视频编码有关知识

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视频编码技术-PPT

视频编码技术-PPT
第3章 视频编码技术
1.视频信号的数字化 2.视频文件格式 3.视频压缩编码原理 4.视频压缩标准
学习目标
掌握视频数字化方法 了解视频文件格式 掌握视频压缩编码原理(预测编码、变换编
码、统计编码原理)
理解视频压缩标准( MPEG标准 )
3.1 视频信号的数字化
1.视频相关的基本概念
所谓视频(video frequency ),连续的图像变化每秒 超过24帧(frame)画面以上时,根据视觉暂留原理,人 眼无法辨别单幅的静态画面,看上去是平滑连续的视觉效 果,这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的 静止图像组成,其单位用帧或格来表示;
(1)本地影像视频格式
-MOV格式,美国Apple公司开发的一种视频格式,默认 的播放器是苹果的QuickTime Player。具有较高的压缩比率 和较完美的视频清晰度等特点,但其最大的特点还是跨平 台性,即不仅能支持Mac OS,同样也能支持Windows系列。
Avid Media composer非线性编辑软件支持该格式。
同步信号
)
地(色度)
S-Video四芯插头(座)
地(亮度)
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
莲花接头
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 IEEE1394接口
IEEE1394是一种外部串行总线标准,800Mbps的 高速。1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向 多个输出机器广播的功能,特别适用于家庭视听的连接。 由于该接口具有等时间的传送功能,确保视听AV设备 重播声音和图像数据质量,具有好的重播效果。
人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂 的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,而能继续保 留其影像0.1-0.4秒左右,这种现象被称为视觉暂留现象。

数字视频基础知识

数字视频基础知识

数字视频基础知识数字视频是现代社会中广泛应用的一种媒体形式。

它以数字信号为基础,通过图像编码、传输和解码等技术,实现对视频图像的采集、处理和展示。

数字视频的应用领域涉及电视、电影、广告、网络视频等众多领域。

本文将介绍数字视频的基础知识,包括视频编码、视频格式、视频分辨率和帧率等方面。

一、视频编码数字视频的编码技术是将连续的视频图像序列转化为数字信号的过程。

常见的视频编码标准有MPEG-2、H.264、H.265等。

这些编码标准通过对图像进行压缩,实现了视频数据的高效传输和存储。

视频编码的核心原理是空间和时间的冗余性去除,即通过图像的相似性和相邻帧之间的相关性,减少视频数据的冗余程度。

二、视频格式视频格式是指数码视频文件的存储和传输格式。

常见的视频格式包括AVI、MOV、MP4、MKV等。

这些格式不仅包含视频数据,还可以携带音频数据、字幕等相关信息。

不同的视频格式适用于不同的应用场景,选择合适的视频格式可以提高视频的传输和播放效果。

三、视频分辨率视频分辨率是指视频图像的大小和清晰度程度,通常以像素为单位来表示。

常见的视频分辨率有1080p、720p、480p等。

数字视频的分辨率决定了图像的细节和清晰度,高分辨率的视频图像能够更真实地还原真实场景,但也需要更大的存储和传输带宽。

四、帧率帧率是指视频中每秒显示的图像帧数。

常见的帧率有24fps、30fps、60fps等。

帧率的选择直接影响到视频图像的流畅度和感官效果。

较低的帧率可能导致视频卡顿和画面不连贯,而较高的帧率则能够呈现出更加细腻和流畅的动态效果。

五、视频编解码器视频编解码器是视频编码和解码的工具软件或硬件。

常见的视频编解码器有X264、X265、FFmpeg等。

视频编解码器的作用是将视频数据进行压缩编码和解码还原,实现视频文件的传输和播放。

六、数字视频的应用数字视频在现代社会中有着广泛的应用。

电视、电影、广告等传统媒体领域,数字视频成为了主流媒体形式。

第四章 视频编码基础讲解

第四章 视频编码基础讲解

5)看成无穷阶马尔可夫信源,则信源熵:
H ( X ) 1.4比特/符号
信源相对熵:


H(X) Hmax ( X )

1.4 4.76

0.29
信源冗余度: E 1 H ( X ) 1 0.29 0.71
Hmax ( X )
第四章 视频编码基础
练习: 一个信源X和一个字母集合A如下
C 0.022 L 0.032 U 0.023
D 0.032 M 0.020 V 0.008 H1( X ) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH01( X )
E 0.103 N 0.057 W 0.018 F 0.021 O 0.063 X 0.001 G 0.015 P 0.015 Y 0.016
27
p(xi )lb p(xi ) i1
(2)有损压缩:失真度编码或熵压缩编码。即丢 掉大量冗余信息来降低数字图像所占的空间,解码 图像和原始图像是有差别的,允许有一定的失真。
第四章 视频编码基础
2、按压缩编码算法原理分类
基于图像统计特性 基于人眼视觉特性(重要性) 基于内容(对象) 基于模型
(1) 基于图像信源统计特性的压缩方法,有预测编码、 变换编码、霍夫曼(Huffman)编码、算术编码、 游程编码等。
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第四章 视频编码基础
4.3 熵编码 (Entropy Coding)
是无损编码,其基本原理是去除图像信源在 空间和时间上的相关性,去除图像信源像素值的 概率分布不均匀性,使编码码字的平均码长接近 信源的熵而不产生失真。
熵编码多用可变字长编码VLC实现,即对信 源中出现概率大的符号赋予短码,对出现概率小 的符号赋予长码,从而在统计上获得较短的平均 码长。

视频编码

视频编码


其他的变长编码 与哈夫曼和基于哈夫曼的编码一样,一些其他的 VLC方法被用在了视频 编码的程序中.基于哈夫曼 编码的一个很大的不利是它们对于传输错误是敏 感的.在VLC序列的错误会导致解码器损失同步信 息,不能正确地进行解码,这样就导致了使解码处于 混乱状态.一个预定义的编码表的缺点在于解码端 和编码端必须保存同样的码表.一个可代替它的方 式是用如果输入的符号已知时可自生成码的方法, 比如说指数Golomb编码法.


