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音视频开发进阶—— DSP视频编解码

音视频开发进阶—— DSP视频编解码

作者: 谁动了我的代码 | 来源:发表于2022-10-29 21:14 被阅读0次

    前言

    即时通讯应用中的实时音视频技术,几乎是IM开发中的最后一道高墙。原因在于:实时音视频技术 = 音视频处理技术 + 网络传输技术 的横向技术应用集合体,而公共互联网不是为了实时通信设计的。本文主要讲解实时音视频技术中视频技术的编解码基础理论。

    视频为何需要压缩?

    • 未经压缩的数字视频的数据量巨大
    • 存储困难:一张DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。
    • 传输困难 1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。


    主要压缩了什么东西?

    原始视频压缩的目的是去除冗余信息,可以去除的冗余包括:

    • 空间冗余:图像相邻像素之间有较强的相关性
    • 时间冗余:视频序列的相邻图像之间内容相似
    • 编码冗余:不同像素值出现的概率不同
    • 视觉冗余:人的视觉系统对某些细节不敏感
    • 知识冗余:规律性的结构可由先验知识和背景知识得到

    数据压缩是怎么分类的?

    • 无损压缩(Lossless):压缩前、解压缩后图像完全一致X=X',压缩比低(2:1~3:1)。典型格式例如:Winzip,JPEG-LS。
    • 有损压缩(Lossy):压缩前解压缩后图像不一致X≠X',压缩比高(10:1~20:1),利用人的视觉系统的特性。典型格式例如:MPEG-2,H.264/AVC,AVS。

    什么是“编解码器”?

    • 编码器(Encoder):压缩信号的设备或程序;
    • 解码器(Decoder):解压缩信号的设备或程序;
    • 编解码器(Codec):编解码器对。

    编解码的技术流程和原理

    编码器中的关键技术

    编解码中的关键技术

    编解码器的实现

    编解码器的实现平台:

    • 超大规模集成电路VLSI
    • ASIC, FPGA
    • 数字信号处理器DSP
    • 软件

    编解码器产品:

    • 机顶盒
    • 数字电视
    • 摄像机
    • 监控器

    视频编码的标准

    编码标准作用:

    • 兼容:不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码
    • 高效:标准编解码器可以进行批量生产,节约成本。

    主流的视频编码标准:

    • MPEG-2
    • MPEG-4 Simple Profile
    • H.264/AVC
    • AVS
    • VC-1

    标准化组织:

    • ITU:International Telecommunications Union
    • VCEG:Video Coding Experts Group
    • ISO:International Standards Organization
    • MPEG:Motion Picture Experts Group

    视频传输

    • 视频传输:通过传输系统将压缩的视频码流从编码端传输到解码端
    • 传输系统:互联网,地面无线广播,卫星

    视频传输面临的问题

    传输系统不可靠:

    • 带宽限制
    • 信号衰减
    • 噪声干扰
    • 传输延迟

    视频传输出现的问题:

    • 不能解码出正确的视频
    • 视频播放延迟

    视频传输差错控制

    差错控制(Error Control)解决视频传输过程中由于数据丢失或延迟导致的问题。

    差错控制技术有:

    • 信道编码差错控制技术
    • 编码器差错恢复
    • 解码器差错隐藏

    视频传输中QoS质量保证参数

    • 数据包的端到端的延迟
    • 带宽:比特/秒
    • 数据包的流失率
    • 数据包的延迟时间的波动


    以上就是音视频技术中的DSP视频编解码的过程解析;音视频的开发学习需要很广的知识面。如果想进入音视频开发或者在音视频领域深造长远发展;那么音视频的学习之路还有很长。对此我推荐网易高级音视频开发整理的《音视频入门与精通电子版》,里面从最基础的c++语言开始详细介绍。如需要可以点击获取方式,领取资料参考学习。

    结语

    音视频开发其实一直都很有热度,而对于5G的到来顺势拉起一波热潮,所以现在快速进入音视频开发发展,还能很快跟上步伐。时代的变化随着科技变化而产生市场上的变化,从而产生需求。

    Android开发之所以随之变冷,是因为人才的饱和,需要更高级的人才和新技术。不学习将会逐渐被淘汰;我们要做的是不于行业脱轨。

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