音视频基础（音频常用概念）

音视频处理涉及多个重要概念，包括比特率、码率、帧、帧长、交错模式、非交错模式等。下面详细讲解这些概念及其影响。

1. 比特率（Bitrate）

概念

比特率（Bitrate）指的是 单位时间内传输或存储的数据量，通常以 kbps（千比特每秒）或 Mbps（兆比特每秒） 表示。

影响

• 比特率越高，质量越好，但文件体积增大。
• 比特率越低，质量下降，但存储占用减少，适合流媒体传输。

音频比特率

音频比特率表示每秒钟传输的音频数据量。例如：

• 128 kbps（普通 MP3 质量）
• 320 kbps（高品质 MP3）
• 1411 kbps（CD 质量，WAV 格式）

视频比特率

视频比特率包括视频流比特率和音频流比特率，总比特率=视频比特率 + 音频比特率。例如：

• 2 Mbps（标清 480p）
• 5 Mbps（高清 1080p）
• 20 Mbps（超高清 4K）

2. 码率（Bitrate）

码率其实就是比特率的另一种说法，两者可以互换使用。但在一些特定语境下：

• 比特率（Bitrate）强调数据传输速率（如网络流媒体）。
• 码率（Bitrate）强调视频或音频的编码速率。

一般来说，码率 = 比特率，只是在不同语境下使用不同的术语。

3. 帧（Frame）

概念

帧（Frame）是视频或音频的最小单元。

• 视频帧：每一帧都是一张静态图像，多个帧连续播放形成视频。
• 音频帧：一段时间内采样得到的音频数据块。

视频帧

视频通常以 帧率（FPS, Frames Per Second） 表示，即每秒播放的帧数：

• 24 FPS（电影标准）
• 30 FPS（电视和在线视频）
• 60 FPS（游戏、高刷新率显示器）
• 120+ FPS（电竞、VR）

音频帧

音频帧是由采样点组成的一个数据块。例如：

• 采样率 44.1kHz，每帧 1024 采样点。
• 常用于 MP3、AAC 等格式的音频帧大小计算。

4. 帧长（Frame Length）

概念

帧长（Frame Length）指的是每一帧包含的数据长度，单位可以是：

• 时间（毫秒）
• 数据量（字节）

音频帧长

在音频中，帧长 = 采样率 × 每帧样本数 / 通道数。
例如：

• 44.1kHz 采样率，每帧 1024 采样点，则帧长 = 1024 / 44100 ≈ 23.2ms。

视频帧长

视频帧长指的是每帧持续的时间：

• 30 FPS 视频，每帧帧长 = 1/30 = 33.3ms。
• 60 FPS 视频，每帧帧长 = 1/60 = 16.7ms。

帧长影响流畅度，帧长短（高 FPS）画面更流畅，但数据量增大。

5. 交错模式（Interlaced）

概念

交错模式（Interlaced）是一种早期模拟电视视频格式，它将一帧画面拆分成**两场（Field）**交替显示：

• 奇数行（Odd Field）
• 偶数行（Even Field）

这样在低带宽条件下，能够提升视觉上的流畅度。

交错模式的缺点

• 可能出现**“隔行扫描”问题**（如运动模糊、锯齿状边缘）。
• 在现代高清显示器（逐行扫描）上观看时，需要去交错处理。

交错模式的应用

• 老式电视广播（如 NTSC、PAL）
• 部分老式摄像机（DV 录像）
• 1080i 视频格式（i 代表交错）

6. 非交错模式（Progressive）

概念

非交错模式（Progressive）又称逐行扫描，即每一帧都完整显示，不分场。

优点

• 图像更清晰，无交错伪影。
• 适合现代 LCD、LED 屏幕。
• 逐帧渲染，适合高刷新率视频。

应用

• 所有现代显示器（LCD、OLED）
• 现代视频格式（如 1080p、4Kp，p 代表 Progressive）
• 游戏、电影、高质量流媒体

7. 交错模式 vs. 非交错模式

总结

应用建议

• 流媒体（YouTube、Netflix）：

  • 使用逐行扫描（Progressive）
  • 推荐 1080p 或 4Kp，避免 1080i
  • 码率 5~10 Mbps，保证质量

• 游戏、VR 视频：

  • 高帧率（60 FPS 以上）
  • 高比特率（20 Mbps 以上）
  • 逐行扫描（Progressive）

• 老式电视广播：

  • 仍使用交错模式（Interlaced）
  • 1080i（但现代显示器会自动去交错）