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视频编码的常见术语解析!

时间:2021-08-05 17:22 阅读:1659 来源:互联网

        随着高清视频技术的发展,视频已经成为占据国内数据量最大的数据格式。同时随着智慧城市的蓬勃发展,直播、短视频等迅速崛起,视频呈现出指数级增长趋势,在我们的生活和工作中,视频无处不在。

        经过长时间的发展,视频凭借其信息丰富,效果直观的方式,成为了记录和展示信息最主要的方式。我们知道视频是由连续的静止图像构成,可以在相对很短的时间内传递大量的信息。视频压缩与图像压缩类似,在视频编码压缩的同时,除去基础的图像压缩之外,需要加入的运动特性压缩的考虑,才能达到较为满意的压缩效果。

  • 有损压缩&无损压缩

        有损压缩:解码还原出来的图像/视频/语音和原始文件存在差异,允许一定程度失真。我们在市面上看到的绝大部分音视频文件都是经过有损压缩,由于有损压缩往往压缩的部分是人类感官注意不到或者感知频率较低的部分,有损压缩被广泛的用于工业界相关程序。

        无损压缩:解码还原出来的图像/视频/语音和原始文件完全一致。无损压缩的比例很低,只应用于少部分的图像领域,不太适用于语音和视频领域。主要应用场景:部分尖端医学图像(DCM)、遥感图像(TiFF)等。

  • 视频编码标准&视频封装格式

         视频编码标准:在国际和国内组织的独立和联合开发中,产生了很多重要的视频编解码标准。视频编码标准的出现,完整地改变了由于各国的电视制式不一致,因此不能直接互通的混乱现象。最早地视频是1988年诞生地H.261,此后延续的出现了H.263、H.264/AVC、H.264/HEVC、H.266/VVC。其中H.264和H.265成为现阶段互联网视频和监控安防等视频领域应用最广泛地标准。此外还有AVS系列(AVS1/AVS2/AVS3)、SVAC系列(SVAC1.0/SVAC2.0)、VP8/VP9系列以及最新的AV1等视频编码标准。

        视频文件格式:很多初入音视频领域的新手很容易搞混视频文件格式(MP4/AVI/

RMVB等)和视频编码标准的区别。我们常见的AVI/MOV/FLV其实是一种视频封装格式,是一种视频信息存储的方式,一般由相应的公司自行研发出来,部分视频封装格式带有各自公司的私有的播放器才能播放。我们互联网领域常见的类似AVI和WMV是就是由微软推出的,以及RMVB是由 Real Networks公司推出。这些封装格式相对应用广泛,绝大部分播放器都是实现自由视频播放。监控领域巨头海康威视的PS、PES和大华的DAV的封装格式相关体系封闭,往往需要该公司自己的播放器才能实现较为完整流畅的视频播放体验。

  • 分辨率/像素&视频画质

         分辨率/像素:视频分辨率是指视频宽高的像素数值,单位Px。像素为视频宽高像素值的乘积,数值上等于等于宽X高。我们常见的720P、1080P、4K就是指分辨率1280×720、1920×1080、3840×2160,分别对应100万、200万,800万像素值。

         视频画质:视频画质是指视频压缩后图像和压缩前的原始图像的失真程度的描述,失真程度越低,画质越高。视频画质的评价受主观和客观评价的影响很大,目前常见的评价画质标准有PSNR(峰值信噪比),MS-SSIM(层级相似度)、MOS(平均意见分)、MSE(均方误差)等。

  • 硬件编解码和软件编解码

        软件编解码:通过CPU方式来实现视频的编码和解码过程;

        硬件编解码:通过显卡GPU或者其他编解码芯片(海思、TI、瑞芯微、全志、安霸等编解码芯片)来实现视频编解码过程;

        优劣势分析:软件解码相对而言,视频解码过程完整,画质清晰,能够解码全部的视频格式,但由于通过CPU进行工作,一方面进一步会消耗所剩不多的CPU性能,同时也会产生较大的功耗和造成机器损耗,性价比低。硬件编解码往往相对视频播放流畅,但受限于芯片能力的影响,解码出来的视频格式受限。由于其相对较低设备功耗和高性价比,成为目前最为主流的视频编解码的应用,尤为突出的是显卡的广受欢迎便是因其强大的视频硬件编解码能力和相关图形处理能力。


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