編解碼器

目前在嘗試使用全新的技術(shù)對(duì)編碼架構(gòu)進(jìn)行革新，比如人工智能，神經(jīng)計(jì)算模型等。做編碼的都了解，視頻編碼基本結(jié)構(gòu)（波形混合編碼）在過(guò)去幾十年都沒(méi)怎么變化，主要在于預(yù)算、變換和熵編碼三大部件（及零件）的不斷替換和完善。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。近期，學(xué)界已經(jīng)提出了一些用深度學(xué)習(xí)對(duì)HEVC進(jìn)行編碼提升的研究工作，不過(guò)大多集中在環(huán)內(nèi)濾波或后處理方面，還是屬于模塊級(jí)提升，沒(méi)有結(jié)構(gòu)突破，無(wú)End to End 學(xué)習(xí)能力。FVC和AV1陣營(yíng)專(zhuān)家普遍認(rèn)為，短期內(nèi)深度學(xué)習(xí)還是干不過(guò)人工fine tune的各種編碼模式(算子)，還得繼續(xù)潛伏一陣。

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編解碼器處理能力和高畫(huà)質(zhì)的解決方案

當(dāng)說(shuō)到硬編碼器時(shí)，腦海中default的應(yīng)用場(chǎng)景是直播，并且是直連信號(hào)源（攝像機(jī)或者通過(guò)contribution編碼器送過(guò)來(lái)的解碼視頻）。其方法是對(duì)出現(xiàn)概率大的灰度(亮度)信號(hào)進(jìn)行短的碼字編碼，對(duì)出現(xiàn)概率小的信號(hào)賦予長(zhǎng)的碼字，平均的結(jié)果，使視頻數(shù)據(jù)流總的碼字短，從而達(dá)到進(jìn)一步壓縮的目的。在這種應(yīng)用中，受限于時(shí)延和線(xiàn)性快編，留給編碼器時(shí)間窗口比較短，加之硬件編碼器計(jì)算和buffer資源有限，像multipass、lookahead等一些復(fù)雜的編碼優(yōu)化手段就會(huì)disable掉，因此壓縮效率會(huì)受限。軟件編碼器的應(yīng)用場(chǎng)景更多的是點(diǎn)播或者延遲直播，并且可以部署在彈性的云上，如果并行擴(kuò)展性設(shè)計(jì)的好的話(huà)，一些復(fù)雜編碼模式都可以開(kāi)啟，壓縮能力能夠充分施展，壓縮效率自然更好。

此外，當(dāng)我們說(shuō)到畫(huà)質(zhì)的時(shí)候，其實(shí)更多的說(shuō)的是重建視頻的主觀感受，并不是我們優(yōu)化編碼器時(shí)通常使用的PSNR（或者SSIM等）。對(duì)于特定的視頻幀，無(wú)論是那個(gè)metric，碼率或者QP的變化，畫(huà)質(zhì)的相對(duì)變化都能直接反應(yīng)出來(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。難在不同內(nèi)容的視頻，人對(duì)畫(huà)質(zhì)的感受是很implict的，從不好到好的刻度是不均勻和非線(xiàn)性的。這給編碼器優(yōu)化帶來(lái)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(jué)優(yōu)化、內(nèi)容自適應(yīng)等都是工作在這個(gè)區(qū)間。我們常說(shuō)，編碼既是技術(shù)（Tech）也是藝術(shù)（Art），這里面有很多know-how的tricks，有工匠精神的老司機(jī)們往往更勝一籌。舉個(gè)例子，我們?cè)鴮?duì)國(guó)外一款商業(yè)編碼器和 x265，HM進(jìn)行過(guò)對(duì)比測(cè)試，單看PSNR，商業(yè)編碼器比不過(guò)HM，甚至x265，但是在體育比賽，歌舞晚會(huì)等實(shí)際場(chǎng)景中，畫(huà)面的均勻性和一致性等主觀方面（如畫(huà)面之間閃爍性低），商業(yè)編碼器優(yōu)勢(shì)明顯。

另外補(bǔ)充一點(diǎn)，畫(huà)質(zhì)的好壞不只取決于編解碼本身，預(yù)處理和后處理也很十分重要，甚至帶來(lái)的畫(huà)質(zhì)提升效果要大于編碼優(yōu)化本身。

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什么叫編解碼器？？？

編解碼器是編碼器和解碼器的統(tǒng)稱(chēng)。正常視頻或者音頻如果要存儲(chǔ)到電腦中，需要從磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，為了保證質(zhì)量和存儲(chǔ)的容量需要響應(yīng)的編碼技術(shù)。這是初的編碼器的功能，相應(yīng)的如果需要在電腦中播放出來(lái)，需要相應(yīng)的解碼器才可以看到視頻圖像信息。

視頻編解碼技術(shù)

視頻編解碼技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初條件。只有的視頻編碼才能保證在現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提供視頻服務(wù)。H.264或稱(chēng)為MPEG-4第十部分（視頻編碼部分）是由ITU-T和ISO/IEC再次聯(lián)手開(kāi)發(fā)的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。由于它比以前的標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)功能上作了進(jìn)一步改進(jìn)，使得在同等視頻質(zhì)量條件下，能夠節(jié)省50%的碼率，且提高了視頻傳輸質(zhì)量的可控性，并具有較強(qiáng)的差錯(cuò)處理能力，適用范圍更廣。在低碼率情況下，32kbps的H.264圖像質(zhì)量相當(dāng)于128kbps的MPEG-4圖像質(zhì)量。H.264可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)、廣播電視、數(shù)字影院、遠(yuǎn)程教育、會(huì)議電視等多個(gè)行業(yè)。除了ITU-T和ISO/IEC兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以外，美國(guó)微軟公司和Real Network公司都有自己的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，他們也是常用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。從這個(gè)意義上看，F(xiàn)PGA/ASIC做編解碼前景還是不錯(cuò)的，適合于練內(nèi)功的人，但就業(yè)口子不大，集中在少數(shù)幾家。