一个自然视频场景在空间和时间上是连续 的。用数字的形式表示一个视频场景包括 在空间对实际场景进行采样(通常是通过在 视频图形面上用长方形格处理)和时间采样 (以一系列以某时间间隔采样得到的静态帧 组成)。 每一个时空采样(像素)用一个数或一组 数来表示,用来描述采样点的亮度和色度。


一个可动的视频图像是通过对信号在周期性的时 间间隔上进行快照得到的 一个高的时间采样率(帧率)会产生更加平滑的运 动但是它就要求有更多的采样被捕捉并被保存。 在10帧每秒之下的帧率被用于一些很低码率的视 频通信中在10-20帧每秒是比较经典的低码率视频。 在25-30帧每秒进行采样是标准电视信号图象的采 样帧率50-60帧每秒就可以形成平滑的运动(代价 就是帧率太过高,传输和存储的压力大).

视频编码基础(2)



视频压缩(视频编码)是把数字视频流序列用 更少的数据位进行存放的方法 压缩包括一对互补的系统,一个编码器 (encoder)和一个解码器(decoder).编码器把原 数据在传输或存放之前转变为压缩格式(占 用更少的数据位),而解码器把压缩的格式转 换到原来的视频数据格式上. 编码器/解码器对经常被叫做 CODEC(enCOder/DECoder)

