视频
视频的播放原理:多张图片在短时间内播放,人眼就会认为是一段连贯的动作,以前的胶片电影,还有小时候玩过的快速翻页就能看动画的小书……
视频的一些属性
- 分辨率:屏幕是由一个个像素点组成的,我们常见的1080p,是指屏幕竖直方向有1080个像素,共有1920列,一共207万像素。2K,2560x1440,共369万像素。
- 比特率:码率,也叫比特率,帧率是1S播放多少帧,类比一下,比特率就是1s的视频有多少bit。这个参数决定了视频是否清晰。
常见视频格式
常见的视频格式主要有:.mov、.avi、.mpg、.vob、.mkv、.rm、.rmvb
等,之所以会有这么多种视频格式,是因为他们使用了不同的方式来封装视频,所以他们具有各自的特色。
他们的主要特点如下
视频文件格式 | 视频封装格式 | 释义 | 发行公司 |
.avi | AVI(Audio Video Interleave) | 图像质量好,但体积过于庞大,压缩标准不统一,存在高低版本兼容问题。 | MicroSoft.1992 |
.wmv | WMV(Windows Media Video) | 可边下载边播放,很适合网上播放和传输 | MicroSoft.2003 |
.mpg .mpeg .mpe .dat .vob .asf .3gp .mp4 | MPEG(Moving Picture Experts Group) | 有三个压缩标准,分别是 MPEG-1、MPEG-2、和 MPEG-4,它为了播放流式媒体的高质量视频而专门设计的,以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。 | 运动图像专家组.1998 |
.mkv | Matroska | 一种新的视频封装格式,它可将多种不同编码的视频及 16 条以上不同格式的音频和不同语言的字幕流封装到一个 Matroska Media 文件当中。 | Matroska.2002 |
.rm、.rmvb | Real Video | 用户可以使用 RealPlayer 根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率,从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。 | Real Networks |
.mov | QuickTime File Format | 默认的播放器是苹果的 QuickTime。这种封装格式具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度等特点,并可以保存 alpha 通道。 | Apple.1998 |
.flv | Flash Video | 由 Adobe Flash 延伸出来的一种网络视频封装格式。这种格式被很多视频网站所采用。最常见的是用来搭配rmtp | Adobe.2005 |
「视频封装格式」= 视频 + 音频 +「视频编解码方式」 等信息的容器。
常见的解码方式
- .H26x系列 由国际电传视讯联盟远程通信标准化组织(ITU-T)主导,包括 H.261、H.262、H.263、H.264、H.265。
- .H261 用于老的视频会议或视频电话系统,之后的所有标准都基于它设计的。
- .H262 等同于 MPEG-2 第二部分,使用在 DVD、SVCD 和大多数数字视频广播系统和有线分布系统中。
- .H263 主要用于视频会议、视频电话和网络视频相关产品。比它之前的视频编码标准在性能上有了较大的提升。尤其是在低码率端,它可以在保证一定质量的前提下大大的节约码率。
- .H264 等同于 MPEG-4 第十部分,也被称为高级视频编码(Advanced Video Coding,简称 AVC),是一种视频压缩标准,一种被广泛使用的高精度视频的录制、压缩和发布格式。该标准引入了一系列新的能够大大提高压缩性能的技术,并能够同时在高码率端和低码率端大大超越以前的诸标准。
