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码率
帧率#xff08;FPS#xff09;
GOP#xff08;Group of picture#xff09;
清晰度 视频码率、帧率和分辨率到底哪一个影响电影的清晰度
码率
影响体积#xff0c;与体积成正比#xff1a;码率越大#xff0c;体积越大#xff1b;码率越小#xff0c…目录
码率
帧率FPS
GOPGroup of picture
清晰度 视频码率、帧率和分辨率到底哪一个影响电影的清晰度
码率
影响体积与体积成正比码率越大体积越大码率越小体积越小。
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。也就是取样率并不等同与采样率采样率的单位是Hz表示每秒采样的次数单位时间内取样率越大精度就越高处理出来的文件就越接近原始文件但是文件体积与取样率是成正比的所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真围绕这个核心衍生出来cbr固定码率与vbr可变码率 “码率”就是失真度码率越高越清晰反之则画面粗糙而多马赛克。
下面是通过一个wav文件的采样率来计算码率和文件大小通过MediaInfo工具显示的文件信息如下
概要
完整名称 :audio\wav\adele-rolling_in_the_deep.wav
文件格式 : Wave
文件大小 : 38.3 MiB
长度 : 3分 47秒
平均混合码率 : 1 411 Kbps
音频
ID : 0
文件格式 : PCM
格式设置,Endianness : Little
编码设置ID : 1
编码设置ID/提示信息 : Microsoft
长度 : 3分 47秒
码率 : 1 411.2 Kbps
声道 : 2声道
采样率 : 44.1 KHz
位深度 : 16位
大小 : 38.3 MiB (100%)
1.码率计算公式
码率采样率 x 位深度 x 声道
所以上面文件的码率 44.1Khz x 16位 x 2声道 1411.2 Kbps
2.文件大小 码率 x 时长 1411.2 Kbps x (3 x 60 47 )s 1411.2Kbps x 227s 320342.4Kb
320342.4Kb/840042.8KB, 40042.8KB/102439.1MB
近似等于mediainfo工具显示的文件大小38.3M。
注此计算公式对未压缩的wav格式文件有效不适用于mp3等被压缩的文件。 通常来说一个视频文件包括了画面及声音例如一个RMVB的视频文件里面包含了视频信息和音频信息音频及视频都有各自不同的采样方式和比特率也就是说同一个视频文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件码流率大小一般是指视频文件中音频及视频信息码流率的总和。
以国内最流行大家最熟悉的RMVB视频文件为例RMVB中的VB指的是VBR即Variable BitRate的缩写中文含义是可变比特率它表示RMVB采用的是动态编码的方式把较高的采样率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争、动作等)而把较低的采样率用于静态画面合理利用资源达到画质与体积可兼得的效果。
帧率FPS
影响画面流畅度与画面流畅度成正比帧率越大画面越流畅帧率越小画面越有跳动感。如果码率为变量则帧率也会影响体积帧率越高每秒钟经过的画面越多需要的码率也越高体积也越大。
帧率就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次。每秒显示的图片数影响画面流畅度与画面流畅度成正比帧率越大画面越流畅帧率越小画面越有跳动感。由于人类眼睛的特殊生理结构如果所看画面之帧率高于16的时候就会认为是连贯的此现象称之为视觉暂留。并且当帧速达到一定数值后再增长的话人眼也不容易察觉到有明显的流畅度提升了。
分辨率影响图像大小与图像大小成正比分辨率越高图像越大分辨率越低图像越小。
带宽、帧率FPS
例如在ADSL线路上传输图像上行带宽只有512Kbps但要传输4路CIF分辨率的图像。按照常规CIF分辨率建议码率是512Kbps那么照此计算就只能传一路降低码率势必会影响图像质量。那么为了确保图像质量就必须降低帧率这样一来即便降低码率也不会影响图像质量但在图像的连贯性上会有影响。 GOPGroup of picture
关键帧的周期也就是两个IDR帧之间的距离一个帧组的最大帧数一般而言每一秒视频至少需要使用 1 个关键帧。增加关键帧个数可改善质量但是同时增加带宽和网络负载。
需要说明的是通过提高GOP值来提高图像质量是有限度的在遇到场景切换的情况时H.264编码器会自动强制插入一个I帧此时实际的GOP值被缩短了。另一方面在一个GOP中P、B帧是由I帧预测得到的当I帧的图像质量比较差时会影响到一个GOP中后续P、B帧的图像质量直到下一个GOP开始才有可能得以恢复所以GOP值也不宜设置过大。
同时由于P、B帧的复杂度大于I帧所以过多的P、B帧会影响编码效率使编码效率降低。另外过长的GOP还会影响Seek操作的响应速度由于P、B帧是由前面的I或P帧预测得到的所以Seek操作需要直接定位解码某一个P或B帧时需要先解码得到本GOP内的I帧及之前的N个预测帧才可以GOP值越长需要解码的预测帧就越多seek响应的时间也越长。
常见编码模式
VBRVariable Bitrate动态比特率也就是没有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什么比特率这是以质量为前提兼顾文件大小的方式推荐编码模式
ABRAverage Bitrate平均比特率是VBR的一种插值参数。LAME针对CBR不佳的文件体积比和VBR生成文件大小不定的特点独创了这种编码模式。ABR在指定的文件大小内以每50帧30帧约1秒为一段低频和不敏感频率使用相对低的流量高频和大动态表现时使用高流量可以做为VBR和CBR的一种折衷选择。
CBRConstant Bitrate常数比特率指文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件体积很大而且音质相对于VBR和ABR不会有明显的提高。