剪辑中编码格式名词解释

剪辑中编码格式名词解释

剪辑中编码格式名词解释
剪辑中的编码格式指的是视频或音频文件所使用的压缩算法和
数据格式。

这些编码格式可以影响文件的大小、质量和兼容性。


视频剪辑中,了解不同的编码格式对于选择合适的素材和输出格式
非常重要。

首先,让我们来看一下视频编码格式。

常见的视频编码格式包
括H.264、H.265、MPEG-2、MPEG-4等。

H.264是一种广泛使用的视
频压缩标准,它可以在保持相对较高质量的情况下显著减小文件大小。

H.265是H.264的升级版,提供更高效的压缩和更好的画质,
但是在一些老旧的设备上可能不太兼容。

MPEG-2常用于DVD视频,MPEG-4则常用于在线视频和流媒体。

接下来是音频编码格式。

常见的音频编码格式包括MP3、AAC、WAV、FLAC等。

MP3是一种广泛使用的有损压缩格式,它可以显著减
小音频文件的大小,但会损失一些音质。

AAC是一种更先进的音频
编码格式,提供更好的音质和压缩效率。

WAV是一种无损音频格式,保留了原始音频的所有信息,因此文件较大。

FLAC也是一种无损格式,相比WAV更高效地压缩音频文件。

在剪辑中,了解不同的编码格式可以帮助我们选择合适的素材和输出格式。

例如,如果我们需要在网络上分享视频,我们可能会选择H.264编码以确保良好的质量和较小的文件大小。

而如果我们需要制作高保真音频,我们可能会选择无损的音频编码格式,如WAV或FLAC。

总之,了解剪辑中的编码格式对于保证视频和音频质量,提高工作效率和兼容性非常重要。

希望这些信息对你有所帮助。

网络视频基础知识

网络视频基础知识

网络视频基础知识随着互联网的发展和网络带宽的提高,网络视频已经成为人们日常娱乐和学习的重要方式。

无论是在家中观看电影、追剧,还是在办公室学习教育视频,网络视频都已经深入到我们的生活中。

在使用网络视频的过程中,了解基础知识非常重要,下面将为您介绍一些网络视频的基本概念和常用技术。

一、视频编码格式视频编码格式是指将视频信号转换成数字信号的一种技术,它对视频信号进行压缩和解压缩,以达到提高视频压缩比和保持视频质量的目的。

目前常见的视频编码格式有H.264、H.265、VP9等。

H.264是应用最广泛的视频编码格式,它能够在保持良好视频质量的同时,实现较高的压缩比,适用于各种网络环境。

H.265是H.264的升级版,它在保证同等画质的情况下,能够进一步减少视频数据量,降低带宽需求。

二、视频流媒体视频流媒体是一种通过互联网传输视频数据的技术。

在视频流媒体中,视频数据会被分成一系列的小数据包,通过网络传输到用户的终端设备,然后再根据播放需求进行解码和播放。

常见的流媒体协议有HTTP、RTMP、HLS等。

HTTP协议是目前应用最广泛的流媒体协议,它可以通过普通的HTTP服务器进行视频的传输,并且在传输过程中能够适应网络带宽的变化,提供更好的观看体验。

三、自适应码率技术自适应码率技术是一种根据用户的实际网络环境和设备性能来自动调整视频码率的技术。

在视频播放过程中,自适应码率技术可以根据网络带宽的情况,选择合适的视频码率进行播放。

如果网络带宽不稳定或者较低,自适应码率技术会自动选择较低的码率,以保证视频的连续播放和较好的观看体验。

而当网络带宽较高时,自适应码率技术则会选择较高的码率,以提供更清晰的视频质量。

四、4K、8K视频4K、8K视频是指视频的分辨率达到了4K(3840×2160像素)或者8K(7680×4320像素)。

随着显示设备的发展和技术的进步,4K、8K视频已经逐渐进入人们的视野。

影视制作必学视频编码知识实用1篇

影视制作必学视频编码知识实用1篇

影视制作必学视频编码知识实用1篇影视制作必学视频编码知识 1下面是视频中涉及到的主题:1、什么是编码——它和container 有什么不同2、不同类别的编码——David 总是在同一个项目中使用4个不同编码的原因3、位深——什么是位深,它为什么很重要4、色度抽样——4:4:4,4:2:2,4:2:05、空间压缩和阻塞6、时间压缩——长GOP 编码,帧间压缩和所有的I 编码7、无损压缩vs. 失真压缩——图片压缩和数据压缩的不同之处8、位速率——位速率的计算和kbps/kBps/Mbps/MBps之间的差别9、Raw ——原始材料、压缩材料和未压缩材料的区别David解释说,不同的编解码用在不同的情况下,而这取决于你是选一个编码作为主要扑捉编码还是用它来做编辑、传递或归档的工作.无论你用什么类型的编码,首先你应该清楚的是它的.技术特性和功能,包括位深、色度抽样、位速率和所__的分辨率等.摄影机制造商规定了工业制作标准和摄影机中高效的中间编码ProRes、DNxHD 和Cineform是有原因的.中间编码的好处就是它比终端用户编码质量高,和未压缩视频相比,它需要的磁盘系统更便宜.比如ProRes,这是一个有损视频压缩格式,它是苹果用在后期的编码,__的分辨率有SD、HD、2K、4K和5K.ProRes有几个不同的版本:1、ProRes Proxy2、ProRes LT3、ProRes 4224、ProRes 44445、ProRes XQ另外,DNxHD是又一个既能用做编辑时的中间格式,又能用作表示格式的编码.DNxHD有三个位速率可供用户选择:1、码率是220 Mbit/s,位深是10 或者8 bit2、码率是145 Mbit/s ,位深是8 bits3、码率是36 Mbit/s ,位深是8 bits4、DNxHD 数据储存在MXF 存储器中, 也能存储在QuickTime里5、但是DNxHD 只__1080p以下的分辨率CineForm这个中间编码通常包在AVI 或MOV存储器中,目前它__的格式有10-bit 4:2:2 YUV、12-bit 4:4:4 RGB和RGBA 以及12-bit CFA Bayer原始数据.基于质量设置,压缩数据率的范围从10:1到3.5:1.原始文件也有未压缩模式,Cineform能__的最大分辨率是4K.如果你拍摄的视频分辨率高于HD,选择ProRes 或Cineform作为中间编码最好不过了.而具体选择这两个中的哪一个编码,要看你的操作系统是Mac还是PC.。

视频基础知识

视频基础知识

一.视频基础知识1. 视频编码原理视频图像数据有极强的相关性,也就是说有大量的冗余信息。

其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。

压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉(去除数据之间的相关性),压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。

1.1去时域冗余信息使用帧间编码技术可去除时域冗余信息,它包括以下三部分:A.运动补偿:运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像,它是减少帧序列冗余信息的有效方法。

B.运动表示:不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。

运动矢量通过熵编码进行压缩。

C.运动估计:运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。

注:通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。

1.2去空域冗余信息主要使用帧内编码技术和熵编码技术:A.变换编码:帧内图像和预测差分信号都有很高的空域冗余信息。

变换编码将空域信号变换到另一正交矢量空间,使其相关性下降,数据冗余度减小。

B.量化编码:经过变换编码后,产生一批变换系数,对这些系数进行量化,使编码器的输出达到一定的位率。

这一过程导致精度的降低。

C.熵编码:熵编码是无损编码。

它对变换、量化后得到的系数和运动信息,进行进一步的压缩。

2. 视频编码解码标准2.1 H.264H.264是国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式,它即保留了以往压缩技术的优点和精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。

H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率,在同等图像质量的条件下,H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上,是MPEG-4的1.5~2倍。

举个例子,原始文件的大小如果为88GB,采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB,压缩比为25∶1,而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB,从88GB到879MB,H.264的压缩比达到惊人的102∶1。

关于视频编解码的一些基础知识

关于视频编解码的一些基础知识

关于视频编解码的⼀些基础知识因为最近看IMX6Q的VPU⽰例代码有些概念不懂,所以看了《基于H.264的视频编码处理技术与应⽤》这本书的前⼏章了解了⼀下,做⼀个简单的记录。

颜⾊模型我们平常能接触到的是RGB和YUV。

RGBRGB⼀般⽤在电视,显⽰器等设备上,⽽⾮科学研究中,因为三种颜⾊分量放在⼀起表⽰,相互⼲扰,不便处理。

⽽且会造成存储空间的浪费。

YUV颜⾊空间:其中Y代表亮度值,U和V表⽰⾊度,代表了颜⾊的⾊调Cr和饱和度Cb。

与RGB不同,其优点是亮度Y和⾊度UV是相互独⽴的,占⽤频宽⼩。

如果只有Y信号,就是⿊⽩彩⾊图像。

因为⼈眼对颜⾊细节的分辨能⼒远远低于对亮度细节分辨能⼒,所以可以把⼏个相邻像素不同颜⾊值当做相同的颜⾊值来处理,以减少存储容量,从⽽压缩数据。

按照不同的YCbCr的⽐率,可以分为YUV420、YUV422、YUV411和YUV444。

对于他们的区别讲的很好,主要差别在采样率上,最后需要的存储空间⾃然就不同了。

另外,YUV可以与RGB通过矩阵相互转换。

编码的基本原理视频编码的⽬的是实现对视频的压缩,也可以称作去除冗余。

主要有以下⼏种分类帧间冗余帧内冗余统计冗余视觉冗余说明低速运动物体⼤⽚的蓝天根据概率分配码字⼈眼对某些信息不易感知针对以上冗余解决办法有运动补偿、帧内预测、熵编码、量化等。

