Codec


Codec

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Codec【Codec】编解码器 。指的是数字通信中具有编码、解码功能的器件 。
基本介绍中文名:编解码器
外文名:COder-DECoder
外语缩写:CODEC
一般用途:视频会议,流媒体,视频套用
相关概述英文缩写:Codec支持视频和音频压缩(CO)与解压缩( DEC ) 的编解码器或软体 。CODEC技术能有效减少数字存储占用的空间,在计算机系统中,使用硬体完成CODEC可以节省CPU的资源,提高系统的运行效率 。Codec对AD变换后的音视频数位讯号的传输进行编码、压缩,在接收端对信号解码 。一般用在视频会议、流媒体、视频套用等场合 。音效卡上的在音效卡上往往可以找到一颗或者2颗甚至3颗4面有引脚的正方形晶片,面积一般为0.5-1.0平方厘米 。这就是CODEC 。CODEC就是多媒体数位讯号编解码器,主要负责数字->模拟信号转换(DAC)和模拟->数位讯号的转换(ADC) 。不管是音频加速器好,还是I/O控制器好,他们输入输出的都是纯数位讯号,我们要使用音效卡上的Line Out插孔输出信号的话,信号就必须经过音效卡上的CODEC的转换处理 。可以说,音效卡模拟输入输出的品质和CODEC的转换品质有着重大的关係,音频加速器或I/O控制器决定了音效卡内部数位讯号的质量,而CODEC则决定了模拟输入输出的好坏 。计算机的Codec编码解码器主要作用是对视频信号进行压缩和解压缩 。计算机工业定义通过24位测量系统的真彩色,这就定义了近百万种颜色,接近人类视觉的极限 。这意味着如果视频需要以每秒30帧的速度播放,则每秒要传输高达27MB的信息,1GB容量的硬碟仅能存储约37 秒的视频信息 。因而必须对信息进行压缩处理 。通过抛弃一些数字信息或容易被我们的眼睛和大脑忽略的图像信息的方法,使视频的信息量减小 。这个对视频压缩解压的软体或硬体就是编码解码器 。编码解码器的压缩率从一般的2 :1-100:1不等,使处理大量的视频数据成为可能 。评测示例2006主流视频codec性能评测报告介绍1. x264X264是国际标準H.264的编码器实现,是一个开源encoder 。得益于H.264的高效压缩性能,加之于x264的高效(编码速度快)实现,参评版本:x264 video codec revision 6132. DivXMPEG4标準,在MS MPEGV3的基础上实现的MPEG4 codec,早期版本开源,后期版本是商业codec 。参评版本:version 6.403. XviDMPEG4标準,基于DivX早期开源版本 。广泛套用于DVDrip 。参评版本:version 1.1.24. WMV9/VC-1VC-1的由来:为了进军全球的消费电子、电影及电视广播市场,微软向美国电影与电视工程师协会“捐赠”了其专有的WMV9(Windows Media Video 9)视频编码标準,WMV9摇身一变成了国际标準VC-1 。参评版本:Windows Media video 95. Real注:Real从version 9.0开始启用了新名称Helix 。参评版本:Helix_Producer_Plus_9.0.16. quicktime大多是quicktime格式的 。Quicktime只是容器格式,其后缀为.mov或.qt,而其採用的视频codec是sorenson codec pro 3,也就是说网上流行的高清片段预告大多是sorenson codec pro 3压缩的 。注:quicktime7中增加了自主开发的H.264编码器 。参评版本:Sorenson Squeeze Compression Suite 4.0.301.11 + QuickTime v7.0.47. On2 VP6/706年极为火爆的视频分享网站基本上採用了flash version 8的视频解决方案,而flash version 8採用的就是On2 VP6的视频codec 。注:早期的flash视频採用 Sorenson 公司的 Spark编码器,音频採用MP3,质量比较差 。参评版本:On2 VP6 codec8. AVS视频编码标準,我们国人自然要坚决地顶它了,希望AVS一路辉煌,恩泽于民 。参评版本:校验模型rm52c评测环境硬体环境 Dell机CPU:Celeron 2.8GRAM:1G DDR软体环境OS:Windows XP SP2压缩性能高码率情况(套用:HDTV,DVDrip等)a、测试序列:Mobcal序列(JVT高清测试序列),解析度1280*720,25fps, 500frames,未压缩 。b、编码器设定:输出帧率:25fps目标码率:2Mbps,目标档案大小:5,000KB左右表1 各个codec的编码设定codec 编码设定X264 vbr,2 pass,输出格式为mp4DivX Profile: High Definition,2 pass,XviD Profile: HDTV,2 pass,WMV9 Main Profile,2 pass,vbrReal9 Video mode: Normal motion,2 pass,vbrQuicktime 2 pass,vbr,sorenson video pro 3VP6 Advanced Profile,2 passc、测试结果:codec X264DivX XviD WMV9 Real9QuicktimeVP6File size (KB) 5,011 4,788 2,7957,751 5,1695,010 4,8351st pass time(s) 150 58 65/ / / 2102nd pass time(s) 130 50 66/ / / 147Total time(s) 280 108 131 238 226200 357 主观质量综合评价d、小结(1) 平滑过渡纹理(如船身)的处理能力:好:X264,real,qt差:divx,xvid,wmv9,vp6(2)奇异纹理(如挂曆上的文字)的处理能力好:X264,wmv9,real差:divx,xvid,qt,vp6低码率(套用:PC视频聊天,网路视频分享,视频新闻)a、测试序列:Silent序列,解析度cif,30fps,300frames,未压缩 。