相關(guān)定義
在通信和計算機領(lǐng)域,比特率(Bit rate,變量Rbit)是單位時間內(nèi)傳輸或處理的比特的數(shù)量。
在數(shù)字多媒體領(lǐng)域,比特率是單位時間播放連續(xù)的媒體如壓縮后的音頻或視頻的比特數(shù)量。在這個意義上講,它相當于術(shù)語數(shù)字帶寬消耗量,或吞吐量。
比特率規(guī)定使用“比特每秒”(bit/s或bps)為單位,經(jīng)常和國際單位制詞頭關(guān)聯(lián)在一起,如“千”(kbit/s或kbps),“兆”(Mbit/s或Mbps),“吉”(Gbit/s或Gbps) 和“太”(Tbit/s或Tbps)。
雖然經(jīng)常作為"速度"的參考,比特率并不測量"距離"/時間,而是被傳輸或者被處理的"二進制碼數(shù)量"/時間,所以應(yīng)該把它和傳播速度區(qū)分開來,傳播速度依賴于傳輸?shù)慕橘|(zhì)并且有通常的物理意義。
常見誤區(qū)
雖然經(jīng)常作為"速度"的參考,比特率并不測量"距離"/時間,而是被傳輸或者被處理的"二進制碼數(shù)量"/時間,所以應(yīng)該把它和傳播速度區(qū)分開來,傳播速度依賴于傳輸?shù)慕橘|(zhì)并且有通常的物理意義。
毛比特率或粗比特率是每秒物理傳送的總數(shù)量,包括了有效的數(shù)據(jù)和協(xié)議頭。而凈比特率或有效比特率是在物理層上的一個參考點來測量的,不包括底層的協(xié)議頭,比如冗余的信道編碼(前向錯誤糾正)。
電腦概念
比特率是指每秒傳送的比特(bit)數(shù)。單位為bps(Bit Per Second),比特率越高,傳送的數(shù)據(jù)越大。比特率表示經(jīng)過編碼(壓縮)后的音、視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用多少個比特來表示,而比特就是二進制里面最小的單位,要么是0,要么是1。比特率與音、視頻壓縮的關(guān)系,簡單的說就是比特率越高,音、視頻的質(zhì)量就越好,但編碼后的文件就越大;如果比特率越少則情況剛好相反。
計算機中的信息都是二進制的0和1來表示,其中每一個0或1被稱作一個位,用小寫b表示,即bit(位);大寫B(tài)表示byte,即字節(jié),一個字節(jié)=八個位,即1B=8b;前面的大寫K表示千的意思,即千個位(Kb)或千個字節(jié)(KB)。表示文件的大小單位,一般都使用字節(jié)(KB)來表示文件的大小。
Kbps:首先要了解的是,ps指的是/s,即每秒。Kbps指的是網(wǎng)絡(luò)速度,也就是每秒鐘傳送多少個千位的信息(K表示千位,Kb表示的是多少千個位),為了在直觀上顯得網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度較快,一般公司都使用kb(千位)來表示,如果是KBps,則表示每秒傳送多少千字節(jié)。1KBps=8Kbps。ADSL上網(wǎng)時的網(wǎng)速是512Kbps,如果轉(zhuǎn)換成字節(jié),就是512/8=64KBps(即64千字節(jié)每秒)。
計量單位
在電信和計算機科學中,比特率 (bit rate) 是指信號(用數(shù)字二進制位表示)通過系統(tǒng)(設(shè)備、無線電波或?qū)Ь€)處理或傳送的速率,即單位時間內(nèi)處理或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
通常單位為“位每秒”( bit/s, b/s),也寫作bps。“b” 應(yīng)該總是小寫,以避免與“字節(jié)每秒”(Bytes/s, B/s)混淆。——字節(jié)(Byte)是構(gòu)成信息的單位,在計算機中作為處理數(shù)據(jù)的基本單位,1字節(jié)等于8位,即 1 Byte = 8 bits。
通信和計算機行業(yè)內(nèi)經(jīng)常利用“類似國際單位制”的前綴來表示更大的衍生單位:
1024 bit/s = 1 kbit/s (一千位每秒)
1024 kbit/s = 1 Mbit/s (一兆或一百萬位每秒)
1024 Mbit/s = 1 Gbit/s (一吉比特或一十億位每秒)。
這是因為1024等于2的10次方。
但如此一來,國際單位制(SI)意義上的前綴和計算機行業(yè)內(nèi)的前綴的不同意義就導致了單位使用的混亂。(在國際單位制中 1k = 1000 )。
類似的,在字節(jié)上也有這樣的混亂。例如,硬盤生產(chǎn)商是以十進制,即10的3次方=1000,如1MB=1000KB。計算硬盤容量的,而操作系統(tǒng)是以2進制,即2的10次方,如1MiB=1024KB計算的。(為了便于中文化的理解,翻譯MiB為MB也是可以的。)由于硬盤廠商與用戶對于1MB大小的不同理解,所以好多160G的硬盤實際容量按計算機實際的1MB=1024KB算都不到160G,這也可以解釋為什么新買的硬盤“缺斤短兩”并沒有它所標示的那么大。
常利用比特率衡量聲音和視頻文件質(zhì)量。例子:音頻文件中: 8 kbps 通話質(zhì)量, 32 kbps 中波廣播質(zhì)量, 96 kbps FM廣播質(zhì)量, 128 kbps 普通MP3質(zhì)量,1411 Kbps 16位CD質(zhì)量
比特率與波特率
