直播视频码流、码率、采样率、比特率、帧速率、分(fēn)辨率、高清视频的概念

高清视频主要编码 480P格式:720×480 720P格式:1280×720 【表现體(tǐ)育节目、快速运动的视频时,720P更明显】 1080P格式:1920×1080 【适合普通電(diàn)视节目、電(diàn)影等慢速运动的视频时,1080P更明显】
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高清视频主要编码

480P格式:720×480 

720P格式:1280×720 【表现體(tǐ)育节目、快速运动的视频时,720P更明显】

1080P格式:1920×1080 【适合普通電(diàn)视节目、電(diàn)影等慢速运动的视频时,1080P更明显】

1、码流(码率)

码流(Data Rate)是指视频文(wén)件在单位时间内使用(yòng)的数据流量,也叫码率或码流率,通俗一点的理(lǐ)解就是取样率,是视频编码中(zhōng)画面质(zhì)量控制中(zhōng)最重要的部分(fēn),一般我们用(yòng)的单位是kb/s或者Mb/s。一般来说同样分(fēn)辨率下,视频文(wén)件的码流越大,压缩比就越小(xiǎo),画面质(zhì)量就越高。码流越大,说明单位时间内取样率越大,数据流,精(jīng)度就越高,处理(lǐ)出来的文(wén)件就越接近原始文(wén)件,图像质(zhì)量越好,画质(zhì)越清晰,要求播放设备的解码能(néng)力也越高。

当然,码流越大,文(wén)件體(tǐ)积也越大,其计算公(gōng)式是文(wén)件體(tǐ)积=时间X码率/8。例如,网络上常见的一部90分(fēn)钟1Mbps码流的720P RMVB文(wén)件,其體(tǐ)积就=5400秒(miǎo)×1Mb/8=675MB。

通常来说,一个视频文(wén)件包括了画面及声音,例如一个RMVB的视频文(wén)件,里面包含了视频信息和音频信息,音频及视频都有(yǒu)各自不同的采样方式和比特率,也就是说,同一个视频文(wén)件音频和视频的比特率并不是一样的。而我们所说的一个视频文(wén)件码流率大小(xiǎo),一般是指视频文(wén)件中(zhōng)音频及视频信息码流率的总和。

以國(guó)内最流行,大家最熟悉的RMVB视频文(wén)件為(wèi)例,RMVB中(zhōng)的VB,指的是VBR,即Variable Bit Rate的缩写,中(zhōng)文(wén)含义是可(kě)变比特率,它表示RMVB采用(yòng)的是动态编码的方式,把较高的采样率用(yòng)于复杂的动态画面(歌舞、飞車(chē)、战争、动作(zuò)等),而把较低的采样率用(yòng)于静态画面,合理(lǐ)利用(yòng)资源,达到画质(zhì)与體(tǐ)积可(kě)兼得的效果。

码率和取样率最根本的差别就是码率是针对源文(wén)件来讲的。

 

2、采样率

采样率(也称為(wèi)采样速度或者采样频率)定义了每秒(miǎo)从连续信号中(zhōng)提取并组成离散信号的采样个数,它用(yòng)赫兹(Hz)来表示。采样率是指将模拟信号转换成数字信号时的采样频率,也就是单位时间内采样多(duō)少点。一个采样点数据有(yǒu)多(duō)少个比特。比特率是指每秒(miǎo)传送的比特(bit)数。单位為(wèi) bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大,音质(zhì)越好.比特率 =采样率 x 采用(yòng)位数 x声道数.

