1.概念：
壓縮（編碼）：因為未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量巨大，在相對有限的存儲空間和傳輸帶寬條件下，其在互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸會有極大的不便，所以在視頻的傳輸之前，會對視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)進行一定算法的壓縮，這個過程又稱為編碼。
幀內(nèi)（Intraframe）壓縮：也稱為空間壓縮，當壓縮一幀圖像時，只考慮本幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息，幀內(nèi)一般采用有損壓縮算法，由于幀內(nèi)壓縮時各個幀之間沒有相互關(guān)系，所以壓縮后的視頻數(shù)據(jù)仍可以以幀為單位進行編輯。幀內(nèi)壓縮一般達不到很高的壓縮比率，可能有一定的失真。
基于同一幀內(nèi)已編碼塊預(yù)測，構(gòu)造預(yù)測塊，計算與當前塊的殘差，對殘差、預(yù)測模式等信息進行編碼。其主要去除的是空域冗余。
幀間（Interframe）壓縮：是基于許多視頻或 動畫的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性，或者說前后兩幀信息變化很小的特點。也即連續(xù)的視頻其相鄰幀之間具有冗余信息，根據(jù)這一特性，壓縮相鄰幀之間的冗余量就可以進一步提高壓縮量，減小壓縮比。幀間壓縮也稱為時間壓縮（Temporalcompression），它通過比較時間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進行壓縮。幀間壓縮一般是無損的。幀差值（Frame differencing）算法是一種典型的時間壓縮法，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。
基于一個或多個已編碼幀預(yù)測，構(gòu)造預(yù)測塊，計算與當前塊的殘差，對殘差、預(yù)測模式、運動矢量殘差、參考圖像索引等信息進行編碼。其主要去除的是時域冗余。
RGB：任何彩色圖像可由不同比例的紅色、綠色和藍色組合而成，即三基色原理。這種表
示彩色圖像的方法即RGB 彩色空間。
YUV（YCbCr）:人類視覺系統(tǒng)（HDV）對亮度比彩色更敏感，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，彩色信息的清晰度較低些，可顯著壓縮帶寬，實現(xiàn)視頻壓縮的一部分，人的感覺卻沒有不同。
如果亮度分量用Y 表示，色度用Cb，Cr 表示，則由大量實驗得出：
Y=0.299R+0587G+0.114B
Cb=0564(B－Y)
Cr=0.713(R－Y)?
反之，可由下式得到相應(yīng)的R、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，意思是畫面組，一個GOP就是一組連續(xù)的畫面。MPEG編碼將畫面（即幀）分為I、P、B三種。
I幀：幀內(nèi)編碼幀，表示關(guān)鍵幀，可以理解為這一幀畫面的完整保留；解碼時只根據(jù)本幀數(shù)據(jù)就可以完成。
I幀特點:?1.它是一個全幀壓縮編碼幀。它將全幀圖像信息進行JPEG壓縮編碼及傳輸; 2.解碼時僅用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動主體的詳情; 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I幀; 7.I幀不需要考慮運動矢量; 8.I幀所占數(shù)據(jù)的信息量比較大。
P幀:前向預(yù)測編碼幀。P幀表示的是這一幀跟之前的一個關(guān)鍵幀（或P幀）的差別，解碼時需要用之前緩存的畫面疊加上本幀定義的差別，生成最終畫面。（也就是差別幀，P幀沒有完整畫面數(shù)據(jù)，只有與前一幀的畫面差別的數(shù)據(jù)）
P幀的預(yù)測與重構(gòu):P幀是以I幀為參考幀,在I幀中找出P幀“某點”的預(yù)測值和運動矢量,取預(yù)測差值和運動矢量一起傳送。在接收端根據(jù)運動矢量從I幀中找出P幀“某點”的預(yù)測值并與差值相加以得到P幀“某點”樣值,從而可得到完整的P幀。
P幀特點:1.P幀是I幀后面相隔1~2幀的編碼幀;2.P幀采用運動補償?shù)姆椒▊魉退c前面的I或P幀的差值及運動矢量(預(yù)測誤差);3.解碼時必須將I幀中的預(yù)測值與預(yù)測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)測的幀間編碼。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,它可能造成解碼錯誤的擴散;7.由于是差值傳送,P幀的壓縮比較高。
B幀:雙向預(yù)測內(nèi)插編碼幀。B幀是雙向差別幀，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，但我這樣說簡單些），換言之，要解碼B幀，不僅要取得之前的緩存畫面，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。B幀壓縮率高，但是解碼時CPU會比較累。
B幀的預(yù)測與重構(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”的預(yù)測值和兩個運動矢量,并取預(yù)測差值和運動矢量傳送。接收端根據(jù)運動矢量在兩個參考幀中“找出(算出)”預(yù)測值并與差值求和,得到B幀“某點”樣值,從而可得到完整的B幀。
B幀特點：1.B幀是由前面的I或P幀和后面的P幀來進行預(yù)測的;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)測誤差及運動矢量;3.B幀是雙向預(yù)測編碼幀;4.B幀壓縮比最高,因為它只反映丙參考幀間運動主體的變化情況,預(yù)測比較準確;5.B幀不是參考幀,不會造成解碼錯誤的擴散。
注:I、B、P各幀是根據(jù)壓縮算法的需要，是人為定義的,它們都是實實在在的物理幀。一般來說，I幀的壓縮率是7（跟JPG差不多），P幀是20，B幀可以達到50?？梢娛褂肂幀能節(jié)省大量空間，節(jié)省出來的空間可以用來保存多一些I幀，這樣在相同碼率下，可以提供更好的畫質(zhì)。
2.視頻幾種主流編碼算法
為什么視頻信息可以被壓縮？
視頻信息之所以存在大量可以被壓縮的空間，是因為其中本身就存在大量的數(shù)據(jù)冗余。其主要類型有：
時間冗余：視頻相鄰的兩幀之間內(nèi)容相似，存在運動關(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)對視頻中不同的部分敏感度不同
針對這些不同類型的冗余信息，在各種視頻編碼的標準算法中都有不同的技術(shù)專門應(yīng)對，以通過不同的角度提高壓縮的比率。
理論依據(jù)：參照一段時間內(nèi)圖像的統(tǒng)計結(jié)果表明，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,亮度差值變化不超過2%，而色度差值的變化只有1%以內(nèi)。所以對于一段變化不大圖像畫面，我們可以先編碼出一個完整的圖像幀A，隨后的B幀就不編碼全部圖像，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或更小！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，這樣循環(huán)下去。這段圖像我們稱為一個GOP（GOP就是有相同特點的一段數(shù)據(jù)），當某個圖像與之前的圖像變化很大，無法參考前面的幀來生成，那我們就結(jié)束上一個GOP，開始下一段GOP，也就是對這個圖像生成一個完整幀A1，隨后的圖像就參考A1生成，只寫入與A1的差別內(nèi)容。
