视频编解码之常见GOP结构

转载自海思GOP模式，内容整理如下：

一、单P帧GOP模式

1. SingleP

特点：该GOP结构仅由IDR帧和normal P帧组成，每个normal P帧参考前一帧，IDR帧之间的间隔相同，具体见图海思GOP模式。

优点：结构简单清晰，IDR帧之间的间隔越大，码流越小。

缺点：丢帧或误码后，需要较长的恢复时间，故IDR帧之间的间隔不宜设得过大。

2. AdvSingleP

特点：该GOP结构由IDR帧、虚拟I帧和normal P帧组成。其中，虚拟I帧（本质为P帧）直接参考IDR帧，normal P帧参考前一帧，虚拟I帧之间间隔相同，IDR帧之间的间隔相同，具体见图海思GOP模式。

优点：丢帧或误码后，恢复时间比SingleP结构的短，IDR帧之间的间隔可以设得更大。

3. AdvSingleP with SkipRef

特点：该GOP结构由IDR帧、虚拟I帧、SkipRef P帧和normal P帧组成，分层参考，根据帧位置决定该帧的重要性。具体见图海思GOP模式。

优点：GOP结构更有层次感，在应用中能够更灵活地处理。比如，带宽吃紧且需要丢帧处理时，可以优先丢掉重要性程度不高的帧。

二、双P帧GOP模式

1. DualP

特点：该GOP结构由IDR帧和双前向参考P帧组成，每个P帧参考前面最近的两个帧，具体见图海思GOP模式。

优点：相比SingleP结构，能够更好地利用时域相关性，进一步提高压缩性能。

2. SmartP

特点：该GOP结构由IDR帧、虚拟I帧和双前向参考P帧组成，其中P帧参考IDR帧（长期参考帧）和前一个帧（短期参考帧），具体见图海思GOP模式。

优点：非常适合用于摄像头固定的监控场景，画面可分为静止区域和运动区域。在静止区域，利用与长期参考帧的时域相关性，可大幅节省码率，并有效减少呼吸效应和拖尾效应。在运动区域，利用短期参考帧进行运动估计。插入虚拟I帧，可最大限度拉长IDR间隔，有效减少码率和提高图像质量。

3. AdvSmartP

特点：该GOP结构与SmartP结构一样，但长期参考帧由编码器内部生成，不会输出显示。

4. with SkipRef

DualP结构，SmartP结构和AdvSmartP结构都可以加入SkipRef帧，分层参考，处理起来更具灵活性，具体见图海思GOP模式。

三、B帧GOP模式

1. BipredB

特点：该GOP结构由IDR帧、P帧和双向参考B帧组成，其中B帧参考一个前向帧和一个后向帧，具体见图海思GOP模式。加入B帧的GOP模式可以用在上述所有GOP结构中，此处仅展示最简单的一种带B帧的结构。

优点：运动估计效果比P帧更好，支持加权预测，压缩性能更好。