波特率有時候會同比特率混淆,實際上后者是對信息傳輸速率(傳信率)的度量。波特率可以被理解為單位時間內(nèi)傳輸符號的個數(shù)(傳符號率),通過不同的調(diào)制方法可以在一個符號上負載多個比特信息。因此信息傳輸速率即比特率在數(shù)值上和波特率有這樣的關(guān)系:S=IN
其中I為比特率,S為波特率,N為每個符號負載的信息量,以比特為單位。因此只有在每個符號只代表一個比特信息的情況下,例如基帶二進制信號,波特率與比特率才在數(shù)值上相等,但是它們的意義并不相同。
聲音概念
簡介
比特率是指將數(shù)字聲音由模擬格式轉(zhuǎn)化成數(shù)字格式的采樣精度(量化精度),也就是每個聲音樣本的位數(shù)。采樣精度(量化精度)越高,還原后的音質(zhì)就越好。作為一種數(shù)字音樂壓縮效率的參考性指標,比特率表示單位時間(1秒)內(nèi)傳送的比特數(shù)bps(bit per second,位/秒)的速度。通常使用kbps(通俗地講就是每秒鐘1000比特)作為單位。CD中的數(shù)字音樂比特率為1411.2kbps(也就是記錄1秒鐘的cd音樂,需要1411.2×1000比特的數(shù)據(jù)),音樂文件的BIT RATE高是意味著在單位時間(1秒)內(nèi)需要處理的數(shù)據(jù)量(BIT)多,也就是音樂文件的音質(zhì)好的意思。但是,BIT RATE高時文件大小變大,會占據(jù)很多的內(nèi)存容量,音樂文件最常用的bit rate是128kbps,MP3文件可以使用的一般是8-320kbps,但不同MP3機在這方面支持的范圍不一樣,大部分的是32-256Kbps,這個指數(shù)當然是越廣越好了,不過320Kbps是暫時最高等級了。[3]
MP3
32 kbps —MW(AM) 質(zhì)量
96 kbps —FM質(zhì)量
128 - 160 kbps –相當好的質(zhì)量,有時有明顯差別
192 kbps — 優(yōu)良質(zhì)量,偶爾有差別
224 - 320 kbps — 高質(zhì)量
音頻
800 bps – 能夠分辨的語音所需最低碼率(需使用專用的FS-1015語音編解碼器)
8 kbps —電話質(zhì)量(使用語音編碼)
8-500 kbps --Ogg Vorbis和MPEG1 Player1/2/3中使用的有損音頻模式
500 kbps–1.4 Mbps —44.1KHz的無損音頻,解碼器為FLAC Audio,WavPack或Monkey's Audio
1411.2 - 2822.4 Kbps —脈沖編碼調(diào)制(PCM)聲音格式CD光碟的數(shù)字音頻
視頻概念
視頻中的比特率(碼率)原理與聲音中的相同,都是指由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的采樣率。又叫做位速率或者碼率。
碼率計算公式
基本的算法是:【碼率】(kbps)=【文件大小】(字節(jié))X8/【時間】(秒)/1000
音頻文件專用算法:【比特率】(kbps)=【量化采樣點】(kHz)×【位深】(bit/采樣點)×【聲道數(shù)量】(一般為2)
舉例,D5的碟,容量4.3G,其中考慮到音頻的不同格式,所以算為600M,(故剩余容量為4.3*1000-600=3700M),所以視頻文件應(yīng)不大于3.7G,本例中取視頻文件的容量為3.446G,視頻長度100分鐘(6000秒),計算結(jié)果:碼率約等于4933kbps。
碼率幾點原則
1、碼率和質(zhì)量成正比,但是文件體積也和碼率成正比。
2、碼率超過一定數(shù)值,對圖像的質(zhì)量沒有多大影響。
3、DVD的容量有限,無論是標準的4.3G,還是超刻,或是D9,都有極限。
5644.8 kbps —SACD使用的Direct Stream Digital格式
MPEG2
16 kbps —可視電話質(zhì)量(使用者可以接受的"說話的頭"照片的最低要求)
128 – 384 kbps — 商業(yè)導向的視頻會議系統(tǒng)質(zhì)量
1 Mbps —VHS質(zhì)量
1.25 Mbps–VCD質(zhì)量(使用MPEG1壓縮)
5 Mbps —DVD質(zhì)量(使用MPEG2壓縮)
8 – 15 Mbps —高清晰度電視(HDTV) 質(zhì)量(使用H.264壓縮)
29.4 Mbps –HD DVD質(zhì)量
40 Mbps – 藍光光碟(Blu-ray Disc) 質(zhì)量(使用MPEG2、H.264或VC-1壓縮)
440/880 Mbps – SonyHDCAM SR質(zhì)量(SQ/HQ)
常見編碼模式
VBR(Variable Bitrate)動態(tài)比特率也就是沒有固定的比特率,壓縮軟件在壓縮時根據(jù)音頻數(shù)據(jù)即時確定使用什么比特率,這是以質(zhì)量為前提兼顧文件大小的方式,推薦編碼模式;
ABR(Average Bitrate)平均比特率 是VBR的一種插值參數(shù)。LAME針對CBR不佳的文件體積比和VBR生成文件大小不定的特點獨創(chuàng)了這種編碼模式。ABR在指定的文件大小內(nèi),以每50幀(30幀約1秒)為一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的流量,高頻和大動態(tài)表現(xiàn)時使用高流量,可以做為VBR和CBR的一種折衷選擇。
CBR(Constant Bitrate),常數(shù)比特率 指文件從頭到尾都是一種位速率。相對于VBR和ABR來講,它壓縮出來的文件體積很大,而且音質(zhì)相對于VBR和ABR不會有明顯的提高。