采样率类似于动态影像的帧数,比如電(diàn)影的采样率是24赫兹,PAL制式的采样率是25赫兹,NTSC制式的采样率是30赫兹。当我们把采样到的一个个静止画面再以采样率同样的速度回放时,看到的就是连续的画面。同样的道理(lǐ),把以44.1kHZ采样率记录的CD以同样的速率播放时,就能(néng)听到连续的声音。显然,这个采样率越高,听到的声音和看到的图像就越连贯。当然,人的听觉和视觉器官能(néng)分(fēn)辨的采样率是有(yǒu)限的,基本上高于44.1kHZ采样的声音,绝大部分(fēn)人已经觉察不到其中(zhōng)的分(fēn)别了。

而声音的位数就相当于画面的颜色数,表示每个取样的数据量,当然数据量越大,回放的声音越准确,不至于把开水壶的叫声和火車(chē)的鸣笛混淆。同样的道理(lǐ),对于画面来说就是更清晰和准确,不至于把血和西红柿酱混淆。不过受人的器官的机能(néng)限制,16位的声音和24位的画面基本已经是普通人类的极限了,更高位数就只能(néng)靠仪器才能(néng)分(fēn)辨出来了。比如電(diàn)话就是3kHZ取样的7位声音,而CD是44.1kHZ取样的16位声音,所以CD就比電(diàn)话更清楚。

当你理(lǐ)解了以上这两个概念,比特率就很(hěn)容易理(lǐ)解了。以電(diàn)话為(wèi)例,每秒(miǎo)3000次取样,每个取样是7比特,那么電(diàn)话的比特率是21000。 而CD是每秒(miǎo) 44100次取样,两个声道,每个取样是13位PCM编码,所以CD的比特率是44100*2*13=1146600,也就是说CD每秒(miǎo)的数据量大约是 144KB,而一张CD的容量是74分(fēn)等于4440秒(miǎo),就是639360KB=640MB。

码率和取样率最根本的差别就是码率是针对源文(wén)件来讲的。

  

3、比特率

比特率是指每秒(miǎo)传送的比特(bit)数。单位為(wèi)bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大。在视频领域,比特率常翻译為(wèi)码率 !!!

比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒(miǎo)钟需要用(yòng)多(duō)少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小(xiǎo)的单位,要么是0,要么是1。比特率与音、视频压缩的关系,简单的说就是比特率越高,音、视频的质(zhì)量就越好,但编码后的文(wén)件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。

比特率是指将数字声音、视频由模拟格式转化成数字格式的采样率,采样率越高,还原后的音质(zhì)、画质(zhì)就越好。

 

4、常见编码模式:

VBR(Variable Bitrate)动态比特率 也就是没有(yǒu)固定的比特率,压缩软件在压缩时根据音频数据即时确定使用(yòng)什么比特率,这是以质(zhì)量為(wèi)前提兼顾文(wén)件大小(xiǎo)的方式,推荐编码模式;

ABR(Average Bitrate)平均比特率 是VBR的一种插值参数。LAME针对CBR不佳的文(wén)件體(tǐ)积比和VBR生成文(wén)件大小(xiǎo)不定的特点独创了这种编码模式。ABR在指定的文(wén)件大小(xiǎo)内,以每50帧(30帧约1秒(miǎo))為(wèi)一段,低频和不敏感频率使用(yòng)相对低的流量,高频和大动态表现时使用(yòng)高流量,可(kě)以做為(wèi)VBR和CBR的一种折衷选择。

CBR(Constant Bitrate),常数比特率 指文(wén)件从头到尾都是一种位速率。相对于VBR和ABR来讲,它压缩出来的文(wén)件體(tǐ)积很(hěn)大,而且音质(zhì)相对于VBR和ABR不会有(yǒu)明显的提高。

 

5、帧速率

帧速率也称為(wèi)FPS(Frames PerSecond)的缩写——帧/秒(miǎo)。

是指每秒(miǎo)钟刷新(xīn)的图片的帧数,也可(kě)以理(lǐ)解為(wèi)图形处理(lǐ)器每秒(miǎo)钟能(néng)够刷新(xīn)几次。越高的帧速率可(kě)以得到更流畅、更逼真的动

画。每秒(miǎo)钟帧数(FPS)越多(duō),所显示的动作(zuò)就会越流畅。

影响FPS值的主要因素就是显卡,一款好的独立显卡会对FPS的提升有(yǒu)着很(hěn)大的作(zuò)用(yòng)。如果FPS值过低可(kě)以尝试通过调节一些游戏或者電(diàn)脑参数来缓解如:降低游戏分(fēn)辨率、开启垂直同步等等

