视频编码基础知识

目录

学习内容:

一、数字影片基本信息

二、扫描方式

逐行扫描

隔行扫描

三、帧速率(FPS,Frames Per Second) 

四、分辨率

 五、编码

H.26X系列(由ITU国际电传实训联盟主导)

MPEG系列(ISO[国际标准组织机构]下属的MPEG[运动图像专家组]开发)

ProRes系列(有苹果公司开发)

DNxHR

六、视频封装格式(封装格式有时候和编码名称一样,如果编码相当于CD盘,封装格式相当于是CD盘的外包装)

未完待续。。


学习内容:

课程:B站大樊老师

一、数字影片基本信息

  1. 分辨率
  2. 帧速率
  3. 扫描方式
  4. 编码
  5. 色彩深度

二、扫描方式

  • 逐行扫描

每一行都扫描,直到扫完一幅完整的画面,用p表示

  • 隔行扫描

从屏幕上方到下方扫描一次所获得的一个画面叫场,信号数据较大时带宽不够时用隔行扫描可以降低数据量,提高播放效率,隔行扫描分为奇数场扫描和偶数场扫描,奇数场和偶数场扫描完成的画面叫一帧画面,隔行扫描两场形成一帧画面,逐行扫描一场形成一帧画面。隔行扫描用i表示。

 人眼有“视觉暂留效应”,两个场合成一帧画面的时间是50分之2秒,0.04秒,时间很短人眼分辨不出。

虽然人眼分辨不出但是,隔行扫描快速运动的物体时会出现条纹现象,后期处理可以用去场的方法但是会对视频质量有影响导致信息丢失,所以最好还是逐行扫描 。

三、帧速率(FPS,Frames Per Second) 

一秒扫描多少帧画面

四、分辨率

宽X高,宽(每一行)有多少像素,高(每一列)有多少像素如720X576,1280X720 ,1920X1080等

宽高比,如4:3,16:9等

 4K为宽度像素约为4千左右,标清:720*576(480),高清:960*540,超清:1280*720,1080P:1920*1080

 五、编码

完整的RGB色彩信息造成巨大的数据量,给存储和读取带来不便,需要对原始的色彩信息和数据进行压缩,但是任然保持画面的清晰度和质感。

对图像的压缩首先通过色彩采样来完成,目前采样的压缩形式有:4:4:4,4:2:2,4:1:1(4:2:0) 

如下图,灰色球代表明度,彩色球代表色度,对于4:4:4来说,第一个代表明度,后面两个代表色度,4:4:4表示在第一行 四组小球中,有4个彩色小球,第二行四组小球中也有4个彩色小球。对于4:2:2,在第一行四组小球中色度只保留了两个,第二行中色度也只保留了两个。

 视频编码:

  1. 对视频进行压缩或者解压缩,这种压缩属于有损压缩。
  2. 通过特定的压缩技术,将某个视频格式转换成另一种视频格式。
  • H.26X系列(由ITU国际电传实训联盟主导)

1)H.264(蓝光):H.264/MPEG-4 Part 10,或者叫AVC(Advanced Video Coding,高级视频编码)是一种压缩标准,H.264编解码器复杂度较高所以对于视频的实时编辑性能较低

2)H.265高效率视频编码(HighEfficiency Video Coding,简称HEVC),能达到AVC两倍的压缩率,最高分辨率可以达到8192*4320,是目前发展的趋势。

  • MPEG系列(ISO[国际标准组织机构]下属的MPEG[运动图像专家组]开发)

1)MPEG-4,MPEG-4 Part 2标准比起MPEG-2和第一版的H.263,压缩性能有所提高。

2)MPEG-4 Part 10(MPEG-4 Part 10技术上和ITU-T H.264是相同的标准,有时也叫AVC)两个编码组织合作诞生了H.264/AVC标准。ITU-T给这个标准命名为H.264,而ISO/IEC叫它MPEG-4高级视频视频编码(Advanced Video Coding,AVC)

  • ProRes系列(有苹果公司开发)

提供高图像质量和较低的复杂性,可以实现实时视频编辑性能,目前主流的摄像机(RED,ARRI)都支持prores编码

1)Apple ProRes 4444 XQ:用于4:4:4:4图像源的最高品质(包含alpha通道)支持图像通道最高12位,alpha通道最高16位

2)Apple ProRes 4444

3)Apple ProRes 422 HQ支持全宽度,10位像素深度的4:2:2视频源,通过多次解码和重编码保持了视觉无损状态。

4)Apple ProRes 422 有Apple ProRes 422 HQ几乎所有优势,而以66%的数据速率甚至可以获得

更好的多码流实时编辑性能,由于传输的数据量更少。

视频编码前后对比:

 Mb/s为码流,每秒钟数据量的大小单位为Kb/s或者Mb/s,b是比特,B是字节,8b=1B,同样分辨率下码流越大,画面质量就越高,文件数据量就越大。数据传输一般用比特做单位,电脑文件用字节做单位,文件体积=时间*码率/8。主流视频网站要求上传影片码流不低于23Mb,分辨率不低于1920*1080。

  • DNxHR

DNxHR 444:4:4:4色彩空间,适合高品质色彩校正。

DNxHR HQX:增强高品质。

DNxHR SQ:标准品质。

DNxHR LB:低带宽,适合远程工作流程,可以节约存储。

六、视频封装格式(封装格式有时候和编码名称一样,如果编码相当于CD盘,封装格式相当于是CD盘的外包装)

常见视频封装格式:AVI,MPEG,RMVB,MP4,MOV,FLV,WebM,WMV,ASF,MKV

1、AVI格式(后缀为.AVI)于1992年被Microsoft公司推出。

优点是图像质量好,无损AVI可以保存alpha通道,缺点:提及过于庞大,压缩格式不统一等等。

2、QuickTime File Format格式(后缀为.MOV):Apple公司开发的一种视频格式,可以保存alpha通道,具有较高的压缩比率和较高的清晰度。

3、MPEG格式(文件后缀可以是.MPG,.MPEG,.MPE,.DAT,.VOB,.ASF,.3GP,.MP4等)

MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准。MPEG格式目前有三个压缩标准,分别是MPEG-1、MPEG-2、和MPEG-4.

4、WMV格式(后缀为.WMV,.ASF):全称为Windows Media Video,也是微软推出的一种采用独立编码的方式并且可以直接在网上实时观看视频节目的文件压缩格式,文件比较小。

5、Flash Video格式(后缀为.FLV):由Adobe Flash延伸出来的一种流行网络视频封装格式,较普及。

6、Matroska格式(后缀为.MKV ):是一种新的多媒体封装格式,可以把多种不同的编码的视频以及16条或以上不同格式的音频和语言不同的字幕封装到一个Mastroska Media档里。是一种开放源代码的多媒体封装格式。

一种封装格式内可以有很多编码,比如Mov格式里面有H、AAC或者ProRes编码等等,通过编码、通过封装,一部影片就有它完整的格式了。

未完待续。。。

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