视频中分辨率、帧率及码率三者的转换关系
2017-12-08 15:47:58   来源：我爱运维网   评论：0 点击：

一、码率的介绍

 1、定义      码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。通俗一点的理解就是取样率或者比特率（并不等同与采样率，采样率的单位是Hz，表示每秒采样的次数），单位时间内取样率越大，精度就越高，处理出来的文件就越接近原始文件，但是文件体积与取样率是成正比的，所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真，围绕这个核心衍生出来cbr（固定码率）与vbr（可变码率）， “码率”就是失真度，码率越高越清晰，反之则画面粗糙而多马赛克。举例来看，对于一个音频，其码率越高，被压缩的比例越小，音质损失越小，与音源的音质越接近。

2、计算公式

基本的算法是：【码率】(kbps)=【文件大小】x8 x 1024/【时间】(秒)

3、码率几点原则：

1）、码率和质量成正比，但是文件体积也和码率成正比。这是要牢记的。

2）、码率超过一定数值，对图像的质量没有多大影响。

3）、DVD的容量有限，无论是标准的4.3G，还是超刻，或是D9，都有极限。视频码率　计算机中的信息都是二进制的0和1来表示，其中每一个0或1被称作一个位，用小写b表示，即bit（位）；大写B表示byte,即字节，一个字节=八个位，即1B=8b；前面的大写K表示1024的意思，即1024个位（Kb)或1024个字节(KB)。表示文件的大小单位，一般都使用字节（KB）来表示文件的大小。

Kbps：首先要了解的是，ps指的是/s，即每秒。Kbps指的是网络速度，也就是每秒钟传送多少个千位的信息（K表示千位，Kb表示的是多少千个位），为了在直观上显得网络的传输速度较快，一般公司都使用kb（千位）来表示。1KB/S=8Kbps。ADSL上网时的网速是512Kbps,如果转换成字节，就是512/8=64KB/S(即64千字节每秒）。

4）、一般来说，如果是1M的宽带，在网上只能看不超过1024kbps的视频，超过1024kbps的视频只能等视频缓冲才能顺利观看。
 

 二、帧率

1、定义

        视频帧率（Frame rate）是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second，简：FPS）或“赫兹”（Hz）。此词多用于影视制作和电子游戏。

       由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于16的时候，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉停留。这也就是为什么电影胶片是一格一格拍摄出来，然后快速播放的。

       而对游戏，一般来说，第一人称射击游戏比较注重FPS的高低，如果FPS<30的话，游戏会显得不连贯。所以有一句有趣的话：“FPS（指FPS游戏）重在FPS（指帧率）。

       每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说30fps就是可以接受的，但是将性能提升至60fps则可以明显提升交互感和逼真感，但是一般来说超过75fps一般就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。如果帧率超过屏幕刷新率只会浪费图形处理的能力，因为监视器不能以这么快的速度更新，这样超过刷新率的帧率就浪费掉了。

2、 在媒体中帧率有：

电影：23.976fps

电视（PAL）：25fps

电视（NTSC）：29.97fps

CRT显示器：60Hz-85Hz

液晶显示器：60Hz-75Hz

3D显示器： 120Hz

3、影响因素

       既然刷新率越快越好，为什么还要强调没必要追求太高的刷新率呢？

其中原因是在显示‘分辨率’不变的情况下，FPS越高，则对显卡的处理能力要求越高。

       电脑中所显示的画面，都是由显卡来进行输出的，因此屏幕上每个像素的填充都得由显卡来进行计算、输出。

       当画面的分辨率是1024×768时，画面的刷新率要达到24帧/秒，那么显卡在一秒钟内需要处理的像素量就达到了“1024×768×24=18874368”。

       如果要求画面的刷新率达到50帧/秒，则数据量一下子提升到了“1024×768×50=39321600”。

       FPS与分辨率、显卡处理能力的关系如下：

       处理能力=分辨率×刷新率。这也就是为什么在玩游戏时，分辨率设置得越大，画面就越不流畅的原因了。
 

 三、分辨率

       视频分辨率是各类显示器屏幕比例的常用设置，常见的屏幕比例其实只有三种：4:3、16:9和 16:10，再加上一个特殊的5:4。

     · 什么是D1？

D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：

D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF(720×576)

D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz

D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清方式采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz

D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz

D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz，行频为67.5KHZ。

其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的1080P只是专业上的标准

四、三者关系及转换
1部2小时的视频，若码率为800kbps，则文件大小为：2*3600*800/1024/8=703MBytes，若是直播，则需要每个人的观看带宽需要大于或等于800kbps。
码率是视频编码压缩技术有关（压缩参数）。
分辨率的算法：一般视频的帧率为为25fps，那么一秒钟1080P的视频像素就是：1920*1080*25=51840000个。每个像素按真彩显示的话（人眼最多能识别的颜色），即65535种，需要用16位来保存，那么显示1秒钟的视频就需要处理：51840000*16=829Mbits数据，这是非常大的，这里就需要使用视频压缩技术，设定压缩参数，即使用某个压缩码率，比如800kbps，大约压缩1000倍。

最终结论：

帧率：影响画面流畅度，与画面流畅度成正比：帧率越大，画面越流畅；帧率越小，画面越有跳动感。如果码率为变量，则帧率也会影响体积，帧率越高，每秒钟经过的画面越多，需要的码率也越高，体积也越大。

帧率就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，

分辨率：影响图像大小，与图像大小成正比：分辨率越高，图像越大；分辨率越低，图像越小。

清晰度

在码率一定的情况下，分辨率与清晰度成反比关系：分辨率越高，图像越不清晰，分辨率越低，图像越清晰。
在分辨率一定的情况下，码率与清晰度成正比关系，码率越高，图像越清晰；码率越低，图像越不清晰。