比特率

每秒傳送的比特(bit)數

比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位為bps(BitPerSecond),比特率越高,每秒傳送數據就越多,畫質就越清晰。聲音中的比特率是指將模擬聲音信號轉換成數字聲音信號后,單位時間內的二進位數據量,是間接衡量音頻質量的一個指標。視頻中的比特率(碼率)原理與聲音中的相同,都是指由模擬信號轉換為數字信號后,單位時間內的二進位數據量。

通道編碼中,K符號大小的信源數據塊通過編碼映射為N符號大小的碼字,則K/N成為碼率,其中假設編碼前後的符號表沒有變化。

定義


在通信和計算機領域,比特率(Bitrate,變數Rbit)是單位時間內傳輸或處理的比特的數量。比特率經常在通信領域用作連接速度、傳輸速度、通道容量、最大吞吐量和數字帶寬容量的同義詞。
在數字多媒體領域,比特率是單位時間播放連續的媒體如壓縮后的音頻或視頻的比特數量。在這個意義上講,它相當於術語數字帶寬消耗量,或吞吐量。
比特率bitrate又稱“二進位位速率”,數字化的聲頻、視頻等信息傳輸量較大,因此往往以每秒千比特或每秒兆比特為單位予以計量,分別寫作kbt/sec(或kbps)和Mbit/sec(或Mbps)。例如,未經壓縮編碼的個數字化高質量聲音信號的信息量一般為768kbitsec,而一個普通彩色電視信號數字化后的信息量可達216Mbit/sec。一個好的數字傳輸通道可傳幾十路彩色電視節目,它的容量每秒可達到若干吉比特或千兆比特(寫作Gbit/sec或Gbps)。比特率規定使用“比特每秒”(bit/s或bps)為單位,經常和國際單位制詞頭關聯在一起,如“千”(kbit/s或kbps),“兆”(Mbit/s或Mbps),“吉”(Gbit/s或Gbps)和“太”(Tbit/s或Tbps)。
雖然經常作為"速度"的參考,比特率並不測量"距離"/時間,而是被傳輸或者被處理的"二進位碼數量"/時間,所以應該把它和傳播速度區分開來,傳播速度依賴於傳輸的介質並且有通常的物理意義。
在電信和計算機科學中,比特率(bitrate)是指信號(用數字二進位位表示)通過系統(設備、無線電波或導線)處理或傳送的速率,即單位時間內處理或傳輸的數據量。
通常單位為“位每秒”(bit/s,b/s),也寫作bps。“b”應該總是小寫,以避免與“位元組每秒”(Bytes/s,B/s)混淆。——位元組(Byte)是構成信息的單位,在計算機中作為處理數據的基本單位,1位元組等於8位,即1Byte=8bits。
通信和計算機行業內經常利用“類似國際單位制”的前綴來表示更大的衍生單位:
1000bit/s=1kbit/s(一千位每秒)
1000kbit/s=1Mbit/s(一兆或一百萬位每秒)
1000Mbit/s=1Gbit/s(一吉比特或十億位每秒)。
(此處K和M分別為1000和1000000,而不是涉及計算機存儲器容量時的1024和1048576)
大的比特率,使用國際單位制詞頭:
1,000bps=【1kbps】=1,000bit/s=0.97656Kibibit/s
1,000,000bps=【1Mbps】=1,000,000bit/s=0.95367Mebibit/s
1,000,000,000bps=【1Gbps】=1,000,000,000bit/s=0.93132Gibibit/s
常利用比特率衡量聲音和視頻文件質量。例子:音頻文件中:8kbps通話質量,32kbps中波廣播質量,96kbpsFM廣播質量,128kbps普通MP3質量,1411Kbps16位CD質量當描述比特率的時候,二進位乘數詞頭幾乎從來不使用而基本使用國際單位制詞頭作為標準,十進位含義,不是舊的計算機初始的二進位含義。二進位更多地應用於單位位元組/秒(byte/s),而不是電信相關的典型用法。有時在一些特殊的上下文中有必要查找單位的定義。

區分


波特率有時候會同比特率混淆,實際上後者是對信息傳輸速率(傳信率)的度量。波特率可以被理解為單位時間內傳輸符號的個數(傳符號率),通過不同的調製方法可以在一個符號上負載多個比特信息。因此信息傳輸速率即比特率在數值上和波特率有這樣的關係:I=SN
其中I為比特率,S為波特率,N為每個符號負載的信息量,以比特為單位。因此只有在每個符號只代表一個比特信息的情況下,例如基帶二進位信號,波特率與比特率才在數值上相等,但是它們的意義並不相同。

