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音視訊開發系列(一)

  人類的五官能夠直接感受聲音和影象,但計算機只能認識二進位制。在音視訊的開發過程中,我們必須將聲音和影象編碼為二進資料流,才能讓計算機識別,進而加工處理、傳輸和儲存;計算機上為人類服務的,儲存的音視訊資料被使用者獲取後,需要重新解碼為人類能夠直接感受的聲音、影象。

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  下面簡單介紹音訊、視訊的處理過程。

  聲音->(麥克風)->音訊

  聲音的本質是聲波,聲波可以在介質中傳播,麥克風通過捕獲聲波傳播過程中引起的振動,將聲波的物理特徵(波形圖:頻率、振幅、速度)轉化為電訊號,電訊號又在音訊驅動程式的作用下轉化為二進位制的數字訊號。這個過程又可以稱為模電轉換(DA),可以抽象為:聲音->取樣->量化-編碼->音訊。

  與之相反的,是音訊解碼過程。使用者獲取到計算機儲存的二進位制音訊檔案,通過解碼程式還原為PCM(Pulse Code Message)訊號,PCM訊號經過電模轉換(AD)還原為人耳可識別的聲音。這個過程可以抽象為:音訊->解碼->聲音。

  在音訊的處理過程中有一個編解碼的過程,這是因為經過量化採集到的聲音訊號在被轉化為二進位制資料後,其檔案佔用的空間是很大的,無論是從記憶體、硬碟的利用,還是網路的傳輸來看,都是十分不友好的。由於人耳可感知的聲波頻率在20HZ~20KHZ之間,把人耳感知範圍外的冗餘訊號去除,並不會明顯地影響人耳的感知效果,但可以大大地減少音訊檔案佔用的空間。

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  影象->(攝像頭)->視訊

  (未完待續...)

  音訊+視訊+其他->視訊

  我們平時說的視訊其實是由音訊、視訊、字幕等部分組合而成的,專業的說法是視訊容器檔案。音訊有自己的編碼格式(如:mp3、aac),視訊有自己的編碼格式(如:mpeg、h264),字幕有自己的編碼格式(如:srt、ssa),最後打包形成的視訊容器檔案也有自己的編碼格式(如:mp4、mkv)。

  在音視訊的開發過程中,我們需要特別掌握各個檔案的編碼方式。

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