H264格式 I帧 P帧 B帧基础知识

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#视频编解码

于 2022-04-21 15:32:10 首次发布

H264/AVC是2003年发布的视频编解码标准，以高压缩比和高质量著称。它定义了I帧、P帧和B帧，利用帧内压缩和帧间压缩减少数据量。I帧为完整编码，P帧和B帧根据前后帧差异进行编码。H264有四种画质级别，不同级别支持不同帧类型和编码方式。在编码速度上，预设如slow、medium、veryslow会影响码率和质量，例如slow预设的编码速度为245 fps，而veryslow则为140 fps。

H.264/AVC是由ITU-TVCEG与ISO/IECMPEG组成的联合专家行动组JVT共同制定并于2003年5月发布的视频编解码标准，在ITU-T体系内被称为H.264，在ISO/IEC体系内被称为MPEG4 part10-AVC，所以通常被称为H.264/AVC或简称H.264。

H264是新一代的编码标准，以高压缩高质量和支持多种网络的流媒体传输著称，在编码方面，我理解的他的理论依据是：参照一段时间内图像的统计结果表明，在相邻几幅图像画面中，一般有差别的像素只有10%以内的点,亮度差值变化不超过2%，而色度差值的变化只有1%以内。所以对于一段变化不大图像画面，我们可以先编码出一个完整的图像帧A，随后的B帧就不编码全部图像，只写入与A帧的差别，这样B帧的大小就只有完整帧的1/10或更小！B帧之后的C帧如果变化不大，我们可以继续以参考B的方式编码C帧，这样循环下去。这段图像我们称为一个序列（序列就是有相同特点的一段数据），当某个图像与之前的图像变化很大，无法参考前面的帧来生成，那我们就结束上一个序列，开始下一段序列，也就是对这个图像生成一个完整帧A1，随后的图像就参考A1生成，只写入与A1的差别内容。

在H264协议里定义了三种帧，完整编码的帧叫I帧，参考之前的I帧生成的只包含差异部分编码的帧叫P帧，还有一种参考前后的帧编码的帧叫B帧。
H264采用的核心算法是帧内压缩和帧间压缩，帧内压缩是生成I帧的算法，帧间压缩是生成B帧和P帧的算法。

H.264有四种画质级别，分别是BP、EP、MP、HP：

1、BP-Baseline Profile：基本画质。支持I/P 帧，只支持无交错(Progressive)和CAVLC;

2、EP-Extended profile：进阶画质。支持I/P/B/SP/SI 帧，只支持无交错(Progressive)和CAVLC;

3、MP-Main profile：主流画质。提供I/P/B 帧，支持无交错(Progressive)和交错(Interlaced)，也支持CAVLC 和CABAC 的支持;

4、HP-High profile：高级画质。在main Profile 的基础上增加了8x8内部预测、自定义量化、无损视频编码和更多的YUV 格式;

国内普遍采用的MPEG-4 编码技术在3Mbps 的带宽下尚达不到标清的图像质量，H.264 编码技术可以在2Mbps 带宽下提供要求的图像效果，H265可以在1.5Mbps带宽下提供标清图像质量

H.264中熵编码有两种方法，一种是对所有的待编码的符号采用统一的VLC(UVLC ：Universal VLC)，另一种是采用内容自适应的二进制算术编码(CABAC：Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)。

编码速度跟preset 有关

Current presets in descending order of speed are: ultrafast,superfast, veryfast, faster, fast, medium, slow, slower, veryslow,placebo.

av_opt_set(c->priv_data, “preset”, “slow”, 0); //ffmpeg

参考信息