CODEC

百科解釋

目錄·Codec相關(guān)概述
·聲卡上的Codec
·計(jì)算機(jī)的Codec
·codecy評(píng)測(cè)示例

　　由英文編碼器（coder）和譯碼器（decoder）兩詞的詞頭組成的縮略語(yǔ)。指的是數(shù)字通信中具有編碼、譯碼功能的器件。
　　支持視頻和音頻壓縮（CO）與解壓縮( DEC ) 的編解碼器或軟件。CODEC技術(shù)能有效減少數(shù)字存儲(chǔ)占用的空間，一般配合OHCI1394卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的解壓縮。

聲卡上的Codec

　　在聲卡上往往可以找到一顆或者2顆甚至3顆4面有引腳的正方形芯片，面積一般為0.5-1.0平方厘米。這就是CODEC。CODEC就是多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器，主要負(fù)責(zé)數(shù)字->模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換（DAC）和模擬->數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換（ADC）。不管是音頻加速器好，還是I/O控制器好，他們輸入輸出的都是純數(shù)字信號(hào)，我們要使用聲卡上的Line Out插孔輸出信號(hào)的話，信號(hào)就必須經(jīng)過聲卡上的CODEC的轉(zhuǎn)換處理�？梢哉f，聲卡模擬輸入輸出的品質(zhì)和CODEC的轉(zhuǎn)換品質(zhì)有著重大的關(guān)系，音頻加速器或I/O控制器決定了聲卡內(nèi)部數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量，而CODEC則決定了模擬輸入輸出的好壞。

計(jì)算機(jī)的Codec

　　Codec 編碼解碼器主要作用是對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮和解壓縮。計(jì)算機(jī)工業(yè)定義通過24位測(cè)量系統(tǒng)的真彩色，這就定義了近百萬(wàn)種顏色，接近人類視覺的極限�，F(xiàn)在，最基本的V GA顯示器就有640*480像素。這意味著如果視頻需要以每秒30幀的速度播放，則每秒要傳輸高達(dá)27MB的信息，1GB容量的硬盤僅能存儲(chǔ)約37 秒的視頻信息。因而必須對(duì)信息進(jìn)行壓縮處理。通過拋棄一些數(shù)字信息或容易被我們的眼睛和大腦忽略的圖像信息的方法，使視頻的信息量減小。這個(gè)對(duì)視頻壓縮解壓的軟件或硬件就是編碼解碼器。編碼解碼器的壓縮率從一般的2 ：1-100：1不等，使處理大量的視頻數(shù)據(jù)成為可能。