I帧、P帧和B帧I帧:帧内预测编码帧,是独⽴的,可以当做是单独的⼀幅静态画⾯。

视频序列中的第⼀帧都是I帧,因为它是关键帧。

P帧:帧间预测编码帧,与前⼀帧有关,需要⽤到本帧和前⼀帧的信息(可以是I帧,也可是P帧)。

由于P帧对前⾯的P和I参考帧有着复杂的依耐性,因此对传输错误⾮常敏感。

B帧:双向预测编码帧,记录的是本帧与前后帧的差别。

B帧压缩率⾼,但是对解码性能要求较⾼。

⼀般视频传输使⽤的是I帧和P帧,⽐如海康的某些相机编码I帧间隔是50,中间有49帧P帧。

H264/AVC⼀帧(frame)可以分为若⼲个⽚(slice),向下还可以细分为宏块等,⼀图胜千⾔:上图来⾃于,它对⼀些H264的基本概念讲的很通俗易懂。

H.264视频编码介绍资料

H.264视频编码介绍资料
• H263++在H263+基础上增加了3个选项,增强码流在恶劣信道上的抗 误码性和编码效率。 • 选项U—增强型参考帧选择,提供增强的编码效率和信道错误再生能 力。 • 选项V—数据分片选择,提供增强型的抗误码能力(特别是在传输过程 中本地数据被破坏的情况下),通过分离视频码流中DCT的系数头和 运动矢量数据,采用可逆编码方式保护运动矢量。 • 选项W—在H263+的码流中补充信息,保证增强型的反向兼容性。
H.264解码器
H.264采用的新技术
• H.264标准中诸如帧间预测、变换、量化、熵编码等基本功能模块与 前几个标准(MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263)并无太大 • • • • • • • 区别,变化主要体现在功能模块的具体细节上。 分层设计 帧间预测编码 帧内预测编码 整数变换 量化处理 熵编码 环路滤波
TTS图解
• 如图所示,搜索步骤如下:
– 第一步:从搜索起点开始,以最大搜索 长度的一半为步长,在周围距离步长的 8个点处进行块匹配计算并比较,图中 用正方形表示,1号为该次搜索最优点。 – 第二步:将步长减半,中心点移到上一 步的最小匹配点,重新在周围距离步长 的8个点处进行块匹配计算并比较,图 中用圆形表示,2号为该次搜索最优点。 – 第三步:在上一步得到的最小匹配点的 中心及周围8个点处找出最匹配点,该 点即为所求,图中用菱形表示,3号为 该次搜索最优点
块的搜索与匹配
• 搜索起点的选择很重要。 • 块搜索算法:
①全搜索法FS ②三步搜索法TTS ③菱形搜索法DS ④六边形搜索法 注:有不少对上述方法的改进及新方法。
• 块匹配准则:
①最小绝对差MAD ②最小均方误差MSE ③归一化互相关函数NCCF ④求和绝对误差SAD

H.264视频编码基本知识

H.264视频编码基本知识

H.264视频编码基本知识一、视频编码技术的发展历程视频编码技术基本是由ISO/IEC制定的MPEG-x和ITU-T制定的H.26x两大系列视频编码国际标准的推出。

从H.261视频编码建议,到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一个共同的不断追求的目标,即在尽可能低的码率(或存储容量)下获得尽可能好的图像质量。

而且,随着市场对图像传输需求的增加,如何适应不同信道传输特性的问题也日益显现出来。

于是IEO/IEC和ITU-T两大国际标准化组织联手制定了视频新标准H.264来解决这些问题。

H.261是最早出现的视频编码建议,目的是规范ISDN网上的会议电视和可视电话应用中的视频编码技术。

它采用的算法结合了可减少时间冗余的帧间预测和可减少空间冗余的DCT变换的混合编码方法。

和ISDN信道相匹配,其输出码率是p×64kbit/s。

p取值较小时,只能传清晰度不太高的图像,适合于面对面的电视电话;p取值较大时(如p>6),可以传输清晰度较好的会议电视图像。

H.263 建议的是低码率图像压缩标准,在技术上是H.261的改进和扩充,支持码率小于64kbit/s的应用。

但实质上H.263以及后来的H.263+和H.263++已发展成支持全码率应用的建议,从它支持众多的图像格式这一点就可看出,如Sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF甚至16CIF等格式。

MPEG-1标准的码率为1.2Mbit/s左右,可提供30帧CIF(352×288)质量的图像,是为CD-ROM光盘的视频存储和播放所制定的。

MPEG-l标准视频编码部分的基本算法与H.261/H.263相似,也采用运动补偿的帧间预测、二维DCT、VLC游程编码等措施。

此外还引入了帧内帧(I)、预测帧(P)、双向预测帧(B)和直流帧(D)等概念,进一步提高了编码效率。

在MPEG-1的基础上,MPEG-2标准在提高图像分辨率、兼容数字电视等方面做了一些改进,例如它的运动矢量的精度为半像素;在编码运算中(如运动估计和DCT)区分"帧"和"场";引入了编码的可分级性技术,如空间可分级性、时间可分级性和信噪比可分级性等。

