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攝影攻略與教學 >> 所有攻略與教學

攝影常見問題彙整:何謂 IPB/Long GOP 和 ALL-I/Intra-frame(幀內)?

2022-06-28
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在查看攝影機的視訊規格時,您可能已注意到 ALL-I 與 IPB,或幀內與 Long GOP 所列的不同規格。不同的壓縮方法,有助於保持視訊檔案的大小相對可控。其有何不同、其運作方式,以及您如何為您的專案選擇最好的壓縮方法?繼續閱讀就知道了!

在這篇文章中:

壓縮影片錄製

為什麼一個 10 分鐘的 4K UHD 60p 影片並沒有 180GB?

由 36,000 張圖片組成,可輕易達到 180GB

影片基本上是一系列連續的靜止圖像(「幀」)。依次播放時,其可形成一個移動的畫面。若您採用 4K UHD 60p 進行拍攝,這相當於以每秒 60 幀的速度拍攝 3840×2160 像素的靜止圖像 - 或者說 包含 36000 張圖像的10分鐘 影片! 儘管每張圖片的實際檔案大小取決於其內容,但假設一張 3840×2160 的 JPEG 圖片大小通常為 5MB 左右,36000 張圖片將達到180GB 左右。

那麼,在現實生活中,為什麼 10 分鐘的 4K UHD 60p 影片不會佔用 180GB 的檔案空間?原因很多,其中一個原因是,影片在錄製過程中會遭到壓縮(編碼),這能讓檔案更加容易存放和傳輸。

何謂 IPB 和 GOP?

圖片群組(GOP)和 IPB 法:I 幀、P 幀和 B 幀

其中一種壓縮方法是 IPB/圖片群組(GOP),這種壓縮方法的基礎在於連續的幀,特別是那些以高幀率拍攝的幀,通常與前一個圖像並無二致。因此,在壓縮(編碼)過程中,並非每一幀都會作為單獨、獨立的圖像,並記錄每一幀的所有圖像資訊,而是一個關鍵幀會先作編碼,然後再編碼與前一幀不同的資訊。這種幀間方法減少了冗餘資訊,能改善視訊資料的壓縮效果。

即使在壓縮的情況下,包含圖像的全部資訊的幀將被稱為關鍵幀,又稱作 I 幀。其並未參照其他幀的內容。

P 幀(預測幀)和 B 幀(雙向預測幀)僅包含與相鄰幀差異的資訊。換句話說,其依賴相鄰幀的內容。

例如,在插圖中,樹木並無視覺上的變化。所以,相關資訊在後續幀中顯得相當冗餘。因此,P/B 幀只記錄下差異 - 換句話說,即為跑者。

因此,一組圖片(GOP)包括一個 I 幀,其後是數量不等的 P 和 B 幀。

- I 幀(內編碼幀)
壓縮幀內圖像的全部資訊。

- P 幀(預測幀)
預測並記錄與前一幀相比有所變化的圖像資訊。

- B幀(雙向預測幀)
和 P 幀一樣,只是它們可以同時參照前一幀和後一幀的圖片資訊。

由於 IPB 並不記錄每一幀的全部圖像資訊,所以與 ALL-I/ 內幀檔案相比,其檔案大小也能小很多。然而,更高的壓縮率即表示幀更容易出現壓縮偽影。由於涉及複雜的運算,IPB 檔案也需要更多的處理能力來建立和解碼圖像。

何謂 ALL-I?

何謂 ALL-I?

ALL-I 是指「全部的 I 幀」。在此壓縮方法中,所有幀的完整資訊都將被記錄下來,而每一幀都會被單獨壓縮。在佳能的 Cinema EOS 相機上,此壓縮方法被稱為「幀內」;在 EOS 數位系列和其他數位相機上,其被表示為「ALL-I」。基本上,幀內和 ALL-I 的運作模式完全相同。

由於每一幀都包含完整的圖片資訊,ALL-I/ 幀內壓縮檔案通常比 IPB 壓縮檔案還大。然而,其僅需要較少的處理能力來建立和解碼圖像。其通常具有更高品質,雖然這也取決於錄製影像的比特率。

IPB 和 Long GOP 之間的區別為何?

IPB 和 Long GOP 之間的區別為何?

針對 IPB 方法的壓縮,參考一個 I 幀的 P 和 B 幀的數量越少,視訊品質就越高,檔案大小也就越大。反之,一個 I 幀的 P 和 B 幀越多,檔案大小就越小。

Long GOP 通常是指一個擴展的 GOP(超過 15 幀)。在佳能的 Cinema EOS 相機上,幀間壓縮方法被稱為「Long GOP」,而在 EOS 數位系列和其他數位相機上,其被表示為「IPB」。其在 GOP 中的幀數亦有所不同,因此才有不同的壓縮率;但基本上,它們都屬於同一方法。

實務上使用的 ALL-I 和 IPB

實務上使用的 ALL-I 和 IPB

我們提到,在 IPB 方法下,一些幀只包含與前一幀的差異。但其最終是指編碼訊號所用的方法。在編輯和重播過程中,這些訊號將在顯示之前進行解碼。所以,您所看到的所有幀都將顯示完整的圖像。您將無法看到任何只顯示差異的幀!

在 IPB 和 ALL-I 檔案之間,影像品質應該不會有太大的差異。然而,因其所含資訊更多,ALL-I 檔案能更好地承受繁重的後期製作過程。

什麼時候適用哪種模式?
一些影片製作人發現 ALL-I 最適合用於包含大量隨機運動的動態場景,特別是在檔案大小不成問題的情況下。同時,IPB 較小的檔案大小亦使其更適合於用於活動、採訪、婚禮和其他比較靜態的、需要連續錄製的情況。

綜上所述

綜上所述

- IPB/Long GOP 和 ALL-I/Intra-frame 是編碼期間壓縮視訊影片的不同方法。
- 其區別在於如何在編碼過程中處理連續幀。

 

IPB/長 GOP

- 作為圖片群組(GOPs)的幀
- Long GOP 是使用擴充式 GOPs 的 IPB。
- 一個 GOP:關鍵幀(I 幀)具有完整的圖像資訊,隨後是 P 幀和 B 幀(僅記錄差異)。
- 加大壓縮=縮小檔案。
- 需要更多的處理能力來建立和處理影像。
- 最適合用於長時間的錄製。

ALL-I/Intra-frame

-每一幀都有完整的圖像資訊編碼。試想,「所有幀都是 I 幀」。
-所含資料更多 = 檔案大小擴增。
- 建立和處理圖像所需的處理能力縮減。
- 對涉及大量後期處理的工作來說,是個理想選擇。


深入瞭解其他影像相關關鍵字背後的真正含義:
攝影常見問題彙整:4:2:2 和 4:2:0 分別代表什麼意思?

 


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