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什么是视频编码?定义、工作原理及应用

AI 小喵
视频技术专家
AI 小喵
更新:2025.09.04
发布:2025.08.29
本文内容
    1. 为什么需要视频编码?
    2. 编码与转码的区别
    3. 视频编码的关键要素
  1. 视频编码中常用的格式和编解码器
  2. 视频编码如何驱动当今的视频工作流程
  3. 使用万兴喵影自动编码视频

深入理解视频编码

如果你曾经经历过视频上传或下载缓慢的情况,那种焦躁和沮丧感简直令人崩溃。你盯着加载条就像它欠你钱一样,关闭又重新打开应用,依然卡在那里。这时候,对视频进行编码可能是最佳解决方案。但是,什么是视频编码呢??

"视频编码"指的是将大型视频文件转换成更小、更易于分享的版本,而不会损害视频质量的过程。就像把一条巨大的毯子折叠进一个小抽屉,没有丢失任何东西,只是更智能地打包了。在本指南中,你将了解视频编码器及其工作原理。

what is video encode
定义

"什么是视频编码?"这个术语指的是将原始视频数据转换为压缩的、小型数字格式的过程。视频编码器读取原始文件,然后使用算法重新构建它。这些算法会移除重复数据并压缩视觉内容,确保视频能在各种设备上正常工作。在这个过程中进行的压缩帮助压缩数据,从而减小文件大小。

你可以在不改变格式的情况下压缩文件。但视频编码总是会改变文件结构。因此,虽然编码包括压缩,但并非所有压缩都算作编码。

what video encode means

为什么需要视频编码?

2025年Meta最近的测试显示,智能编码工作流程可以在不明显损失质量的情况下将视频文件大小减少60%,这一点非常重要。一个典型的例子是1分钟1080p原始视频,大约11.2GB。使用H.264编码后,它缩小到只有0.0375GB(约37.5MB),同时保持良好的视觉质量。

how encoding works

以下是视频编码的其他重要原因。

减小文件大小
原始素材非常庞大,这就是为什么一个五分钟的视频片段能轻松占用几个GB。使用视频编码器,相同的视频可以在保持质量的同时大幅减小体积。
优化视频质量
现代编码器工具使用自适应码率逻辑来控制和调整每秒数据流量。它在清晰的视觉效果和高效的文件大小之间取得平衡。
确保视频兼容性
在手机上播放正常的文件可能在智能电视上会卡顿。编码通过将视频包装在正确的容器和编解码器中解决这个问题。

编码与转码的区别

请记住,我们说过视频编码是将原始视频数据转换为可共享格式的过程。就像把面粉变成面包一样。

转码是指将已编码的文件再次转换,可能是为了获得更小的体积、不同的编解码器或新的分辨率。这确保了与旧设备和不稳定网络的兼容性。这更像是将面包切片以适应你的烤面包机。

压缩在两者中都扮演重要角色,但它们并不相同。视频压缩只是编码或转码过程中的一个工具。它就像烤箱的温度,根据你烘焙的内容进行调整。

特征 编码 转码
输入 原始视频(未压缩) 已编码的视频文件
目的 将原始视频转换为可观看格式 更改格式或规格
压缩 在转换过程中应用 通常重新应用或调整
使用时机 从相机或软件首次导出 用于重新上传、流媒体或跨平台分发
输出 新的压缩视频 为新用途重新格式化的视频

视频编码的关键要素

那么,当你使用视频编码器时,在背后发生了什么?在那个流畅的导出按钮背后,有一整套运作中的部件。

encoding process

它们共同塑造了视频编码过程如何提供大小、速度和质量。以下是这些要素的简要分析。

  • 预处理:清理原始素材。移除噪点、调整颜色或调整帧大小。
  • 视频压缩:通过去除冗余减小数据大小。保持视频质量接近原始水平。
  • 帧内压缩 (I帧):一次压缩一帧。适用于高细节场景和随机访问。
  • 帧间压缩(P/B帧):使用周围帧的数据来节省空间。最适合流畅播放。
  • 变换(DCT等):使用DCT变换等工具将像素数据转换为频率数据。节省更多空间。
  • 量化:四舍五入频率值以获得更小的文件大小。可能略微降低视觉细节。
  • 熵编码(CABAC/Huffman):高效编码重复数据。就像智能存储标签一样。
  • 码率控制(CBR、VBR、CRF):管理每秒使用的数据量。平衡质量与文件大小。
  • 打包/容器格式:将视频、音频和字幕捆绑到一个文件中。示例包括MP4、MKV或MOV。