codecy評(píng)測(cè)示例

　　2006主流視頻codec性能評(píng)測(cè)報(bào)告
　　一、codec介紹
　　1. x264
　　X264是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)H.264的編碼器實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)開源encoder。得益于H.264的高效壓縮性能，加之于x264的高效（編碼速度快）實(shí)現(xiàn)，x264目前被廣泛應(yīng)用于DVDrip領(lǐng)域。目前常用的對(duì)應(yīng)解碼器是CoreAVC decoder 及ffmpeg的libavcodec。
　　參評(píng)版本：x264 video codec revision 613
　　2. DivX
　　MPEG4標(biāo)準(zhǔn)，在MS MPEGV3的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的MPEG4 codec，早期版本開源，后期版本是商業(yè)codec。
　　參評(píng)版本：version 6.40
　　3. XviD
　　MPEG4標(biāo)準(zhǔn)，基于DivX早期開源版本。廣泛應(yīng)用于DVDrip。
　　參評(píng)版本：version 1.1.2
　　4. WMV9/VC-1
　　VC-1的由來(lái)：為了進(jìn)軍全球的消費(fèi)電子、電影及電視廣播市場(chǎng)，微軟向美國(guó)電影與電視工程師協(xié)會(huì)“捐贈(zèng)”了其專有的WMV9(Windows Media Video 9)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，WMV9搖身一變成了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)VC-1。
　　參評(píng)版本：Windows Media video 9
　　5. Real
　　注：Real從version 9.0開始啟用了新名稱Helix。
　　參評(píng)版本：Helix_Producer_Plus_9.0.1
　　6. quicktime
　　目前網(wǎng)上流行的高清電影預(yù)告片，或稱片花、trailer，大多是quicktime格式的。Quicktime只是容器格式，其后綴為.mov或.qt，而其采用的視頻codec是sorenson codec pro 3，也就是說網(wǎng)上流行的高清片花大多是sorenson codec pro 3壓縮的。
　　注：quicktime7中增加了自主開發(fā)的H.264編碼器。
　　參評(píng)版本：Sorenson Squeeze Compression Suite 4.0.301.11 + QuickTime v7.0.4
　　7. On2 VP6/7
　　06年極為火爆的視頻分享網(wǎng)站基本上采用了flash version 8的視頻解決方案，而flash version 8采用的就是On2 VP6的視頻codec。
　　注：早期的flash視頻采用 Sorenson 公司的 Spark 編碼器，音頻采用 MP3，質(zhì)量比較差。
　　參評(píng)版本：On2 VP6 codec
　　8. AVS
　　雖然目前AVS和主流這個(gè)詞還掛不上鉤，但作為中國(guó)唯一的自主產(chǎn)權(quán)的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，我們國(guó)人自然要堅(jiān)決地頂它了，希望AVS一路輝煌，恩澤于民。
　　參評(píng)版本：校驗(yàn)?zāi)Ｐ蛂m52c
　　評(píng)測(cè)環(huán)境：
　　硬件環(huán)境 Dell機(jī)
　　CPU： Celeron 2.8G
　　RAM：1G DDR
　　軟件環(huán)境 OS： Windows XP SP2
　　三、壓縮性能
　　1. 高碼率情況（應(yīng)用：HDTV, DVDrip等）
　�。�、測(cè)試序列：
　　Mobcal序列（JVT高清測(cè)試序列），分辨率1280*720，25fps， 500frames，未壓縮。
　　ｂ、編碼器設(shè)置：
　　輸出幀率：25fps
　　目標(biāo)碼率：2Mbps, 目標(biāo)文件大�。�5,000KB左右
　　表1 各個(gè)codec的編碼設(shè)置
　　codec 編碼設(shè)置
　　X264 vbr, 2 pass, 輸出格式為mp4
　　DivX Profile: High Definition, 2 pass,
　　XviD Profile: HDTV, 2 pass,
　　WMV9 Main Profile, 2 pass, vbr
　　Real9 Video mode: Normal motion, 2 pass, vbr
　　Quicktime 2 pass, vbr, sorenson video pro 3
　　VP6 Advanced Profile, 2 pass
　�。恪y(cè)試結(jié)果：
　　codec X264 DivX XviD WMV9 Real9 Quicktime VP6
　　File size (KB) 5,011 4,788 2,795 7,751 5,169 5,010 4,835