视频编码和码流分析的基础知识

视频编码和码流分析的基础知识

视频编码和码流分析的基础知识视频编码是指将原始视频信号转换为数字形式,并通过压缩算法将其表示为更小的数据量的过程。

视频编码的目标是减小视频文件的大小,以便有效地传输和存储。

视频编码的基本原理是将连续的视频帧分割成更小的块,并对每个块进行压缩编码。

在视频编码过程中,会使用一些基本的技术,包括运动估计、变换编码和熵编码。

运动估计是视频编码的核心技术之一,它利用视频帧之间的时间关系来找到相邻帧中的运动进行描述。

通过检测像素之间的运动,可以减少每一帧的冗余信息,从而减小视频文件的大小。

变换编码是另一个重要的视频编码技术,它通过对图像进行变换来减少数据的相关性。

常用的变换编码算法有离散余弦变换(DCT)和小波变换。

这些算法能够将图像从时域转换为频域,从而提取出图像的主要能量分量,并将其编码和存储。

熵编码是视频编码过程中的最后一步,它是为了进一步减小数据的大小而进行的。

熵编码利用信息论中的熵原理,将频繁出现的数据编码为较短的码字,而将不常出现的数据编码为较长的码字。

这样可以有效地提高数据的压缩率。

码流分析是对视频流进行解码和分析的过程。

通过对视频流的解码,可以获取视频的各个参数,如帧率、宽高比和码率等。

同时,码流分析还可以对视频质量进行评估,如检测失真、估计编码效率等。

为了进行码流分析,需要使用专门的工具和软件。

常用的码流分析工具有FFmpeg、MediaInfo和Bitrate Viewer等。

这些工具可以分析视频的码率、帧率、I帧和P帧的比例等关键参数,从而评估视频的质量和编码效率。

总结起来,视频编码和码流分析是非常重要的视频处理技术。

视频编码利用压缩算法来减小视频文件的大小,从而实现有效地传输和存储。

而码流分析可以对视频流进行解码和分析,从而评估视频的质量和编码效率。

这些基础知识是视频处理领域的重要组成部分,对于了解和掌握视频编码和码流分析的原理和方法都具有重要意义。

高清视频编码知识简介

高清视频编码知识简介

以下知识来自网络。

高清视频编码知识简介2009年,随着“高清MP4”浪潮在市场上的风生水起,令原本略感寒意的MP4市场重获温暖。

依靠10M码流解码、支持1280×720分辨率视频直播,以及播放没有色块这三大要素,为用户打造更清晰的画质、更纯粹的音质、更完美的媒介,从而搭建起一座多媒体视听娱乐的金字塔,丰富璀璨的多媒体视听娱乐。

高清MP4标准对于新生出的高清MP4,很多消费者的了解都比较有限,会存在着或多或少的疑惑,为此,笔者特别整理出相关的信息,为你依次扫除心中的迷雾,探究神秘面纱下的真实面目,帮助你畅享娱乐时尚、享受高清视听。

高清《变形金刚2》视频高清的定义高清,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。

而现在很多的朋友都想通过电脑或MP4来观看高清电视,那什么样的电影才是真正的高清电影呢?下面就给大家介绍几个高清电影常用的分辨率:720p格式,750条垂直扫描线,720条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1280×720,逐行/60Hz,行频为45KHz。

1080i格式,1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080,隔行/60Hz,行频为33.75KHz。

1080p格式,1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080逐行扫描,专业格式。

其中i和p分别是interlace scan(隔行扫描)和progressive scan(逐行扫描)的缩写。

分辨率对比任何事情都不可能是完美的,同样1080i和720p两个规格也有着各自的优点和缺点。

隔行扫描的方式在显示静止画面时存在缺陷,有轻微的闪烁和爬行现象,720p的逐行扫描解决了闪烁现象,但是720p的图像有效利用率低,因为它在行场消隐期间消耗了过多的像素,而1080i则有更多像素用来表现图像。

H.26x系列视频编码基础知识

H.26x系列视频编码基础知识

H.26x系列视频编码基础知识国际上有两个负责数字视频编码技术的标准化组织。

一个是ISO(国际标准组织)下属的MPEG(Motion Picture Expert Group,运动图像专家组);另一个是ITU-T(国际电联)下属的VCEG(Video Code Expert Group,视频编码专家组)。

以上两个标准化组织制定的相关编码标准都获得了广泛的应用。

MPEG制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21,这些标准主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、网络流媒体等。

VCEG制定的标准有H.261、H.262、H.263、H.264、H.265,这些标准应用于实时视频通信领域。

两个组织也共同制定了一些标准,例如H.262和H.264。

H.262等同于MPEG-2标准。

2003年5月,ITU-T和ISO的联合视频组JVT(Joint Video Team)发布了H.264(ISO将其纳为MPEG-4的Part10),业界称其为AVC(Advanced Video Codec,先进视频编解码)。

H.26x和MPEG两大阵营在H.264上完成了统一。

1、H.261H.261即其速率为64kbps的整数倍(1~30倍)。

它最初是针对在ISDN(综合业务数字网)上双向声像业务(特别是可视电话、视频会议)而设计的。

H.261是最早的运动图像压缩标准,它只对CIF和QCIF两种图像格式进行处理,每帧图像分成图像层、宏块组(GOB)层、宏块(MB)层、块(Block)层来处理;并详细制定了视频编码的各个部分,包括运动补偿的帧间预测、DCT(离散余弦变换)、量化、熵编码,以及与固定速率的信道相适配的速率控制等部分。

实际的编码算法类似于MPEG算法,但不能与后者兼容。

H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU 运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折衷机制。

视频编解码相关基础知识(一)----H.264编码和H.265编码的区别

视频编解码相关基础知识(一)----H.264编码和H.265编码的区别

视频编解码相关基础知识(⼀)----H.264编码和H.265编码的区别 研究视频编码的主要⽬的是在保证⼀定视频清晰度的前提下缩⼩视频⽂件的存储空间。

由于视频编码的主要任务是缩⼩视频⽂件的存储空间,因此,视频编码⼜称视频压缩编码或视频压缩,简单地说就是去除视频数据中冗余信息。

⽤以实现编码功能的软件成为编码器,⽽⽤以实现解码功能的软件称为解码器。

H.264编码和H.265编码的区别 H.265是新的编码协议,也即是H.264的升级版。

H265标准保留H.264原来的某些技术,同时对⼀些相关的技术加以改进。

⽐起H.264/AVC,H.265/HEVC提供了更多不同的⼯具来降低码率,以编码单位来说,H.264中每个宏块(macroblock/MB)⼤⼩都是固定的16 * 16像素,⽽H.265的编码单位可以选择从最⼩的8 * 8到最⼤的64 * 64。

同样的画质同样的码率,H.265⽐H.264占⽤的存储空间要少理论50%,如果存储空间⼀样⼤,那么意味着在⼀样的码率下,H.265会⽐H.264画质要⾼⼀些,理论上是30%~40%。

H.265的优势 H265/HEVC的编码架构⼤致上和H264/AVC的架构相似,主要也包含帧内预测、帧间预测(inter prediction)、转换(transform)、量化(quantization)、去区块滤波器(intra prediction)、熵编码(entropy coding)等模块。

