分辨率、幀率、編碼、碼率知識普及

最近工作中碰到關于視頻方面的內(nèi)容,對視頻沒什么概念,花時間收集并了解一下這方面知識。作筆記如下:

視頻格式

大家所看到的文件名后綴, 如: MP4, 3GP, WMV, AVI,RM, RMVB等等. 實際上, 這些都是封裝類型, 真正的視頻格式不是文件名而是文件內(nèi)的視頻編碼方案和音頻編碼方案。 能夠播放哪些文件,實際取決于使用了哪個播放器, 以及硬件解碼芯片能否識別該文件內(nèi)的編碼方案。

當mp4文件里的編碼格式是h.264的時候,那么,它和同樣編碼的mkv、mov和flv,是可以無損轉(zhuǎn)換的??梢岳斫鉃槲募粯?,就是包裝不同。換個包裝就行,里面的東西不必動。這就給無損轉(zhuǎn)換編輯帶來極大的畫質(zhì)保障。

分辨率

這里有2個概念, 分別是:
a. 物理分辨率, 即手機或PC屏幕能顯示的像素數(shù), 用W x H個像素表示。DPI
b. 視頻文件的分辨率, 這個是指視頻畫面的實際分辨率, 如, 320x240, 480x272, 640x480等等。PPI

每英寸像素(Pixel per inch, ppi)和每英寸(Dot per inch, dpi),從技術(shù)角度說,“像素”(P)只存在于計算機顯示領域,而“點”(d)只出現(xiàn)于打印或印刷領域。

  • PPI
    圖像分辨率(ImageResolution)指圖像中存儲的信息量。分辨率與圖像大小成正比。
    圖像分辨率決定了圖像輸出的質(zhì)量,圖像分辨率和圖像尺寸(高寬)的值一起決定了文件的大小,且該值越大圖形文件所占用的磁盤空間也就越多。圖像分辨率以比例關系影響著文件的大小, 即文件大小與其圖像分辨率的平方成正比。如果保持圖像尺寸不變,將圖像分辨率提高一倍,則其文件大小增大為原來的四倍。
  • DPI
    設備分辨率(DeviceResolution)又稱輸出分辨率,指的是各類輸出設備每英寸上可產(chǎn)生的點數(shù),如顯示器、噴墨打印機、激光打印機、繪圖儀的分辨率。這種分辨率通過DPI來衡量,PC顯示器的設備分辨率在60至120DPI之間,打印設備的分辨率在360至2400DPI之間。

標清 480P (848 * 480分辨率)
高清 720P (1280 * 720分辨率)
超清 1080P (1920×1080分辨率),藍光
2K (2048×1080分辨率)
4K(4096×2160分辨率)

真正意義上的4K電影由4K攝像機拍攝,用4K放映機放映。還有的4K電影是由35mm膠片拍攝的,再轉(zhuǎn)成4K的數(shù)字格式。

幀率

(FPS, 幀/秒), 就是視頻畫面刷新的速度
影響畫面流暢度,與畫面流暢度成正比:
幀率越大,畫面越流暢;
幀率越小,畫面越有跳動感。
如果視頻源來自攝像頭,24FPS已經(jīng)是肉眼極限,所以一般20幀的FPS就已經(jīng)可以達到很好的用戶體驗了。

視頻編碼

所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術(shù),將某個視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。視頻流傳輸中最為重要的編解碼標準有國際電聯(lián)的H.261、H.263、H.264

視頻碼率

視頻碼率就是數(shù)據(jù)傳輸時單位時間傳送的數(shù)據(jù)位數(shù),一般我們用的單位是kbps即千位每秒。通俗一點的理解就是取樣率,單位時間內(nèi)取樣率越大,精度就越高,處理出來的文件就越接近原始文件。
但是文件體積與取樣率是成正比的,所以幾乎所有的編碼格式重視的都是如何用最低的碼率達到最少的失真,圍繞這個核心衍生出來的cbr(固定碼率)與vbr(可變碼率),都是在這方面做的文章,不過事情總不是絕對的。
視頻碼率基本的算法是:【碼率】(kbps)=【文件大小】(KB) * 8 / 【時間】(秒)
舉例,D5的碟,容量4.3G,其中考慮到音頻的不同格式,姑且算為600M,(故剩余容量為4.3*1024-600=3803.2M),所以視頻文件應不大于3.7G,本例中取視頻文件的容量為3.446G,視頻長度100分鐘(6000秒),計算結(jié)果:碼率約等于4818kbps(3.446 * 1024 * 1024 * 8 / 6000 = 4817.857)。

