對于大多數(shù)人來說,對于視頻的基本印象就是視頻清晰度、體積大小、分辨率和視頻格式。當(dāng)然對于只對觀看視頻和下載視頻的朋友們來說這些知識(shí)足夠了。經(jīng)常在VeryCD下載電影的朋友,還有高清發(fā)燒友就會(huì)對視頻文件會(huì)有更深入的了解。再深入一些,就是那些熱愛非編和視頻壓制的朋友,會(huì)了解更多關(guān)于視頻的知識(shí)了。當(dāng)然制定視頻標(biāo)準(zhǔn)的專家組們是最了解視頻編碼相關(guān)知識(shí)的。
我們知道網(wǎng)絡(luò)傳播的電影和音樂都是從各種出版物中提取的,電影是從DVD和BD中提取的,音樂大多是從CD中提取的。這些負(fù)責(zé)制作視頻傳播的小組或個(gè)人都是需要購買正版的出版物,才有機(jī)會(huì)為網(wǎng)友提供免費(fèi)電影和音樂資源的。存放在光存儲(chǔ)上的文件和電腦播放的文件一般是不一樣的。高清電影和無損音樂都是需要經(jīng)過某些手段進(jìn)行重新編碼以便于在PC平臺(tái)傳播。在專業(yè)的視頻電影下載站,我們都能看到電影文件名都是很長的規(guī)范性描述,可以從中看到視頻的視頻載體、分辨率、音頻視頻編碼格式、封裝格式等信息。
隨著高清時(shí)代的來臨,我們逐漸開始了解了高清的真正含義。網(wǎng)絡(luò)上各種百科介紹的很詳細(xì),在這里不贅述了。需要談的內(nèi)容就是高清視頻的編碼格式,最為常見的就是H.264和VC-1,在新一代高清解碼顯卡中都支持這兩種編碼的硬解。H.264編碼格式是目前的明星級編碼格式,在各種高清視頻中都能見到它的身影。H.264是MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的第十部分,也就是AVC,所以全稱為”MPEG-4 AVC/H.264″。
視頻音頻之所以需要編碼,是因?yàn)闊o損文件體積極為龐大,不適合大范圍的傳播。高清編碼的過程就是使得無損視頻以最少的畫質(zhì)音質(zhì)損失獲得最好的質(zhì)量,為了剔除冗余的數(shù)據(jù),需要編碼格式經(jīng)過判斷和計(jì)算,才能夠使得視頻文件體積盡量變得小巧。而不同編碼格式之間的視頻轉(zhuǎn)換,是為了不損失源文件視頻質(zhì)量或有限的降低質(zhì)量的情況下,用于各種范圍的傳播。
有編碼經(jīng)驗(yàn)的朋友肯定會(huì)立馬想到音頻的編碼格式AAC,因?yàn)锳AC同樣是MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的一部分,這就是為何幾乎所有編碼教程都會(huì)提到這個(gè)音頻編碼的原因。而且AAC的壓縮編碼效果要好于MP3,目的也就是取代MP3編碼格式。因?yàn)锳VC和AAC是MPEG4的標(biāo)準(zhǔn)編碼的代表,而且編碼效果極佳,所以最為流行。
提到編碼格式,還得了解一下X.264、DivX和Xvid。這三種編碼格式同樣很流行,特別是在DVDRip中極為常見,因?yàn)樗鼈兌际菑墓俜骄幋a格式演變出來的編碼格式,編碼效果很好,而且不用交專利費(fèi)。Divx是由微軟官方的編碼格式發(fā)展而來的,最終為了擺脫不光彩的身份,重新設(shè)計(jì)了開源的方案。遺憾的是該編碼格式并未很好的發(fā)揚(yáng)開源精神,所以會(huì)誕生和它抗衡的基于GPL協(xié)議開源編碼格式Xvid。對于專利版權(quán)保護(hù)不重視的地區(qū),可以直接使用官方的編碼格式。
BP-Baseline Profile:基本畫質(zhì)。支持I/P 幀,只支持無交錯(cuò)(Progressive)和CAVLC;