計算機中的應用


比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位為bps(BitPerSecond),比特率越高,傳送的數據越大。比特率表示經過編碼(壓縮)后的音、視頻數據每秒鐘需要用多少個比特來表示,而比特就是二進位裡面最小的單位,要麼是0,要麼是1。比特率與音、視頻壓縮的關係,簡單地說就是比特率越高,音、視頻的質量就越好,但編碼后的文件就越大;如果比特率越少則情況剛好相反。
計算機中的信息都是二進位的0和1來表示,其中每一個0或1被稱作一個位,用小寫b表示,即bit(位);大寫B表示byte,即位元組,一個位元組=八個位,即1B=8b;前面的大寫K表示千的意思,即千個位(Kb)或千個位元組(KB)。表示文件的大小單位,一般都使用位元組(KB)來表示文件的大小。
Kbps:首先要了解的是,ps指的是/s,即每秒。Kbps指的是網路速度,也就是每秒鐘傳送多少個千位的信息(K表示千位,Kb表示的是多少千個位),為了在直觀上顯得網路的傳輸速度較快,一般公司都使用kb(千位)來表示,如果是KBps,則表示每秒傳送多少千位元組。1KBps=8Kbps。ADSL上網時的網速是512Kbps,如果轉換成位元組,就是512/8=64KBps(即64千位元組每秒)。

外部連接


帶寬轉化

簡單轉化千比特/秒(kbit/s)到兆位元組/小時(MB/h)到吉位元組/天(GB/day)到太位元組/月(TB/month)。

在線計算

在擴展閱讀–提供了一個編碼類型和抽樣周期計算實際IP和乙太網帶寬。
在擴展閱讀–解釋語音轉化為IP語音的計算器。
在擴展閱讀--(計算流帶寬和存儲量)

DVB-STV

Linowsat-dailyupdatedaudioandvideobitratesofEuropeansatellites.

聲音中應用


比特率是指將模擬聲音信號轉換成數字聲音信號后,單位時間內的二進位數據量,比特率越大的音質就越好(在相同的編碼格式下,不同格式,無法比較)。作為一種數字音樂壓縮效率的參考性指標,比特率表示單位時間(1秒)內傳送的比特數bps(bitpersecond,位/秒)的速度。通常使用kbps(通俗地講就是每秒鐘1000比特)作為單位。CD中的數字音樂比特率為1411.2kbps(也就是記錄1秒鐘的cd音樂,需要1411.2×1000比特的數據),音樂文件的BITRATE高是意味著在單位時間(1秒)內需要處理的數據量(BIT)多,也就是音樂文件的音質好的意思。但是,BITRATE高時文件大小變大,會佔據很多的內存容量,音樂文件最常用的bitrate是128kbps,MP3文件可以使用的一般是8-320kbps,但不同MP3機在這方面支持的範圍不一樣,大部分的是32-256Kbps,這個指數當然是越廣越好了,不過320Kbps是暫時最高等級了。

音頻

32kbps—MW(AM)質量
96kbps—FM質量
128-160kbps–相當好的質量,有時有明顯差別
192kbps—優良質量,偶爾有差別
224-320kbps—高質量
800bps–能夠分辨的語音所需最低碼率(需使用專用的FS-1015語音編解碼器)
8kbps—電話質量(使用語音編碼)
8-500kbps--OggVorbis和MPEG1Player1/2/3中使用的有損音頻模式
500kbps–1.4Mbps—44.1KHz的無損音頻,解碼器為FLACAudio,WavPack或Monkey'sAudio
1411.2-2822.4Kbps—脈衝編碼調製(PCM)聲音格式CD光碟的數字音頻
5644.8kbps—SACD使用的DirectStreamDigital格式

視頻

16kbps—可視電話質量(使用者可以接受的"說話的頭"照片的最低要求)
128–384kbps—商業導向的視頻會議系統質量
1Mbps—VHS質量
1.25Mbps–VCD質量(使用MPEG1壓縮)
5Mbps—DVD質量(使用MPEG2壓縮)
8–15Mbps—高清晰度電視(HDTV)質量(使用H.264壓縮)
29.4Mbps–HDDVD質量
40Mbps–藍光光碟(Blu-rayDisc)質量(使用MPEG2、H.264或VC-1壓縮)
440/880Mbps–SonyHDCAMSR質量(SQ/HQ)

