I,P,B帧和PTS,DTS的关系及GOP基本概念

一帧就是视频中的一个画面。
视频编码是按“组”进行的，每一组也叫一个GOP
GOP与GOP之间是没有联系的，编码关系只在GOP中间产生。
每一个GOP组都从一个关键帧开始。
关键帧是一辐完整的画面
GOP中间的那些帧都是不完整的，需要由关键帧、前面的帧或者也包括后面的帧一起，运算后得到。
对于普通视频文件，加大GOP长度有利于减小体积；从原理上可知，GOP长度也不能过大，太大则会导致GOP后部帧的画面失真。一般建议GOP长度在250帧以下为宜。

由于PAL制式每秒有25帧（N制为30帧），如果是用于实时视频，如电视、网上视频等，GOP长度应在15至25之间。这样可以在一秒内完成视频快进或回退。

I,P,B帧和PTS,DTS的关系及GOP基本概念

1、基本概念：

I frame ：帧内编码帧 又称intra picture，I 帧通常是每个 GOP（MPEG 所使用的一种视频压缩技术）的第一个帧，经过适度地压缩，做为随机访问的参考点，可以当成图象。I帧可以看成是一个图像经过压缩后的产物。
P frame: 前向预测编码帧 又称predictive-frame，通过充分将低于图像序列中前面已编码帧的时间冗余信息来压缩传输数据量的编码图像，也叫预测帧；

B frame: 双向预测内插编码帧 又称bi-directional interpolated prediction frame，既考虑与源图像序列前面已编码帧，也顾及源图像序列后面已编码帧之间的时间冗余信息来压缩传输数据量的编码图像，也叫双向预测帧；

PTS：Presentation Time Stamp。PTS主要用于度量解码后的视频帧什么时候被显示出来
DTS：Decode Time Stamp。DTS主要是标识读入内存中的ｂｉｔ流在什么时候开始送入解码器中进行解码。

在没有B帧存在的情况下DTS的顺序和PTS的顺序应该是一样的。

2、GOP的基本概念

在视频编码序列中，GOP即Group of picture(图像组)，指两个I帧之间的距离，Reference(参考周期）指两个P帧之间的距离(如下图)。一个I帧所占用的字节数大于一个P帧，一个P帧所占用的字节数大于一个B帧(如下图所示)。        所以在码率不变的前提下，GOP值越大，P、B帧的数量会越多，平均每个I、P、B帧所占用的字节数就越多，也就更容易获取较好的图像质量；Reference越大，B帧的数量越多，同理也更容易获得较好的图像质量。
需要说明的是，通过提高GOP值来提高图像质量是有限度的，在遇到场景切换的情况时，H.264编码器会自动强制插入一个I帧，此时实际的GOP值被缩短了。另一方面，在一个GOP中，P、B帧是由I帧预测得到的，当I帧的图像质量比较差时，会影响到一个GOP中后续P、B帧的图像质量，直到下一个GOP开始才有可能得以恢复，所以GOP值也不宜设置过大。

同时，由于P、B帧的复杂度大于I帧，所以过多的P、B帧会影响编码效率，使编码效率降低。另外，过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度，由于P、B帧是由前面的I或P帧预测得到的，所以Seek操作需要直接定位，解码某一个P或B帧时，需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以，GOP值越长，需要解码的预测帧就越多，seek响应的时间也越长。

3、I P B 帧的不同：
I frame:自身可以通过视频解压算法解压成一张单独的完整的图片。
P frame：需要参考其前面的一个I frame 或者P frame来生成一张完整的图片。
B frame:则要参考其前一个I或者P帧及其后面的一个P帧来生成一张完整的图片。
两个I frame之间形成一个GOP，在x264中同时可以通过参数来设定bf的大小，即：I 和p或者两个P之间B的数量。

通过上述基本可以说明如果有B frame 存在的情况下一个GOP的最后一个frame一定是P.

4、DTS和PTS的不同：
DTS主要用于视频的解码,在解码阶段使用.PTS主要用于视频的同步和输出.在display的时候使用.在没有B frame的情况下.DTS和PTS的输出顺序是一样的.

例子:

下面给出一个GOP为15的例子,其解码的参照frame及其解码的顺序都在里面:

如上图：I frame 的解码不依赖于任何的其它的帧.而p frame的解码则依赖于其前面的I frame或者P frame.B frame的解码则依赖于其前的最近的一个I frame或者P frame 及其后的最近的一个P frame.

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