直播視頻碼流、碼率、採樣率、比特率、幀速率、分辨率、高清視頻的概念

高清視頻主要編碼


 

480P格式:720×480 

720P格式:1280×720 【表現體育節目、快速運動的視頻時,720P更明顯】

1080P格式:1920×1080 【適合普通電視節目、電影等慢速運動的視頻時,1080P更明顯】

1、碼流(碼率)


 

       碼流(Data Rate)是指視頻文件在單位時間內使用的數據流量,也叫碼率或碼流率,通俗一點的理解就是取樣率,是視頻編碼中畫面質量控制中最重要的部分,一般我們用的單位是kb/s或者Mb/s。一般來說同樣分辨率下,視頻文件的碼流越大,壓縮比就越小,畫面質量就越高。碼流越大,說明單位時間內取樣率越大,數據流,精度就越高,處理出來的文件就越接近原始文件,圖像質量越好,畫質越清晰,要求播放設備的解碼能力也越高。

當然,碼流越大,文件體積也越大,其計算公式是文件體積=時間X碼率/8。例如,網絡上常見的一部90分鐘1Mbps碼流的720P RMVB文件,其體積就=5400秒×1Mb/8=675MB。

通常來說,一個視頻文件包括了畫面及聲音,例如一個RMVB的視頻文件,裏面包含了視頻信息和音頻信息,音頻及視頻都有各自不同的採樣方式和比特率,也就是說,同一個視頻文件音頻和視頻的比特率並不是一樣的。而我們所說的一個視頻文件碼流率大小,一般是指視頻文件中音頻及視頻信息碼流率的總和。

以以國內最流行,大家最熟悉的RMVB視頻文件爲例,RMVB中的VB,指的是VBR,即Variable Bit Rate的縮寫,中文含義是可變比特率,它表示RMVB採用的是動態編碼的方式,把較高的採樣率用於複雜的動態畫面(歌舞、飛車、戰爭、動作等),而把較低的採樣率用於靜態畫面,合理利用資源,達到畫質與體積可兼得的效果。

碼率和取樣率最根本的差別就是碼率是針對源文件來講的。

 

2、採樣率


 

採樣率(也稱爲採樣速度或者採樣頻率)定義了每秒從連續信號中提取並組成離散信號的採樣個數,它用赫茲(Hz)來表示。採樣率是指將模擬信號轉換成數字信號時的採樣頻率,也就是單位時間內採樣多少點。一個採樣點數據有多少個比特。比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位爲 bps(Bit Per Second),比特率越高,傳送的數據越大,音質越好.比特率 =採樣率 x 採用位數 x聲道數.

採樣率類似於動態影像的幀數,比如電影的採樣率是24赫茲,PAL制式的採樣率是25赫茲,NTSC制式的採樣率是30赫茲。當我們把採樣到的一個個靜止畫面再以採樣率同樣的速度回放時,看到的就是連續的畫面。同樣的道理,把以44.1kHZ採樣率記錄的CD以同樣的速率播放時,就能聽到連續的聲音。顯然,這個採樣率越高,聽到的聲音和看到的圖像就越連貫。當然,人的聽覺和視覺器官能分辨的採樣率是有限的,基本上高於44.1kHZ採樣的聲音,絕大部分人已經覺察不到其中的分別了。

而聲音的位數就相當於畫面的顏色數,表示每個取樣的數據量,當然數據量越大,回放的聲音越準確,不至於把開水壺的叫聲和火車的鳴笛混淆。同樣的道理,對於畫面來說就是更清晰和準確,不至於把血和西紅柿醬混淆。不過受人的器官的機能限制,16位的聲音和24位的畫面基本已經是普通人類的極限了,更高位數就只能靠儀器才能分辨出來了。比如電話就是3kHZ取樣的7位聲音,而CD是44.1kHZ取樣的16位聲音,所以CD就比電話更清楚。

當你理解了以上這兩個概念,比特率就很容易理解了。以電話爲例,每秒3000次取樣,每個取樣是7比特,那麼電話的比特率是21000。 而CD是每秒 44100次取樣,兩個聲道,每個取樣是13位PCM編碼,所以CD的比特率是44100*2*13=1146600,也就是說CD每秒的數據量大約是 144KB,而一張CD的容量是74分等於4440秒,就是639360KB=640MB。

碼率和取樣率最根本的差別就是碼率是針對源文件來講的。

  

3、比特率


 

 比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位爲bps(Bit Per Second),比特率越高,傳送的數據越大。在視頻領域,比特率常翻譯爲碼率 !!!

