音视频知识

分辨率、帧率和码率
    bit与字节Byte
        位 bit (比特)(Binary Digits):存放一位二进制数,即 0 或 1,最小的存储单位。[英文缩写:b(固定小写)]

字节byte:8个二进制位为一个字节(B),最常用的单位。

1 Byte(B) = 8 bit

1 Kilo Byte(KB) = 1024B
    分辨率
        图像则是由像素(pixel)构成的。一张图像有多少像素,称为这个图像的分辨率。比如说1920×1080的图像,说明它是由横纵1920×1080个像素点构成。视频的分辨率就是每一帧(frame)图像的分辨率。
    帧率(frame-rate)
        一个视频,每一秒由多少图像构成,称为这个视频的帧率(frame-rate)
        常见的帧率有24000/1001=23.976, 30000/1001=29.970, 60000/1001=59.940, 25.000, 50.000等等
        这个数字是一秒钟内闪过图像的数量。比如23.976,就是1001秒内,有24000张图像。视频的帧率是可以是恒定的(cfr, Const Frame-Rate),也可以是变化的(vfr, Variable Frame-Rate)。
    码率
        码率的定义是视频文件体积除以时间,单位一般是Kbps(Kbit/s)或者Mbps(Mbit/s)。注意,1B(Byte)=8b(bit)
        所以一个24分钟,900MB的视频:

体积:900MB = 900MByte = 7200Mbit
时间:24min = 1440s
码率:7200/1440  = 5000 Kbps = 5Mbps
            换算公式:kbps与kB/s   所谓 1.5M 宽带,其实是指 1.5Mbps (bits per second),亦即 1.5 x 1024 / 8 = 192KB/sec,

封装格式与编码格式
    1、视频编码是一种压缩技术,就是把原始的视频流压缩成特定的比特流(视编码方案)。视频格式是一种封装格式,就是把编码后的比特流进行封装,不同的视频格式封装方法不同
    2、国际上标准的视频编码格式目前只有MPEG2/MPEG4/H.264/MJPEG这几种,所以其他的编码格式都是各个厂家的私有编码(例如微软的DIVX、real公司的RM系列等)
    封装格式:编码格式
AVI:MPEG-2,DIVX,XVID,AC-1,H.264;
WMV:WMV,AC-1;
RM、RMVB:RV, RM;
MOV:MPEG-2,XVID,H.264;
TS/PS:MPEG-2,H.264,MPEG-4;
MKV:可以封装所有的视频编码格式。
        常见的高清视频编码和封装格式
高清编码基本采用AC-1、MPEG2、H.264
目前高清对应于封装如下:
AVI:AC-1、MPEG2、H.264
TS/PS:MPEG-2,H.264;
MKV:AC-1、MPEG2、H.264

视频封装格式
    1,AVI格式(后缀为.AVI):它的英文全称为Audio Video Interleaved,即音频视频交错格式。它于1992年被Microsoft公司推出。
    2,DV-AVI格式(后缀为.AVI):DV的英文全称是Digital Video Format,是由索尼、松下、JVC等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格式。
    3,QuickTime File Format格式(后缀为.MOV):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。
    4,MPEG格式(文件后缀可以是 .MPG .MPEG .MPE .DAT .VOB .ASF .3GP .MP4等):它的英文全称为Moving Picture Experts Group,即运动图像专家组格式,
        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。MPEG-1、MPEG-2目前已经使用较少,着重介绍MPEG-4,其制定于1998年,MPEG-4是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。目前MPEG-4最有吸引力的地方在于它能够保存接近于DVD画质的小体积视频文件。你可能一定注意到了,怎么没有MPEG-3编码,因为这个项目原本目标是为高分辨率电视(HDTV)设计,随后发现MPEG-2已足够HDTV应用,故MPEG-3的研发便中止(百度百科说MPEG-3就是mp3,我认为这个说法并不准确。)
    5,WMV格式(后缀为.WMV .ASF):它的英文全称为Windows Media Video,也是微软推出的一种采用独立编码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
    6,Real Video格式(后缀为.RM .RMVB):Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范称为Real Media。
    7,Flash Video格式(后缀为.FLV):由Adobe Flash延伸出来的的一种流行网络视频封装格式。随着视频网站的丰富,这个格式已经非常普及。
    8,Matroska格式(后缀为.MKV):是一种新的多媒体封装格式,这个封装格式可把多种不同编码的视频及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Matroska Media档内。它也是其中一种开放源代码的多媒体封装格式。Matroska同时还可以提供非常好的交互功能,而且比MPEG的方便、强大。
    常见

