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原创

音视频解码简介

2022-11-29 09:38:18
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解协议的作用,就是将流媒体协议的数据,解析为标准的相应的封装格式数据。音视频在网络上传播的时候,常常采用各种流媒体协议,例如HTTP,RTMP,或是MMS等等。这些协议在传输视音频数据的同时,也会传输一些信令数据。这些信令数据包括对播放的控制(播放,暂停,停止),或者对网络状态的描述等。解协议的过程中会去除掉信令数据而只保留视音频数据。例如,采用RTMP协议传输的数据,经过解协议操作后,输出FLV格式的数据。
 
 

1. 解封装

解封装的作用,就是将输入的封装格式的数据,分离成为音频流压缩编码数据和视频流压缩编码数据。封装格式种类很多,例如MP4,MKV,RMVB,TS,FLV,AVI等等,它的作用就是将已经压缩编码的视频数据和音频数据按照一定的格式放到一起。例如,FLV格式的数据,经过解封装操作后,输出H.264编码的视频码流和AAC编码的音频码流。

2. 解码

解码的作用,就是将视频/音频压缩编码数据,解码成为非压缩的视频/音频原始数据。音频的压缩编码标准包含AAC,MP3,AC-3等等,视频的压缩编码标准则包含H.264,MPEG2,VC-1等等。解码是整个系统中最重要也是最复杂的一个环节。通过解码,压缩编码的视频数据输出成为非压缩的颜色数据,例如YUV420P,RGB等等;压缩编码的音频数据输出成为非压缩的音频抽样数据,例如PCM数据。

3. 音频同步

视音频同步的作用,就是根据解封装模块处理过程中获取到的参数信息,同步解码出来的视频和音频数据,并将视频音频数据送至系统的显卡和声卡播放出来。

4. 硬解码和软解码

硬解

字面上理解就是用硬件解码。通过显卡的视频加速功能对高清视频进行解码。可以理解为有一个专门的电路板来进行视频的解码工作,是依靠GPU。 调用GPU的专门模块编码来解码,减少CPU运算。显卡核心GPU拥有独特的计算方法,解码效率非常高,这样不但能够减轻CPU的负担,还有着低功耗,发热少等特点。
但是,由于硬解码起步比较晚,软件和驱动对他的支持度很低,基本上硬解码内置什么样的模块,就解码什么样的视频,面对网上各色各样的视频编码样式,兼容性不好。此外,硬解码的滤镜、字幕、画质方面都做的不够理想。
对于android设备,目前用得比较多的芯片就是高通、海思和联发科,这些芯片大都集成了很多的功能,CPU、GUP、DSP、ISP包括视频解码、音频解码等等。 在Android中使用硬件解码直接使用MediaCodec就可以了,虽然MediaPlayer也是硬件解码,但是被封装得太死了,支持的协议很少。而MediaCodec就很好拓展,我们可以根据流媒体的协议和设备硬件本身来自定义硬件解码,代表播放器就是Google的ExoPlayer。

软解

字面上理解就是用软件解码。但是实际上还是要硬件支撑。这个硬件就是CPU。 在软解码过程中,需要对大量的视频信息进行运算,所以对CPU性能的要求非常高。尤其是对高清大码率的视频来说,巨大的运算量就会造成转换效率低,发热量高等问题。 我们最常见的视频软解码开源库就是FFmpeg。目前基于FFmpeg的开源播放器有B站的ijkplayer 不过,软解码不需要过多的硬件支持,兼容性非常高,即使出现新的视频编码格式,只要安装好相应的解码器文件,就可以顺利播放。而且软解码拥有丰富的滤镜,字幕,画面处理优化等效果,只有你CPU够强悍,就能够实现更加出色的画面效果。

