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H264/H265视频I帧和IDR帧的区别

在编码和解码中为了方便,要把首个I帧和其他I帧区别开,所以首个I帧叫IDR,以方便控制编码和解码流程。IDR帧的作用是立刻刷新, 使错误不致传播。从IDR帧开始, 重新算一个新的序列开始编码。而I帧不具有随机访问的能力,这个功能是由IDR承担

H264/H265视频I帧和IDR帧的区别

1. 一般理解

IDR(Instantaneous Decoding Refresh): 即时解码刷新。

I和IDR帧都是使用帧内预测的。它们都是同一个东西, 在编码和解码中为了方便,要把首个I帧和其他I帧区别开,所以首个I帧叫IDR,以方便控制编码和解码流程。

IDR帧的作用是立刻刷新, 使错误不致传播。从IDR帧开始, 重新算一个新的序列开始编码。而I帧不具有随机访问的能力,这个功能是由IDR承担。IDR帧会导致DPB (Decoded Picture Buffer 参考帧列表——这是关键所在)清空,而I不会。

IDR帧一定是I帧图像,但I帧不一定是IDR图像。一个序列中可以有很多的I帧图像,I帧图像之后的图像可以引用I帧图像之间的图像做运动参考。

对于IDR帧来说,在IDR帧之后的所有帧都不能引用任何IDR帧之前的帧的内容。与此相反,对于普通的I-帧来说,位于其之后的B-和P-帧可以引用位于普通I-帧之前的I-帧。

从随机存取的视频流中,播放器永远可以从一个IDR帧播放,因为在它之后没有任何帧引用之前的帧。但是,不能在一个没有IDR帧的视频中从任意点开始播放,因为后面的帧总是会引用前面的帧。

2. GPT的解释

在H.264/AVC和H.265/HEVC等视频编码标准中,I帧(Intra-coded frame)和IDR帧(Instantaneous Decoded Refresh frame)确实都是使用帧内预测技术编码的,但它们在功能和使用场景上有所不同。

  1. I帧与IDR帧的区别
    • I帧:是一种完全帧内编码的帧,它不依赖于任何其他帧进行解码。这意味着I帧可以独立解码,无需参考其他帧的信息。I帧通常用于场景变化较大的地方,以提供随机访问点。
    • IDR帧:是I帧的一种特殊形式,但它具有额外的属性。IDR帧不仅使用帧内预测,而且它还清空解码器的DPB(Decoded Picture Buffer),这意味着在IDR帧之后的所有帧都不能参考IDR帧之前的任何帧。这使得IDR帧成为一个真正的随机访问点,确保了视频流的解码不会受到之前可能发生的任何错误的影响。
  2. IDR帧的作用
    • IDR帧的主要作用是提供一个“刷新点”,确保视频流中的错误不会传播到后续的帧。由于它清空了DPB,解码器在IDR帧之后开始时,就像从一个新的视频流开始一样,这有助于错误恢复和随机访问。
  3. I帧与IDR帧的引用关系
    • 对于IDR帧,其后的所有帧都不能引用IDR帧之前的任何帧。这确保了视频流的解码独立性。
    • 对于普通的I帧,其后的B帧和P帧可以引用I帧之前的I帧,只要这些帧没有被DPB清空。
  4. 随机访问能力
    • IDR帧确实提供了随机访问的能力,因为解码器可以在IDR帧处开始解码,而不会受到之前帧的影响。
    • I帧也提供了随机访问的能力,但没有IDR帧那么强,因为I帧之后的帧可能仍然引用I帧之前的帧。

综上所述,IDR帧和I帧都是使用帧内预测的,但IDR帧具有更严格的解码独立性和错误恢复能力,这使得它在视频编码中具有特殊的地位。IDR帧一定是I帧,但I帧不一定是IDR帧,这取决于它是否被用作刷新点和是否清空了DPB。

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