【郑州校区】学成在线-第13天-讲义-在线学习 HLS 二

2 视频编码
2.1 视频编码格式

首先我们要分清文件格式和编码格式：
文件格式：是指.mp4、.avi、.rmvb等 这些不同扩展名的视频文件的文件格式 ，视频文件的内容主要包括视频和音频，其文件格式是按照一 定的编码格式去编码，并且按照该文件所规定的封装格式将视频、音频、字幕等信息封装在一起，播放器会根据它们的封装格式去提取出编码，然后由播放器解码，最终播放音视频。

音视频编码格式：通过音视频的压缩技术，将视频格式转换成另一种视频格式，通过视频编码实现流媒体的传输。
比如：一个.avi的视频文件原来的编码是a，通过编码后编码格式变为b，音频原来为c，通过编码后变为d。
音视频编码格式各类繁多，主要有几下几类：
MPEG系列 （由ISO[国际标准组织机构下属的MPEG[运动图象专家组开发 ）视频编码方面主要是Mpeg1（vcd用的就是它）、Mpeg2（DVD使用）、Mpeg4（的DVDRIP使用的都是它的变种，如：divx，xvid等）、Mpeg4AVC（正热门）；音频编码方面主要是MPEG Audio Layer 1/2、MPEG Audio Layer 3（大名鼎鼎的mp3）、MPEG-2 AAC 、MPEG-4 AAC等等。注意：DVD音频没有采用Mpeg的。
H.26X系列 （由ITU[国际电传视讯联盟主导，侧重网络传输，注意：只是视频编码） 包括H.261、H.262、H.263、H.263+、H.263++、H.264（就是MPEG4 AVC-合作的结晶）
目前最常用的编码标准是视频H.264，音频AAC。
提问：
H.264是编码格式还是文件格式？
mp4是编码格式还是文件格式？
2.2 FFmpeg 的基本使用
我们将视频录制完成后，使用视频编码软件对视频进行编码，本项目 使用FFmpeg对视频进行编码 。


FFmpeg被许多开源项目采用，QQ影音、暴风影音、VLC等。
下载：FFmpeg https://www.ffffmpeg.org/download.html#build-windows


下载 ：ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static.zip，并解压，本教程将ffffmpeg解压到了
F:\devenv\edusoft\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static下。
将F:\devenv\edusoft\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\bin目
录配置在path环境变量中。
检测是否安装成功：


简单的测试：
将一个.avi文件转成mp4、mp3、gif等。
比如我们将lucene.avi文件转成mp4，运行如下命令：
ffffmpeg -i lucene.avi lucene.mp4
转成mp3：ffffmpeg -i lucene.avi lucene.mp3
转成gif：ffffmpeg -i lucene.avi lucene.gif
官方文档（英文）：http://ffffmpeg.org/ffffmpeg.html
2.2 生成m3u8/ts文件
使用ffffmpeg生成 m3u8的步骤如下：
第一步：先将avi视频转成mp4

ffmpeg.exe ‐i lucene.avi ‐c:v libx264 ‐s 1280x720 ‐pix_fmt yuv420p ‐b:a 63k ‐b:v 753k ‐r 18
.\lucene.mp4

下面把各参数意思大概讲讲，大概了解意思即可，不再此展开流媒体专业知识的讲解。
-c:v 视频编码为x264 ，x264编码是H264的一种开源编码格式。
-s 设置分辨率
-pix_fmt yuv420p：设置像素采样方式，主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0，它的作用是根据采样方式来从码流中还原每个像素点的YUV（亮度信息与色彩信息）值。
-b 设置码率，-b:a和-b:v分别表示音频的码率和视频的码率，-b表示音频加视频的总码率。码率对一个视频质量有很大的作用，后边会介绍。
-r：帧率，表示每秒更新图像画面的次数，通常大于24肉眼就没有连贯与停顿的感觉了。
第二步：将mp4生成m3u8

ffmpeg ‐i lucene.mp4 ‐hls_time 10 ‐hls_list_size 0 ‐hls_segment_filename
./hls/lucene_%05d.ts ./hls/lucene.m3u8

-hls_time 设置每片的长度，单位为秒
-hls_list_size n: 保存的分片的数量，设置为0表示保存所有分片
-hls_segment_fifilename ：段文件的名称，%05d表示5位数字
生成的效果是：将lucene.mp4视频文件每10秒生成一个ts文件，最后生成一个m3u8文件，m3u8文件是ts的索引文件。
使用VLC打开m3u8文件，测试播放效果，VLC 是一款自由、开源的跨平台多媒体播放器及框架，可播放大多数多媒体文件，以及 DVD、音频 CD、VCD 及各类流媒体协议。（http://www.videolan.org/）


2.2.1 码率的设置
码率又叫比特率即每秒传输的bit数，单位为bps(Bit Per Second)，码率越大传送数据的速度越快。
码率的计算公式是：文件大小（转成bit）/ 时长（秒）/1024 = kbps 即每秒传输千位数
例如一个1M的视频，它的时长是10s，它的码率等于