比特率表示經過編碼(壓縮)後的音、視頻數據每秒鐘需要用多少個比特來表示,而比特就是二進制裏面最小的單位,要麼是0,要麼是1。比特率與音、視頻壓縮的關係,簡單的說就是比特率越高,音、視頻的質量就越好,但編碼後的文件就越大;如果比特率越少則情況剛好相反。

比特率是指將數字聲音、視頻由模擬格式轉化成數字格式的採樣率,採樣率越高,還原後的音質、畫質就越好。

 

4、常見編碼模式:


 

VBR(Variable Bitrate)動態比特率 也就是沒有固定的比特率,壓縮軟件在壓縮時根據音頻數據即時確定使用什麼比特率,這是以質量爲前提兼顧文件大小的方式,推薦編碼模式;

ABR(Average Bitrate)平均比特率 是VBR的一種插值參數。LAME針對CBR不佳的文件體積比和VBR生成文件大小不定的特點獨創了這種編碼模式。ABR在指定的文件大小內,以每50幀(30幀約1秒)爲一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的流量,高頻和大動態表現時使用高流量,可以做爲VBR和CBR的一種折衷選擇。

CBR(Constant Bitrate),常數比特率 指文件從頭到尾都是一種位速率。相對於VBR和ABR來講,它壓縮出來的文件體積很大,而且音質相對於VBR和ABR不會有明顯的提高。

 

5、幀速率


 

幀速率也稱爲FPS(Frames PerSecond)的縮寫——幀/秒。

是指每秒鐘刷新的圖片的幀數,也可以理解爲圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次。越高的幀速率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數(FPS)越多,所顯示的動作就會越流暢。(PS:英雄聯盟中的,Ping值越低越好,FPS值越高越好,O(∩_∩)O哈哈~)

影響FPS值的主要因素就是顯卡,一款好的獨立顯卡會對FPS的提升有着很大的作用。如果FPS值過低可以嘗試通過調節一些遊戲或者電腦參數來緩解如:降低遊戲分辨率、開啓垂直同步等等

 

6、分辨率


 

就是幀大小每一幀就是一副圖像。

640*480分辨率的視頻,建議視頻的碼速率設置在700以上,音頻採樣率44100就行了

一個音頻編碼率爲128Kbps,視頻編碼率爲800Kbps的文件,其總編碼率爲928Kbps,意思是經過編碼後的數據每秒鐘需要用928K比特來表示。

計算輸出文件大小公式:(音頻編碼率(KBit爲單位)/8 +視頻編碼率(KBit爲單位)/8)×影片總長度(秒爲單位)=文件大小(MB爲單位)

 

7、高清視頻


 

目前的720P以及1080P採用了很多種編碼,例如主流的MPEG2,VC-1以及H.264,還有Divx以及Xvid,至於封裝格式更多到令人髮指,ts、mkv、wmv以及藍光專用等等。

720和1080代表視頻流的分辨率,前者1280*720,後者1920*1080,不同的編碼需要不同的系統資源,大概可以認爲是H.264>VC-1>MPEG2。

VC-1是最後被認可的高清編碼格式,不過因爲有微軟的後臺,所以這種編碼格式不能小窺。相對於MPEG2,VC-1的壓縮比更高,但相對於H.264而言,編碼解碼的計算則要稍小一些,目前來看,VC-1可能是一個比較好的平衡,輔以微軟的支持,應該是一隻不可忽視的力量。一般來說,VC-1多爲 “.wmv”後綴,但這都不是絕對的,具體的編碼格式還是要通過軟件來查詢。

總的來說,從壓縮比上來看,H.264的壓縮比率更高一些,也就是同樣的視頻,通過H.264編碼算法壓出來的視頻容量要比VC-1的更小,但是VC-1 格式的視頻在解碼計算方面則更小一些,一般通過高性能的CPU就可以很流暢的觀看高清視頻。相信這也是目前NVIDIA Geforce 8系列顯卡不能完全解碼VC-1視頻的主要原因。

PS&TS是兩種視頻或影片封裝格式,常用於高清片。擴展名分別爲VOB/EVO和TS等;其文件編碼一般用MPEG2/VC-1/H.264

高清,英文爲“High Definition”,即指“高分辨率”。 高清電視(HDTV),是由美國電影電視工程師協會確定的高清晰度電視標準格式。現在的大屏幕液晶電視機,一般都支持1080i和720P,而一些俗稱的“全高清”(Full HD),則是指支持1080P輸出的電視機。

 

目前的高清視頻編碼格式主要有H.264、VC-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、XviD、WMA-HD以及X264。事實上,現在網絡上流傳的高清視頻主要以兩類文件的方式存在:一類是經過MPEG-2標準壓縮,以tp和ts爲後綴的視頻流文件;一類是經過WMV-HD(Windows Media Video HighDefinition)標準壓縮過的wmv文件,還有少數文件後綴爲avi或mpg,其性質與wmv是一樣的。真正效果好的高清視頻更多地以H.264與VC-1這兩種主流的編碼格式流傳。

 

 

一般來說,H.264格式以“.avi”、“.mkv”以及“.ts”封裝比較常見。

 

 轉自:https://www.dnsdizhi.com/332.html

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