前言
文章开始之前先给大家分享一个B站的视频教程，感兴趣的小伙伴可以去看看。
音视频开发全系列教程：https://www.bilibili.com/video/BV1fb4y1d7JU?spm_id_from=333.999.0.0
那些必须懂得的基础知识点
其实我们应该从两个角度来理解这个事情，音视频开发其实可以拆解为两部分，一是音频，一是视频。
音频
声音是怎样产生的？ 在初中的书本也应该有这样的定义，物体振动产生声音。就像人如果没有声带，就会变成哑巴，可能还是会有咿咿呀呀的声音，但是失去了这个基础，终究说不成话。
到了高中，你会接触到波的概念，而声波也就是我们日常生活中最常接触到的波之一。我们评价一个人的声音如何，是不是会用洪亮，尖锐、浑厚这样的词汇来进行形容呢。其他他就是我们声波的三个要素：频率、振幅、波形。
人的听力同样也是有一个接收频率存在的，就像是你听不到蝙蝠的超声波一样，科学家给出的数据如下：20Hz～20kHz，具体范围因人而异。
数字音频
上面讲述的是我们在日常生活的体验，但是计算机呢，它所保存的数据一般都是离散型的。那他如何识别我们的声音，并进行一个记录呢，如何将我们的话翻译成只包含0和1的二进制文件，有将他翻译回来成为我们的声音的呢？
音频处理需要经过3大步骤：采样 -> 量化 -> 编码
采样
首先就是采样的过程，一般我们采用的频率是44.1kHz。也就是1秒的采样次数为44100次。
当然可能会有读者问，为什么要是
44.1kHz呢，我大点小点不可以吗？其实可以，但是别人用44.1kHz，总有他的道理，所以就找了一个比较好的答案给你们。跳转链接
量化
这就是离散化的作用了，想想我们的圆面积在以前是如何来进行运算的，兀的出现是一个怎样的过程？
有n边形来进行一个替换，那这个时候n越大，求得的数值越接近圆真正的值，而兀的值，我们求得的也更为接近。这其实也就是离散化的音频恢复的做法。
离散数据
恢复数据
编码
通常我们所说的音频的裸数据格式就是 脉冲编码调制(PCM) 数据，而他的组成分别有量化格式、采样率、声道数。
- 量化格式：
| 位数 | 最小值 | 最大值 |
|---|---|---|
| 8 | 0 | 255 |
| 16 | -32768 | 32767 |
| 32 | -2147483648 | 2147483647 |
如果位数越大，那么对一个音的描述越明确，那么还原度就越高
- 采样率： 在上文我们已经提及过了
- 声道数： 单声道、双声道、立体声道（2或4个声道）
》》例题《《
如果一个量化格式为16位，采样率为44.1kHz，声道数为2，那么他的比特率是多少？如果存储一分钟，产生的数据量是多少？
比特率可以理解为存储时长为
1s时数据的产生量。即，比特率 = 量化格式 * 采样率 * 声道数
一分钟产生的数据量 = 比特率 * 存储时间 = 44100 * 16 * 2 * 60 = 84672000 Bit
音频编码
这一部分的内容涉及的是一个数据压缩的问题，因为一个数据量过大的文件，其实是不适合在网络中进行传输的，压缩就成为他们的必须要进行处理的事件，当然分为形式有两种：有损压缩、无损压缩。
常见的压缩方式其实有很多，最常见的有：（1）WAV编码 （2）MP3编码 （3）AAC编码 （4）Ogg编码
AAC编码
使用场景： 128Kbit/s以下的音频编码，多用于视频中音频轨的编码。
AAC的音频文件格式有ADIF ＆ ADTS：
- ADIF：Audio Data Interchange Format 音频数据交换格式。这种格式的特征是可以确定的找到这个音频数据的开始，不需进行在音频数据流中间开始的解码，即它的解码必须在明确定义的开始处进行。故这种格式常用在磁盘文件中。
- ADTS：Audio Data Transport Stream 音频数据传输流。这种格式的特征是它是一个有同步字的比特流，解码可以在这个流中任何位置开始。它的特征类似于mp3数据流格式。
对AAC编码格式的详细介绍详见于AAC 文件解析及解码流程
Ogg编码
使用场景： 语音聊天的音频消息场景。