1*1024*1024*8/10/1024 = 819Kbps

码率设置到多少才能达到最好，通过根据个人的经验或参考一些视频网台给出的参考，下图是优酷对码率的要求：



如果要将视频上传到优酷则必须按照上面的要求，如果是自己搭建视频服务器，码率设置不易过大，最终达到的视频清晰度满足业务需求即可。

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2 视频编码
2.1 视频编码格式

首先我们要分清文件格式和编码格式：
文件格式：是指.mp4、.avi、.rmvb等 这些不同扩展名的视频文件的文件格式 ，视频文件的内容主要包括视频和音频，其文件格式是按照一 定的编码格式去编码，并且按照该文件所规定的封装格式将视频、音频、字幕等信息封装在一起，播放器会根据它们的封装格式去提取出编码，然后由播放器解码，最终播放音视频。

音视频编码格式：通过音视频的压缩技术，将视频格式转换成另一种视频格式，通过视频编码实现流媒体的传输。
比如：一个.avi的视频文件原来的编码是a，通过编码后编码格式变为b，音频原来为c，通过编码后变为d。
音视频编码格式各类繁多，主要有几下几类：
MPEG系列 （由ISO[国际标准组织机构下属的MPEG[运动图象专家组开发 ）视频编码方面主要是Mpeg1（vcd用的就是它）、Mpeg2（DVD使用）、Mpeg4（的DVDRIP使用的都是它的变种，如：divx，xvid等）、Mpeg4AVC（正热门）；音频编码方面主要是MPEG Audio Layer 1/2、MPEG Audio Layer 3（大名鼎鼎的mp3）、MPEG-2 AAC 、MPEG-4 AAC等等。注意：DVD音频没有采用Mpeg的。
H.26X系列 （由ITU[国际电传视讯联盟主导，侧重网络传输，注意：只是视频编码） 包括H.261、H.262、H.263、H.263+、H.263++、H.264（就是MPEG4 AVC-合作的结晶）
目前最常用的编码标准是视频H.264，音频AAC。
提问：
H.264是编码格式还是文件格式？
mp4是编码格式还是文件格式？
2.2 FFmpeg 的基本使用
我们将视频录制完成后，使用视频编码软件对视频进行编码，本项目 使用FFmpeg对视频进行编码 。


FFmpeg被许多开源项目采用，QQ影音、暴风影音、VLC等。
下载：FFmpeg https://www.ffffmpeg.org/download.html#build-windows


下载 ：ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static.zip，并解压，本教程将ffffmpeg解压到了
F:\devenv\edusoft\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static下。
将F:\devenv\edusoft\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\ffffmpeg-20180227-fa0c9d6-win64-static\bin目
录配置在path环境变量中。
检测是否安装成功：


简单的测试：
将一个.avi文件转成mp4、mp3、gif等。
比如我们将lucene.avi文件转成mp4，运行如下命令：
ffffmpeg -i lucene.avi lucene.mp4
转成mp3：ffffmpeg -i lucene.avi lucene.mp3
转成gif：ffffmpeg -i lucene.avi lucene.gif
官方文档（英文）：http://ffffmpeg.org/ffffmpeg.html
2.2 生成m3u8/ts文件
使用ffffmpeg生成 m3u8的步骤如下：
第一步：先将avi视频转成mp4

ffmpeg.exe ‐i lucene.avi ‐c:v libx264 ‐s 1280x720 ‐pix_fmt yuv420p ‐b:a 63k ‐b:v 753k ‐r 18
.\lucene.mp4

下面把各参数意思大概讲讲，大概了解意思即可，不再此展开流媒体专业知识的讲解。
-c:v 视频编码为x264 ，x264编码是H264的一种开源编码格式。
-s 设置分辨率
-pix_fmt yuv420p：设置像素采样方式，主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0，它的作用是根据采样方式来从码流中还原每个像素点的YUV（亮度信息与色彩信息）值。
-b 设置码率，-b:a和-b:v分别表示音频的码率和视频的码率，-b表示音频加视频的总码率。码率对一个视频质量有很大的作用，后边会介绍。
-r：帧率，表示每秒更新图像画面的次数，通常大于24肉眼就没有连贯与停顿的感觉了。
第二步：将mp4生成m3u8

ffmpeg ‐i lucene.mp4 ‐hls_time 10 ‐hls_list_size 0 ‐hls_segment_filename
./hls/lucene_%05d.ts ./hls/lucene.m3u8

-hls_time 设置每片的长度，单位为秒
-hls_list_size n: 保存的分片的数量，设置为0表示保存所有分片
-hls_segment_fifilename ：段文件的名称，%05d表示5位数字
生成的效果是：将lucene.mp4视频文件每10秒生成一个ts文件，最后生成一个m3u8文件，m3u8文件是ts的索引文件。
使用VLC打开m3u8文件，测试播放效果，VLC 是一款自由、开源的跨平台多媒体播放器及框架，可播放大多数多媒体文件，以及 DVD、音频 CD、VCD 及各类流媒体协议。（http://www.videolan.org/）


2.2.1 码率的设置
码率又叫比特率即每秒传输的bit数，单位为bps(Bit Per Second)，码率越大传送数据的速度越快。
码率的计算公式是：文件大小（转成bit）/ 时长（秒）/1024 = kbps 即每秒传输千位数
例如一个1M的视频，它的时长是10s，它的码率等于

1*1024*1024*8/10/1024 = 819Kbps

码率设置到多少才能达到最好，通过根据个人的经验或参考一些视频网台给出的参考，下图是优酷对码率的要求：



如果要将视频上传到优酷则必须按照上面的要求，如果是自己搭建视频服务器，码率设置不易过大，最终达到的视频清晰度满足业务需求即可。