视频编码格式
    1,H.26X系列 (由ITU[国际电传视讯联盟]主导)包括H.261、H.262、H.263、H.264、H.265。
        1) H.261:主要在老的视频会议和视频电话产品中使用。
        2) H.263:主要用在视频会议、视频电话和网络视频上。
        3) H.264:H.264/MPEG-4第十部分,或称AVC(Advanced Video Coding,高级视频编码),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。
        4) H.265:高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,简称HEVC)是一种视频压缩标准,H.264/MPEG-4 AVC的继任者。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。直至2013年,Potplayer添加了对于H.265视频的解码,尚未有大众化编码软件出现。
    2,MPEG系列(由ISO[国际标准组织机构]下属的MPEG[运动图象专家组]开发 )视频编码方面主要有:
        1) MPEG-1第二部分(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。)
        2) MPEG-2第二部分(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(cable distribution systems)中。)
        3) MPEG-4第二部分(MPEG-4第二部分标准可以使用在网络传输、广播和媒体存储上。比起MPEG-2和第一版的H.263,它的压缩性能有所提高。)
        4) MPEG-4第十部分(MPEG-4第十部分技术上和ITU-TH.264是相同的标准,有时候也被叫做“AVC”)最后这两个编码组织合作,诞生了H.264/AVC标准。ITU-T给这个标准命名为H.264,而ISO/IEC称它为MPEG-4 高级视频编码(Advanced Video Coding,AVC)。

音频格式
    常见的有 FLAC/ALAC/TrueHD/DTS-HD MA这4种无损
    AAC/MP3/AC3/DTS(Core)这4种有损

MKV与MP4
    区别
        mkv与mp4的区别在于:
        MKV支持封装FLAC作为音频,MP4则不支持。但是MP4也可以封装无损音轨(比如说ALAC,虽然普遍认为ALAC的效率不如FLAC优秀)。
        MKV支持封装ASS/SSA格式的字幕,MP4则不支持。一般字幕组制作的字幕是ASS格式,所以内封字幕多见于MKV格式。
        MP4作为工业标准,在视频编辑软件和播放设备上的兼容性一般好于MKV。这也是vcb-s那些为移动设备优化的视频基本上选择MP4封装的原因。
    track
        常见
            H.264=AVC=AVC1, H.265=HEVC。
        包裹里面的每一件物品,我们称之为 轨道(track),一般有这么些:

视频(Video): 一般来说肯定都有,但是也有例外,比如mka格式的外挂音轨,其实就是没视频的mkv。注意我们说到视频的时候,是不包括声音的。
音频(audio):一般来说也肯定有,但是有些情况是静音的,就没必要带了。
章节(Chapter): 蓝光原盘中自带的分段信息。如果文件带上了,那么你可以在播放器中看到带章节的效果:potplayer右键画面,选项-播放-在进度条上显示书签/章节标记;mpc-hc 右键画面,选项-调节-在进度条显示章节标记。
字幕(Subtitles):有些时候文件自带字幕,并且字幕并非是直接整合于视频的硬字幕,那么就是一起被打包在封装容器中。

RGB与YUV
    除了RGB模型,还有一种广泛采用的模型,称为YUV模型,又被称为亮度-色度模型(Luma-Chroma)。它是通过数学转换,将RGB三个通道转换为一个代表亮度的通道(Y,又称为Luma),和两个代表色度的通道(UV,并成为Chroma)。

色深(bit-depth)
 

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