第一個(gè)關(guān)鍵詞,視頻編碼
所謂視頻編碼即為視頻壓縮,眾所周知,視頻是連續(xù)的圖像序列,每播放一幅圖像,即為一幀,由于人眼和大腦具有視覺停留效應(yīng),當(dāng)幀播放的速度足夠快時(shí),我們看到的圖片,就變成了動(dòng)作連續(xù)的視頻。那么這樣帶來的問題就是,連續(xù)的幀之間有著極高的相似度,因此為了節(jié)約存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬,我們就可以去除這些冗余的信息。
以如下兩張圖片為例,畫面中只有人和海水在做可見的運(yùn)動(dòng),因此在背景中用陰影標(biāo)記的部分,就包含了很多重復(fù)的信息,那么這些信息都是可以通過適當(dāng)?shù)木幋a壓縮,從而減小文件的體積,便于存儲(chǔ)和傳輸,并且仍然不影響我們對(duì)畫面主體的觀看效果
然而,要去除冗余的信息,那么我們就要有一張基礎(chǔ)的圖片,作為對(duì)比重復(fù)信息的參考,這就引出我們的下一個(gè)關(guān)鍵詞
第二個(gè)關(guān)鍵詞:幀類型
我們常見的一般有三種:
I 幀:關(guān)鍵幀,編碼時(shí)包含完整圖像信息,解碼不需要任何依賴。
P幀:預(yù)測幀,編碼時(shí)根據(jù)前面的I幀和P幀,解碼時(shí)同樣需要依賴前面的I幀或者P幀,才能還原出圖像。
B幀:雙向依賴幀,既依賴于前面I幀或者P幀,又要依賴于后面P幀,才能編碼或者解碼出來的信息。
剛剛提到的基礎(chǔ)圖片,就是視頻編碼中的關(guān)鍵幀,也就是后面的B幀和P幀,都是要參考這個(gè)I幀的。
舉個(gè)栗子
一段視頻里面,
可能是 I P P P P P P I P P P P P P I;
也可能是 I B P B P B P I B P B P B P I
上面兩種視頻編碼情況,我們可以得到兩個(gè)信息:
一段視頻中I幀的數(shù)量最少;
一段視頻中可以沒有B幀。
的確,因?yàn)镮幀中包含完整的圖像信息,那么他出現(xiàn)的越多,說明壓縮的內(nèi)容越少,這樣文件體積也就越大,因此,I幀的間隔,就是視頻質(zhì)量和視頻體積相互之間的取舍;關(guān)于B幀,他確實(shí)比較特殊,目前很多視頻中都是沒有B幀的,因?yàn)樗奶攸c(diǎn)是既依靠前面,又依靠后面,這樣的話,對(duì)于視頻設(shè)備的編碼和解碼處理能力就要占用的更多,不過也正是因?yàn)檫@個(gè)特性,有B幀的視頻,在壓縮上,通??梢缘玫礁叩谋壤?。
我們知道了一個(gè)視頻中,編碼的原理以及幀的類型,新的問題又來了,即使像兩個(gè)輪子一根軸的馬車,不同地區(qū)的人也會(huì)造出不一樣的寬度,那么在視頻領(lǐng)域也是如此,不同的視頻廠家,盡管用同樣的原理,還是會(huì)有不同的編碼標(biāo)準(zhǔn),這樣會(huì)導(dǎo)致,在機(jī)器A編碼的視頻,拿到機(jī)器B無法播放,為了解決這個(gè)問題,兩大主導(dǎo)視頻的標(biāo)準(zhǔn)化組織就站了出來。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/143720720
第三個(gè)和第四個(gè)關(guān)鍵詞:國際電信聯(lián)盟、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織
下面是一些歷史故事,各位看官不用記,瞧個(gè)熱鬧就好
ITU-T(VCEG)
ITU-T的中文名稱是國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector), 它是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的組織。
ISO/IEC(MPEG)
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)是由各國標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ISO成員團(tuán)體)組成的世界性的聯(lián)合會(huì),負(fù)責(zé)各種標(biāo)準(zhǔn)的制定。
其中ITU-T下屬的第16研究組( ITU-T Study Group 16),又稱為VCEG(Video Coding Experts Group )。它制定的標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.263、H.263+等。
而ISO/IEC下屬的ISO/IEC JTC 1 SC 29 / WG 11組織,又稱為MPEG(Moving Picture Experts Group)。它制定的關(guān)于視頻編碼方面標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。并且已經(jīng)制定出來了最新的MPEG-7,并且計(jì)劃公布MPEG-21。
然而這樣依然是兩種標(biāo)準(zhǔn),于是在2001年,兩家聯(lián)合成立了JVT(聯(lián)合視頻小組 Joint Video Team ),由來自VCEG(就是剛才提到的Group 16)和MPEG的視頻編碼專家組成,旨在開發(fā)高級(jí)視頻編碼規(guī)范。后來就發(fā)布了ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10,也叫H.264/AVC/MPEG-4 part 10,這個(gè)也是目前我們最主流的視頻編碼格式,也是上一篇文章我們提到的,在1080P的視頻分辨率下,碼率大約在4Mbps的這個(gè),其實(shí)這個(gè)MPEG-4 part 10可以說是精簡了一部分原來的MPEG 4,可以把它們之間的關(guān)系,想象成《辟邪劍譜》和《葵花寶典》之間的關(guān)系。
這個(gè)編碼方式壓縮程度,在當(dāng)時(shí)的年代,對(duì)硬盤的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)帶寬,仍然是個(gè)巨大的挑戰(zhàn),于是由VCEG和MPEG于2010年成立的視頻編碼專家組,也就是視頻編碼聯(lián)合協(xié)作團(tuán)隊(duì)JVT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding),旨在開發(fā)HEVC(High Efficiency Video Coding )標(biāo)準(zhǔn)。HEVC標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的AVC標(biāo)準(zhǔn)相比,新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步降低高質(zhì)量視頻編碼所需的數(shù)據(jù)速率的50%。主要成果就是我們?cè)谝曨l監(jiān)控領(lǐng)域經(jīng)常聽到的H.265/HEVP part 2。
其實(shí)這個(gè)所謂的降低50%,是在一些特有條件才能達(dá)到的,這里筆者先賣個(gè)關(guān)子,留到下一期的講到視頻監(jiān)控時(shí)候穿插解答,我們先來說說下一個(gè)關(guān)鍵詞。
第五個(gè)關(guān)鍵詞:視頻封裝格式
終于說到我們?nèi)粘J褂玫牡胤搅?,也就是,文章?biāo)題頁里面提到的 .AVI
.MP4 .MOV等等。這個(gè)相當(dāng)于在視頻編碼之后,在做了一層封裝,目的是加入一些綜合信息,比如音頻,字幕,水印之類的,然后最終可以通過一些播放器,呈現(xiàn)給我們。
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