音视频码率的计算

一、前言

        音视频处理相关，首先需要面临的是音视频多媒体的比特率问题，比特率也是码率，一个音频比特率为 128kb/s，即每秒128k bit，8bit=1Byte，也就是这个音频每秒钟占用16KB的存储空间，而如果涉及到多声道就应该乘以相应的倍数。

        由于视频由视频图像数据与音频数据组装而成，因此 对于视频来说，就除了音频audio之外，还要加上video的大小。

        上述音频视频的码率都会涉及到编解码压缩比例的问题。

二、正文

音频码率相关

        首先是音频码率的计算，一个音频的基本属性假设为： 采样率：44.1KHZ，码率：128kb/s，通道数：双声道。

1. 采样率——44.1KHZ，每秒钟对音频的采样频次。
2. 通道数——双声道（立体音）左右耳听到差异的声音，有多少个通道数就有多少个维度的音频数据。
3. 比特率（码率）——128kb/s，每秒钟占多少kb。
4. 采样位数 采样样本幅度量化，衡量声音波动变化的一个参数，也可以说是声卡的分辨率。即纵轴刻度的精确度。假设采样位数如下：

        ——1 字节(也就是8bit) 只能记录 256 个数, 也就是只能将振幅划分成 256 个等级;

        ——2 字节(也就是16bit) 可以细到 65536 个数, CD 标准

        于是先放一张图如下所示，这张图是一个音频的波形图，波形的横轴设为X，纵轴为Y。Y轴的精度就是采样位数，而X轴的精度则代表每秒钟采样频次即采样率，因此一个音频的比特率即单位时间所占空间大小为：比特率=采样率 * 采样位数 * 通道数。

               

        而又由于音频格式的不同，所采用的压缩编码方式皆不相同，因此在计算音频对应比特率时，还应乘以压缩的倍率，如0.2等。

        比特率=采样率 * 采样位数 * 通道数 * 压缩比例

视频码率相关

        由于视频由视频图像及音频声音封装而成，因此视频的码率计算需要分为两部分：视频图像的码率 + 视频中音频的码率。而音频的码率我们已经在上面计算过了，因此接下来要说的是视频图像的码率。
               

        如上图所示，是一段视频，如果要计算一个未经过压缩的视频图像的码率，则需要图像的分辨率（如1080*720）属性，图像位深度（如8或16）以及每秒帧数（如60，90）。即公式如下：

        帧率 * 像素宽 * 像素长 * 位深度 = 视频图像码率。如一个视频属性为：60fps（帧率），480*720p，32位位深，则视频图像码率 = 60 * 480 * 720 * 32。

        整个未压缩的视频码率 = 音频码率 + 视频图像码率；由于当前视频均采用编码压缩，因此还需要乘以倍率，视频码率 = 音频码率* 音频压缩比率 + 视频图像码率* 视频压缩比率。而计算出的视频码率只能大约得估算出真正的视频码率，因为其中还有一些其他的影响参数。

三、结语

        在写这篇博客的时候，也发现了有个根据视频参数自动计算视频码率的网站，https://toolstud.io/video/bitrate.php ，感觉很不错，推荐。