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視頻編解碼器原理

視頻處理發端的圖像信號是由攝像機提供的復合模擬信號，經過數字視頻轉換，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A/D變換，將模擬信號轉換為數字信號，每個像素點為8bit。數字化后信號經預處理，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。編解碼器對應的英文“codec”（coder和decoder簡化而成的合成詞語）和decode通常指軟件，當特指硬件的時候，通常使用“endec”這個單詞。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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編解碼器量化數據原理

量化器為了在一定的主觀保真度圖像的前提下，去掉那些對人的視覺效果影響不大的信息，以進一步地壓縮碼率，故需采用量化器。這些格式中有些只能使用某些編解碼器，而更多可以以容器的方式使用各種編解碼器。量化器除在A/D模擬/數字變換中應用外，通常也用于D/D數字/數字變換，目的是進行數據壓縮。以下僅對D/D變換作一簡介。量化器采用分層量化，即選用不同的步長，針對DCT變換后的不同系數進行量化。對其直流(DC)系數采用一種固定的步長，對其交流系數(AC)采用2～62步長，其步長范圍受后面的緩沖存儲器反饋信號的控制。 [1] 視頻復合編碼器數據視頻信號經信源編碼器進行壓縮后變換成視頻數據，然后送入視頻復合編碼器。復合編碼器首先對視頻數據作進一步壓縮。即按哈夫曼(Huffman)編碼原理進行變字長編碼。其方法是對出現概率大的灰度(亮度)信號進行短的碼字編碼，對出現概率小的信號賦予長的碼字，平均的結果，使視頻數據流總的碼字短，從而達到進一步壓縮的目的。在復合編碼器中，還有一些輔助信號。例如指示信號“發送/不發送”標志，其作用是告訴對方的解碼器，在一幅圖像中，哪些宏塊要發送，哪些宏塊不發送。需要發送的宏塊，又分幀內和幀間兩種編碼方式。幀內預測編碼是利用一幀(一幅圖像)內已經傳送的相鄰像素來求當前像素的預測值；幀間預測編碼在前面已提到。

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編解碼器的前景

首先，視頻作為所謂較大的大數據，存取和交換都離不開壓縮和解壓。其中，前端負責高清圖像的采集，傳輸負責高清圖像的輸送，后端負責高清圖像的存儲，中心負責高清圖像的顯示和業務的管理。因此，背后的編解碼技術（及工程師）是被需要的，短期不會被冷落。但是換個角度看，正是因為編解碼無處不在，高頻和基礎的特點，盡管邏輯上常常放在應用層，但技術下沉或者說硬核化的趨勢很明顯。解碼就不用說了，播放器大都調用芯片內置的硬解碼。編碼方面，情況好一些，NTT，索喜（Socionext）、富士通這些專業做編碼芯片的廠商主要集中在專業領域。真正走量的互聯網視頻服務商大多還是用云 軟編碼的方式。不過如前面提到的，平臺廠商有抄底的趨勢，Intel和Nvida就是代表。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，盡管現在主打AI對抗Nivida。但視頻方面不難推測，Media SDK應該逐步支持到FPGA層面。從這個意義上看，FPGA/ASIC 做編解碼前景還是不錯的，適合于練內功的人，但就業口子不大，集中在少數幾家。相比來說，軟件編解碼門檻低，口子寬但變化快。

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