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固定比特率

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固定比特率固定碼率(英語:Constant bitrate,簡稱CBR),這是一個用來形容通信服務質量(QoS,Quality of Service)的術語。和該詞相對應的詞是可變碼率可變比特率(英文variable bit rate,縮寫VBR)。
中文名
固定比特率
外文名
Constant bitrate
別    名
CBR
意    義
形容通信服務質量

固定比特率定義

固定碼率(英語:Constant bitrate,簡稱CBR)這是一個用來形容通信服務質量(QoS,Quality of Service)的術語。和該詞相對應的詞是可變碼率可變比特率(英文variable bit rate,縮寫VBR)。
當形容編解碼器的時候,CBR編碼指的是編碼器的輸出碼率(或者解碼器的輸入碼率)應該是固定值(常數)。當在一個帶寬受限的信道中進行多媒體通訊的時候CBR是非常有用的,因為這時候受限的是最高碼率,CBR可以更容易的使用這樣的信道。但是CBR不適合進行存儲,因為CBR將導致沒有足夠的碼率對複雜的內容部分進行編碼(從而導致質量下降),同時在簡單的內容部分會浪費一些碼率。
大部分編碼方案的輸出都是可變長的碼字,例如霍夫曼編碼或者遊程編碼(run-length coding),這使得編碼器很難做到完美的CBR。編碼器可以通過調整量化(進而調整編碼質量)來部分的解決這個問題,如果同時使用填充碼來完美的達到CBR。(有時候,CBR也指一種非常簡單的編碼方案,比如將一個16位精度的音頻數據流通過抽樣得到一個8位精度的數據流) [1] 

固定比特率平均碼率

平均碼率通常是指數字音樂或者視頻的平均碼率,可以簡單的認為等於文件大小除以播放時間。例如常用的RMVB在壓縮電影時常常設定視頻平均碼率為450kbps,則平均每秒佔用約55千字節,這樣可以估算10分鐘的視頻大小約為55KB*60*10=33MB,2小時的視頻則約為400MB。碼率並不是衡量音頻/視頻質量的唯一標準,格式、圖像大小、音頻採樣率、音頻分辨率等因素也是很重要的指標。
由於在實際編碼中,會根據圖像/音頻的複雜程度,而對碼率進行一些調整,以達到最好的控制文件大小及質量,因此,最終的平均碼率並不能在編碼之前確定下來,波動幅度較大。為了從一定程度解決這個問題,二次編碼方式誕生了。它在第一次編碼時不進行實際編碼運算,僅僅是計算碼率,第二次利用這一計算結果為基礎,根據設定值進行調整,並最終編碼。
除了平均碼率之外,最高碼率,或者叫碼率峯值,也是與碼率有關的一個參數。當碼率峯值高過處理器所能處理的強度時,可能會造成播放延遲。
以上概念是針對可變碼率編碼(VBR)而言的,實際上平均碼率編碼方式理論和此完全不同,請參見下一節。
平均碼率在音頻編碼上的概念
平均碼率(ABR, Average Bit-Rate)在音頻編碼時,指這樣一種編碼方式:它與固定碼率(CBR)基本相同,會按照設定的目標碼率進行編碼。但當編碼器認為“適當”的時候,會使用高於目標碼率的數值來進行編碼以保證更好的質量。
例如一首192kbps的平均碼率編碼的MP3,其中可能存在分散着的一些極短的片段使用了高於192kbps的碼率。但由於它們實在太短了,因此最終的目標文件並不會比使用固定碼率編碼的文件大很多,通常差異在2~3%左右。 [2] 

固定比特率可變碼率

可變碼率(英語:Variable bitrate,簡稱VBR)這是一個用來形容通信服務質量(QoSfor Quality of Service)的術語。和該詞相對應的詞是固定碼率或固定比特率,英文constant bit rate,縮寫CBR。
例如,使用MP3格式的音頻編解碼器,音頻文件可以以8~320kbps的可變碼率進行壓縮,得到相對小的文件來節約存儲空間。
當形容編解碼器的時候,VBR編碼指的是編碼器的輸出碼率(或者解碼器的輸入碼率)可以根據編碼器的輸入源信號的複雜度自適應的調整,目的是達到保持輸出質量保持不變而不是保持輸出碼率保持不變。VBR適用於存儲(不太適用於流式傳輸),可以更有效地利用有限的存儲空間:用比較多的碼字對複雜度高的段進行編碼,用比較少的碼字對複雜度低的段進行編碼。
像Vorbis這樣的編解碼器和幾乎所有的視頻編解碼器內在的都是VBR的。MP3文件也可以以VBR的方式進行編碼。 [2] 
參考資料
  • 1.    解文華, 肖進勝, 易本順,等. 一種改進的先進音頻編碼固定碼率控制算法[J]. 華南理工大學學報 (自然科學版), 2011, 39(7):45-49.
  • 2.    焦華龍, 高飛, 張軍,等. 固定碼率的自適應分辨率轉碼方法: CN, CN 103546755 A[P]. 2014.