編解碼器的離散余弦變換編碼方法

離散余弦變換(DCT)編碼所謂編碼，更確切地說(shuō)是壓縮，即去掉一些多余的信息，保留必要的信息。對(duì)于預(yù)測(cè)編碼的預(yù)測(cè)誤差塊，不直接進(jìn)行編碼，而是采取一種稱為離散余弦變換編碼方法，也稱DCT變換法。換句話說(shuō)，就是把圖像數(shù)據(jù)(預(yù)測(cè)誤差塊)變換到頻率域中進(jìn)行編碼，達(dá)到圖像數(shù)據(jù)壓縮的目的。這是因?yàn)?，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)變換處理后，相鄰像素之間的相關(guān)性下降，多余的信息大部分去掉不傳送，將有用的且不相關(guān)的信息保留下來(lái)。采用DCT變換的另一因素是在頻率域在進(jìn)行編碼時(shí)，受噪聲的影響較小。當(dāng)然也有無(wú)損的編解碼器，但是通常沒(méi)有必要為了一些幾乎注意不到的的質(zhì)量損失而大大增加編碼后文件的大小。 

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視頻編解碼器設(shè)計(jì)

一個(gè)典型的數(shù)字視頻編解碼器的首先是將從攝像機(jī)輸入的視頻從RGB色度空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr色度空間，而且通常還伴有色度抽樣來(lái)生成4:2:0格式的視頻(有時(shí)候在隔行掃描的情況下會(huì)采用4:2:2的抽樣方式)。轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr色度空間會(huì)帶來(lái)兩點(diǎn)好處：1)這樣做部分的解除了色度信號(hào)中的相關(guān)性，提高了可壓縮能力。2)這樣做將亮度信號(hào)分離出來(lái)，而亮度信號(hào)對(duì)視覺(jué)感覺(jué)是較為重要的，相對(duì)來(lái)說(shuō)色度信號(hào)對(duì)視覺(jué)感覺(jué)就不是那么重要，可以抽樣到較低的分辨率(4:2:0或者4:2:2)而不影響人觀看的感覺(jué)。從廣義上看，編解碼器的測(cè)度是多個(gè)維度的函數(shù)，維度包括：壓縮效率（即碼率和質(zhì)量）、算法復(fù)雜度（時(shí)間、空間復(fù)雜度）、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度（平臺(tái)支持能力、技術(shù)人員市場(chǎng)占比）、系統(tǒng)指標(biāo)（可并行性、可擴(kuò)展性、延遲大小、抗誤碼能力）等。

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編解碼器好壞

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當(dāng)我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)東西是好或者不好，首先需要給出一個(gè)測(cè)度。從廣義上看，編解碼器的測(cè)度是多個(gè)維度的函數(shù)，維度包括：壓縮效率（即碼率和質(zhì)量）、算法復(fù)雜度（時(shí)間、空間復(fù)雜度）、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度（平臺(tái)支持能力、技術(shù)人員市場(chǎng)占比）、系統(tǒng)指標(biāo)（可并行性、可擴(kuò)展性、延遲大小、抗誤碼能力）等。若將畫(huà)面內(nèi)變動(dòng)部分的內(nèi)容傳到對(duì)方，那么，在前一幀圖像中與當(dāng)前幀的宏塊所對(duì)應(yīng)的位置附近，找到一個(gè)與當(dāng)前宏塊的亮度塊最近的宏塊，并作為當(dāng)前宏塊(MB)的預(yù)測(cè)值，然后將當(dāng)前的畫(huà)面內(nèi)的宏塊與預(yù)測(cè)塊相減，得到一個(gè)預(yù)測(cè)誤差，僅對(duì)誤差塊進(jìn)行編碼即可。由于這些維度之間是互相制約的，實(shí)際研發(fā)中只能取主要維度而犧牲其他方面，取得某種平衡。比如在視頻內(nèi)容生產(chǎn)領(lǐng)域用的JPEG2K、TICO等編碼器，就強(qiáng)調(diào)低復(fù)雜度，壓縮比并沒(méi)有分發(fā)領(lǐng)域的HEVC、H264等高。再比如H264編碼器，會(huì)分為不同的profile或類型，直播編碼器碼率通常是離線編碼器1.5到2倍，就是為了降低延遲而犧牲了壓縮效率。