但在HEVC编码架构中,整体被分为了三个基本单位,分别是编码单位(CU)、预测单位(PU)、和转换单位(TU)。

H.265的帧内预测模式⽀持33种⽅向(H.264只⽀持8种),并且提供了更好的运动补偿处理和⽮量预测⽅法。

画质、码率、帧数、分辨率、体积的基础编码知识

画质、码率、帧数、分辨率、体积的基础编码知识

画质、码率、帧数、分辨率、体积的基础编码知识什么是视频编码率?可以简单的理解为,衡量文件体积大小的关键参数,表示每秒钟多少KB的参数。

观察会发现他的单位是Kbps,其实Kbps是Kbit/s的意思,8Kbit/s=1KB/s。

也就是说800Kbps意思就是每秒视频就要占用100KB磁盘空间(当然这里没有加上音频所占的体积)。

上面举例只是让你对视频编码率(以下简称为:码率)有一个具体的形象,其实不用自己算,WisMencoder都已经帮你算好了,就在软件的右下角显示了当前配置每小时和每分钟所需要占用的磁盘空间。

(只是理论值,实际压缩后的编码率可能有一定误差)所以你可以理解为压缩同一个视频,视频编码率越大,文件体积越大。

和画质的关系:文件体积大了,价值何在?可以认为:视频编码率越大,画质越好,马赛克越少。

什么是帧数?我们都知道电影是由一张张的图片组成的,播放电影时,一张张画面快速连续的出现。

这里其中的每张画面称之为“帧”。

帧数在WisMencoder的单位其实是fps,即全称应为每秒的帧数。

也就是每秒含有多少张画面。

显然,每秒含有的画面数越多,则画面显得越连续,越少,则画面越“卡”。

和画质的关系:帧数也与画质有关!在同一视频,同一码率的情况下,帧数越大,则画质越不好。

尤其是运动的画面。

因为每张画面会分担每秒有限的文件体积,如果画面越多,那么每张画面所能表现的内容就越有限。

什么是画面大小?这里的画面大小,单位是像素,而不是英寸和厘米。

这要弄清楚。

画面大小也称为分辨率。

每个像素就是一个点,640x480就表示该视频的每张画面是由宽640点,高480点组成的。

现在相机所说的像素也是这个概念,只不过相机所说的像素是宽和高的乘积值。

很容易理解,画面大小越大的视频,能反映的图像就越细致,越清楚。

就好比你用一个5x5的棋盘摆一个图形和用一个50x50摆一个图形,5x5很难反映50x50的细节一样。

和编码率的关系:越高的画面大小,需要越高的编码率,因为图像的细节多了,需要的文件体积也应该增大,否则还不如画面小一些,你会发现同一码率,画面越大,图像的马赛克程度越明显。

音视频封装格式、编码格式知识

音视频封装格式、编码格式知识

音视频封装格式、编码格式知识常见的AVI、RMVB、MKV、ASF、WMV、MP4、3GP、FLV等文件其实只能算是一种封装标准。

一个完整的视频文件是由音频和视频2部分组成的。

H264、Xvid等就是视频编码格式,MP3、AAC等就是音频编码格式。

例如:将一个Xvid视频编码文件和一个MP3视频编码文件按AVI封装标准封装以后,就得到一个AVI后缀的视频文件,这个就是我们常见的AVI视频文件了。

由于很多种视频编码文件、音频编码文件都符合AVI封装要求,则意味着即使是AVI后缀,也可能里面的具体编码格式不同。

因此出现在一些设备上,同是AVI后缀文件,一些能正常播放,还有一些就无法播放。

同样的情况也存在于其他容器格式。

即使RMVB、WMV等也不例外。

部分技术先进的容器还可以同时封装多个视频、音频编码文件,甚至同时封装进字幕,如MKV封装格式。

MKV 文件可以做到一个文件包括多语种发音、多语种字幕,适合不同人的需要。

例如:MKV文件只要制作的时候同时加入国语和粤语发音的音轨和对应的简体、繁体字幕,播放的时候,你可以独立选择国语或粤语发音,并根据自己需要选择简体或繁体字幕,也可以选择不显示字幕。

相当方便。

因此,视频转换需要设置的本质就是:A设置需要的视频编码、B设置需要的音频编码、C 选择需要的容器封装。

一个完整的视频转换设置都至少包括了上面3个步骤。

常用的有Xvid,H264,MPEG1,MPEG2。

Xvid:与RMVB格式差不多的压缩率,通用性很强,特别是用于家用DVD和便携式MP4等设备。

H264:面前压缩率最高的视频压缩格式,与其他编码格式相比,同等画面质量,文件体积最小,远远超过RMVB编码格式,电脑都可以播放,部分便携式视频设备也支持,如苹果播放器。

PDA/PPC等设备也可以使用MPEG1:其实就是VCD编码格式。

MPEG2:DVD编码格式。

比MPEG1强,与MPEG1一样,已经落后的编码格式,压缩率都不高,编码后的文件体积大,多用于希望把网上下载的文件转换为VCD或DVD碟的时候。

视频编码和码流分析的基础知识

视频编码和码流分析的基础知识

*STC-System Time Clock(系统时钟)
*EBU-European Broadcasting Union(欧洲广播联盟)
*PCR-Program Clock Reference(节目时钟基准) *DTS-Decoding Time Stamp(解码时间标记)
*PSI-Program Specific Information(节目专用信息) *AES-Audio Engineering Society(音频工程学会)
视频编码和码流分析基础知识
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Welcome to Deviser
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2
有线电视每一频道内的三种载波配置
黑白电视只有灰度信息 彩色电视是在灰度信息上再叠加彩色
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彩色电视信号
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• 图1:单色复合视 频信号(亮度从白 过渡到黑)
• 图2:彩色条的色 彩信息信号(包括 颜色突发)
• 图3:彩色条的彩 色复合视频信号
理解复合视频信号
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R’G’B’信号与色差信号间的矩阵变换
6
ITU‐RBT.601数字化标准
采样频率 CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图像采样频率。 这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电视图像信号采样。 亮度信号采样频率 fs = 13.5 MHZ 色度信号采样频率 fc=6.75MHZ 或 13.5MHZ 每行采样点数 N = 864 (PAL) ,858(NTSC) 对于所有制式,每个扫描行的有效样本数均为720。
Data
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网络信息表(NIT) 保密网络数据 (PND-Private Network Data)
节目源2的映射表(PMT-2) 基本流编号 性质 包识别(PID)

