數字音視頻壓縮技術

文/譚肖平

數字音視頻壓縮技術為行業發展做出了突出貢獻，有重要的研究意義。首先，我們來分析一下該技術的工作原理。首先要將目標音視頻數據收集起來，儲存到合適的地方，然后再將這些數據編碼，再將其壓縮，利用PCI總線的結構，將文件保存到計算機中，音視頻存儲于文件中。如果在后期想要使用音視頻，就可以將這個壓縮文件進行解壓縮，音頻和視頻就可以順利播放。在解壓縮一視頻文件的時候，依賴于主機CPU的功能。目前該技術發展勢頭良好，在壓縮過程中具有實時性，壓縮速度和解壓縮速度也極快，不會產生較大的數據流。下文中，筆者詳細探討了數字音視頻壓縮技術。

1 數字音視頻技術的結構分析

從這些年的發展角度來看，大部分的數字音視頻壓縮技術的組成結構是嵌入式的硬件結構，這種結構可以實現該技術的多種功能，包括數據的采集，數據的壓縮，以及后期的解壓和回放等功能。嵌入式硬件結構接收音視頻信號的來源是音視頻接口，接收到音視頻數據之后，需要將信號進行轉換，這個過程叫做解碼。從接口接收到的信號屬于模擬信號，解碼的功能是將模擬信號進行轉換，轉變為數字信號。數字信號會被輸入到壓縮芯片中，這個過程稱為壓縮或者打包。音視頻數據被壓縮之后，可以通過PCI總線被存儲于硬盤之中。如果后期想要查看音視頻數據的時候，可以再次通過PCI總線將被壓縮的數字信號輸入到專業的處理器中，被稱為音視頻處理器，處理器可以自動的解壓縮數字信號，就完成了再次到模擬信號的轉變，之后順利播放音視頻。

2 數字音視頻技術的功能

該技術有眾多的功能，首先要將模擬信號轉換后進行壓縮存儲，在需要的時候進行解壓縮，實現回放的功能，并且有需要的在網絡里傳輸。

2.1 壓縮功能

要實現負責音視頻的壓縮功能，要分為三個小環節，第一個環節是濾波，接著是解碼和壓縮。濾波是壓縮數字音視頻的關鍵環節，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，經過這個環節之后，音視頻信號變得更加的純凈，聽起來更加悅耳，沒有嘈雜之聲，播放視頻也會更加的清晰，色彩更加明亮。在這個環節里，操作人員要做好濾波過程，認真的計算電路的帶寬，否則的話，如果計算出現錯誤，會將有用的新號一起過濾掉。壓縮過程的第二個環節是解碼，也就是信號之間的轉換，將原有的模擬信號轉變為數字信號。第三個環節是壓縮，這個過程要借助音視頻處理器，將被解碼之后的數字信號壓縮起來，這個環節在應用程序和操作系統的聯合之下，通過CPU來發送指令，來完成壓縮過程，最后將數字信號存儲于硬盤之中。

2.2 回放功能

為了實現音視頻的回放功能，必須將硬盤中的數字信號提取出來，為了還原原本的信號，要對該信號進行解壓縮處理，之后音視頻才可以正常的播放。回放功能分為兩個環節，分別是對音視頻數字信號進行解壓縮，然后通過特殊的編碼轉化為原有模擬信號。所謂的音視頻解壓縮，也就是指將硬盤中存儲的音視頻數字信號傳輸出來，還原為壓縮之前的狀態，這些數字信號被解壓縮之后，不會立刻恢復為模擬信號，而是成為格式特殊的數字信號。編碼功能處理的對象是這些特定格式的數字信號，最終結果是將這些數字信號還原為模擬信號，模擬信號才是我們的感官能夠感受到的信號。

2.3 網絡監看功能

該技術可以實現網絡間看功能，其中需要來自于中間操作系統的幫忙，如果本地的應用程序有了信號請求，可以給本地網絡接線器傳遞數字信號，本地網絡接線器通過信號接受了指令之后，就可以完成特定的結網動作。網絡連接器不需要考慮遠近，即使網絡連接器較遠，本地的應用程序也可以操控，應用程序會向操作系統獲取權限，向網絡連接器發送信號，或者其他的局域網。這樣就可以實現遠程操作，即使在較遠的地方也可以控制目標操作系統。如果想要將下階段的指令延遲或者暫停，可以使用應用程序來操作遠地機，給本地機發送消息之前，要將消息提前準備好。本地機接收到來自于遠地機的指令之后，會調整自身的準備工作，給遠地機發送需要的信息。遠地機和本地機傳遞信息的時候，傳遞的數據都是壓縮文件，接收方收到文件之后，將其解壓縮之后就可以進行回放，或者存儲到數據庫中。

3 數字音視頻技術的實現

為了實現該技術，有兩種方式，分為幀間壓縮和幀內壓縮。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，會使素材的分割和合并受到困難。所以要找出幀頭的出入點，實現多個片段之間的無縫連接，以保證視音頻效果。

其次，我們來分析幀內壓縮方式，在應用這種壓縮技術的時候，要確認好文件的偏移位置，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量，兩個素菜的格式應該保持相同。

4 結束語

通過上述的闡述，可以對數字音視頻壓縮技術有一個大致的了解。隨著各項高新技術的發展，該技術也會不斷進步。為了提高音視頻文件的清晰度，必須要重視對該項技術的探討和研究，為人們的生活帶來更多方便。