- .H265 高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,简称 HEVC)是一种视频压缩标准,是 H.264 的继任者。HEVC 被认为不仅提升图像质量,同时也能达到 H.264 两倍的压缩率(等同于同样画面质量下比特率减少了 50%),可支持 4K 分辨率甚至到超高画质电视,最高分辨率可达到 8192×4320(8K 分辨率),这是目前发展的趋势。
- MPEG系列 由国际标准组织机构(ISO)下属的运动图象专家组(MPEG)开发。
- MPEG-1 第二部分,主要使用在 VCD 上,有些在线视频也使用这种格式。该编解码器的质量大致上和原有的 VHS 录像带相当。
- MPEG-2 第二部分,等同于 H.262,使用在 DVD、SVCD 和大多数数字视频广播系统和有线分布系统中。
- MPEG-4 第二部分,可以使用在网络传输、广播和媒体存储上。比起 MPEG-2 第二部分和第一版的 H.263,它的压缩性能有所提高。
- MPEG-4 第十部分,等同于 H.264,是这两个编码组织合作诞生的标准。
音频
声音信号转为数字信号
- 采样:把时间连续的模拟信号在时间轴上离散化,在某些特定的时刻获取声音信号幅值,其时间间隔称为采样周期,倒数为采用频率;
- 量化:把采样后连续取值的每个样本转换为离散值表示,即对样本进行A/D转换(模数转换);量化后的样本用二进制数来表示,二进制位数即为量化精度(如用1个字节表示,样本的取值范围是0-255,则精度是1/256);
- 编码:以上处理后得到的数字形式的信息,为了便于存储、处理和传输,进行压缩处理。
数字信号的主要参数
- 采样频率:表示每秒内采样的次数,常用为44.1KHz、22.05KHz、11.05KHz;
- 量化位数:度量声音波形幅度的精度,一般为8位、12位或16位;
- 声道数目:N声道一次产生N组声音波形数据(基于不同的位置)。
如果一段10s的音频,其采用频率是44.KHz,量化精度是16位,采用双声道,则其数据量为44.1Kx16bx2x10s。
常见音频格式
音频格式 | 特点 | 音质\压缩 | 发行公司 |
MP3 | 最常见的音频封装格式,能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度,每分钟音频大约在1M左右;缺点是没有高频部分 | 较好\高 | Fraunhofer-Gesellschaft.1991 |
WMA | 具有比MP3更好的压缩率,大小大约是MP3的一半,可以防止拷贝和限制播放次数,防盗版方面具有独特的优势 | 一般\高 | MicroSoft |
WAV | 最早的数字音频格式,支持多种音频位数、采样频率和声道,采用44.1kHz的采样频率,音质与CD相差无几,需要存储空间大 | 好\低 | MicroSoft.1991 |
AAC | 是MPEG-2规范的一部分,压缩能力远超MP3,AAC可以在比MP3文件缩小30%的前提下提供更好的音质 | 较好\极高 | Fraunhofer IIS-A、杜比和AT&T共同开发 |
MP3Pro | MP3格式的升级版本,在保持相同的音质下同样可以把声音文件的文件量压缩到原有MP3格式的一半大小 | 较好\极高 | 瑞典Coding科技公司 |
VQF | 相同情况下压缩后VQF的文件体积比MP3小30%~50%,但VQF未公开技术标准,至今未能流行开来。 | 较好\极高 | YAMAHA和NTT共同开发 |
FLAC | 无损音频压缩编码,不会破坏原有的音质 | 极好\一般 | MicroSoft.1991 |
APE | 流行的数字音乐文件格式之一,APE是一种无损压缩音频技术。与FLAC相比,体积较小。编码速度偏慢 | 极好\高 | Matthew T. Ashland |
MID | 数字化乐器接口,常见的MIDI键盘等编曲乐器都靠这个格式来传输 | YAMAHA、ROLAND、KAWAI等 | |
OGG | 新的音频压缩格式,支持多声道,完全免费,目前最好的有损格式之一 | 一般/ |
tips:20kHz是人耳能够听到的声音信号的带宽,根据采样定理,要通过数字信号(如CD,mp3,wav等音频文件)恢复出原始的声音信号,采样速率至少为带宽的2倍,即40kHz。而使用44kHz比40kHz多了10%,是因为这样能够简化耳机中的滤波器设计,且使得滤波能够滤除更多的噪音,从而提高耳机的音质,让你基本听不到杂音。