視頻編解碼器

視(shi)(shi)頻編解碼(ma)器，是指一個能夠對數(shu)字(zi)視(shi)(shi)頻進(jin)行壓(ya)(ya)縮(suo)或者解壓(ya)(ya)縮(suo)的(de)程序或者設備。通常(chang)這種壓(ya)(ya)縮(suo)屬于有損(sun)數(shu)據壓(ya)(ya)縮(suo)。歷史中，視(shi)(shi)頻信(xin)號(hao)是以模擬(ni)形式(shi)存(cun)儲在磁帶上的(de)。音頻信(xin)號(hao)以數(shu)字(zi)化(hua)(hua)方(fang)式(shi)進(jin)行存(cun)儲，視(shi)(shi)頻信(xin)號(hao)也(ye)開(kai)始使用數(shu)字(zi)化(hua)(hua)格式(shi)，一些相關技(ji)術(shu)也(ye)開(kai)始隨之發展起來。

一個復雜的(de)(de)平(ping)衡關系(xi)存在于以(yi)下因素(su)之間:視頻的(de)(de)質量(liang)、用來表示視頻所需要的(de)(de)數據(ju)量(liang)(通常稱之為(wei)碼(ma)率)、編碼(ma)算法和(he)解碼(ma)算法的(de)(de)復雜度(du)、針(zhen)對(dui)數據(ju)丟失和(he)錯誤的(de)(de)魯棒性(Robustness)、編輯的(de)(de)方(fang)便性、隨機訪(fang)問、編碼(ma)算法設計的(de)(de)端到(dao)端的(de)(de)延shi以(yi)及其它一些因素(su)。

一(yi)個典型的(de)(de)(de)數字視頻編解(jie)碼器(qi)的(de)(de)(de)一(yi)步是將(jiang)從(cong)攝像機(ji)輸(shu)入的(de)(de)(de)視頻從(cong)RGB色度空間轉(zhuan)換到(dao)(dao)YCbCr色度空間，而且通常還伴(ban)有色度抽樣(yang)來(lai)生成4:2:0格式的(de)(de)(de)視頻(有時候在隔(ge)行掃描的(de)(de)(de)情況下會采用4:2:2的(de)(de)(de)抽樣(yang)方式)。轉(zhuan)換到(dao)(dao)YCbCr色度空間會帶來(lai)兩(liang)點好(hao)處:1)這樣(yang)做部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)解(jie)除了色度信(xin)號(hao)中的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關性，提高了可壓(ya)縮能力。2)這樣(yang)做將(jiang)亮度信(xin)號(hao)分(fen)離出來(lai)，而亮度信(xin)號(hao)對(dui)視覺感(gan)覺是重要(yao)的(de)(de)(de)，相(xiang)(xiang)對(dui)來(lai)說色度信(xin)號(hao)對(dui)視覺感(gan)覺就(jiu)不是那(nei)么重要(yao)，可以抽樣(yang)到(dao)(dao)較低的(de)(de)(de)分(fen)辨率(4:2:0或者4:2:2)而不影(ying)響人觀看的(de)(de)(de)感(gan)覺。

編解碼器處理(li)能(neng)力和高畫(hua)質的解決方案

當說到(dao)硬編碼(ma)器時，腦海中(zhong)default的應用場(chang)景是(shi)(shi)直(zhi)(zhi)播，并且是(shi)(shi)直(zhi)(zhi)連信號源（攝像機或(huo)者(zhe)通過contribution編碼(ma)器送過來(lai)的解碼(ma)視(shi)頻）。在這種應用中(zhong)，受(shou)限(xian)于時延和線性快編，留(liu)給編碼(ma)器時間(jian)窗(chuang)口比較(jiao)短(duan)，加之硬件(jian)編碼(ma)器計(ji)算和buffer資源有限(xian)，像multipass、lookahead等一些復雜的編碼(ma)優化手段(duan)就會disable掉，因此壓縮(suo)效率(lv)(lv)會受(shou)限(xian)。軟件(jian)編碼(ma)器的應用場(chang)景更(geng)多的是(shi)(shi)點播或(huo)者(zhe)延遲直(zhi)(zhi)播，并且可以(yi)部署在彈性的云(yun)上，音(yin)頻編解碼(ma)器多少錢，如(ru)果并行擴展性設計(ji)的好的話，一些復雜編碼(ma)模式都可以(yi)開啟，壓縮(suo)能力(li)能夠充分施(shi)展，壓縮(suo)效率(lv)(lv)自然(ran)更(geng)好。