视频编码要素优先级表

要素 在任何编码工作流程中始终使用 目的(基于特定目标的用途)
预处理 准备原始素材(颜色、去交错)
帧内压缩 对编辑和GOP关键帧精确度至关重要
帧间压缩 用于流媒体和存储以降低码率
变换(如DCT) 将空间数据转换为频域
量化 平衡质量与文件大小
熵编码 将量化数据打包成高效位流
码率控制 确保目标质量和传输约束
打包/容器 最终交付必需(MP4、MKV、HLS)
色度子采样 可选 对流媒体和移动设备交付有用
GOP结构 可选 影响定位、ABR和编码效率
宏块/CTU 可选 在H.264/HEVC/AV1中提供更好的压缩
多遍编码 可选 对高质量主文件很重要
自适应码率流 可选 对Netflix和YouTube等平台至关重要
硬件vs软件编码 - 根据实时vs后期制作场景选择

视频编码中常用的格式和编解码器

types of modern codecs

导出视频时,你通常会选择一种格式或编解码器。视频编码器需要合适的编解码器来平衡大小、速度和质量。下面是2025年最常用的编解码器分析。

特征 H.264 (AVC) H.265 (HEVC) AV1 VP9
压缩效率 中等 非常高
最适合 快速导出、旧设备 超高清内容、节省存储空间 大规模流媒体 网页播放
相同码率下的视频质量 良好 更好 极佳 良好
文件大小 较大 较小 最小
硬件支持 极佳 中等 2025年正在增长 良好
软件/浏览器支持 通用 混合 扩展中 强大
编码速度 较慢 最慢 中等
使用案例 编辑、分享 4K、OTT内容 流媒体平台 基于浏览器的视频

影响视频编码的因素

影响视频编码的因素包括:

存储对编码速度的影响
存储类型影响编码速度;SSD读写速度比HDD快,因此存储缓慢可能在编码过程中导致延迟、掉帧或故障。
视频输出质量
4K等更高的目标分辨率需要更多数据和码率,与1080p相比,会导致更长的编码时间和更大的处理工作量。
跨设备和平台兼容性
不同编解码器在各浏览器中的表现可能不一致;智能编码器会根据需要切换容器和编解码器,否则需要手动生成多个输出。

视频编码如何驱动当今的视频工作流程

encoded data for all screens

你拍摄和编辑完成后,必须为各种平台调整这些素材。没有视频编码,你的视频无法在制作流程中顺畅运行。顶级编码器将所有工作流程部分连接起来,这基于一些关键概念。

H.264、H.265、AV1和VP9等编解码器决定了数据处理方式。视频编码器根据播放设备和传送方式选择编解码器。
视频容器
MP4、MKV或WebM等容器将编码的视频、音频和元数据捆绑在一起。只有当容器与编解码器和设备支持匹配时,视频编码结果才能正常工作。

视频编码的不同应用

在线流媒体和点播内容分发
Netflix和YouTube等平台将文件编码成多个码率版本。智能编码器通过HLS和MPEG-DASH生成自适应码率流,减少缓冲并改善跨设备播放体验。
内容创作和后期制作
编辑人员根据内容类型和动作使用编码配置文件导出素材。视频编码器将不同复杂度的场景分开,以实现高效的比特分配。
档案保存、针对目标优化
档案使用近乎无损的编解码器如FFV1或中间格式进行保存。强大的视频编码器确保面向未来的存储,将重新压缩风险降至最低。

