音視頻碼率的計算

1、前言

        音視頻處理相關，首先須要面臨的是音視頻多媒體的比特率問題，比特率也是碼率，一個音頻比特率爲 128kb/s，即每秒128k bit，8bit=1Byte，也就是這個音頻每秒鐘佔用16KB的存儲空間，而若是涉及到多聲道就應該乘以相應的倍數。

        因爲視頻由視頻圖像數據與音頻數據組裝而成，所以 對於視頻來講，就除了音頻audio以外，還要加上video的大小。

        上述音頻視頻的碼率都會涉及到編解碼壓縮比例的問題。

2、正文

音頻碼率相關

        首先是音頻碼率的計算，一個音頻的基本屬性假設爲： 採樣率：44.1KHZ，碼率：128kb/s，通道數：雙聲道。

1. 採樣率——44.1KHZ，每秒鐘對音頻的採樣頻次。
2. 通道數——雙聲道（立體音）左右耳聽到差別的聲音，有多少個通道數就有多少個維度的音頻數據。
3. 比特率（碼率）——128kb/s，每秒鐘佔多少kb。
4. 採樣位數  採樣樣本幅度量化，衡量聲音波動變化的一個參數，也能夠說是聲卡的分辨率。即縱軸刻度的精確度。假設採樣位數以下：

        ——1 字節(也就是8bit) 只能記錄 256 個數, 也就是隻能將振幅劃分紅 256 個等級;

        ——2 字節(也就是16bit) 能夠細到 65536 個數,  CD 標準

        因而先放一張圖以下所示，這張圖是一個音頻的波形圖，波形的橫軸設爲X，縱軸爲Y。Y軸的精度就是採樣位數，而X軸的精度則表明每秒鐘採樣頻次即採樣率，所以一個音頻的比特率即單位時間所佔空間大小爲：比特率=採樣率 * 採樣位數 * 通道數。

               

        而又因爲音頻格式的不一樣，所採用的壓縮編碼方式皆不相同，所以在計算音頻對應比特率時，還應乘以壓縮的倍率，如0.2等。

        比特率=採樣率 * 採樣位數 * 通道數 * 壓縮比例

視頻碼率相關

        因爲視頻由視頻圖像及音頻聲音封裝而成，所以視頻的碼率計算須要分爲兩部分：視頻圖像的碼率 + 視頻中音頻的碼率。而音頻的碼率咱們已經在上面計算過了，所以接下來要說的是視頻圖像的碼率。                

        如上圖所示，是一段視頻，若是要計算一個未通過壓縮的視頻圖像的碼率，則須要圖像的分辨率（如1080*720）屬性，圖像位深度（如8或16）以及每秒幀數（如60，90）。即公式以下：

        幀率 * 像素寬 * 像素長 * 位深度 = 視頻圖像碼率。如一個視頻屬性爲：60fps（幀率），480*720p，32位位深，則視頻圖像碼率 = 60 * 480 * 720 * 32。

        整個未壓縮的視頻碼率 = 音頻碼率 + 視頻圖像碼率；因爲當前視頻均採用編碼壓縮，所以還須要乘以倍率，視頻碼率 = 音頻碼率* 音頻壓縮比率 + 視頻圖像碼率* 視頻壓縮比率。而計算出的視頻碼率只能大約得估算出真正的視頻碼率，由於其中還有一些其餘的影響參數。

3、結語

        在寫這篇博客的時候，也發現了有個根據視頻參數自動計算視頻碼率的網站，toolstud.io/video/bitra… ，感受很不錯，推薦。