  • 碼率幾點原則:

1、碼率和質(zhì)量成正比,但是文件體積也和碼率成正比。這是要牢記的。
2、碼率超過一定數(shù)值,對圖像的質(zhì)量沒有多大影響。
3、視頻碼率 計算機中的信息都是二進制的0和1來表示,其中每一個0或1被稱作一個位,用小寫b表示,即bit(位);大寫B(tài)表示byte,即字節(jié),一個字節(jié)=八個位,即1B=8b;前面的大寫K表示1024的意思,即1024個位(Kb)或1024個字節(jié)(KB)。表示文件的大小單位,一般都使用字節(jié)(KB)來表示文件的大小。

  • 網(wǎng)絡速度都是用Kbps 來定義的 (注意是小b)
    Kbps:首先要了解的是,ps指的是/s,即每秒。Kbps指的是網(wǎng)絡速度,也就是每秒鐘傳送多少個千位的信息(K表示千位,Kb表示的是多少千個位),為了在直觀上顯得網(wǎng)絡的傳輸速度較快,一般公司都使用kb(千位)來表示。1KB/S=8Kbps。ADSL上網(wǎng)時的網(wǎng)速是512Kbps,如果轉(zhuǎn)換成字節(jié),就是512/8=64KB/S(即64千字節(jié)每秒)。
    網(wǎng)絡帶寬Kbps/8 = KB/S
    一般來說,如果是1M的寬帶,在網(wǎng)上只能看不超過1024kbps的視頻,超過1024kbps的視頻只能等視頻緩沖才能流暢的觀看。

清晰度

  • 在碼率一定的情況下,分辨率與清晰度成反比關系:分辨率越高,圖像越不清晰,分辨率越低,圖像越清晰。
  • 在分辨率一定的情況下,碼率與清晰度成正比關系,碼率越高,圖像越清晰;碼率越低,圖像越不清晰。

手機轉(zhuǎn)換(參考)

轉(zhuǎn)換手機視頻時, MP4格式是目前質(zhì)量最好的, 其中, MPEG-4 SP規(guī)格的視頻, 是目前兼容性最好的, 按照這種規(guī)格制作(或者轉(zhuǎn)化)的視頻, 可以保證兼容大多數(shù)手機。
下面列出該規(guī)格的視頻參數(shù):

  • 視頻編碼
    xvid 或者h.263(注意不是h.264)
  • 視頻分辨率
    320x240 (對于屏幕分辨率低于320x240的手機, 觀看效果不好, 因此不建議使用)
  • 視頻碼率
    256kbps - 320kbps
  • 視頻幀率
    15fps (中高端手機可以調(diào)整為25FPS, 觀看體驗更流暢)
  • 音頻編碼
    AAC-LC
  • 音頻碼率
    64kbps (或提高到96kbps)

請注意,視頻碼率+音頻碼率之和, 不要大于384kbps, 否則可能有些手機無法流暢播放。(這個從百度上抄來的,好像指的兩年前的手機,具體待確認后更新)

附注:

  • 微信公眾號視頻上傳要求:
    微信公眾平臺發(fā)送視頻的分辨率一般手機全屏的分辨率是320*640
    微信公眾平臺上傳視頻要求
    視頻流:AVC H.264 8bit 平均碼率1500Kbps以下,分辨率最高1920x1080(1080p 2K)。
    音頻流:AAC 最高320Kbps (其實對于AAC來說,320K這個數(shù)字真沒什么意義,又不是MP3)
    封裝格式:flv

  • 常用視頻參數(shù)參考(老劉推薦)


    常用視頻參數(shù)參考
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