　　1st pass time(s) 150 58 65 / / / 210
　　2nd pass time(s) 130 50 66 / / / 147
　　Total time(s) 280 108 131 238 226 200 357
　　主觀質(zhì)量 ☆☆☆☆☆ ☆☆ ☆ ☆☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆
　　綜合評(píng)價(jià) ☆☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆
　�。洹⑿〗Y(jié)
　　(1) 平滑過渡紋理（如船身）的處理能力：
　　好：X264, real, qt
　　差：divx, xvid, wmv9, vp6
　　(2)奇異紋理（如掛歷上的文字）的處理能力
　　好：X264, wmv9, real
　　差：divx, xvid, qt, vp6
　　2. 低碼率情況（應(yīng)用：PC視頻聊天，網(wǎng)絡(luò)視頻分享，視頻新聞）
　�。�、測(cè)試序列：
　　Silent序列，分辨率cif，30fps, 300frames，未壓縮。
　　ｂ、編碼器設(shè)置：
　　輸出幀率：15fps
　　目標(biāo)碼率：120kbps, 目標(biāo)文件大小：150KB左右
　　表3 各個(gè)codec的編碼設(shè)置
　　codec 編碼設(shè)置
　　X264 1 pass, no cabac
　　DivX Profile: Portable , 1 pass
　　XviD Profile: Portable, 1 pass,
　　WMV9 Main, cbr
　　Real9 Video mode: Normal motion, 1 pass, cbr
　　Quicktime 1 pass, cbr, sorenson video pro 3
　　VP6 Advanced Profile, cbr
　　AVS Qp=39,IPPP
　�。�、測(cè)試結(jié)果：
　　表4　低碼率情況測(cè)試結(jié)果
　　codec X264 DivX XviD WMV9 Real9 Quicktime VP6 AVS
　　File size (KB) 149 982 998 171 152 166 968 154
　　PSNR (dB) 33.57 29.5 30.3 32.8 / / 29.8 33.03
　　主觀質(zhì)量 ☆☆☆☆☆ ☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆☆
　　綜合評(píng)價(jià) ☆☆☆☆☆ ☆ ☆ ☆☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆
　　3. 極低碼率情況（應(yīng)用：2.5G下的手機(jī)視頻聊天）
　�。�、測(cè)試序列：
　　Silent序列，分辨率qcif，30fps, 300frames，未壓縮。
　　ｂ、編碼器設(shè)置：
　　輸出幀率：5fps
　　目標(biāo)碼率：20kbps, 目標(biāo)文件大小：30KB左右
　　表5 各個(gè)codec的編碼設(shè)置
　　codec 編碼設(shè)置
　　X264 1 pass, no cabac
　　DivX Profile: Handheld , 1 pass
　　XviD Profile: Handheld, 1 pass,
　　WMV9 Simple profile, cbr
　　Real9 Video mode: Normal motion, 1 pass, cbr
　　Quicktime 1 pass, cbr, sorenson video pro 3
　　VP6 simple Profile, cbr
　　AVS Qp=39,IPPP
　�。恪y(cè)試結(jié)果：
　　
　　表6　極低碼率情況測(cè)試結(jié)果
　　codec X264 DivX XviD WMV9 Real9 Quicktime VP6 AVS
　　File size (KB) 27 74 82 86 30 37 68 25
　　PSNR (dB) 33.33 32.61
　　主觀質(zhì)量 ☆☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆ ☆☆ ☆☆☆
　　綜合評(píng)價(jià) ☆☆☆☆☆ ☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆☆
　　四、屏幕錄制視頻的壓縮
　　ａ、測(cè)試序列：
　　用snagIt錄制的一段視頻，分辨率640*480，5fps, 23second，未壓縮。
　　ｂ、編碼器設(shè)置：
　　輸出幀率：5fps
　　目標(biāo)碼率：450kbps, 目標(biāo)文件大�。�1,250KB左右
　　表7 各個(gè)codec的編碼設(shè)置
　　codec 編碼設(shè)置
　　X264 vbr, 2 pass, 輸出格式為mp4
　　DivX Profile: unconstrained , 2 pass, enable global me
　　XviD Profile: unrestricted, 2 pass, enable global me
　　WMV9 Main Profile, 2 pass, vbr
　　Real9 Video mode: Sharpest Image, 2 pass, vbr