此(ci)外，當我們(men)說到(dao)畫(hua)(hua)(hua)質(zhi)的(de)(de)(de)時候，其實更(geng)多的(de)(de)(de)說的(de)(de)(de)是(shi)(shi)重建視頻(pin)的(de)(de)(de)主觀感受，并不(bu)(bu)是(shi)(shi)我們(men)優化(hua)(hua)編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)時通常使用的(de)(de)(de)PSNR（或(huo)者SSIM等）。對(dui)于特定的(de)(de)(de)視頻(pin)幀，無(wu)論(lun)是(shi)(shi)那個(ge)metric，音頻(pin)編(bian)(bian)(bian)(bian)解(jie)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)價格，碼(ma)(ma)(ma)率(lv)或(huo)者QP的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，畫(hua)(hua)(hua)質(zhi)的(de)(de)(de)相對(dui)變化(hua)(hua)都能直接反應出來。難在(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)同內(nei)(nei)容的(de)(de)(de)視頻(pin)，人(ren)對(dui)畫(hua)(hua)(hua)質(zhi)的(de)(de)(de)感受是(shi)(shi)很implict的(de)(de)(de)，從不(bu)(bu)好(hao)到(dao)好(hao)的(de)(de)(de)刻度(du)是(shi)(shi)不(bu)(bu)均勻和非線性(xing)的(de)(de)(de)。這(zhe)給編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)優化(hua)(hua)帶(dai)(dai)來了較大的(de)(de)(de)自由(you)度(du)，也是(shi)(shi)各位編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)老鐵們(men)發揮(hui)的(de)(de)(de)空間(jian)。窄帶(dai)(dai)高(gao)清，per-title，感知編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)、視覺優化(hua)(hua)、內(nei)(nei)容自適應等都是(shi)(shi)工作在(zai)(zai)(zai)這(zhe)個(ge)區間(jian)。我們(men)常說，編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)既是(shi)(shi)技術（Tech）也是(shi)(shi)藝術（Art），這(zhe)里面(mian)(mian)有很多know-how的(de)(de)(de)tricks，有工匠(jiang)精神的(de)(de)(de)老司機們(men)往(wang)往(wang)更(geng)勝一籌。舉個(ge)例(li)子，我們(men)曾對(dui)國外一款(kuan)商業(ye)(ye)編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)和 x265，HM進行(xing)過對(dui)比(bi)測試(shi)，單看PSNR，商業(ye)(ye)編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)比(bi)不(bu)(bu)過HM，甚至x265，但是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)體育(yu)比(bi)賽，歌舞晚會等實際場景(jing)中，畫(hua)(hua)(hua)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)均勻性(xing)和一致性(xing)等主觀方(fang)面(mian)(mian)（如畫(hua)(hua)(hua)面(mian)(mian)之間(jian)閃爍(shuo)性(xing)低(di)），商業(ye)(ye)編(bian)(bian)(bian)(bian)碼(ma)(ma)(ma)器(qi)(qi)優勢(shi)明顯。

另外(wai)補充一點，畫質的(de)好(hao)壞不只取決于(yu)編(bian)解碼本身，預(yu)處(chu)理(li)和后處(chu)理(li)也很十分重要，甚至帶來(lai)的(de)畫質提升(sheng)效果要大于(yu)編(bian)碼優(you)化本身。

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編解(jie)碼器(qi)的示波器(qi)功能

因為在解(jie)碼(ma)(ma)器的(de)(de)數據(ju)流功能(neng)中，很(hen)(hen)多傳感器和執行器的(de)(de)信號(hao)是采用電壓。頻(pin)率或其它并以(yi)數字(zi)的(de)(de)形(xing)式表示的(de)(de)，在發動機實際運轉過程中，由于信號(hao)變化(hua)很(hen)(hen)快(kuai)，很(hen)(hen)難從這些(xie)不(bu)斷(duan)變化(hua)的(de)(de)數字(zi)中發現問(wen)題所在，因此可以(yi)利用解(jie)碼(ma)(ma)器自(zi)帶的(de)(de)示波器功能(neng)，音(yin)頻(pin)編解(jie)碼(ma)(ma)器公(gong)司，對電控發動機系統里的(de)(de)曲軸傳感器信號(hao)。

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