特点： 实现比MP3编码的码率更小，但是音质更优。不支持流媒体
视频
在介绍视频之前，我们需要知道视频是怎么呈现的。
作为一个要传输的数据，自然也是需要进行量化和编码的过程的。
图像数值表示
RGB表示方式
两种表现方式：
-
浮点表示： 取值范围
0.0 ~ 1.0，OpenGL ES中采用的表示方式。 -
整数表示： 取值范围
0 ~ 255或00 ~ FF，8位一个子像素，32位一个像素。存在一些平台的图片格式为RGBA_8888，而Android平台上是RGB_565表示方式，也就是R用5位表示，G用6位表示，B用5位表示，也就是16位来表示一个像素。
那么我们就需要对单张的图像进行一次计算了。以一张1280 * 720的RGB_565的图像作为例子来计算。
存储空间 = 1280 * 720 * 16 = 1.758MB
这只是单张图片的计算结果，我们对于视频的传输是几张图片嘛？
为了让人的视频感觉出“ 视频 ”真的是视频，那必然要有一定的刷新率，刷新率为24fps ，36fps，甚至更高时，这样海量的数据，1个小时的电影下载都不知道要废去多少时间。
YUV表示方式
相较于RGB表示方式的优势在于RGB要求三个独立的视频信号同时传输。
对于YUV的定义：
-
Y：描述明亮度，也称灰度值；是将RGB信号的特定部分叠加。 -
U/Cb：蓝色通道和明亮度的差异值。 -
V/Cr：红色通道和明亮度的差异值。
YUV采样的常见格式为YUV420，这并不是说的Y:Cb:Cr = 4:2:0，代表其实是对每行扫描线来说，一种色度分量是以2:1的抽样率来存储的。
你可以看出的U和V是交替出现和Y进行比较的。
和RGB表示方法一样，来进行一次计算
存储空间 = 1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 4 = 1.318MB
可能读者没明白为什么是
8和4，其实从上面的图中已经说明YUV应该成组出现，那么联合的时候一个完整YUV就应该是12Bit，你也可以选择改写成12。
显然他的存储空间更小了，而且实际应用上更为方便。
YUV和RGB的换算
Y = 0.299R ＋ 0.587G ＋ 0.114B
U = －0.147R － 0.289G ＋ 0.436B
V = 0.615R － 0.515G － 0.100B
----- 再推算回RGB-----
R = Y ＋ 1.14V
G = Y － 0.39U － 0.58V
B = Y ＋ 2.03U
视频编码
因为现在主要流行的编码标准为H.264，因为他创造了多参考帧、多块类型、整数变换、帧内预测等新型压缩技术。
在H.264中，三种类型的帧数据分别为：
- I帧： 帧内编码帧，用于去除空间冗余信息。
- P帧： 前向预测编码帧，参考前面的一个I帧或P帧生成。
- B帧： 双向预测内插编码帧，参考前面的一个I帧或P帧，和后面的一个P帧图像帧编码生成。
P帧和B帧简化去的是视频帧在时间维度上的冗余信息。
关于IDR帧
这是一个特殊的I帧，因为会存在这样的情况。
多帧预测中，P帧参考前面的是前面的一个I帧或P帧生成的，P帧是一个不断向前参考的帧，也就是说前一个I帧并不一定是关键帧，所以就算找到了I帧也不能说能够成为参考条件。而IDR帧就是为了解决这样的问题，一旦找打了IDR帧，也就不会再向前探索参考了，直接成为参考帧。
DTS与PTS
DTS： 标示读入内存中数据流在什么时候开始送入解码器中进行解码。也就是解码顺序的时间戳。
PTS： 用于标示解码后的视频帧什么时候被显示出来。
在没有
B帧的情况下，两者一致；反之则不同了。
GOP
GOP： 指的是两个I帧之间形成的一组图片。必要设置的参数为gop_size，也就是两个I帧之间的帧的数量，如此通过改变gop_size的大小，来控制视频的质量。
音视频开发全系列教程：https://www.bilibili.com/video/BV1fb4y1d7JU?spm_id_from=333.999.0.0
本文转自 https://juejin.cn/post/6844904081102897159，如有侵权，请联系删除。