　　Quicktime 1 pass, cbr, sorenson video pro 3
　　VP6 Heightened sharpness Profile,
　�。恪y(cè)試結(jié)果：
　　表8　屏幕錄制視頻源測(cè)試結(jié)果
　　codec X264 DivX XviD WMV9 Real9 Quicktime VP6
　　File size (KB) 1,362 3,074 6,024 1,428 1,100 1,195 3,134
　　主觀質(zhì)量 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆☆☆
　　綜合評(píng)價(jià) ☆☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆☆ ☆ ☆☆☆☆ ☆☆ ☆☆☆☆
　　d小結(jié)
　　計(jì)算機(jī)屏幕上窗口、按鈕、文字等元素都屬于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的范疇，因此屏幕錄制視頻本質(zhì)上來(lái)說是圖形元素的組合，而現(xiàn)在將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼器用于計(jì)算機(jī)圖形的壓縮，當(dāng)然會(huì)遇到很大的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)屏幕和自然圖像之間存在很大的不同，它的輪廓性極強(qiáng)，文字或線條和背景的相關(guān)性極弱。對(duì)于屏幕錄制視頻的壓縮，最容易出現(xiàn)的問題就是將背景顏色部分覆蓋到文字上，導(dǎo)致文字?jǐn)嗔鸦蚰：�。下面就�?jiǎn)單評(píng)述各個(gè)codec的壓縮效果。
　　X264
　　不管是靜止幀還是滾動(dòng)或切換幀，質(zhì)量都非常好，字體非常清晰。
　　不過，需要一提的時(shí)，畫面中的有些顏色沒有表現(xiàn)出來(lái)，如上面主觀質(zhì)量測(cè)試一欄，“軟件評(píng)測(cè)”四個(gè)字的底色本來(lái)是灰色的，但x264壓縮的結(jié)果是白色的。雖然如此，但主觀效果上來(lái)看，x264的壓縮效果是最棒的。
　　DivX
　　對(duì)于word窗口（白底黑字）畫面的壓縮效果非常好，質(zhì)量和x264相近。
　　但對(duì)于網(wǎng)頁(yè)畫面，壓縮效果差，文字出現(xiàn)了混合色，參見上面主觀質(zhì)量測(cè)試一欄中的“軟件評(píng)測(cè)”四個(gè)字。
　　XviD
　　質(zhì)量同x264，就是壓縮文件過大。
　　WMV9
　　靜止幀的壓縮質(zhì)量可以接收。運(yùn)動(dòng)幀的壓縮效果奇差
　　Real9
　　存在略微的模糊和文字?jǐn)嗔�，總體上看，壓縮質(zhì)量還是可以接收的。
　　Quicktime
　　靜止幀的壓縮效果非常好，非常清晰，超過了x264；但滾動(dòng)幀的壓縮質(zhì)量很差，文字倒沒有斷裂，但是背景上有很多雜色，而且網(wǎng)頁(yè)畫面上的文字也比較模糊。見下圖示例：
　　VP6
　　壓縮質(zhì)量略遜于x264，存在略微的文字模糊。
　　AVS
　　由于壓縮速度很慢，未進(jìn)行測(cè)試。
　　五、結(jié)論
　�。�、高碼率情況
　　非常好：x264
　　好：real
　　中等：vp6, wmv9,
　　差：divx, xvid, qt(Sorenson 3)
　　Note: 測(cè)試中，xvid的編碼質(zhì)量不好，與其帶寬偏低有很大關(guān)系。
　�。�、低碼率和極低碼率的情況
　　非常好：x264
　　好：real, avs
　　中等：vp6, wmv9, qt(Sorenson 3)
　　差：divx, xvid
　�。�、屏幕錄制視頻的壓縮
　　非常好：x264
　　好：xvid, real, vp6
　　差：divx, qt(Sorenson 3)
　　極差：wmv9
　　NOTE: WMEncoder9中有screen capture profile，但此次測(cè)試中用WMEncoder9對(duì)錄制源進(jìn)行壓縮時(shí)發(fā)生失敗，故沒能對(duì)screen capture profile進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。
　�。础⒋a率控制能力
　　好：x264, wmv9, real, qt
　　中等：vp6
　　差：divx, xvid, avs（note: avs的碼率控制算法存在缺陷，測(cè)試中沒有采用）
　　綜上所述，x264一款全能的、高效的codec，可以稱得上codec中的王者；real次之，而且也是全能的；其次是vp6，各方面表現(xiàn)都比較中等；Wmv9和quicktime對(duì)自然圖像序列的壓縮效果還不錯(cuò)，但對(duì)于屏幕錄制視頻的壓縮效果很糟糕；xvid優(yōu)于divx，兩者在壓縮性能上的表現(xiàn)同x264有一定的差距，即代表了MPEG４同H.264的差距；avs的測(cè)試不太全面，但隱約的能反映出其編碼效率還是不錯(cuò)的，只不過配套的一些工具還沒做好，如碼率控制等等，AVS走向市場(chǎng)化，還需要進(jìn)一步的努力。

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