IPB帧编解码顺序

音视频编码卡的视频编码算法从JPEG 发展到MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.264。JPEG是一种著名的图像压缩方法，最初由Joint Photographic Experts Group在1986年提出并于1992年正式成为ISO标准(ISO/IEC 10918),主要应用于静态图像压缩，如果把它用在运动图像压缩的时候，就是我们通常所说的Motion-JPEG，由于JPEG相当于MPEG的帧内压缩，因而没有去除时域上的冗余，所以在保证一定图像质量的时候，压缩比不高，通常只有10-30倍，但是它有一个固定的优点，就是延迟在40ms，实时性很好，所以在某些特殊应用的场合仍然可以看到它的踪影。MPEG运动图像编码技术标准是由Motion Picture Experts Group在1988年提出，并于1992年11月通过，1993年8月作为ISO/IEC 11172标准公布，这就是通常所说的MPEG-1。MPEG-1为了追求更高的压缩效率，更注重去除图像系列的时间冗余度。因此引入了I帧(帧内编码)、P帧(前向预测编码)、B帧(双向预测编码)。P帧由前一个I帧或P帧图像来预测，而B帧由前后的两个P帧或一个I帧和一个P帧来预测，因而编解码和帧的显示顺序有所不同，如图1所示

I B B P B B P…B B I    I P B B P B B … I B B
1 2 3 4 5 6 7 …        1 4 2 3 7 5 6 …
  (a) 显示顺序          (b) 编解码顺序
                  图 1
        在此有两个问题需要说明：首先是插多少B 帧最合适？理论上说I、P之间插入的B帧越多，压缩比越高，但是编解码器所需的帧存储器也越大，因此实际应用中一般最多两个。其次，B帧的引入会增加编解码端的延迟，如果追求网络监视的时延，最好是不使用B帧。
        MPEG-1标准的一个成功应用范例是小型激光视盘(VCD)。由于它的压缩比相对于M- JPEG大为提高，因而在数字监控系统中得到广泛的应用。但是并不是最适合数字监控系统的应用，主要表现在码率固定，代价是引起图像质量的抖动，而数字监控系统最需要的不是恒定码率，而是恒定质量。同时MPEG-1本身的技术限制，其压缩比也没有达到用户满意的程度。而2000年提出的MPEG-4不仅是一个非常开放的标准，而且增加了许多新的工具，以达到降低某些应用或图像场景中要求的图像质量所需的比特率。值得注意的是虽然大部分用来降低比特率的工具是为非实时应用开发的，无法使用到数字监控系统中，但是相对MPEG-1，由于使用半像素和1/4像素图像匹配、帧内预测、高级运动矢量预测等新的技术，因而采用MPEG-4的压缩标准之后，在PAL CIF 25fps情况下，大部分情况下码率在300k-500k的MPEG-4压缩图像质量超过1.25Mbit的MPEG-1图像，因而在数字监控系统中得到最广泛和成功的应用。