比特率(Bit Rate)
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比特率是指每秒传送的比特数。单位为bps(Bit Per Second),比特率越高,传送数据速度越快。声音中的比特率是指将模拟声音信号转换成数字声音信号后,单位时间内的二进制数据量,是间接衡量音频质量的一个指标。 视频中的比特率(码率)原理与声音中的相同,都是指由模拟信号转换为数字信号后,单位时间内的二进制数据量。
信道编码中,K符号大小的信源数据块通过编码映射为N符号大小的码字,则K/N成为码率,其中假设编码前后的符号表没有变化。
在数字多媒体领域,比特率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量。在这个意义上讲,它相当于术语数字带宽消耗量,或吞吐量。
比特率规定使用“比特每秒”(bit/s或bps)为单位,经常和国际单位制词头关联在一起,如“千”(kbit/s或kbps),“兆”(Mbit/s或Mbps),“吉”(Gbit/s或Gbps) 和“太”(Tbit/s或Tbps)。
虽然经常作为"速度"的参考,比特率并不测量"距离"/时间,而是被传输或者被处理的"二进制码数量"/时间,所以应该把它和传播速度区分开来,传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。
在电信和计算机科学中,比特率 (bit rate) 是指信号(用数字二进制位表示)通过系统(设备、无线电波或导线)处理或传送的速率,即单位时间内处理或传输的数据量。
通常单位为“位每秒”( bit/s, b/s),也写作bps。“b” 应该总是小写,以避免与“字节每秒”(Bytes/s, B/s)混淆。——字节(Byte)是构成信息的单位,在计算机中作为处理数据的基本单位,1字节等于8位,即 1 Byte = 8 bits。
通信和计算机行业内经常利用“类似国际单位制”的前缀来表示更大的衍生单位:
1000 bit/s = 1 kbit/s (一千位每秒)
1000 kbit/s = 1 Mbit/s (一兆或一百万位每秒)
1000 Mbit/s = 1 Gbit/s (一吉比特或十亿位每秒)。
(此处K和M分别为1000和1000000,而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576)
大的比特率,使用国际单位制词头:
1,000 bps= 【1kbps】 =1,000 bit/s= 0.97656 Kibi bit/s
1,000,000 bps= 【1Mbps】 =1,000,000 bit/s= 0.95367 Mebi bit/s
1,000,000,000 bps= 【1Gbps】 =1,000,000,000 bit/s= 0.93132 Gibi bit/s
比特率是单位时间内传输或处理的比特的数量。比特率经常在通信领域用作连接速度、传输速度、信道容量、最大吞吐量和数字带宽容量的同义词。波特率可以被理解为单位时间内传输符号的个数(传符号率),通过不同的调制方法可以在一个符号上负载多个比特信息。因此信息传输速率即比特率在数值上和波特率有这样的关系:I=SN
其中I为比特率,S为波特率,N为每个符号负载的信息量,以比特为单位。因此只有在每个符号只代表一个比特信息的情况下,例如基带二进制信号,波特率与比特率才在数值上相等,但是它们的意义并不相同。
多媒体行业在指音频或者视频在单位时间内的数据传输率時通常使用码流或码率,单位是kbps(千位每秒)。
在数字多媒体领域,比特率代表了信息的数量,更详细地说,存储了一个记录的每单位时间。比特率和以下几个因素相关:
原始物质也许取样在不同的频率里;
取样可能使用了不同数量的比特;
数据可能按照不同的方式编码;
信息可能用不同的算法或不同的程度进行数字压缩。
通常,以上因素的选择的目的是在比特率的最小化和播放介质时最优化之间达到理想的平衡。
一般原始的多媒体文件都比较大,为了便于使用需要对其进行压缩,而码流就对应了压缩时的取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件也会越大。
如果有损数据压缩应用在音频或虚拟数据,不同于原始的信号被引入,如果压缩是进行了,或有损数据被解压或还原,显而易见形成压缩失真。这些是否影响到质量,如果是程度依赖于压缩的方式,编码的力度,输入数据的特性,听众的感觉,听众对失真的熟悉和视听环境。
专家和高保真音响爱好者可能在很多情况下可以察觉失真,而普通的听众不会。
这里的比特率大体上指普通听众在典型的视听环境,使用最有效的压缩,而与参考标准相比不感到明显的噪音的最小值。
对于在线视频来说,如果是1M的宽带,在网上只能看码流不超过125kbps的视频,超过125kbps的视频只能等视频缓冲才能顺利观看。
音频(MP3)
32 kbit/s—MW(AM)质量
96 kbit/s—FM质量
128 - 160 kbit/s –相当好的质量,有时有明显差别
192 kbit/s—优良质量,偶尔有差别
224 - 320 kbit/s—高质量
其它音频
800 bit/s –能够分辨的语音所需最低码率(需使用专用的FS-1015 语音编解码器)
8 kbit/s—电话质量(使用语音编码)
32-500 kbit/s -- Ogg Vorbis中使用的有损音频模式
500 kbit/s–1 Mbit/s—无损音频,格式为FLAC,ALAC,WavPack或Monkey's Audio
1411.2 kbit/s—脉冲编码调制(PCM)声音格式为光碟(CD)的数字音频
5644.8 kbit/s—SACD使用的Direct Stream Digital格式
视频
16 kbit/s—可视电话质量(使用者可以接受的"说话的头"照片的最低要求)
128 – 384 kbit/s—商业导向的视频会议系统质量
1 Mbit/s—VHS质量
1.25 Mbit/s – VCD质量(使用MPEG1压缩)
5 Mbit/s—DVD质量(使用MPEG2压缩)
8 – 15 Mbit/s—高清晰度电视(HDTV)质量(使用H.264压缩)
29.4 Mbit/s(最高)– HD DVD质量
40 Mbit/s(最高)– 蓝光光碟(Blu-ray Disc)质量(使用MPEG2、H.264或VC-1压缩)
440或880 Mbit/s – Sony HDCAM SR质量(SQ/HQ)
由于技术原因(硬件/软件协议,管理费用,编码方案等),实际比特率在一些参考设备上明显高于上面的数据。