在解码器中,DPB(Decoded Picture Buffer,即解码图片缓存区)的作用是存储解码过程中的参考帧。这些参考帧被用于运动补偿,这是预测编码中的关键步骤,可以显著提高视频压缩效率。
DPB确保了编码器和解码器在处理视频流时能够访问到正确的参考帧。DPB中既存在参考图像也存在非参考图像,那些不用于参考的图像在输出后会被移除出DPB。
DPB中的每一个图像必须处于三种状态中的一种:Unused for reference(不作为参考帧)、Used for short-term reference(短期参考帧)和Used for long-term reference(长期参考帧)。这三种状态之间的转化是通过解码图像标记过程进行控制的。
此外,DPB的容量由SPS(Sequence Parameter Set,序列参数集)中的sps_max_dec_pic_buffering_minus1字段决定,HEVC(High Efficiency Video Coding,高效视频编码)中规定DPB容量最大为16。当DPB容量为1时,则其只能存储一帧当前解码图像,无法再存参考图像,所以所有帧都必须使用帧内编码。
总的来说,DPB在解码过程中起到了关键的作用,它存储并管理参考帧,确保了解码器能够正确、高效地解码视频流。
当一个视频采用多参考帧与单参考帧相比时,解码流程在参考帧的管理和使用上存在一些差异。
在单参考帧解码中,解码器通常只需要管理一个参考帧,该参考帧用于对后续的图像帧进行帧间预测。解码器在接收到压缩的比特流后,会首先对其进行熵解码,得到一系列量化系数,然后通过反量化和反变换得到残差数据。解码器还会从码流中解码得到头信息,并使用这些信息创建一个预测块。最后,这个预测块与残差数据求和得到图像块数据,并通过去方块滤波得到重建图像的解码块。
而在多参考帧解码中,解码器需要管理一个或多个参考帧列表。这些参考帧列表中的图像来自于解码图像缓存(DPB)中的已解码参考图像。参考帧列表的管理主要包括参考帧列表的初始化、参考帧列表的重排序和参考图像的标记这三个步骤。在解码过程中,解码器会根据当前slice码流中的句法元素,对参考帧列表进行重排序,并选择合适的参考帧进行帧间预测。
因此,与单参考帧解码相比,多参考帧解码在参考帧的管理和使用上更加复杂。多参考帧解码通过引入多个参考帧,可以提供更多的上下文信息,从而更准确地预测后续的图像帧,提高视频压缩效率和解码质量。然而,这也增加了解码器的计算复杂度和内存消耗。
总之,多参考帧解码与单参考帧解码在参考帧的管理和使用上存在差异,多参考帧解码通过引入多个参考帧来提高视频压缩效率和解码质量,但也会增加解码器的计算复杂度和内存消耗。