什么是闭合GOP和开放GOP?
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翻譯 | Alex
技術審校 | 李忠
本文來自OTTVerse，作者為Krishna Rao Vijayanagar。
GOP
Easy Tech
#008#
在本文中，我們將了解閉合GOP和開放GOP的概念。這兩種類型的GOP在視頻流化中非常常見，并會影響視頻壓縮效率、錯誤恢復以及ABR的切換能力。
? 什么是GOP?
GOP（A Group of Pictures）是指一組按照編解碼和顯示順序排列好的圖片。
注意：如果你不熟悉視頻壓縮和幀的類型，可以先閱讀這篇文章：Easy Tech：什么是I幀、P幀和B幀？
一個GOP包含不同類型的圖片（幀）。這些基本的幀類型有：
I幀（僅幀內預測）
P幀（僅參考前一幀預測）
B幀（可參考前、后幀預測，即雙向預測）
好，現在有了這些最基本的幀類型，我們就可以構建GOP了：
一個GOP通常以I幀開頭，緊接著是P幀和B幀序列
兩個連續I幀之間的距離被稱為GOP長度
連續P幀之間的距離被稱為mini-GOP大小
P幀和B幀參考其他幀進行時域預測。用作預測的幀既可以是I幀和P幀，也可以是被參考的B幀。H.264/AVC允許將這三種類型的幀組合起來形成多個預測幀。
問題來了——分析顯示順序（Display Order）時，預測/參考幀的位置在哪里？換言之，P幀和B幀可以參考幾個GOP之前的幀嗎？這樣做也許會呈現最好的效果，為什么不這樣做呢？
為了回答這些問題，我們需要先理解閉合GOP和開放GOP的概念。讓我們繼續吧！
? 什么是閉合GOP?
顧名思義，閉合GOP是指不對外開放的GOP。一個屬于閉合GOP的幀只能參考本GOP之內的幀。
在上面的圖片中，第一個GOP以P幀而不是B幀結束，這就意味著編碼器不會將下一個GOP中的幀用作參考幀。多補充一點，如果GOP的最后一幀是B幀，你認為會發生什么？難道B幀不就是設計用來參考前、后幀的嗎？
在這種情況下，編碼器應該確保后一參考幀是空幀。后面那一幀如果是空幀，B幀這時就發揮了P幀的作用。然而，編碼器總會確保最后一幀是P幀，這樣一來，就簡化了“關閉”GOP的過程。
閉合GOP在視頻流化和壓縮中非常有用，它是視頻中的獨立片段，和其他GOP有清晰的隔斷，所有在閉合GOP出現的問題都不會影響到其他GOP。
閉合GOP以一個被稱為IDR（Instantaneous Decoder Refresh，即時解碼刷新）的I幀開始。之所以稱之為IDR，是因為當解碼器遇到 IDR 幀時，由于在 IDR 之前出現的任何幀都不能用作在該 IDR 之后出現的圖片的參考幀，它可以刷新其解碼圖片緩沖區（Decoded Picture Buffer 或 DPB）。這就形成了圖片序列的徹底中斷。
所以，IDR和閉合GOP到底有什么用處？
ABR視頻流：在ABR視頻流中，播放器可以根據帶寬和解碼器緩沖器的填充程度在不同配置文件（組合不同碼率和分辨率的視頻）之間切換。如果播放器要從1080p切換到360p，那么它就需要這種利落的切換。此時IDR發揮作用，這樣播放器就能刷新緩沖，讓360p的視頻流進入。如果你不了解ABR，請閱讀這篇文章：理解ABR及其工作原理。
錯誤恢復：如果你在流化視頻時使用HLS，并且每個視頻片段都以IDR開始，這意味著片段中的所有幀都不能參考前、后片段中的幀。所以如果因為某個錯誤而失去其中一個片段，播放器仍然能繼續接收下一個視頻片段。有趣的是，Apple 的 HLS 規范提到應該每兩秒使用一次 IDR。（注意：規范沒有說視頻片段持續時間應該是兩秒，而是指 GOP 的大小是兩秒）。
快進快退（Trick Mode）：我們之前提到過，IDR非常有助于實現快進快退。播放器需找到距離最近的IDR，然后開始從這一點播放視頻流。
現在你已經理解閉合GOP了吧，讓我們繼續學習開放GOP。
?什么是開放GOP?
開放GOP正好和閉合GOP相反，允許其內的幀參考其他GOP內的幀。請看下圖第二個I幀。來自前一個GOP的B幀被用作參考幀，這意味著這是一個開放GOP（由黃色箭頭表示）。
開放GOP在以下情況中非常有用：
你不需要為了ABR而重新開始一段新的視頻，但是需要關閉GOP
你現在想要提高視頻壓縮效率（因為B幀可以多一個高質量的參考幀）
當你需要插入I幀時（或是為了刷新視頻質量，或者在非場景轉換的情況下，是否跨I幀預測并不重要）
? 總? ?結
我希望這篇文章能夠有助于你理解閉合GOP、開放GOP和IDR。關于視頻壓縮的更多入門文章，請關注我們的Easy Tech欄目。感謝閱讀，我們下次再會！
致謝
本文已獲得作者Krishna Rao Vijayanagar授權翻譯和發布，特此感謝。
原文鏈接：
https://ottverse.com/closed-gop-open-gop-idr/
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的什么是闭合GOP和开放GOP?的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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