 

6、分(fēn)辨率

就是帧大小(xiǎo)每一帧就是一副图像。

640*480分(fēn)辨率的视频,建议视频的码速率设置在700以上,音频采样率44100就行了,一个音频编码率為(wèi)128Kbps,视频编码率為(wèi)800Kbps的文(wén)件,其总编码率為(wèi)928Kbps,意思是经过编码后的数据每秒(miǎo)钟需要用(yòng)928K比特来表示。

计算输出文(wén)件大小(xiǎo)公(gōng)式:(音频编码率(KBit為(wèi)单位)/8 +视频编码率(KBit為(wèi)单位)/8)×影片总長(cháng)度(秒(miǎo)為(wèi)单位)=文(wén)件大小(xiǎo)(MB為(wèi)单位)

 

7、高清视频

目前的720P以及1080P采用(yòng)了很(hěn)多(duō)种编码,例如主流的MPEG2,VC-1以及H.264,还有(yǒu)Divx以及Xvid,至于封装(zhuāng)格式更多(duō)到令人发指,ts、mkv、wmv以及蓝光专用(yòng)等等。

720和1080代表视频流的分(fēn)辨率,前者1280*720,后者1920*1080,不同的编码需要不同的系统资源,大概可(kě)以认為(wèi)是H.264>VC-1>MPEG2。

VC-1是最后被认可(kě)的高清编码格式,不过因為(wèi)有(yǒu)微软的后台,所以这种编码格式不能(néng)小(xiǎo)窥。相对于MPEG2,VC-1的压缩比更高,但相对于H.264而言,编码解码的计算则要稍小(xiǎo)一些,目前来看,VC-1可(kě)能(néng)是一个比较好的平衡,辅以微软的支持,应该是一只不可(kě)忽视的力量。一般来说,VC-1多(duō)為(wèi) “.wmv”后缀,但这都不是绝对的,具(jù)體(tǐ)的编码格式还是要通过软件来查询。

总的来说,从压缩比上来看,H.264的压缩比率更高一些,也就是同样的视频,通过H.264编码算法压出来的视频容量要比VC-1的更小(xiǎo),但是VC-1 格式的视频在解码计算方面则更小(xiǎo)一些,一般通过高性能(néng)的CPU就可(kě)以很(hěn)流畅的观看高清视频。相信这也是目前NVIDIA Geforce 8系列显卡不能(néng)完全解码VC-1视频的主要原因。

PS&TS是两种视频或影片封装(zhuāng)格式,常用(yòng)于高清片。扩展名(míng)分(fēn)别為(wèi)VOB/EVO和TS等;其文(wén)件编码一般用(yòng)MPEG2/VC-1/H.264高清,英文(wén)為(wèi)“High Definition”,即指“高分(fēn)辨率”。 高清電(diàn)视(HDTV),是由美國(guó)電(diàn)影電(diàn)视工(gōng)程师协会确定的高清晰度電(diàn)视标准格式。现在的大屏幕液晶電(diàn)视机,一般都支持1080i和720P,而一些俗称的“全高清”(Full HD),则是指支持1080P输出的電(diàn)视机。

目前的高清视频编码格式主要有(yǒu)H.264、VC-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、XviD、WMA-HD以及X264。事实上,现在网络上流传的高清视频主要以两类文(wén)件的方式存在:一类是经过MPEG-2标准压缩,以tp和ts為(wèi)后缀的视频流文(wén)件;一类是经过WMV-HD(Windows Media Video HighDefinition)标准压缩过的wmv文(wén)件,还有(yǒu)少数文(wén)件后缀為(wèi)avi或mpg,其性质(zhì)与wmv是一样的。真正效果好的高清视频更多(duō)地以H.264与VC-1这两种主流的编码格式流传。

一般来说,H.264格式以“.avi”、“.mkv”以及“.ts”封装(zhuāng)比较常见。


 
1834    2024-03-18 19:01:56