1.概念：
壓縮（編碼）：因?yàn)槲唇?jīng)壓縮的數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量巨大，在相對(duì)有限的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬條件下，其在互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸會(huì)有極大的不便扇商，所以在視頻的傳輸之前，會(huì)對(duì)視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行一定算法的壓縮宿礁，這個(gè)過程又稱為編碼案铺。
幀內(nèi)（Intraframe）壓縮：也稱為空間壓縮，當(dāng)壓縮一幀圖像時(shí)梆靖，只考慮本幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息控汉，幀內(nèi)一般采用有損壓縮算法，由于幀內(nèi)壓縮時(shí)各個(gè)幀之間沒有相互關(guān)系返吻，所以壓縮后的視頻數(shù)據(jù)仍可以以幀為單位進(jìn)行編輯姑子。幀內(nèi)壓縮一般達(dá)不到很高的壓縮比率，可能有一定的失真测僵。
基于同一幀內(nèi)已編碼塊預(yù)測(cè)街佑，構(gòu)造預(yù)測(cè)塊，計(jì)算與當(dāng)前塊的殘差捍靠，對(duì)殘差沐旨、預(yù)測(cè)模式等信息進(jìn)行編碼。其主要去除的是空域冗余榨婆。
幀間（Interframe）壓縮：是基于許多視頻或 動(dòng)畫的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性磁携，或者說前后兩幀信息變化很小的特點(diǎn)。也即連續(xù)的視頻其相鄰幀之間具有冗余信息良风，根據(jù)這一特性谊迄，壓縮相鄰幀之間的冗余量就可以進(jìn)一步提高壓縮量，減小壓縮比拖吼。幀間壓縮也稱為時(shí)間壓縮（Temporalcompression）鳞上，它通過比較時(shí)間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。幀間壓縮一般是無損的吊档。幀差值（Frame differencing）算法是一種典型的時(shí)間壓縮法篙议，它通過比較本幀與相鄰幀之間的差異，僅記錄本幀與其相鄰幀的差值，這樣可以大大減少數(shù)據(jù)量鬼贱。
基于一個(gè)或多個(gè)已編碼幀預(yù)測(cè)移怯，構(gòu)造預(yù)測(cè)塊，計(jì)算與當(dāng)前塊的殘差这难，對(duì)殘差舟误、預(yù)測(cè)模式、運(yùn)動(dòng)矢量殘差姻乓、參考圖像索引等信息進(jìn)行編碼嵌溢。其主要去除的是時(shí)域冗余。
RGB：任何彩色圖像可由不同比例的紅色蹋岩、綠色和藍(lán)色組合而成赖草，即三基色原理。這種表
示彩色圖像的方法即RGB 彩色空間剪个。
YUV（YCbCr）:人類視覺系統(tǒng)（HDV）對(duì)亮度比彩色更敏感秧骑，因此可以把亮度信息從彩色信息分離處來，并使之具有更高的清晰度扣囊，彩色信息的清晰度較低些乎折，可顯著壓縮帶寬，實(shí)現(xiàn)視頻壓縮的一部分侵歇，人的感覺卻沒有不同骂澄。
如果亮度分量用Y 表示，色度用Cb盒至，Cr 表示酗洒，則由大量實(shí)驗(yàn)得出：
Y=0.299R+0587G+0.114B
Cb=0564(B－Y)
Cr=0.713(R－Y)?
反之士修，可由下式得到相應(yīng)的R枷遂、G、B：
R=Y+1.402Cr
G=Y-0.344Cb-0.714Cr
B=Y+1.772Cb?
GOP（Group of Pictures）：策略影響編碼質(zhì)量：所謂GOP棋嘲，意思是畫面組酒唉，一個(gè)GOP就是一組連續(xù)的畫面。MPEG編碼將畫面（即幀）分為I沸移、P痪伦、B三種。
I幀：幀內(nèi)編碼幀雹锣，表示關(guān)鍵幀网沾，可以理解為這一幀畫面的完整保留；解碼時(shí)只根據(jù)本幀數(shù)據(jù)就可以完成蕊爵。
I幀特點(diǎn):?1.它是一個(gè)全幀壓縮編碼幀辉哥。它將全幀圖像信息進(jìn)行JPEG壓縮編碼及傳輸; 2.解碼時(shí)僅用I幀的數(shù)據(jù)就可重構(gòu)完整圖像; 3.I幀描述了圖像背景和運(yùn)動(dòng)主體的詳情; 4.I幀不需要參考其他畫面而生成; 5.I幀是P幀和B幀的參考幀(其質(zhì)量直接影響到同組中以后各幀的質(zhì)量); 6.I幀是幀組GOP的基礎(chǔ)幀(第一幀),在一組中只有一個(gè)I幀; 7.I幀不需要考慮運(yùn)動(dòng)矢量; 8.I幀所占數(shù)據(jù)的信息量比較大。
P幀:前向預(yù)測(cè)編碼幀。P幀表示的是這一幀跟之前的一個(gè)關(guān)鍵幀（或P幀）的差別醋旦，解碼時(shí)需要用之前緩存的畫面疊加上本幀定義的差別恒水，生成最終畫面。（也就是差別幀饲齐，P幀沒有完整畫面數(shù)據(jù)钉凌，只有與前一幀的畫面差別的數(shù)據(jù)）