5. 硬解和软解总结

在Android设备硬件支持的情况下优先使用Android设备的硬件解码,减少CPU的占用,更加省电。 在Android设备硬解不支持的情况下选择使用软解码,不管怎么样,视频至少能够播放,具有更好的适应性,但是增加了CPU的占用,更加费电,软硬结合才是最好。
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解协议的作用,就是将流媒体协议的数据,解析为标准的相应的封装格式数据。音视频在网络上传播的时候,常常采用各种流媒体协议,例如HTTP,RTMP,或是MMS等等。这些协议在传输视音频数据的同时,也会传输一些信令数据。这些信令数据包括对播放的控制(播放,暂停,停止),或者对网络状态的描述等。解协议的过程中会去除掉信令数据而只保留视音频数据。例如,采用RTMP协议传输的数据,经过解协议操作后,输出FLV格式的数据。
 
 

1. 解封装

解封装的作用,就是将输入的封装格式的数据,分离成为音频流压缩编码数据和视频流压缩编码数据。封装格式种类很多,例如MP4,MKV,RMVB,TS,FLV,AVI等等,它的作用就是将已经压缩编码的视频数据和音频数据按照一定的格式放到一起。例如,FLV格式的数据,经过解封装操作后,输出H.264编码的视频码流和AAC编码的音频码流。

2. 解码

解码的作用,就是将视频/音频压缩编码数据,解码成为非压缩的视频/音频原始数据。音频的压缩编码标准包含AAC,MP3,AC-3等等,视频的压缩编码标准则包含H.264,MPEG2,VC-1等等。解码是整个系统中最重要也是最复杂的一个环节。通过解码,压缩编码的视频数据输出成为非压缩的颜色数据,例如YUV420P,RGB等等;压缩编码的音频数据输出成为非压缩的音频抽样数据,例如PCM数据。

3. 音频同步

视音频同步的作用,就是根据解封装模块处理过程中获取到的参数信息,同步解码出来的视频和音频数据,并将视频音频数据送至系统的显卡和声卡播放出来。

4. 硬解码和软解码

硬解

字面上理解就是用硬件解码。通过显卡的视频加速功能对高清视频进行解码。可以理解为有一个专门的电路板来进行视频的解码工作,是依靠GPU。 调用GPU的专门模块编码来解码,减少CPU运算。显卡核心GPU拥有独特的计算方法,解码效率非常高,这样不但能够减轻CPU的负担,还有着低功耗,发热少等特点。
但是,由于硬解码起步比较晚,软件和驱动对他的支持度很低,基本上硬解码内置什么样的模块,就解码什么样的视频,面对网上各色各样的视频编码样式,兼容性不好。此外,硬解码的滤镜、字幕、画质方面都做的不够理想。
对于android设备,目前用得比较多的芯片就是高通、海思和联发科,这些芯片大都集成了很多的功能,CPU、GUP、DSP、ISP包括视频解码、音频解码等等。 在Android中使用硬件解码直接使用MediaCodec就可以了,虽然MediaPlayer也是硬件解码,但是被封装得太死了,支持的协议很少。而MediaCodec就很好拓展,我们可以根据流媒体的协议和设备硬件本身来自定义硬件解码,代表播放器就是Google的ExoPlayer。

软解

字面上理解就是用软件解码。但是实际上还是要硬件支撑。这个硬件就是CPU。 在软解码过程中,需要对大量的视频信息进行运算,所以对CPU性能的要求非常高。尤其是对高清大码率的视频来说,巨大的运算量就会造成转换效率低,发热量高等问题。 我们最常见的视频软解码开源库就是FFmpeg。目前基于FFmpeg的开源播放器有B站的ijkplayer 不过,软解码不需要过多的硬件支持,兼容性非常高,即使出现新的视频编码格式,只要安装好相应的解码器文件,就可以顺利播放。而且软解码拥有丰富的滤镜,字幕,画面处理优化等效果,只有你CPU够强悍,就能够实现更加出色的画面效果。

5. 硬解和软解总结

在Android设备硬件支持的情况下优先使用Android设备的硬件解码,减少CPU的占用,更加省电。 在Android设备硬解不支持的情况下选择使用软解码,不管怎么样,视频至少能够播放,具有更好的适应性,但是增加了CPU的占用,更加费电,软硬结合才是最好。
文章来自个人专栏
移动开发
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