數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)

文/譚肖平

數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)為行業(yè)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，有重要的研究意義。首先，我們來分析一下該技術(shù)的工作原理。首先要將目標(biāo)音視頻數(shù)據(jù)收集起來，儲(chǔ)存到合適的地方，然后再將這些數(shù)據(jù)編碼，再將其壓縮，利用PCI總線的結(jié)構(gòu)，將文件保存到計(jì)算機(jī)中，音視頻存儲(chǔ)于文件中。如果在后期想要使用音視頻，就可以將這個(gè)壓縮文件進(jìn)行解壓縮，音頻和視頻就可以順利播放。在解壓縮一視頻文件的時(shí)候，依賴于主機(jī)CPU的功能。目前該技術(shù)發(fā)展勢頭良好，在壓縮過程中具有實(shí)時(shí)性，壓縮速度和解壓縮速度也極快，不會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)流。下文中，筆者詳細(xì)探討了數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)。

1 數(shù)字音視頻技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析

從這些年的發(fā)展角度來看，大部分的數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)的組成結(jié)構(gòu)是嵌入式的硬件結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的多種功能，包括數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的壓縮，以及后期的解壓和回放等功能。嵌入式硬件結(jié)構(gòu)接收音視頻信號(hào)的來源是音視頻接口，接收到音視頻數(shù)據(jù)之后，需要將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個(gè)過程叫做解碼。從接口接收到的信號(hào)屬于模擬信號(hào)，解碼的功能是將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)會(huì)被輸入到壓縮芯片中，這個(gè)過程稱為壓縮或者打包。音視頻數(shù)據(jù)被壓縮之后，可以通過PCI總線被存儲(chǔ)于硬盤之中。如果后期想要查看音視頻數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以再次通過PCI總線將被壓縮的數(shù)字信號(hào)輸入到專業(yè)的處理器中，被稱為音視頻處理器，處理器可以自動(dòng)的解壓縮數(shù)字信號(hào)，就完成了再次到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)變，之后順利播放音視頻。

2 數(shù)字音視頻技術(shù)的功能

該技術(shù)有眾多的功能，首先要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，在需要的時(shí)候進(jìn)行解壓縮，實(shí)現(xiàn)回放的功能，并且有需要的在網(wǎng)絡(luò)里傳輸。

2.1 壓縮功能

要實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)音視頻的壓縮功能，要分為三個(gè)小環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是濾波，接著是解碼和壓縮。濾波是壓縮數(shù)字音視頻的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是較為重要的一步，在城里音視頻的過程中，先去除模擬信號(hào)中的噪聲和雜音，如果無法去除干凈的話，要盡量控制并減少，經(jīng)過這個(gè)環(huán)節(jié)之后，音視頻信號(hào)變得更加的純凈，聽起來更加悅耳，沒有嘈雜之聲，播放視頻也會(huì)更加的清晰，色彩更加明亮。在這個(gè)環(huán)節(jié)里，操作人員要做好濾波過程，認(rèn)真的計(jì)算電路的帶寬，否則的話，如果計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)將有用的新號(hào)一起過濾掉。壓縮過程的第二個(gè)環(huán)節(jié)是解碼，也就是信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，將原有的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。第三個(gè)環(huán)節(jié)是壓縮，這個(gè)過程要借助音視頻處理器，將被解碼之后的數(shù)字信號(hào)壓縮起來，這個(gè)環(huán)節(jié)在應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的聯(lián)合之下，通過CPU來發(fā)送指令，來完成壓縮過程，最后將數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)于硬盤之中。

2.2 回放功能

為了實(shí)現(xiàn)音視頻的回放功能，必須將硬盤中的數(shù)字信號(hào)提取出來，為了還原原本的信號(hào)，要對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解壓縮處理，之后音視頻才可以正常的播放?；胤殴δ芊譃閮蓚€(gè)環(huán)節(jié)，分別是對(duì)音視頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解壓縮，然后通過特殊的編碼轉(zhuǎn)化為原有模擬信號(hào)。所謂的音視頻解壓縮，也就是指將硬盤中存儲(chǔ)的音視頻數(shù)字信號(hào)傳輸出來，還原為壓縮之前的狀態(tài)，這些數(shù)字信號(hào)被解壓縮之后，不會(huì)立刻恢復(fù)為模擬信號(hào)，而是成為格式特殊的數(shù)字信號(hào)。編碼功能處理的對(duì)象是這些特定格式的數(shù)字信號(hào)，最終結(jié)果是將這些數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)才是我們的感官能夠感受到的信號(hào)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)看功能

該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間看功能，其中需要來自于中間操作系統(tǒng)的幫忙，如果本地的應(yīng)用程序有了信號(hào)請(qǐng)求，可以給本地網(wǎng)絡(luò)接線器傳遞數(shù)字信號(hào)，本地網(wǎng)絡(luò)接線器通過信號(hào)接受了指令之后，就可以完成特定的結(jié)網(wǎng)動(dòng)作。網(wǎng)絡(luò)連接器不需要考慮遠(yuǎn)近，即使網(wǎng)絡(luò)連接器較遠(yuǎn)，本地的應(yīng)用程序也可以操控，應(yīng)用程序會(huì)向操作系統(tǒng)獲取權(quán)限，向網(wǎng)絡(luò)連接器發(fā)送信號(hào)，或者其他的局域網(wǎng)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，即使在較遠(yuǎn)的地方也可以控制目標(biāo)操作系統(tǒng)。如果想要將下階段的指令延遲或者暫停，可以使用應(yīng)用程序來操作遠(yuǎn)地機(jī)，給本地機(jī)發(fā)送消息之前，要將消息提前準(zhǔn)備好。本地機(jī)接收到來自于遠(yuǎn)地機(jī)的指令之后，會(huì)調(diào)整自身的準(zhǔn)備工作，給遠(yuǎn)地機(jī)發(fā)送需要的信息。遠(yuǎn)地機(jī)和本地機(jī)傳遞信息的時(shí)候，傳遞的數(shù)據(jù)都是壓縮文件，接收方收到文件之后，將其解壓縮之后就可以進(jìn)行回放，或者存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。

3 數(shù)字音視頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，有兩種方式，分為幀間壓縮和幀內(nèi)壓縮。首先我們來介紹幀間壓縮方式，使用這種方式的壓縮時(shí)間較短，但是壓縮效果也可以得到保障。但是確定幀的正確位置沒有那么簡單，會(huì)使素材的分割和合并受到困難。所以要找出幀頭的出入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)片段之間的無縫連接，以保證視音頻效果。

其次，我們來分析幀內(nèi)壓縮方式，在應(yīng)用這種壓縮技術(shù)的時(shí)候，要確認(rèn)好文件的偏移位置，將文件重新編制，即使文件被修改，最后被合并之后也能夠正常播放。分割過程和合并過程有類似之處，為了提高素材合并的質(zhì)量，兩個(gè)素菜的格式應(yīng)該保持相同。

4 結(jié)束語

通過上述的闡述，可以對(duì)數(shù)字音視頻壓縮技術(shù)有一個(gè)大致的了解。隨著各項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)也會(huì)不斷進(jìn)步。為了提高音視頻文件的清晰度，必須要重視對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的探討和研究，為人們的生活帶來更多方便。