流媒体码流、分辨率、gop、qp、fps、cvbr等常见概念理解

2024-04-26 03:58

本文主要是介绍流媒体码流、分辨率、gop、qp、fps、cvbr等常见概念理解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

IDR

        Instantaneous Decoding Refresh,即时解码刷新。为将首个I帧和其他I帧区别开,定义首个I帧为IDR帧。它与I帧、P帧、B帧的区别见http://blog.csdn.net/sphone89/article/details/8086071。

GOP

        Group 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。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。

采样率

        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少点。一个采样点数据有多少个比特。比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为 bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大,音质越好。比特率 = 采样率 × 采用位数 × 声道数.

比特率

        比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大。在视频领域。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、画质就越好。

        比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小的单位,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、视频的质量就越好,但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。

分辨率 

        就是帧大小每一帧就是一副图像。640*480分辨率的视频,建议视频的码率设置在700以上,音频采样率44100就行了。一个音频编码率为128Kbps,视频编码率为800Kbps的文件,其总编码率为928Kbps,意思是经过编码后的数据每秒钟需要用928K比特来表示。

        计算输出文件大小公式:[音频编码率(KBit)/8 +视频编码率(KBit)/8]×影片总长度(秒)=文件大小(MB)

码流/码率

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

        当然,码流越大,文件体积也越大,其计算公式是文件体积=时间X码率/8。例如,网络上常见的一部90分钟1Mbps码流的720P RMVB文件,其体积就=5400秒×1Mb/8=675MB。

        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 Bit Rate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。

        码率设置时,一般需考虑三个因素:

        1、分辨率   

        分辨率是决定位率(码率)的主要因素,不同的分辨率要采用不同的位率。总体而言,录像的分辨率越高,所要求的位率(码率)也越大,但并不总是如此,图1说明了不同分辨率的合理的码率选择范围。所谓“合理的范围”指的是,如果低于这个范围,图像质量看起来会变得不可接受;如果高于这个范围,则显得没有必要,对于网络资源以及存储资源来说是一种浪费。   

        2、场景   

        监控的场景是设置码率时要考虑的第二个因素。在视频监控中,图像的运动剧烈程度还与位率有一定的关系,运动越剧烈,编码所要求的码率就越高。反之则越低。因此在同样的图像分辨率条件下,监控人多的场景和人少的场景,所要求的位率也是不同的。   

        3、存储空间   

        最后需要考量的因素是存储空间,这个因素主要是决定了录像系统的成本。位率设置得越高,画质相对会越好,但所要求的存储空间就越大。所以在工程实施中,设置合适的位率即可以保证良好的回放图像质量,又可以避免不必要的资源浪费。   

码率控制算法

        动态调整编码器参数,得到目标比特数。为视频序列中的图像组GOP、图像或子图像分配一定的比特。现有的码率控制算法主要是通过调整离散余弦变换的量化参数(QP)大小输出目标码率。

编码模式

         VBR:Variable BitRate,动态比特率,其码率可以随着图像的复杂程度的不同而变化,因此其编码效率比较高,Motion发生时,马赛克很少。码率控制算法根据图像内容确定使用的比特率,图像内容比较简单则分配较少的码率(似乎码字更合适),图像内容复杂则分配较多的码字,这样既保证了质量,又兼顾带宽限制。这种算法优先考虑图像质量。

         ABR:Average BitRate,平均比特率 是VBR的一种插值参数。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。

        CBR:Constant BitRate,是以恒定比特率方式进行编码,有Motion发生时,由于码率恒定,只能通过增大QP来减少码字大小,图像质量变差,当场景静止时,图像质量又变好,因此图像质量不稳定。优点是压缩速度快,缺点是每秒流量都相同容易导致空间浪费。

        CVBR:Constrained Variable it Rate,VBR的一种改进,兼顾了CBR和VBR的优点:在图像内容静止时,节省带宽,有Motion发生时,利用前期节省的带宽来尽可能的提高图像质量,达到同时兼顾带宽和图像质量的目的。这种方法通常会让用户输入最大码率和最小码率,静止时,码率稳定在最小码率,运动时,码率大于最小码率,但是又不超过最大码率。比较理想的模型如下:

                                 

QP

        Quantizer Parameter,量化参数,反映了空间细节压缩情况。值越小,量化越精细,图像质量越高,产生的码流也越长。如QP小,大部分的细节都会被保留;QP增大,一些细节丢失,码率降低,但图像失真加强和质量下降。

fps

        Frames Per Second,帧率,缩写为帧/秒。是指每秒钟刷新的图片的帧数,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次。越高的帧速率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数(fps)越多,所显示的动作就会越流畅。

profile level

        分别是BP、EP、MP、HP:

        1、BP-Baseline Profile:基本画质。支持I/P 帧,只支持无交错(Progressive)和CAVLC;

        2、EP-Extended profile:进阶画质。支持I/P/B/SP/SI 帧,只支持无交错(Progressive)和CAVLC;

        3、MP-Main profile:主流画质。提供I/P/B 帧,支持无交错(Progressive)和交错(Interlaced),也支持CAVLC 和CABAC 的支持;

        4、HP-High profile:高级画质。在main Profile 的基础上增加了8x8内部预测、自定义量化、无损视频编码和更多的YUV 格式。  

动态调整MPP码率,透过framework.


结束!

这篇关于流媒体码流、分辨率、gop、qp、fps、cvbr等常见概念理解的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/936655

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