P幀的預(yù)測(cè)與重構(gòu):P幀是以I幀為參考幀,在I幀中找出P幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值和運(yùn)動(dòng)矢量,取預(yù)測(cè)差值和運(yùn)動(dòng)矢量一起傳送。在接收端根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量從I幀中找出P幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值并與差值相加以得到P幀“某點(diǎn)”樣值,從而可得到完整的P幀捂人。
P幀特點(diǎn):1.P幀是I幀后面相隔1~2幀的編碼幀;2.P幀采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒▊魉退c前面的I或P幀的差值及運(yùn)動(dòng)矢量(預(yù)測(cè)誤差);3.解碼時(shí)必須將I幀中的預(yù)測(cè)值與預(yù)測(cè)誤差求和后才能重構(gòu)完整的P幀圖像;4.P幀屬于前向預(yù)測(cè)的幀間編碼御雕。它只參考前面最靠近它的I幀或P幀;5.P幀可以是其后面P幀的參考幀,也可以是其前后的B幀的參考幀;6.由于P幀是參考幀,它可能造成解碼錯(cuò)誤的擴(kuò)散;7.由于是差值傳送,P幀的壓縮比較高。
B幀:雙向預(yù)測(cè)內(nèi)插編碼幀滥搭。B幀是雙向差別幀饮笛，也就是B幀記錄的是本幀與前后幀的差別（具體比較復(fù)雜，有4種情況论熙，但我這樣說簡(jiǎn)單些）福青，換言之，要解碼B幀脓诡，不僅要取得之前的緩存畫面无午，還要解碼之后的畫面，通過前后畫面的與本幀數(shù)據(jù)的疊加取得最終的畫面祝谚。B幀壓縮率高宪迟，但是解碼時(shí)CPU會(huì)比較累。
B幀的預(yù)測(cè)與重構(gòu)：B幀以前面的I或P幀和后面的P幀為參考幀,“找出”B幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值和兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量,并取預(yù)測(cè)差值和運(yùn)動(dòng)矢量傳送交惯。接收端根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量在兩個(gè)參考幀中“找出(算出)”預(yù)測(cè)值并與差值求和,得到B幀“某點(diǎn)”樣值,從而可得到完整的B幀次泽。
B幀特點(diǎn)：1.B幀是由前面的I或P幀和后面的P幀來進(jìn)行預(yù)測(cè)的;2.B幀傳送的是它與前面的I或P幀和后面的P幀之間的預(yù)測(cè)誤差及運(yùn)動(dòng)矢量;3.B幀是雙向預(yù)測(cè)編碼幀;4.B幀壓縮比最高,因?yàn)樗环从潮麉⒖紟g運(yùn)動(dòng)主體的變化情況,預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確;5.B幀不是參考幀,不會(huì)造成解碼錯(cuò)誤的擴(kuò)散。
注:I席爽、B意荤、P各幀是根據(jù)壓縮算法的需要，是人為定義的,它們都是實(shí)實(shí)在在的物理幀。一般來說，I幀的壓縮率是7（跟JPG差不多）郑趁，P幀是20，B幀可以達(dá)到50捐寥。可見使用B幀能節(jié)省大量空間祖驱，節(jié)省出來的空間可以用來保存多一些I幀握恳，這樣在相同碼率下，可以提供更好的畫質(zhì)捺僻。
2.視頻幾種主流編碼算法
為什么視頻信息可以被壓縮乡洼？
視頻信息之所以存在大量可以被壓縮的空間，是因?yàn)槠渲斜旧砭痛嬖诖罅康臄?shù)據(jù)冗余。其主要類型有：
時(shí)間冗余：視頻相鄰的兩幀之間內(nèi)容相似就珠，存在運(yùn)動(dòng)關(guān)系
空間冗余：視頻的某一幀內(nèi)部的相鄰像素存在相似性
視覺冗余：觀眾的視覺系統(tǒng)對(duì)視頻中不同的部分敏感度不同
針對(duì)這些不同類型的冗余信息寇壳，在各種視頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)算法中都有不同的技術(shù)專門應(yīng)對(duì)，以通過不同的角度提高壓縮的比率妻怎。
理論依據(jù)：參照一段時(shí)間內(nèi)圖像的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明壳炎，在相鄰幾幅圖像畫面中，一般有差別的像素只有10%以內(nèi)的點(diǎn),亮度差值變化不超過2%逼侦，而色度差值的變化只有1%以內(nèi)匿辩。所以對(duì)于一段變化不大圖像畫面，我們可以先編碼出一個(gè)完整的圖像幀A榛丢，隨后的B幀就不編碼全部圖像铲球，只寫入與A幀的差別，這樣B幀的大小就只有完整幀的1/10或更形蕖稼病！B幀之后的C幀如果變化不大，我們可以繼續(xù)以參考B的方式編碼C幀掖鱼，這樣循環(huán)下去然走。這段圖像我們稱為一個(gè)GOP（GOP就是有相同特點(diǎn)的一段數(shù)據(jù)），當(dāng)某個(gè)圖像與之前的圖像變化很大戏挡，無法參考前面的幀來生成芍瑞，那我們就結(jié)束上一個(gè)GOP，開始下一段GOP褐墅，也就是對(duì)這個(gè)圖像生成一個(gè)完整幀A1拆檬，隨后的圖像就參考A1生成，只寫入與A1的差別內(nèi)容妥凳。
