多媒体知识

• 音视频编解码

  • 音频编码

    • 自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

    • 将音频采样数据(PCM等)压缩成音频码流,从而降低音频的数据量。音频编码也是互联网视音频技术中的一个重要技术，高效率的音频在同等码率下,可以获得更好的音质。
      

    • 常见的音频编码格式有AAC、MP3、AC3

    • MP3：是一种音频压缩技术，它被设计用来大幅度地降低音频数据量。将音乐以1:10 甚至1:12的压缩率，压缩成容量较小的文件，而对于大多数的用户来说，重放的音质于最初不压缩的音频相比没有明显下降。 MP3的特点是，利用人耳对高频信号不敏感的特性，将时域波形信号转换成频域信号，并划分成多个频段，对不同的频段使用不同的压缩率，对高频信号使用大压缩率（甚至忽略信号），对低频信号使用小压缩率，保证信号不失真。这样一来就相当于抛弃人耳基本听不到的高频声音，只保留能听到的低频部分，从而将声音用1:10甚至1:12的压缩率压缩。（注：音频分成多段，高频大压缩率，低频小压缩率）

    • AAC：一种专门为声音数据设计的文件压缩格式，与MP3不同，它采用了全新的算法进行编码，更加高效，具有更高的”性价比“，在感觉声音在没有明显降低的前提下，可使文件更加小巧。AAC的优点是，相对于MP3，AAC的音质更佳文件更小。AAC缺点是，AAC是属于有损压缩格式，与时下流行的APE、FLAC等无损压缩格式相比音质存在本质上的差距。（注：比MP3更好的音质更小的文件，但是有损音质）

    • AC3：有损音频编码格式。被广泛应用与5.1声道。AC3普及程度很高，唱片、电影院。AC3提供的环绕声系统由5个全频域声道和1个超低音声道组成。（注：立体音效，但是有损音质）

  • 视频编码

    • 视频编码的主要作用是将视频像素数据（RGB，YUV等）压缩成为视频码流，从而降低视频的数据量。如果视频不经过压缩编码的话，体积通常是非常大的，一部电影可能就要上百G的空间。视频编码是视音频技术中最重要的技术之一。视频码流的数据量占了视音频总数据量的绝大部分。高效率的视频编码在同等的码率下，可以获得更高的视频质量

    • 在视频编解码技术定义方面有两大标准机构。一个是国际电信联盟 (ITU) 针对多媒体通信制定的H.26x系列视频编码标准和G.7系列音频编码标准。其中包括 H.261、H.262、H.263 与 H.264；另一个是国际标准化组织 (ISO) 主要针对消费类应用，已经针对运动图像压缩定义了 MPEG 标准。MPEG 标准包括 MPEG1、MPEG2 与 MPEG4。1994年由MPEG和ITU合作制定的MPEG-2是第一代音视频编解码标准的代表，也是目前国际上最为通行的音视频标准
      

  • 流程图
    

  • 解码

    • 就是将视频/音频压缩编码数据,解码成为非压缩的视频/音频原始数据。音频的压缩编码标准包含AAC,MP3,AC-3等等,视频的压缩编码标准则包含H.264,MPEG2,VC-1等等解码是整个系统中最重要也是最复杂的一个环节.通过解码,压缩编码的视频数据输出成为非压缩的颜色数据,例如:YUV420P,RGB等等压缩编码的音频数据输出成为非压缩的音频抽样数据,例如:PCM数据
    • 解码

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