編解碼器量化數(shù)據(jù)原理

量化器為了在一定的主觀保真度圖像的前提下，去掉那些對人的視覺效果影響不大的信息，以進一步地壓縮碼率，故需采用量化器。量化器除在A/D模擬/數(shù)字變換中應用外，通常也用于D/D數(shù)字/數(shù)字變換，目的是進行數(shù)據(jù)壓縮。以下僅對D/D變換作一簡介。量化器采用分層量化，即選用不同的步長，針對DCT變換后的不同系數(shù)進行量化。編解碼器的無損編解碼有許多的無損壓縮，特別應用于在需要原始流中所有信息時壓縮模式下獲取數(shù)據(jù)。對其直流(DC)系數(shù)采用一種固定的步長，對其交流系數(shù)(AC)采用2～62步長，其步長范圍受后面的緩沖存儲器反饋信號的控制。 [1] 視頻復合編碼器數(shù)據(jù)視頻信號經信源編碼器進行壓縮后變換成視頻數(shù)據(jù)，然后送入視頻復合編碼器。復合編碼器首先對視頻數(shù)據(jù)作進一步壓縮。即按哈夫曼(Huffman)編碼原理進行變字長編碼。其方法是對出現(xiàn)概率大的灰度(亮度)信號進行短的碼字編碼，對出現(xiàn)概率小的信號賦予長的碼字，平均的結果，使視頻數(shù)據(jù)流總的碼字短，從而達到進一步壓縮的目的。在復合編碼器中，還有一些輔助信號。例如指示信號“發(fā)送/不發(fā)送”標志，其作用是告訴對方的解碼器，在一幅圖像中，哪些宏塊要發(fā)送，哪些宏塊不發(fā)送。需要發(fā)送的宏塊，又分幀內和幀間兩種編碼方式。幀內預測編碼是利用一幀(一幅圖像)內已經傳送的相鄰像素來求當前像素的預測值；幀間預測編碼在前面已提到。

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編解碼器處理能力和高畫質的解決方案

當說到硬編碼器時，腦海中default的應用場景是直播，并且是直連信號源（攝像機或者通過contribution編碼器送過來的解碼視頻）。想要了解更多北京杰西藝電子設備有限公司的相關信息，歡迎撥打圖片上的熱線電話。在這種應用中，受限于時延和線性快編，留給編碼器時間窗口比較短，加之硬件編碼器計算和buffer資源有限，像multipass、lookahead等一些復雜的編碼優(yōu)化手段就會disable掉，因此壓縮效率會受限。軟件編碼器的應用場景更多的是點播或者延遲直播，并且可以部署在彈性的云上，如果并行擴展性設計的好的話，一些復雜編碼模式都可以開啟，壓縮能力能夠充分施展，壓縮效率自然更好。

此外，當我們說到畫質的時候，其實更多的說的是重建視頻的主觀感受，并不是我們優(yōu)化編碼器時通常使用的PSNR（或者SSIM等）。對于特定的視頻幀，無論是那個metric，碼率或者QP的變化，畫質的相對變化都能直接反應出來。因為控制鏡頭的電壓為直流12伏左右，傳輸太遠則壓降太大，會導致鏡頭不能控制。難在不同內容的視頻，人對畫質的感受是很implict的，從不好到好的刻度是不均勻和非線性的。這給編碼器優(yōu)化帶來了較大的自由度，也是各位編碼老鐵們發(fā)揮的空間。窄帶高清，per-title，感知編碼、視覺優(yōu)化、內容自適應等都是工作在這個區(qū)間。我們常說，編碼既是技術（Tech）也是藝術（Art），這里面有很多know-how的tricks，有工匠精神的老司機們往往更勝一籌。舉個例子，我們曾對國外一款商業(yè)編碼器和 x265，HM進行過對比測試，單看PSNR，商業(yè)編碼器比不過HM，甚至x265，但是在體育比賽，歌舞晚會等實際場景中，畫面的均勻性和一致性等主觀方面（如畫面之間閃爍性低），商業(yè)編碼器優(yōu)勢明顯。

另外補充一點，畫質的好壞不只取決于編解碼本身，預處理和后處理也很十分重要，甚至帶來的畫質提升效果要大于編碼優(yōu)化本身。

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編解碼器的前景

首先，視頻作為所謂較大的大數(shù)據(jù)，存取和交換都離不開壓縮和解壓。因此，背后的編解碼技術（及工程師）是被需要的，短期不會被冷落。但是換個角度看，正是因為編解碼無處不在，高頻和基礎的特點，盡管邏輯上常常放在應用層，但技術下沉或者說硬核化的趨勢很明顯。特別是Intel，本身就是云計算的主力平臺，其新的CPU FPGA的計算平臺值得期待，盡管現(xiàn)在主打AI對抗Nivida。解碼就不用說了，播放器大都調用芯片內置的硬解碼。編碼方面，情況好一些，NTT，索喜（Socionext）、富士通這些專業(yè)做編碼芯片的廠商主要集中在專業(yè)領域。真正走量的互聯(lián)網視頻服務商大多還是用云 軟編碼的方式。不過如前面提到的，平臺廠商有抄底的趨勢，Intel和Nvida就是代表。特別是Intel，本身就是云計算的主力平臺，其新的CPU FPGA的計算平臺值得期待，盡管現(xiàn)在主打AI對抗Nivida。但視頻方面不難推測，Media SDK應該逐步支持到FPGA層面。從這個意義上看，F(xiàn)PGA/ASIC 做編解碼前景還是不錯的，適合于練內功的人，但就業(yè)口子不大，集中在少數(shù)幾家。相比來說，軟件編解碼門檻低，口子寬但變化快。

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高清編解碼器

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一個完整的高清音視頻會議及監(jiān)控系統(tǒng)，必須涵蓋前端、傳輸、后端以及中心各個環(huán)節(jié)，缺一不可。這三種數(shù)據(jù)流可能會被不同的程序，進程或者硬件處理，但是當它們傳輸或者存儲的時候，這三種數(shù)據(jù)通常是被封裝在一起的。其中，前端負責高清圖像的采集，傳輸負責高清圖像的輸送，后端負責高清圖像的存儲，中心負責高清圖像的顯示和業(yè)務的管理。可以說，一套高清會議系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)，真正給用戶體現(xiàn)直觀價值的就在于中心的圖像高清顯示，而這離不開高清編解碼器。