创作者应了解的视频编码误区

一旦你用有缺陷的步骤编码视频,结果就会受损。这些错误很常见。及早避免它们。

重复有损重编码
再次编码一个已压缩的视频会导致双重质量损失。始终从原始文件编码,而非压缩文件。
在制作中使用可变帧率源
具有可变帧率的视频源可能导致同步问题或播放卡顿。在编码前锁定帧率,以防止这些错误。
过度依赖硬件编码
仅使用硬件模式的编码器可能会更快地缩小文件大小,但软件编码或多遍配置文件提供更高的视觉精度。

使用万兴喵影自动编码视频

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万兴喵影通过为创作者打造的自动工具简化了视频编码过程。你不需要专业知识就能使用它的智能视频编码器。以下是如何使用万兴喵影编码视频。

第1步
打开万兴喵影并点击新建项目。导入你的原始素材。
第2步
选择导出,然后点击格式选择MP4或MOV作为容器格式。点击编码器下拉菜单并选择一个编解码器,如H.264或AV1。
第3步
点击高级设置获取更多选项。在这里你可以设置分辨率、帧率和码率模式。调整码率控制模式(CBR或VBR,或CRF)。查看导出摘要并点击导出.
import video
export
advanced setting option

万兴喵影视频编码专业技巧

常见应用
日常分享尝试H.264。它提供广泛兼容性和快速编码。
常见应用
如果播放目标支持且你需要更小的文件大小,对4K素材使用HEVC(H.265)。

视频编码最佳实践

自适应码率流
编码多种不同码率和分辨率的版本,确保在各种网络条件下流畅播放。
HTTP实时流媒体(HLS)
对实时流媒体使用恒定码率(CBR)编码,以最大限度减少播放不稳定和缓冲问题。
分辨率与宽高比
匹配分辨率和宽高比到目标设备,确保最佳观看体验。
帧率考量
大多数内容使用30fps,快速动作或游戏画面可选60fps。
测试与质量保证
始终在实际设备上预览导出的短片,并在不同浏览器和操作系统上测试播放效果。

视频编码领域的进步

encoding gears
通用视频编码(VVC)
VVC(H.266)比HEVC提供更强的压缩效果,支持HDR、8K分辨率、更高帧率和广色域。
基本视频编码(EVC)
EVC相比HEVC降低了授权复杂度,提供免版税的基础配置和具有增强编码工具的主配置,实现更高压缩效率。
多编解码器方案(GIViC和BiECVC)
GIViC和BiECVC是下一代AI学习型编解码器,性能超越传统VVC,GIViC比VVC提供15-22%的BD码率提升,而BiECVC通过双向上下文建模将比特率最多降低15%。

结论

你已经了解了视频编码如何将原始素材转换为可观看的文件。一个智能的视频编码器确保这一过程顺畅、高效且准确。选择正确的视频编码方式至关重要,而万兴喵影是首选方案。

万兴喵影内置编码预设、自定义导出设置和实时预览功能,简化了整个流程,让各级创作者都能轻松将原始片段转换为可分享的视频,无需承受压力。

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常见问题

  • 视频编码需要多长时间?
    编码时间因编解码器、分辨率和硬件而异。AV1或VVC编码需要更长时间,而H.264和H.265编码速度更快。使用软件编码通常会减慢处理速度,而硬件编码则能加快速度。使用万兴喵影进行视频编码可以根据不同需求选择适合的编码方式。
  • 最流行的视频编码格式有哪些,哪种最好?
    H.264因其兼容性仍然最受欢迎。H.265相比H.264可节省20-40%的比特率。不过,最佳编解码器取决于你的设备支持、平台需求和编码预算。万兴喵影提供多种编码格式选择,满足不同场景下的视频处理需求。
  • 为什么视频编码对Netflix或B站等流媒体平台很重要?
    编码确保播放流畅、设备兼容性和高效传输。它支持可观测性工具,用于监控启动时间和缓冲等指标,防止问题发生并提升观众满意度。优质的视频编码能让你在各大平台上分享的视频获得更好的观看体验。

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