什麼是視訊編碼 (Video Encoding)，以及運作原理為何？

視訊編碼是相當複雜的流程，它的基本原理是將一個個視訊檔案轉變成另一個數位格式，以供串流或下載。如果缺少視訊編碼，您將無法觀賞最愛的影集、電影、YouTube影片或Facebook短片。

本文將解說關於視訊編碼您必須知道的一切內容，包括視訊編碼的運作原理，以及編碼、轉碼和解碼的區別等。那麼，現在讓我們開始吧。

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什麼是視訊編碼 (video encoding)？

視訊編碼是將原始視訊資料轉換成可被儲存、傳輸和播放的格式。這是個複雜的流程，包括取得原始視訊資料、進行編碼，接著傳輸至適合的裝置儲存和傳輸，以進行播放。即時串流和 VOD 是現代生活中兩個相當普遍的應用，這兩個服務都需要將視訊編碼，以便轉換成適合的格式，再經由網路串流播送。

務必注意的是，有兩個主要類型的視訊編碼：有損（lossy）和無損（loseless）。無損視訊編碼可產生更清晰的畫質，不過比有損編碼需要更多儲存空間。

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編碼（encoding)、轉碼 (transcoding)、解碼 （decoding)，三者有何區別？

編碼是單純地將檔案壓縮成另一個格式。編碼讓視訊/影片能夠在您的手機或平板播放；如果您曾經從 YouTube 下載一段影片並在手機或平板上觀賞，這是因為影片內容特別為行動裝置編碼。

解碼是將視訊檔案轉換回原始格式的流程，例如：解碼 H264/AVC 視訊檔案將獲得 M4V 檔案，可在 iTunes 或 QuickTime Player 播放。您能夠在自己的裝置上觀賞影片前，這是最重要的視訊串流流程之一。

轉碼不同於編碼，因為編碼是將一種視訊檔案格式壓縮成另一種，而轉碼則是將一種媒體類型轉換成另一種，同時盡量維持視訊品質。因此，如果您有一段 AVC 編碼視訊，不過希望透過 AirPlay™ 串流協定在 Apple TV 上播放，轉碼可將 AVC 編碼檔案轉換成 HLS 格式，因此這段視訊可透過 AirPlay™ 技術經由 Wi-Fi 串流，而不會遺失過多影像品質。

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視訊編碼的運作原理？

視訊編碼的過程包含將視訊拆解成影格，再將各影格 （frame）編碼成位元流（bitstream）。在視訊串流過程中，編碼是壓縮視訊檔案的必要步驟，讓視訊的傳輸更有效率。 編碼影格的過程可以運用幾種技術，包括單一畫面編碼和連續畫面編碼技術。固定畫面（intraframe）編碼技術針對各影格進行編碼，而連續畫面（interframe）編碼技術則針對連續影格間的差異進行編碼。

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有哪些最熱門的視訊編碼格式？

有幾種最熱門的視訊編碼格式，不過其中兩種最普遍使用。第一個是於 2003 年開發的 H.264，獲得除 YouTube 以外的許多重要的串流服務供應商採用。其技術原理類似 1993 年發布的 MPEG-2，且仍應用於如今的 DVD 播放中。

第二種格式是 VP8，這是 Google 於 2008 年發布的格式，是其開放原始碼計畫之一。2010 年當此格式整合至 YouTube 和 Vimeo 帳號（ Netflix 目前不支援）的 HTML5 視訊時，被稱為 WebM 格式。與其他格式相比，如 MPEG-4 或 AVC/H264，VP8 以低位元率提供高品質內容。

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視訊編碼技術讓視訊編碼更容易且品質更佳。

以下是業界廣泛使用的幾種先進視訊編碼技術，包括多重位元率編碼（multi-bitrate encoding）、按主題編碼（Per-Title-Encoding）和視訊超解析度（Video Super Resolution，VSR）。讓我們簡要地介紹這幾個熱門的視訊編碼技術，並檢視這些技術包含哪些元素，以及您如何選擇使用某個特定的編碼技術。

多重位元率編碼 （multi-birtate encoding)

多重位元率編碼意思是為某個視訊檔案編碼時，該技術會將這部視訊編碼成不同位元率的多重視訊流。這項技術讓您能夠創造不同版本的視訊計畫，而不用每次想調整影像品質設定時就必須重新編碼。其目標是確保您的視訊在各種串流環境中都盡可能有出色的品質，例如：如果您在網路連線不佳的室內環境用手機觀看視訊，可能不適合選擇最高畫質的影像，因此播放器就可選擇更適合當前狀況的其他位元率視訊流。

按主題編碼 （Per-title-encoding）

在我們深入探究按主題編碼前，必須瞭解並非所有的視訊內容類型都需要相同的解析度和位元率，端看視訊的複雜度而定。按主題編碼是一種視訊編碼技術，透過編碼前分析來源檔案並將其分類成不同的位元率間隔，以優化編碼流程。編碼器以最適合的位元率處理來源檔案，而非以最高位元率編碼視訊。觀眾可以享受最佳影像品質，同時佔用更少頻寬。此技術不僅可以提升視訊編碼的效率，還可透過節省頻寬降低成本。

影片超解析度 （Video Super Resolution）

影片超解析度（VSR）技術讓您能夠升級低解析度的視訊內容。這項技術運用複雜的演算法分析各影格所有像素的平均值，製造出比原本影像有更多細節的清晰畫面。

這個流程利用我們的眼睛辨識動態影像優於靜態影像的能力，因此 VSR 只會分析影像中動態的部分並以高解析度複製這些動作，所以即使是較低解析度的影像也能製作出更高的畫質。

例如：如果您取得一段舊攝影機的影片並使用 VSR 升級，就會看到朋友的臉龐變得更生動，有更多以前看不到的細節，如雀斑和皺紋。

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結論

在本文中，我們將編碼定義為將視訊從一種格式轉換成另一種格式的流程。編碼讓您能夠壓縮檔案較大的原始檔而不會損失畫質，因此可經由網路串流至任何裝置。

將視訊編碼有數個優點，不過編碼的主要優點是緩衝問題較少，讓觀眾的觀影體驗更投入。

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