EP-Extended Profile:進(jìn)階畫質(zhì)。支持I/P/B/SP/SI 幀,只支持無交錯(cuò)(Progressive)和CAVLC;
MP-Main Profile:主流畫質(zhì)。提供I/P/B 幀,支持無交錯(cuò)(Progressive)和交錯(cuò)(Interlaced),也支持CAVLC 和CABAC 的支持;
HP-High Profile:高級畫質(zhì)。在main Profile 的基礎(chǔ)上增加了8×8內(nèi)部預(yù)測、自定義量化、無損視頻編碼和更多的YUV格式;
其中MP是在流媒體中最常見的,如高清晰度的FLV文件。而HP在高清電影中最為常見,畫質(zhì)最佳。HP比MP編碼的視頻體積更小,但是對計(jì)算性能要求較高。隨著計(jì)算機(jī)性能的提升,我想HP將會(huì)占據(jù)全部領(lǐng)域。目前基本上已經(jīng)是HP為主流了。
大多數(shù)普通格式轉(zhuǎn)換器只有簡單的幾個(gè)參數(shù)選擇,在專業(yè)級免費(fèi)視頻轉(zhuǎn)換軟件MediaCoder中有很多復(fù)雜的選項(xiàng),包括畫質(zhì)級別選項(xiàng)。值得一提的是MediaCoder使用的就是開源免費(fèi)的的X.264編碼器。對于需要復(fù)雜調(diào)節(jié)的視頻編碼需求的人來說,MediaCoder是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
壓縮:Compress,按照特定的編碼格式用比未經(jīng)編碼少的比特(或者其它信息相關(guān)的單位)表示信息的過程。數(shù)據(jù)壓縮是通過移除數(shù)據(jù)冗余來實(shí)現(xiàn)的,比如說,對于數(shù)據(jù)重構(gòu)過程中無用的數(shù)據(jù)。大多數(shù)視頻編碼方法尋找空間和時(shí)間上的冗余來達(dá)到壓縮的效果。如畫面像素采樣點(diǎn)之間是相互關(guān)聯(lián)的,相鄰象素之間很相近。
碼率:Bit Rate,指視頻或音頻文件在單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量,該參數(shù)的單位通常是Kbps,也就是千比特每秒。通常2000kbps~3000kbps就已經(jīng)足以將畫質(zhì)效果表現(xiàn)到極致了。碼率參數(shù)與視頻文件最終體積大小有直接性的關(guān)系。
混合碼率:Overall Bit Rate,指視頻文件中視頻和音頻混合后的整體平均碼率。一般描述一個(gè)視頻文件的碼率都是指OBR,如新浪播客允許的OBR上限為523Kbps。
固定碼率:Constant Bit Rate,指的是編碼器的輸出碼率(或者解碼器的輸入碼率)應(yīng)該是固定制(常數(shù))。CBR不適合高清晰度視頻的編碼,因?yàn)镃BR將導(dǎo)致沒有足夠的碼率應(yīng)對復(fù)雜多變內(nèi)容部分進(jìn)行編碼(從而導(dǎo)致畫質(zhì)下降),同時(shí)在簡單的內(nèi)容部分會(huì)浪費(fèi)一些碼率。
可變碼率:Variable Bit Rate,編碼器的輸出碼率(或者解碼器的輸入碼率)可以根據(jù)編碼器的輸入源信號(hào)的負(fù)責(zé)度自適應(yīng)的調(diào)整,目的是達(dá)到保持輸出質(zhì)量保持不變而不是保持輸出碼率保持不變。VBR編碼會(huì)消耗較多的計(jì)算時(shí)間,但可以更好的利用有限的存儲(chǔ)空間:用比較多的碼率對復(fù)雜度高的段進(jìn)行編碼,用比較少的碼率對復(fù)雜度低的段進(jìn)行編碼。總之需要清晰度高且體積小的視頻,選擇VBR是明智的選擇。