常見編碼

VBR(VariableBitrate)動態比特率也就是沒有固定的比特率,壓縮軟體在壓縮時根據音頻數據即時確定使用什麼比特率,這是以質量為前提兼顧文件大小的方式,推薦編碼模式;
ABR(AverageBitrate)平均比特率是VBR的一種差值參數。LAME針對CBR不佳的文件體積比和VBR生成文件大小不定的特點獨創了這種編碼模式。ABR在指定的文件大小內,以每50幀(30幀約1秒)為一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的流量,高頻和大動態表現時使用高流量,可以做為VBR和CBR的一種折中選擇。
CBR(ConstantBitrate),常數比特率指文件從頭到尾都是一種位速率。相對於VBR和ABR來講,它壓縮出來的文件體積很大,而且音質相對於VBR和ABR不會有明顯的提高。

視頻中應用


視頻中的比特率(碼率)原理與聲音中的相同,都是指由模擬信號轉換為數字信號的採樣率。又叫做位速率或者碼率。

碼率計算公式

基本的演演算法是:【碼率】(kbps)=【文件大小】(位元組)X8/【時間】(秒)*1000
音頻文件專用演演算法:【比特率】(kbps)=【量化採樣點】(kHz)×【位深】(bit/採樣點)×【聲道數量】(一般為2)
舉例,D5的碟,容量4.3G,其中考慮到音頻的不同格式,所以算為600M,(故剩餘容量為4.3*1000-600=3700M),所以視頻文件應不大於3.7G,本例中取視頻文件的容量為3.446G,視頻長度100分鐘(6000秒),計算結果:碼率約等於4933kbps。

碼率幾點原則

1、碼率和質量成正比,但是文件體積也和碼率成正比。
2、碼率超過一定數值,對圖像的質量沒有多大影響。
3、DVD的容量有限,無論是標準的4.3G,還是超刻,或是D9,都有極限。

實際價值


APE的比特率高低與音質的關係,有如下幾種觀點:
1、APE的比特率越高,音質越好2、APE的比特率和音質沒有關係3、APE的比特率由壓縮比決定。
首先,APE的比特率到底由什麼決定?經過幾次試驗,發現APE的比特率是由原CD本身的特徵和壓制APE時採取的參數兩者共同決定的。原CD的特徵是主要因素。同樣的CD抓的WAV文件,用猴子壓縮時採取不同的參數,會導致得出的APE的比特率有細小的差別(50Kbps左右),壓縮比越高,比特率越低。而原CD的特徵的差異就會導致壓出的APE比特率有非常大的區別(能達到500Kbps左右),這個特徵包括母帶錄製時採樣量值(BIT)、音樂本身的動態範圍(不能簡單認為交響樂就比人聲清唱的動態範圍大)。20BIT和16BIT灌制的CD壓出來的APE比特率差異是很大的。24BIT灌制的CD(比如很多XRCD)壓出的APE能達到1000以上的比特率,普通16BIT壓出APE比特率只能在700Kbps左右徘徊。這就是為什麼網上很多都是正版CD壓的APE比特率卻有那麼大的差距的原因。
比特率和音質的關係。APE是無損音頻,那麼壓縮比的不同會導致比特率的不同,也就說明不能完全用比特率的高低來判斷音質的高低。還有一個有力的論據就是:將MP3轉化成APE格式,比特率也能達到700Kbps/s以上。但是,也不能認為APE比特率和音質一點關係都沒有。在保證是正版CD壓縮的前提之下,同樣的壓縮參數,APE的比特率越高,音樂動態範圍越大,細節更為豐富,清晰!
比特率是個描述單位時間的數據所佔空間大小的量詞。單位時間的數據所佔空間的大小×時間=數據所佔空間大小音頻文件(任何格式)的比特率=該音頻文件所佔空間大小/音樂的時間長度下面舉三個例子:(WAV、APE、MP3各一)
Wave:《被遺忘的時光》共計時長166秒所佔空間29,388,284Bytes比特率1411000bit/秒,換算公式:
8bit=1Byte,1024Bytes=1KB,1024KB=1MB,1411000bit/S×166S=234226000bit234226000bit/8=29,278,250Bytes
APE:《月亮代表我的心》共計時長263秒所佔空間20,537,862Bytes比特率624000bit/秒624000bit/秒×263秒=164112000bit164112000bit/8=20,514,000Bytes
MP3:《花樣年華》共計時長247秒所佔空間3,955,652Bytes比特率128000bit/秒128000bit/秒×247秒=31616000bit31616000bit/8=3,952,000Bytes。

