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幀率、碼流與分辨率相關知識

一、幀率、碼流與分辨率

  幀率概念

  一幀就是一副靜止的畫面,連續的幀就形成動畫,如電視圖象等。我們通常說幀數,簡單地說,就是在1秒鐘時間裡傳輸的圖檔的數,也可以了解為圖形處理器每秒鐘能夠重新整理幾次,通常用fps(Frames Per Second)表示。每一幀都是靜止的圖象,快速連續地顯示幀便形成了運動的假象。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數 (fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢。

  碼流概念碼流(Data Rate),是指視訊檔案在機關時間内使用的資料流量,也叫碼率,是他是視訊編碼中畫面品質控制中最重要的部分。同樣分辨率下,視訊檔案的碼流越大,壓縮比就越小,畫面品質就越高。

  分辨率概念視訊分辨率是指視訊成像産品所成圖像的大小或尺寸。常見的視像分辨率有352×288,176×144,640×480,1024×768。在成像的兩組數字中,前者為圖檔長度,後者為圖檔的寬度,兩者相乘得出的是圖檔的像素,長寬比一般為4:3。

二、用碼流和時間計算流媒體檔案大小

    編碼率/比特率直接與檔案體積有關。且編碼率與編碼格式配合是否合适,直接關系到視訊檔案是否清晰。 

在視訊編碼領域,比特率常翻譯為編碼率,機關是Kbps,例如800Kbps 

其中, 1K=1024 1M=1024K 

b 為 比特(bit) 這個就是電腦檔案大小的計量機關,1KB=8Kb,區分大小寫,B代表位元組(Byte) 

s 為 秒(second) 

p 為 每(per) 

以800kbps來編碼表示經過編碼後的資料每秒鐘需要用800K比特來表示。

1MB=8Mb=1024KB=8192Kb

    Windows系統檔案大小經常用B(位元組)為機關表示,但網絡營運商則用b(比特),也就是為什麼512K速度寬帶在電腦上顯示速度最快隻有約64K的原因,網絡營運商宣傳網速的時候省略了計量機關。 

    完整的視訊檔案是由音頻流與視訊流2個部分組成的,音頻和視訊分别使用的是不同的編碼率,是以一個視訊檔案的最終技術大小的編碼率是音頻編碼率+視訊編碼率。例如一個音頻編碼率為128Kbps,視訊編碼率為800Kbps的檔案,其總編碼率為928Kbps,意思是經過編碼後的資料每秒鐘需要用928K比特來表示。 

    了解了編碼率的含義以後,根據視訊播放時間長度,就不難了解和計算出最終檔案的大小。編碼率也高,視訊播放時間越長,檔案體積就越大。不是分辨率越大檔案就越大,隻是一般情況下,為了保證清晰度,較高的分辨率需要較高的編碼率配合,是以使人産生分辨率越大的視訊檔案體積越大的感覺。

計算輸出檔案大小公式: 

(音頻編碼率(KBit為機關)/8 + 視訊編碼率(KBit為機關)/8)× 影片總長度(秒為機關)= 檔案大小(MB為機關)

這樣以後大家就能精确的控制輸出檔案大小了。 

例:有一個1.5小時(5400秒)的影片,希望轉換後檔案大小剛好為700M 

計算方法如下: 

700×8÷5400×1024≈1061Kbps 

意思是隻要音頻編碼率加上視訊編碼率之和為1061Kb,則1個半小時的影片轉換後檔案體積大小剛好為700M。

至于音頻編碼率和視訊編碼率具體如何設定,就看選擇的編碼格式和個人喜好了,隻要2者之和為1061即可。如可以設定為視訊編碼格式H264,視訊編碼率900 Kbps,音頻編碼格式AAC,編碼率161 Kbps。 

與檔案體積大小有關的碼率是指的平均碼率,是以,不論是使用固定比特一次編碼方式還是使用二次(多次)動态編碼方式,都是可以保證檔案大小的。隻有使用基于品質編碼的方式的時候,檔案大小才不可控制。

編碼格式有很多種,在技術不斷進步的情況下,針對不同的用途,産生了各種編碼格式。不同編碼格式的壓縮率不一樣,且有各自的特點,有些在低碼率情況下能保持較高的畫面品質,但在高碼率情況下反而畫面品質提示不大,有些适合在高碼率情況下保持高清晰度畫面,但可能在低碼率情況下效果不佳。介紹常見的幾種。 

RMVB/RM在制定的時候主要考慮的是網絡傳播,目的在于利用不快的網速傳播視覺可以接受的畫面品質。是以,RMVB/RM編碼格式的特點是較低碼率下能獲得較好的視訊品質。但高碼率的情況下反不如其他編碼格式。同樣是RM/RMVB字尾的檔案,其内部編碼格式細分還有R8/R9/R10等,但總的來說,上面所說的特點依然是存在的。隻是壓縮率更高了,是以RMVB沒人用在高清編碼領域。RMVB追求的是高壓縮率,能接受的畫面品質,是以經常壓縮掉一些不容易注意的細節。初看畫面不錯,細看就發現畫面不銳利,層次不分明,總給人一直模糊的感覺。RMVB/RM字尾檔案的音頻編碼部分同樣存在這樣的情況,聲音壓縮率很高,但隻是能聽,不要奢望達到聲音動聽的境界。RMVB的流行,一是因為REAL的這種格式适合低速網絡的傳播,能以較小的檔案體積獲得可以接受的畫面品質。二是随着RMVB的使用,開始出現功能比較完善的轉碼軟體和解決方案,友善了視訊愛好者,擴大了影片來源。但随着網速越來越快,H264等更好的編碼器出現,同時也因為RMVB不适合高清視訊制作,且若對于其他硬體廠家希望支援RMVB/RM格式,就必須向REAL公司支付相當昂貴的專利費,導緻很多硬體廠商放棄了對RMVB檔案的支援。RMVB的檔案已經不是以前那種完全壓倒性的優勢了。現在網絡傳播的視訊檔案已經很多都是AVI、MKV、MP4、3GP等字尾了。其中MKV等多用于高清視訊檔案,MP4、3GP等多用于手機和便攜式裝置等領域,AVI則使用範圍更加廣,不但在高清晰度視訊檔案中有AVI檔案,在便攜式裝置領域也有AVI使用。 

VCD用的視訊編碼格式為MPEG1,DVD的則為MPEG2,VCD和DVD都主要用于家庭影音播放,而且一般來說,VCD用的MPEG1編碼為固定碼率編碼。DVD可以支援動态碼率的MPEG2編碼。為了能保證激烈變化畫面的時候的清晰度,其預設編碼率都比較高,VCD标準編碼率為1152Kbps,DVD開放些,根據影片播放時間,常設定為5000 Kbps -8000 Kbps之間,在不浪費DVD碟容量的前提下盡可能的使用較高的碼率獲得更高的清晰度。MPEG1和MPEG2在超低碼率情況效果不佳,且過分提高碼率,畫面效果帶來的提示也不明顯。