分享

视频编码与视频封装

 MediaTea 2021-04-01

如果想在剪辑或调色时更加高效,或者,想导出体积小并且质量高的视频,就得先搞清视频编码与视频封装的概念。

  ◆  

建议

  • 在剪辑或调色时的建议


1、采用帧内压缩的视频编码格式。

Mac 系统:ProPres

Windows 系统:Cineform

2、采用上述视频编码格式,默认会被封装为 MOV 文件格式。

  • 导出视频用于网络传播时的建议


1、采用帧间压缩的视频编码格式,当前主流是 H.264,未来主流应该是 H.265。

2、封装格式为 MP4。

3、码率为 5 ~ 10 Mbps。

原因是:码率越大,视频质量就越高,但文件体积也就越大。码率越小,文件体积变小,但视频质量也就越低。

一般的视频平台会将上传的 1080P 视频再次压缩到 1.5 Mbps左右的码率。所以,设置较高些的码率再导出视频,可保证上传后的视频画质。

  ◆  

视频封装

常见的视频文件扩展名有 .mp4、.mkv、.mov、.avi 等,这些文件扩展名就意味着文件的封装格式。

视频封装,其实就是把所有相关信息(视频、音频、字幕、媒体信息等)打包为一个文件。

比如,将 H.264 编码的视频和 MP3 编码的音频按照 MP4 的封装标准封装起来,这样我们看到的就是 MP4 格式的视频文件了。

封装格式并不影响画质,它只负责把内部的视频轨和音频轨集成在一起,并不对内容造成影响。

封装标准虽然不影响视频质量,但不同的封装标准依然有不同的特点。
比如,较早的 AVI 格式只能封装一条视频和一条音频,而且不支持流媒体播放,AVI 格式可能在将来被淘汰。

MP4 是目前主流的封装格式,可以封装多种多条编码的视频和音频,还可以封装字幕。

视频文件如果不能导入到某个剪辑或调色软件中,这极大可能是封装格式的问题,或者是文件中的视频编码格式不被支持。

  ◆  

视频编码

  • 视频编码的主流标准


视频编码可以说是一个视频文件的核心所在。
当前,视频编码有两个主流标准,一个是 H.26X 系列,另一个是 MPEG 系列。

H.26X 系列
H.26X 包括 H.261、H.262、H.263、H.264、H.265等等。
H.261、H.262 主要用在视频会议和视频电话中,H.264 则是被广泛用于视频的录制与压缩上。
H.265 在 H.264 的基础上进一步提升了图像质量,并且在压缩率上是 H.264 的两倍,被普遍认为是下一代编码标准。

MPEG 系列
MPEG 包括 MPEG-1 第二部分、MPEG-2 第二部分、MPEG-4 第二部分、MPEG-4 第十部分等。
MPEG-1 第二部分主要用在 VCD,而 MPEG-2 第二部分一般在数字电视和广播系统中应用比较多。
MPEG-4 第二部分则可以用在网络传输上,在压缩性能上也比前两代高。
MPEG-4 第十部分与 H.264 的标准十分接近,两个编码组织甚至合作,为这个标准命名为 H.264/AVC,这也是目前主流的编码格式。

  • 为什么要压缩


先来看看一个 15 秒的未压缩的 1080P(帧速率 25 fps,位深度 12)视频大小:

1920×1080×12比特/像素×25帧/秒×15秒÷8÷1024÷1024÷1024≈1GB

这还不是一个视频文件的最终大小,因为视频文件里通常会包含音频信息,尽管音频信息的体积要远远小于视频。
要使得此原始格式的视频能进行正常传输或播放,则每秒钟需要读取或传输 622 M比特的信息,称之为比特率,又叫码率

1920×1080×12比特/像素×25帧/秒÷10^6≈622Mbps

这个速率,目前的网络及机械硬盘都无法承受,所以必须要对视频进行压缩。

有关码率的知识请参阅《关于码率》。

  • 无损压缩与有损压缩


视频压缩分为有损压缩无损压缩两种。

无损压缩是指压缩前和解压缩后的数据完全一致,通常压缩比比较低。

有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致,在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息。
几乎所有高压缩比的算法都采用有损压缩。

  • 视频压缩算法


视频压缩算法主要有两大类:帧内压缩帧间压缩

1、 帧内压缩
帧内 Intraframe压缩,也称为空间压缩 Spatial Compression
当压缩一帧图像时,仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息,这实际上与静态图像的压缩类似。帧内压缩一般达不到很高的压缩比。
由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系,所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。因此,帧内压缩适合在剪辑视频或调色时采用。

常见使用帧内压缩的视频编码格式有:
ProRes
苹果公司推出,在苹果系统上高效优良,封装格式为 .mov。
DNxHD/DNxHR
Avid 公司推出,相当于 Windows 系统上的 ProRes,封装格式为 .mxf。
GoPro Cineform
当前非常高效的编码格式,可导出带有 Alpha 通道的视频,封装格式为 .mov。

2、帧间压缩
帧间 Interframe压缩,也称为时间压缩 Temporal Compression
通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。由于视频中连续的帧之间具有很大的相关性,丢掉相邻帧之间的冗余量及一部分相关帧,就可以大大提高压缩比。

当然,在解码播放视频时,需要耗费更多的电脑资源去计算出那些丢掉的信息。一般来说,这些计算出来的视频的画质肯定比不上原画质,但 AI 技术的来临可能改变这一结论。

帧间压缩适合在最终导出时采用。

常见使用帧间压缩的视频编码格式有:
MPEG 2:DVD,已经过时。
H.264:MPEG 4,当今网络传播最佳。
H.265:HEVC,正在普及。
“有钱的捧个钱场,好看的点下在看”

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多