b、编码器设定:输出帧率:15fps目标码率:120kbps,目标档案大小:150KB左右表3 各个codec的编码设定codec 编码设定X264 1 pass,no cabacDivX Profile: Portable,1 passXviD Profile: Portable,1 pass,WMV9 Main,cbrReal9 Video mode: Normal motion,1 pass,cbrQuicktime 1 pass,cbr,sorenson video pro 3VP6 Advanced Profile,cbrAVS Qp=39,IPPPc、测试结果:表4 低码率情况测试结果codec X264 DivX XviDWMV9Real9 QuicktimeVP6 AVSFile size (KB)149982 998 171 152 166 968 154PSNR (dB) 33.5729.5 30.332.8 / / 29.833.03主观质量综合评价极低码率情况(套用:2.5G下的手机视频聊天)a、测试序列:Silent序列,解析度qcif,30fps,300frames,未压缩 。b、编码器设定:输出帧率:5fps目标码率:20kbps,目标档案大小:30KB左右表5 各个codec的编码设定codec 编码设定X264 1 pass,no cabacDivX Profile: Handheld,1 passXviD Profile: Handheld,1 pass,WMV9 Simple profile,cbrReal9 Video mode: Normal motion,1 pass,cbr Quicktime 1 pass,cbr,sorenson video pro 3VP6 simple Profile,cbrAVS Qp=39,IPPPc、测试结果:表6 极低码率情况测试结果codec X264DivX XviDWMV9Real9QuicktimeVP6AVSFile size (KB)27 74 82 86 30 37 68 25PSNR (dB) 33.33 32.61主观质量综合评价视频压缩a、测试序列:用snagIt录製的一段视频,解析度640*480,5fps,23second,未压缩 。b、编码器设定:输出帧率:5fps目标码率:450kbps,目标档案大小:1,250KB左右表7 各个codec的编码设定codec 编码设定X264 vbr,2 pass,输出格式为mp4DivX Profile: unconstrained,2 pass,enable global meXviD Profile: unrestricted,2 pass,enable global meWMV9 Main Profile,2 pass,vbrReal9 Video mode: Sharpest Image,2 pass,vbrQuicktime 1 pass,cbr,sorenson video pro 3VP6 Heightened sharpness Profile,c、测试结果:表8 萤幕录製视频源测试结果codec X264 DivX XviD WMV9 Real9Quicktime VP6File size (KB) 1,3623,074 6,024 1,428 1,100 1,1953,134主观质量综合评价d、小结计算机萤幕上视窗、按钮、文字等元素都属于计算机图形学的範畴,因此萤幕录製视频本质上来说是图形元素的组合,计算机萤幕和自然图像之间存在很大的不同,它的轮廓性极强,文字或线条和背景的相关性极弱 。对于萤幕录製视频的压缩,最容易出现的问题就是将背景颜色部分覆盖到文字上,导致文字断裂或模糊 。下面就简单评述各个codec的压缩效果 。X264不管是静止帧还是滚动或切换帧,质量都非常好,字型非常清晰 。不过,需要一提的时,画面中的有些颜色没有表现出来,如上面主观质量测试一栏,“软体评测”四个字的底色本来是灰色的,但x264压缩的结果是白色的 。虽然如此,但主观效果上来看,x264的压缩效果是最棒的 。DivX 对于word视窗(白底黑字)画面的压缩效果非常好,质量和x264相近 。但对于网页画面,压缩效果差,文字出现了混合色,参见上面主观质量测试一栏中的“软体评测”四个字 。XviD质量同x264,就是压缩档案过大 。WMV9静止帧的压缩质量可以接收 。运动帧的压缩效果奇差Real9存在略微的模糊和文字断裂,总体上看,压缩质量还是可以接收的 。Quicktime静止帧的压缩效果非常好,非常清晰,超过了x264;但滚动帧的压缩质量很差,文字倒没有断裂,但是背景上有很多杂色,而且网页画面上的文字也比较模糊 。见下图示例:VP6压缩质量略逊于x264,存在略微的文字模糊 。AVS由于压缩速度很慢,未进行测试 。结论高码率情况结论非常好:x264好:real中等:vp6,wmv9,差:divx,xvid,qt(Sorenson 3)Note: 测试中,xvid的编码质量不好,与其频宽偏低有很大关係 。非高码率情况非常好:x264好:real,avs中等:vp6,wmv9,qt(Sorenson 3)差:divx,xvid录製视频压缩非常好:x264好:xvid,real,vp6差:divx,qt(Sorenson 3)极差:wmv9NOTE: WMEncoder9中有screen capture profile,但此次测试中用WMEncoder9对录製源进行压缩时发生失败,故没能对screen capture profile进行测试验证 。码率控制能力好:x264,wmv9,real,qt中等:vp6差:divx,xvid,avs(note: avs的码率控制算法存在缺陷,测试中没有採用)综上所述,x264一款全能的、高效的codec,可以称得上codec中的王者;real次之,而且也是全能的;其次是vp6,各方面表现都比较中等;Wmv9和quicktime对自然图像序列的压缩效果还不错,但对于萤幕录製视频的压缩效果很糟糕;xvid优于divx,两者在压缩性能上的表现同x264有一定的差距,即代表了MPEG4同H.264的差距;avs的测试不太全面,但隐约的能反映出其编码效率还是不错的,只不过配套的一些工具还没做好,如码率控制等等,AVS走向市场化,还需要进一步的努力 。