视频编码技术1---基本原理

视频编码文章目录

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前言

主要总结视频编码知识

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一、图像基础知识

1.什么是PPI？

PPI，就是“Pixels Per Inch”，每英寸像素数。也就是，手机（或显示器）屏幕上每英寸面积，到底能放下多少个“像素点”。这个值当然是越高越好啦！PPI越高，图像就越清晰细腻。

2.颜色在计算机里是如何表示的？

在计算机里，R、G、B也被称为“基色分量”。它们的取值，分别从0到255，一共256个等级（256是2的8次方）。所以，任何颜色，都可以用R、G、B三个值的组合表示。

▲ RGB=(183,67,21)
通过这种方式，一共能表达多少种颜色呢？256×256×256=16,777,216种，因此也简称为1600万色。RGB三色，每色有8bit，这种方式表达出来的颜色，也被称为24位色（占用24bit）。这个颜色范围已经超过了人眼可见的全部色彩，所以又叫真彩色。再高的话，对于我们人眼来说，已经没有意义了，完全识别不出来。

二、视频编码基础知识

1.视频和图像和关系

所谓视频，大家从小就看动画，都知道视频是怎么来的吧？没错，大量的图片连续起来，就是视频。

衡量视频，又是用的什么指标参数呢？最主要的一个，就是帧率（Frame Rate）。在视频中，一个帧（Frame）就是指一幅静止的画面。帧率，就是指视频每秒钟包括的画面数量（FPS，Frame per second）。帧率越高，视频就越逼真、越流畅。

2.未经编码的视频数据量会有多大？

有了视频之后，就涉及到两个问题：一个是存储；二个是传输。

而之所以会有视频编码，关键就在于此：一个视频，如果未经编码，它的体积是非常庞大的。以一个分辨率1920×1280，帧率30的视频为例：

共：1920×1280=2,073,600（Pixels 像素），每个像素点是24bit（前面算过的哦）；
也就是：每幅图片2073600×24=49766400 bit，8 bit（位）=1 byte（字节）；
所以：49766400bit=6220800byte≈6.22MB。

这是一幅1920×1280图片的原始大小，再乘以帧率30。也就是说：每秒视频的大小是186.6MB，每分钟大约是11GB，一部90分钟的电影，约是1000GB。。

3.什么是编码

视频编码：就是将一种视频格式，转换成另一种视频格式。

编码的终极目的，说白了，就是为了压缩。各种五花八门的视频编码方式，都是为了让视频变得体积更小，有利于存储和传输。

我们先来看看，视频从录制到播放的整个过程，如下：

采集了视频数据之后，就要进行模数转换，将模拟信号变成数字信号。其实现在很多都是摄像机（摄像头）直接输出数字信号。信号输出之后，还要进行预处理，将RGB信号变成YUV信号。

4.什么是YUV信号

简单来说，YUV就是另外一种颜色数字化表示方式。视频通信系统之所以要采用YUV，而不是RGB，主要是因为RGB信号不利于压缩。在YUV这种方式里面，加入了亮度这一概念。在最近十年中，视频工程师发现，眼睛对于亮和暗的分辨要比对颜色的分辨更精细一些，也就是说，人眼对色度的敏感程度要低于对亮度的敏感程度。

所以，工程