常用视频标准尺寸和码率

常用视频标准尺寸和码率

常用视频标准尺寸和码率在当今数字化的时代,视频已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是在手机上观看短视频,还是在大屏幕上享受高清电影,我们都离不开各种各样的视频。

而在制作和播放视频的过程中,了解常用的视频标准尺寸和码率是非常重要的。

这不仅影响着视频的质量和清晰度,还关系到视频的存储和传输效率。

接下来,让我们一起深入了解一下常用的视频标准尺寸和码率。

首先,我们来谈谈视频标准尺寸。

常见的视频尺寸包括 480p、720p、1080p 和 4K 等。

480p 通常被称为标清(Standard Definition),其分辨率为 640×480 像素。

这种尺寸的视频在早期的 DVD 中比较常见,如今在一些低要求的应用场景,如网络直播中的小窗口显示或者低带宽环境下仍有使用。

虽然清晰度相对较低,但对于一些简单的内容展示或者对画质要求不高的情况,它能够满足基本需求。

720p 被称为高清(High Definition),分辨率为 1280×720 像素。

这是目前许多在线视频平台的常见标准之一,比如一些常见的电视剧、综艺节目等。

在普通的电脑屏幕或者较小的电视屏幕上观看,720p 的画质已经能够提供较为清晰和舒适的视觉体验。

1080p 则是全高清(Full High Definition),分辨率为 1920×1080 像素。

它是目前主流的高清标准,广泛应用于电影、电视剧、游戏等领域。

在大屏幕电视上观看 1080p 的视频,能够展现出非常细腻和逼真的画面效果,细节表现更加丰富。

4K ,也称为超高清(Ultra High Definition),分辨率达到3840×2160 像素。

4K 视频具有极高的清晰度和细腻度,能够呈现出令人惊叹的视觉效果。

然而,由于其数据量巨大,对于存储和传输的要求也非常高,目前在一些高端的影视制作、专业显示设备以及部分高端消费电子产品中得到应用。

除了上述常见的标准尺寸,还有一些其他的尺寸,如 2K(2560×1440 像素)等,但在日常应用中相对较少见。

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高效率视频编码编辑高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,简称HEVC)是一种视频压缩标准,被视为是ITU-T H.264/MPEG-4 AVC标准的继任者。

2004年开始由ISO/IECMoving Picture Experts Group(MPEG)和ITU-T Video Coding Experts Group(VCEG)作为ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Part 2或称作ITU-T H.265开始制定[1][2][3][4][5]。

第一版的HEVC/H.265视频压缩标准在2013年4月13日被接受为国际电信联盟(ITU-T)的正式标准[1][2][6]。

HEVC 被认为不仅提升图像质量,同时也能达到H.264/MPEG-4 AVC两倍之压缩率(等同于同样画面质量下比特率减少了50%),可支持4K分辨率甚至到超高清电视(UHDTV),最高分辨率可达到8192×4320(8K分辨率)。

数个基于HEVC延伸的编码标准正在进行中,包含range extensions(支持高级的视频格式)、可调式编码和3D视频编码标准。

目录[隐藏]∙ 1 历史o 1.1 标准制定o 1.2 规格书时程∙ 2 技术细节o 2.1 编码树单元Coding Tree Blocko 2.2 帧内编码Intra Codingo 2.3 帧间编码Inter Codingo 2.4 转换编码Transform Codingo 2.5 环路滤波器Loop Filtering▪ 2.5.1 去区块滤波器Deblocking Filter▪ 2.5.2 取样自适应偏移Sample Adaptive Offseto 2.6 熵编码Entropy Codingo 2.7 平行化编码工具▪ 2.7.1 Slice▪ 2.7.2 Tile▪ 2.7.3 Wavefront Processing∙ 3 编码规范o 3.1 Profileo 3.2 层级与等级∙ 4 产品与实现o 4.1 2012o 4.2 2013o 4.3 2014∙ 5 参见∙ 6 参考资料∙7 外部链接历史[编辑]标准制定[编辑]∙2004年:Key Technical Areas(KTA)在H.264/AVC标准制定完(2003年)的后一年,VCEG组织便开始研究更先进的视频压缩技术,期望能够发展下一代视频压缩标准,或期望能大量提升压缩率成为H.264/AVC的延伸版本[1][7]。

2005年1月,VCEG开始将这些议题统整称为Key Technical Areas(KTA),并且开发了一个同名的软件编解码器KTA Software来评估被提案的新技术[8][9]。

KTAsoftware是基于H.264/AVC的标准参考软件Joint Model(JM)[8]上,加入新的编码技术并与JM的编码效率做比较。

到了2007年,KTA Software的编码效率较JM提升了不少[10]。

∙JCT-VC为此目的MPEG与VCEG联合成立了一个Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)作为共同开发HEVC的团队。

[1][2]。

并每四个月进行一次标准讨论与制定的会议。

并发布了HEVC的标准参考软件HEVC Test Model(HM)[11]。

规格书时程[编辑]HEVC标准(第一个版本)制定的时程如下:[1]∙2012年2月:Committee Draft(complete draft of standard)[12]∙2012年7月:Draft International Standard[13]∙2013年1月:Final Draft International Standard and ITU-T Consent[14][15][16][17]技术细节[编辑]典型的Hybrid Video Coding视频编码器架构HEVC与H.264/AVC和许多其他视频压缩编码一样,都是采用Hybrid Video Coding的架构(如右图),但在各部分加入了一些新技术或者提升了原本编码工具的效率[18]。

