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視頻會議音頻編碼

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網(wǎng)絡視頻會議如何進行視頻的碼率控制


網(wǎng)絡視頻會議系統(tǒng)主要是進行音、視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng),而視頻圖像由于采用的是數(shù)字化的形式進行采集,因此其數(shù)據(jù)量一般都很大,雖然現(xiàn)今編解碼技術得到了較大的發(fā)展,如H.264H.265編碼對圖像的壓縮率已經(jīng)很高,但編碼后的圖像數(shù)據(jù)還存在著質量與碼率的制約性,質量越高的圖像,數(shù)據(jù)的傳輸碼率一般都比較高,而質量低一些,碼率一般都比較低。因此在網(wǎng)絡會議的開發(fā)當中,我們應該怎樣控制視頻的傳輸碼率成為了我們必須要關注的問題。在圖像的壓縮過程當中,由于視頻圖像數(shù)據(jù)是通過數(shù)字量化來實現(xiàn)有損壓縮,而圖像的損失主要產生于量化的環(huán)節(jié),因此量化的步長是視頻碼率控制的主要手段,量化步長越大,視頻圖像損失越多,碼率越低;量化步長越小,視頻圖像損失越少,碼率越大。

       網(wǎng)絡會議的開發(fā)當中,從宏觀上看,由于其捕捉的場景經(jīng)過會變動,因此視頻的傳輸碼率也會跟著采集的場景數(shù)據(jù)進行變化;從微觀來看,我們的編解碼對場景的描述主要是通過幀內預測和幀外預測來進行,所謂的幀內預測就是靜態(tài)圖像的數(shù)據(jù)冗余處理,如JPG編碼就是一種典型的幀內預測編碼,一幅靜態(tài)的圖像存在著很多的冗余,幀內預測就是去掉這些靜態(tài)圖像的冗余數(shù)據(jù),而幀外預測就是多個運動的圖像之間存在著較大的數(shù)據(jù)冗余,我們只要傳輸一些變化的數(shù)據(jù),就可以大致還原多個運動的圖像,因此采集的場景變化度越大,其幀外預測的冗余數(shù)據(jù)就越少,其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就會越大。由此可見要對視頻的圖像進行碼率控制,必須要進行編解碼的進行優(yōu)化設置,合理的視頻編碼設置會讓視頻傳輸?shù)拇a率更平穩(wěn),占用更小的帶寬。而控制碼率的手段主要是通過調整編碼器的量化步長來實現(xiàn),圖像內容較多、或者圖像變化加大的情況下,我們可以采用量化步長較少來傳輸,而圖像內容較少的時候,我們可以用量化步長較大來傳輸,但由于視頻圖像是連續(xù)采集的,我們進行量化步長的時候,很難通過當前視頻圖像來判斷下一幀圖像的數(shù)據(jù)大小,因此我們通過自適應的調整碼率來進行圖像的編碼復雜度的控制。

       在視頻碼率的控制上,視頻編解碼器提供三種方式進行碼率的控制,一種是CBR(固定的碼率控制),一種是VBR(動態(tài)的碼率控制),最后一種是ABR(平均碼率控制)。這三種視頻碼率控制方式,都有各自的優(yōu)缺點。CBR控制方式優(yōu)點主要是碼率會按某個固定的值進行傳輸,碼率一般不會超過控制值很多,因此碼率波動較少,但在運動的場景中,其圖像質量會有很多的波動,當圖像不運動的時候,圖像質量較好,而圖像運動的時候,圖像質量變低;VBR方式的優(yōu)點主要是圖像質量維持在一個固定值,但受到圖像運動變化的影響,其碼率波動性較高;而ABR方式是采用了動態(tài)計算碼率的方式,性能上綜合了兩種方式的優(yōu)點,其質量和碼率控制波動性,在前兩者之間,碼率控制在一段時間內較為準確,而質量相對保持原有的水平。因此我們在網(wǎng)絡視頻會議軟件的開發(fā)當中,對不同的會議場景可以采用不同的碼率控制方式,來提高視頻圖像的質量,節(jié)省更大的帶寬,如在視頻圖像都是靜態(tài)的圖像,我們可以采用CBR進行碼率控制,其可以更節(jié)省視頻會議系統(tǒng)的帶寬。而在一些視頻圖像經(jīng)常發(fā)生變化場景的情況下,我們可以通過ABR或者VBR進行視頻碼率控制,雖然其帶寬不能做到精確地控制,但圖像質量在不同的場景中不會發(fā)生明顯的變化,從而提高了視頻會議系統(tǒng)的體驗度。


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