Transcoding｜转码原理｜媒体理论｜基础理论｜历史｜发展

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Transcoding转码
过程Process
重新编码/重新编码Re-encoding/recoding
缺点Drawbacks
用法Usage
历史History
延伸阅读Further Reading（更新中）

Transcoding转码

Transcoding转码是一种编码到另一种编码的直接数字到数字转换，例如视频数据文件、音频文件（例如 MP3、WAV）或字符编码（例如 UTF-8、ISO/IEC 8859）。这通常是在目标设备（或工作流程）不支持该格式或存储容量有限而要求减小文件大小，或将不兼容或过时的数据转换为更好支持的或现代格式的情况下完成的。

在模拟视频领域，可以在搜索文件以及演示时执行转码。例如，Cineon 和 DPX 文件已广泛用作数字电影的通用格式，但两小时电影的数据大小约为 8 TB。大尺寸会增加处理电影文件的成本和难度。然而，转码为JPEG2000无损格式比其他无损编码技术具有更好的压缩性能，并且在很多情况下，JPEG2000可以将图像压缩到一半大小。

转码通常是一个有损过程，会引入生成损失；然而，如果输出是无损压缩或未压缩的，则转码可以是无损的。转码为有损格式的过程引入了不同程度的生成损失，而从有损到无损或未压缩的转码在技术上是无损转换，因为没有信息丢失；然而，当转换是不可逆的时，更正确地称为破坏性转换。

过程Process

转码是一个两步过程，其中原始数据被解码为中间未压缩格式（例如，用于音频的 PCM；用于视频的 YUV），然后将其编码为目标格式。

重新编码/重新编码Re-encoding/recoding

由于多种原因，人们还可以以相同的格式重新编码数据：

编辑Editing
如果希望以压缩格式编辑数据（例如，对JPEG图像进行图像编辑），通常会对其进行解码、编辑，然后重新编码。这种重新编码会导致数字生成丢失；因此，如果您希望重复编辑一个文件，则只需将其解码一次，然后对该副本进行所有编辑，而不是重复对其进行重新编码。同样，如果需要编码为有损格式，则应推迟到数据最终确定为止，例如掌握后。

较低的比特率Lower bitrate
码率转换是一种类似于转码的过程，其中文件在不改变视频格式的情况下被编码为较低的比特率；这可以包括采样率转换，但可以使用相同的采样率和更高的压缩。这使得人们可以将给定的媒体放入较小的存储空间（例如，将 DVD 放入 VCD 中），或者通过较低的带宽通道。

图像缩放Image scaling
更改视频的图片大小称为变换大小，如果输出分辨率与媒体分辨率不同，则使用该方法。在功能足够强大的设备上，图像缩放可以在播放时完成，但也可以通过重新编码来完成，特别是作为码率转换的一部分（例如需要较低比特率的下采样图像）。
人们还可以使用具有比特率剥离的格式，这允许人们在不重新编码的情况下轻松降低比特率，但质量通常低于重新编码。例如，在 2008 年的 Vorbis 比特率剥离中，质量不如重新编码。

缺点Drawbacks

有损格式转码的主要缺点是质量下降。压缩伪影是累积的，因此转码会导致每一代连续的质量逐渐下降，称为数字生成损失。因此，除非不可避免，否则通常不鼓励进行转码（以有损格式）。

对于希望能够将音频重新编码为任何格式以及进行数字音频编辑的用户，最好保留无损格式的主副本（例如 FLAC、ALAC、TTA、WavPack 等），这样可以节省大量时间。与原始未压缩的 PCM 格式（例如 WAV 和 AIFF）相比，所需的存储空间减少了一半，因为无损格式通常具有元数据选项的额外优势，而 PCM 格式中这些选项要么完全缺失，要么非常有限。这些无损格式可以转码为 PCM 格式，或直接从一种无损格式转码为另一种无损格式，而不会造成任何质量损失。它们可以转码为有损格式，但这些副本将无法转码为任何类型的另一种格式（PCM、无损或有损），而不会造成后续质量损失。

对于图像编辑，建议用户以原始或未压缩格式捕获或保存图像，然后编辑该主版本的副本，仅在最终分发需要较小文件大小的图像时才转换为有损格式。与音频一样，从有损格式转码为任何类型的另一种格式都会导致质量损失。

对于视频编辑（用于视频转换），图像通常在录制过程中直接压缩，因为如果不压缩，则会创建巨大的文件大小，并且因为否则巨大的存储需求对用户来说太麻烦。然而，记录阶段使用的压缩量可能变化很大，并且取决于许多因素，包括所记录图像的质量（例如模拟或数字、标清或高清等）、用户可用的设备类型，这通常与预算限制有关——因为最高质量的数字视频设备和存储空间可能很昂贵。实际上，这意味着任何转码都会涉及一些累积的图像丢失，因此，就最小化质量损失而言，最实用的解决方案是将原始记录视为主副本，以及所需的后续转码版本，该版本通常会以不同的格式和较小的文件大小，只能从该主副本进行转码。

用法Usage

虽然转码可以在内容适配的很多领域中找到，但最常用的是手机内容适配领域。在这种情况下，由于移动设备及其功能的多样性，转码是必须的。这种多样性需要内容适应的中间状态，以确保源内容在其发送到的目标设备上充分发挥作用。

对大多数消费数码相机的视频进行转码可以显着减小文件大小，同时保持质量大致相同。这是可能的，因为大多数消费类相机都是实时的、功率受限的设备，既没有桌面 CPU 的处理能力，也没有强大的电源。

使用转码的最流行的技术之一是多媒体消息服务(MMS)，该技术用于在移动电话之间发送或接收带有媒体（图像、声音、文本和视频）的消息。例如，当使用拍照手机拍摄数码照片时，通常会创建至少 640×480 像素的高质量图像。将图像发送到另一部手机时，此高分辨率图像可能会转码为颜色较少的较低分辨率图像，以便更好地适应目标设备的屏幕尺寸和颜色限制。这种尺寸和颜色的减少改善了目标设备上的用户体验，并且有时是在不同移动设备之间发送内容的唯一方式。

家庭影院 PC 软件广泛使用转码来减少视频文件对磁盘空间的使用。此应用程序中最常见的操作是将 MPEG-2 文件转码为 MPEG-4 或 H.264 格式。

以多对多方式（任何输入格式到任何输出格式）进行实时转码正在成为为任何移动设备上的任何多媒体内容提供真正的搜索功能的必要条件，网络上有超过 5 亿个视频和大量的视频。移动设备。