过环路滤波和自适应补偿，去除“分块效应”，得到未经分块的图像帧；

8.帧间编码信号和残差信号系数一起进行熵编码后输出。

• 了解JPEG格式。

  JPEG即联合图像专家组，是用于连续色调静态图像压缩的一种标准，文件后缀名为，jpg或，jpeg，是最常用的图像文件格式。

• 了解YUV。

  YUV是一种颜色空间，基于YUV的颜色编码是流媒体的常用编码方式。

• 了解YUV数据的几种采样格式。

  （1） YUV 4:4:4

  YUV三个信道的抽样率相同，因此在生成的图像里，每个象素的三个分量信息完整（每个分量通常8比特），经过8比特量化之后，未经压缩的每个像素占用3个字节。

  （2） YUV 4:2:2

  每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存（亮度2个字节,两个色度各1个字节）。

  （3） YUV 4:1:1

  4:1:1的色度抽样，是在水平方向上对色度进行4:1抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存（亮度4个字节,两个色度各1个字节）。

  （4）YUV4:2:0

  4:2:0并不意味着只有Y,Cb而没有Cr分量。它指得是对每行扫描线来说，只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量。

• 图像基础。

  1，像素是组成图像的最小最基本元素，是分辨率的单位，方形，是一种数据结构，包含了RGB三个数据，分别对应红色、绿色、蓝色。

  2，子像素：像素上的每种颜色叫一个子像素

  3，像素插值：在感应器象素测量的基础上，进行计算和插值，增加照片象素。

  4，分辨率：用640*480表示，它表示横向640像素和纵向480像素，因此其总数为640 × 480 = 307,200像素。

  5，对比度：描述图像中最亮的白和最暗的黑之间的差异。

  6，饱和度：饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分（灰色）的比例。

  7，色调：画面中占主导地位的颜色。

  8，灰度：用不同亮度的黑色来显示图像。

  9，渲染：着色器将绘图数据加上着色数据后就被送入渲染器，渲染器根据绘图数据描述，将像素填充到描述的线框组里并送入帧缓存，然后然后送入显示器，显示器获取到帧缓存的数据后再根据数据的描述来绘图到屏幕上。

  10，PPI；每英寸所拥有的图像数目：横向平方加纵向平方开根除以屏幕尺寸。