視頻編解碼器原理

視頻處理發(fā)端的圖像信號是由攝像機提供的復合模擬信號，經(jīng)過數(shù)字視頻轉換，分離出的亮度(灰度)信號和兩個色度信號，如圖3—3所示。這三路信號經(jīng)A/D變換，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，每個像素點為8bit。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。數(shù)字化后信號經(jīng)預處理，濾除信號中的噪聲，進入CIF格式變換電路，成為CIF標準格式，然后進入信源編碼器進行圖像壓縮編碼。預處理的目的是消除信號中的背景噪聲，從而利于提高圖像的清晰度。當然，預處理還可解決亮度與色度信號串擾，減小疊折干擾的作用。

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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)。如果保留數(shù)據(jù)流的原始品質(zhì)比削減相應的更大數(shù)據(jù)更加重要，那么無損壓縮更佳。除非該編碼的結果還將在以后進行下一步的處理，此時連續(xù)的有損編碼通常會帶來較大的質(zhì)量損失。連續(xù)使用多種編解碼器或者編碼體系也會顯著的降低質(zhì)量。不斷下降的存儲空間開銷和網(wǎng)絡帶寬正使得有損壓縮的需求下降。

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編解碼器的示波器功能

因為在解碼器的數(shù)據(jù)流功能中，很多傳感器和執(zhí)行器的信號是采用電壓。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。頻率或其它并以數(shù)字的形式表示的，在發(fā)動機實際運轉過程中，由于信號變化很快，很難從這些不斷變化的數(shù)字中發(fā)現(xiàn)問題所在，因此可以利用解碼器自帶的示波器功能，對電控發(fā)動機系統(tǒng)里的曲軸傳感器信號。

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編解碼器處理能力和高畫質(zhì)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）。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。而物理分辨率達到720p以上則稱作為高清,（英文表述HighDefinition）簡稱HD。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(zhì)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(zhì)的相對變化都能直接反應出來。難在不同內(nèi)容的視頻，人對畫質(zhì)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。一幅圖像是由許多像素點組成的，這些像素點包含了亮度及色差信號。窄帶高清，per-title，感知編碼、視覺優(yōu)化、內(nèi)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(zhì)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(zhì)提升效果要大于編碼優(yōu)化本身。

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