平均碼率:Average Bit Rate,指音頻或視頻的平均碼率,可以簡單的認(rèn)為等于文件大小除以播放時(shí)間。在音頻編碼方面與CBR基本相同,會(huì)按照設(shè)定的目標(biāo)碼率進(jìn)行編碼。但當(dāng)編碼器認(rèn)為“適當(dāng)”的時(shí)候,會(huì)使用高于目標(biāo)碼率的數(shù)值來進(jìn)行編碼以保證更好的質(zhì)量。
幀率:Frame Rate,是用于測量畫面顯示幀數(shù)的量度。所謂的測量單位為每秒顯示幀數(shù)(Frames per Second,縮寫:FPS)。如電影的幀率一般是25fps和29.97fps,而第一人稱射擊游戲等要求畫面極為順暢的特殊場合,則需要30fps以上的效果,高于60fps就沒有必要了。
采樣率:每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù),它用赫茲(Hz)來表示。一般音樂CD的采樣率是44100Hz,所以視頻編碼中的音頻采樣率保持在這個(gè)級別就完全足夠了,通常視頻轉(zhuǎn)換器也將這個(gè)采樣率作為默認(rèn)設(shè)置。
Single Pass:在編碼的時(shí)候只進(jìn)行一次運(yùn)算,直接生成經(jīng)過編碼的視頻文件。
Two Pass:需要運(yùn)算兩次,可以理解為先進(jìn)行一次全局的計(jì)算,收集畫面信息,并將這些信息記錄到信息文件。第二次才根據(jù)采集的信息,正式進(jìn)行壓縮,生成壓縮文件。
Single pass模式編碼較簡單,編碼速度較快,但是最終質(zhì)量不如Two pass模式好,對于視頻源本身畫質(zhì)就不佳的編碼過程可以采用。Two pass通過第一次運(yùn)算的信息采集,可以讓需要高碼率的運(yùn)動(dòng)畫面可以分配更的碼率來保證畫面質(zhì)量。而對于不包含太多運(yùn)動(dòng)信息的靜態(tài)畫面,則可以消減分配的碼率。Twopass模式可以在影片容量與畫面質(zhì)量之間找到最佳平衡點(diǎn)。所以要求畫面清晰的視頻,肯定要選擇Two Pass,只是編碼速度慘不忍睹。
封裝格式:多媒體封裝格式也稱多媒體容器 (Multimedia Container),它不同于H.264、 AAC這類編碼格式,它只是為多媒體編碼提供了一個(gè)“外殼”,也就是所謂的視頻格式。如MP4、AVI、MKV、FLV、WMV等。
畫面比例:Aspect Ratio,指視頻畫面寬和高的比例。常見的比例有16:9和4:3。電視媒體有嚴(yán)格的視頻制式要求,視頻比例和幀數(shù)都是固定的,而網(wǎng)絡(luò)傳播的視頻比例則較為自由。一般DVD和BD電影的視頻比例大多是寬屏或者超寬屏。在視頻編碼過程中一定要注意畫面比例是否正確,不然就會(huì)出現(xiàn)畫面拉伸變形。
分辨率:指視頻寬高的像素?cái)?shù)值,單位為Px。通常視頻分辨率的數(shù)值寬高比要等于畫面比例,不然視頻文件就會(huì)產(chǎn)生黑邊。標(biāo)準(zhǔn)1080P的分辨率為1920×1080,幀率為60fps,也就是真高清。而最常見的網(wǎng)絡(luò)傳播的1080P高清片幀率通常為23.976 fps。
關(guān)于視頻編碼的文章,Jacse介紹過FLV高清晰度視頻壓制和視頻制作的一些個(gè)人經(jīng)驗(yàn),在這篇文章文章中將詳細(xì)介紹視頻編碼壓制的一些參數(shù)信息的具體含義。參考了一些專業(yè)資料和維基百科的考證。由于非編只是個(gè)人業(yè)余愛好之一,所以歡迎熱愛編碼壓制視頻網(wǎng)友們指正我的描述錯(cuò)誤,希望不會(huì)因?yàn)檫@篇文章以訛傳訛。
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