高清视频
目前的720P以及1080P采用了很多种编码例如主流的MPEG2VC-1以及H.264还有Divx以及Xvid至于封装格式更多到令人发指ts、mkv、wmv以及蓝光专用等等。
720和1080代表视频流的分辨率前者1280*720后者1920*1080不同的编码需要不同的系统资源大概可以认为是H.264VC-1MPEG2。
VC-1是最后被认可的高清编码格式不过因为有微软的后台所以这种编码格式不能小窥。相对于MPEG2VC-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一些目前来看VC-1可能是一个比较好的平衡辅以微软的支持应该是一只不可忽视的力量。一般来说VC-1多为“.wmv”后缀但这都不是绝对的具体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的更小但是VC-1 格式的视频在解码计算方面则更小一些一般通过高性能的CPU就可以很流畅的观看高清视频。相信这也是目前NVIDIA Geforce 8系列显卡不能完全解码VC-1视频的主要原因。
PSTS是两种视频或影片封装格式常用于高清片。扩展名分别为VOB/EVO和TS等其文件编码一般用MPEG2/VC-1/H.264
高清英文为“High Definition”即指“高分辨率”。高清电视(HDTV)是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。现在的大屏幕液晶电视机一般都支持1080i和720P而一些俗称的“全高清”(Full HD)则是指支持1080P输出的电视机。
目前的高清视频编码格式主要有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件的方式存在一类是经过MPEG-2标准压缩以tp和ts为后缀的视频流文件;一类是经过WMV-HD(WindowsMedia Video HighDefinition)标准压缩过的wmv文件还有少数文件后缀为avi或mpg其性质与wmv是一样的。真正效果好的高清视频更多地以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”封装比较常见。
清晰度
在码率一定的情况下分辨率与清晰度成反比关系分辨率越高图像越不清晰分辨率越低图像越清晰。
在分辨率一定的情况下码率与清晰度成正比关系码率越高图像越清晰码率越低图像越不清晰。
在码率一定的情况下分辨率在一定范围内取值都将是清晰的同样地在分辨率一定的情况下码率在一定范围内取值都将是清晰的。
在视频压缩的过程中 I帧是帧内图像数据压缩是独立帧。而P帧则是参考I帧进行帧间图像数据压缩不是独立帧。在压缩后的视频中绝大多数都是P帧故视频质量主要由P帧表现出来。由于P帧不是独立帧而只是保存了与邻近的I帧的差值故实际上并不存在分辨率的概念应该看成一个二进制差值序列。而该二进制序列在使用熵编码压缩技术时会使用量化参数进行有损压缩视频的质量直接由量化参数决定而量化参数会直接影响到压缩比和码率。
视频质量可以通过主观和客观方式来表现主观方式就是通常人们提到的视频清晰度而客观参数则是量化参数或者压缩比或者码率。在视频源一样压缩算法也一样的前提下比较量化参数压缩比和码率之间是有直接的比例关系的。
分辨率的变化又称为重新采样。由高分辨率变成低分辨率称为下采样由于采样前数据充足只需要尽量保留更多的信息量一般可以获得相对较好的结果。而由低分辨率变成高分辨率称为上采样由于需要插值等方法来补充猜测缺少的像素点故必然会带有失真这就是一种视频质量清晰度的损失。
关于一个视频流的数据量
码率如果为10Mb/s代表1秒钟有10M bit的视频数据对于YUV422格式的1080P视频而言一帧图像是1920x1080x2x8/1024/1024 31.64Mbit1秒钟30帧图像的话则有949.2Mb/s可见其数据量之大不压缩根本无法网上传播所以一定要经过视频压缩处理不要以为1080P的视频就一定是高清的清晰度还跟视频码率密切相关对于1080P的视频而言蓝光视频的码率是20Mb/s一般下载的视频码率大都是10Mb/s一些IPCamera/无人机的码率是28Mb/s而很多视频网站的码率甚至低于5M/s其实有时还不如高码率的720P清晰。
好的画质是分辨率、帧率和码率三者之间的平衡
码率不是越大越好
如果不做码率大小上的限制那么分辨率越高画质越细腻帧率越高视频也越流畅但相应的码率也会很大因为每秒钟需要用更多的数据来承载较高的清晰度和流畅度。这对云服务厂商而言这是好事收入跟流量呈正比但对您可能意味着更多的费用开支。
帧率不要超过24
如果限定一个码率比如800kbps那么帧率越高编码器就必须加大对单帧画面的压缩比也就是通过降低画质来承载足够多的帧数。如果视频源来自摄像头24FPS已经是肉眼极限所以一般20帧的FPS就已经可以达到很好的用户体验了。
有些玩过3D游戏的朋友可能会说游戏的帧率越高越流畅。这里要注意一定不要混淆场景游戏追求高帧率的目的是为了尽可能让3D模型渲染出来的运动效果更加接近真实运动轨迹所以帧率越高越好。但对摄像头而言它要采集的目标是真实世界的物体真实世界本来就没有刷新率的说法所以这个理论不适用。
分辨率不盲目攀高
如果限定一个码率比如800kbps那么分辨率越高就会让编码器越“为难 可以想象它必须拆东墙补西墙通过减少色彩信息或者引入马赛克这种“鱼目混珠”的手段来承载足够多的像素点。所以同样的是2G的一个电影文件1080p画质的版本可能不如720p画质的版本看起来更清晰。
转载整理自
http://blog.csdn.net/ameyume/article/details/7308504
http://blog.csdn.net/zhiyuan411/article/details/5166571
http://blog.csdn.net/lipengshiwo/article/details/53169235
http://blog.csdn.net/xiangjai/article/details/44238005#t10
