03 视频编解码器

1. 基本概念和原理

1.1 什么是视频编解码器

视频编解码器(Video Codec)是一种用于压缩或解压数字视频的软件、硬件或两者的结合。"编解码器"这个术语是"编码器"(encoder)和"解码器"(decoder)的组合。

• 编码器负责压缩(编码)视频数据,以便于存储或传输。
• 解码器则负责解压缩(解码)视频数据,以便播放或处理。

1.2 为什么需要视频编解码器

视频编解码器的主要目的是减小视频文件的大小,同时尽可能保持视频质量。这对于以下场景至关重要:

1. 存储: 减小文件大小,节省存储空间。
2. 传输: 降低带宽要求,提高传输效率。
3. 实时通信: 使视频通话和直播成为可能。
4. 流媒体: 支持在线视频点播和直播服务。

1.3 视频编解码器的基本原理

视频编解码器的工作原理基于以下几个关键概念:

1. 空间冗余: 利用帧内相邻像素之间的相似性。
2. 时间冗余: 利用相邻帧之间的相似性。
3. 感知冗余: 利用人眼视觉系统的特性,去除人眼不敏感的信息。
4. 统计冗余: 利用数据的统计特性进行压缩。

1.4 编解码过程

1. 编码过程:
   • 预处理: 包括颜色空间转换、降采样等。
   • 帧内预测: 利用当前帧内的空间相关性。
   • 帧间预测: 利用相邻帧之间的时间相关性。
   • 变换编码: 通常使用离散余弦