编解码器处理能力和高画质的解决方案
当说到硬编码器时,脑海中default的应用场景是直播,并且是直连信号源(摄像机或者通过contribution编码器送过来的解码视频)。在这种应用中,受限于时延和线性快编,留给编码器时间窗口比较短,无线传输设备价格,加之硬件编码器计算和buffer资源有限,像multipass、lookahead等一些复杂的编码优化手段就会disable掉,因此压缩效率会受限。软件编码器的应用场景更多的是点播或者延迟直播,并且可以部署在弹性的云上,如果并行扩展性设计的好的话,一些复杂编码模式都可以开启,压缩能力能够充分施展,压缩效率自然更好。
此外,当我们说到画质的时候,其实更多的说的是重建视频的主观感受,并不是我们优化编码器时通常使用的PSNR(或者SSIM等)。对于特定的视频帧,无论是那个metric,码率或者QP的变化,画质的相对变化都能直接反应出来。难在不同内容的视频,人对画质的感受是很implict的,从不好到好的刻度是不均匀和非线性的。这给编码器优化带来了较大的自由度,也是各位编码老铁们发挥的空间。窄带高清,per-title,无线传输设备多少钱,感知编码、视觉优化、内容自适应等都是工作在这个区间。我们常说,编码既是技术(Tech)也是艺术(Art),这里面有很多know-how的tricks,有工匠精神的老司机们往往更胜一筹。举个例子,我们曾对国外一款商业编码器和 x265,HM进行过对比测试,无线传输设备,单看PSNR,商业编码器比不过HM,甚至x265,但是在体育比赛,歌舞晚会等实际场景中,画面的均匀性和一致性等主观方面(如画面之间闪烁性低),商业编码器优势明显。
另外补充一点,画质的好坏不只取决于编解码本身,预处理和后处理也很十分重要,甚至带来的画质提升效果要大于编码优化本身。
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视频编解码器
视频编解码器,是指一个能够对数字视频进行压缩或者解压缩的程序或者设备。通常这种压缩属于有损数据压缩。历史中,视频信号是以模拟形式存储在磁带上的。音频信号以数字化方式进行存储,视频信号也开始使用数字化格式,无线传输设备厂,一些相关技术也开始随之发展起来。
一个复杂的平衡关系存在于以下因素之间:视频的质量、用来表示视频所需要的数据量(通常称之为码率)、编码算法和解码算法的复杂度、针对数据丢失和错误的鲁棒性(Robustness)、编辑的方便性、随机访问、编码算法设计的端到端的延shi以及其它一些因素。
一个典型的数字视频编解码器的一步是将从摄像机输入的视频从RGB色度空间转换到YCbCr色度空间,而且通常还伴有色度抽样来生成4:2:0格式的视频(有时候在隔行扫描的情况下会采用4:2:2的抽样方式)。转换到YCbCr色度空间会带来两点好处:1)这样做部分的解除了色度信号中的相关性,提高了可压缩能力。2)这样做将亮度信号分离出来,而亮度信号对视觉感觉是重要的,相对来说色度信号对视觉感觉就不是那么重要,可以抽样到较低的分辨率(4:2:0或者4:2:2)而不影响人观看的感觉。
编解码器能够适用在哪些文本上
很多多媒体数据流需要同时包含音频数据和视频数据,这时通常会加入一些用于音频和视频数据同步的元数据。这三种数据流可能会被不同的程序,进程或者硬件处理,但是当它们传输或者存储的时候,这三种数据通常是被封装在一起的。通常这种封装是通过视频文件格式来实现的,例如常见的*.mpg, *.avi, *.mov, *.mp4, *.rm, *.ogg or *.tta. 这些格式中有些只能使用某些编解码器,而更多可以以容器的方式使用各种编解码器。编解码器对应的英文“codec”(coder和decoder简化而成的合成词语)和decode通常指软件,当特指硬件的时候,通常使用“endec”这个单词。
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