编码树单元Coding Tree Block[编辑]主条目:编码树单元编码树单元(Coding Tree Block, CTU)是HEVC的基本编码单位,有如H.264/AVC的Macroblock。

HEVC支持64x64 ~ 128x128像素的CTU大小。

编码树单元可向下分区编码单元(Coding Unit, CU)、预测单元(Prediction Unit, PU)及转换单元(Transform Unit, TU)。

帧内编码Intra Coding[编辑]主条目:帧内编码HEVC帧内编码将预测的方向性增加到33种,并加入平面预测(Planar Prediction)产生平滑的取样面。

帧间编码Inter Coding[编辑]主条目:运动补偿转换编码Transform Coding[编辑]主条目:离散余弦变换和阿达马变换环路滤波器Loop Filtering[编辑]HEVC有两个环路滤波器,解块滤波器(DBF)与样本自适应偏移量(SAO)滤波器去区块滤波器Deblocking Filter[编辑]主条目:去区块滤波器#高效率视频编码(HEVC)的去区块滤波器H.265/HEVC的DBF使用H.264/MPEG-4 AVC类似的设计,更好的支持并发处理是类似的。

在HEVC的DBF只适用于一个8×8个采样网格,而与H.264 / MPEG-4 AVC的DBF 适用的一个4×4个采样网格不同。

HEVC的DBF使用一个8×8个采样网格,因为没有导致明显的降解,并显著提高了并发处理,因为的DBF不再导致级联与其他操作的相互作用。

另一个变化是HEVC只允许为0〜2的三个DBF的深度。

HEVC的DBF也是的先做画面的垂直边缘的水平滤波之后再做对于水平边缘的垂直滤波,有利于平行处理(多线程)。

取样自适应偏移Sample Adaptive Offset[编辑]主条目:取样自适应偏移在DBF之后的使用SAO过滤器,并使用偏移以产生更好地重建原始信号。

每个CTB的SAO 滤波器可有两个模式:边缘偏移模式或带偏移模式。

边缘偏移量模式中通过比较的取样的值,根据比较两个邻居,将样品分为五类之一:最小,两种边缘,最大值,或两者都不是,对于每个第一四类施加一个偏移量。

能带偏移的模式可分类成32个频带,并选择四个连续频带发送偏移量。

SAO滤波器设计来以提高图像质量,并减少振荡效应熵编码Entropy Coding[编辑]使用了跟H.264/AVC High Profile中一样的CABAC(前文参考之适应性二元算术编码)算法来做熵编码,抛弃了CAVLC。

平行化编码工具[编辑]Slice[编辑]Tile[编辑]Wavefront Processing[编辑]编码规范[编辑]Profile[编辑]层级与等级[编辑]主条目:高效率视频编码的层级与等级HEVC定义了包含Main和High 2种“层级”(tiers)注:目前没有公定译名,以及13种“等级”(levels)[1][19]。

层级是被设计来面对不同的应用,对其最大比特率做限制。

其中Main tier 注:目前没有公定译名是被设计给大部分的应用,而High tier是被设计给高要求的应用[1]。

等级则是针对比特流设置了一组限制,与Profile相似[1][19]。

当一个解码器符合给定了的层级与等级,代表此解码器也被要求必须能解码用该层级/等级及较低层级/等级所编码出来的比特流[1][19]。

产品与实现[编辑]2012[编辑]2012年2月29日,在2012世界移动通信大会上,高通展示了一个HEVC解码器运行在Android平板上,使用了Qualcomm Snapdragon S4 双核心处理器运行在1.5GHz,将同一个视频以H.264/AVC和HEVC同时并发拨放。

在此展示中HEVC展现了较H.264/AVC几乎节省了50%的比特率。

[20]∙2012年8月22日,Ericsson发表了世界第一个HEVC编码器Ericsson SVP 5500,并预计在2012 IBC贸易展展出。

Ericsson SVP 5500被设计来做到实时编码视频供移动设备使用。

[21][22]∙2012年8月22日,研究者们发布消息说他们项目扩展当前MPEG-DASH标准,使其在2013年4月前支持HEVC。

[23]∙2012年9月2日,Vanguard Video(前身为Vanguard Software Solutions)[24],发表了一个实时HEVC软件编码器运行于1080p30 (1920x1080, 30fps) 在一个单一Intel Xeon处理器平台上。

此编码器也在IBC 2012中展示[25][26]。

∙2012年9月6日,Rovi Corporation表示他们会发表一个HEVC适用的MainConcept SDK,时间将会在2013年初在HEVC标准被官方批准之后。

HEVC MainConcept SDK包含了一个解码器、编码器及传输多任务器,可在MicrosoftWindows、Mac OS、Linux、iOS及Android上运行[27]。

HEVC MainConcept SDK的编码器在IBC 2012上做了展示[27][28]。

∙2012年9月9日,Ateme在IBC 2012上展示了一个HEVC编码器,能够以60fps、平均15 Mbit/s的条件下编码3840x2160p分辨率的视频。

ATEME项目在2013年10月正式发布此HEVC编码器。

[29][30][31]2013[编辑]∙2013年1月7日,ViXS Systems说他们将会于2013国际消费电子展上,展示第一个能符合HEVC Main 10 profile转码视频的硬件SoC。

[32][33]∙2013年1月7日,Rovi Corporation宣称在官方发表HEVC标准后,他们项目开始把对HEVC的支持加入他们的MainConcept SDK以及他们的产品DivX。

[34][35]∙2013年1月8日,博通发表了一个UHD解码芯片BCM7445,能够运行解码HEVC 至最高4096x2160p分辨率于60 fps。

BCM7445采用28纳米ARM架构,能达到21,000Dhrystone的每秒百万指令,预计在2014年中批量生产。

[36][37][38][39]∙2013年1月8日,Vanguard Video发表了V.265,一个专业的纯软件HEVC编码器,能达到实时的编码性能。

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