簡介


比特率
比特率
比特率又稱“二進位位速率”,俗稱“碼率”。表示單位時間內傳送比特的數目。用于衡量數字信息的傳送速度,常寫作bit/sec。根據每幀圖像存儲時所佔的比特數和傳輸比特率,可以計算數字圖像信息傳輸的速度。
在近代數字通信中,數字化的視頻等信息傳輸量較大,因此往往以每秒千比特或每秒兆比特為單位予以計量,分別寫作kbit/sec(或kbps)和Mbit/sec(或Mbps)。例如一個普通彩色電視信號數字化后的信息量可達216Mbit/sec。一個好的數字傳輸通道可傳幾十路彩色電視節目,它的容量每秒可達到若干吉比特或千兆比特(寫作Gbit/sec或Gbps)。

靈活性


因為每個網路都是獨特的,而且每條接入線的情況都不同(如長度、衰減、串擾環境等),所以不同電話公司的接入線應能支持不同的數據率。對ADSL和VDSL數據機來說,最好能把數據率設置為眾多可能的數據率中的一個。例如,基於DMT的ADSL和VDSL,在理論上可以以細微的間隔來改變速率,基於CAP的RADSL(速率自適應ADSL),也提供了某些速率設置的靈活性。
然而,電話公司很可能希望將xDSL業務限制在一個小的速率集之內,而這些速率足以提供各種業務。如果能使有限的速率集適合廣泛的業務,則在這種情況下對業務的管理,要比在可變速率的情況下簡單。電話公司希望數據機速率的選擇是在網路的控制之下,而不是在用戶的控制之下。
在這種模式下,對xDSL網路傳輸速率集的選擇應慎重。這時存在著兩個鄰近系統以相差很遠的速率接收業務的可能,而系統必須能處理這樣的情況。而另一種模式,即使用速率自適應ADSL的“最佳結果”法(類似於話帶數據機),則對網路新的經營者和網際網路業務供應商(ISPs)較為有利。

控制方法


大多數比特率控制方案都包括兩部分。一部分是編碼器輸出的編碼比特流輸入到一個緩衝器中。對於恆定比特率通道,該緩衝器中的數據以恆定的速率取出,如果緩衝器足夠大,由MPEG的圖像類型等引起的比特率變化可被平滑掉。這對於恆定比特率傳輸和一般的可變比特率傳輸都是需要的。但是,實際上緩衝器的大小總是有限的。緩衝過程會給系統帶來時延,而這種時延是和緩衝器的大小成正比的。時延對於實時圖像通信通常是個嚴重的問題,所以緩衝器應保持越小越好。這就是說,由於景物內容的變化或切換等引起的比特率長時波動,不能用這種方式平滑掉所以需要另一部分。這就是將輸出比特率的某種度量反饋回編碼器,用以控制編碼過程,從而改變輸出比特率。

應用


單位時間內通過通道傳輸的信息量稱為比特傳輸速率,單位是比特/秒(b/s),簡稱比特率(bitrate)。比特率經常在通信領域用作連接速度、傳輸速度、通道容量、最大吞吐量和數字帶寬容量的同義詞。比特率越高,傳送的數據越大。視頻中的比特率(碼率)是指由模擬信號轉換為數字信號的採樣率。常利用比特率衡量視頻文件質量。

概念區分


波特率又稱作為波形速率或調製速率。一個數據單元的代碼是由有限個數字的組合表示的,每個數字就是一個碼元(或碼位)。在電通信中,往往用一種電波形來代表一個或幾個碼元。不同特徵的波形可以代表不同的碼元值或碼元組合值,波形的持續時間與它所代表的碼元或碼元組合的時間長度一一對應。顯然,一個電波形的持續時間愈短,在單位時間內傳輸的波形數就愈多,或者說,傳輸的數據就愈多,即數據的傳輸速率就愈高。因此,我們可以這樣定義波特率:數據傳輸過程中,在線路上單位時間內傳送的波形個數即為波特率其單位是“波特”(baud)。
“比特率”和“波特率”是在兩種不同概念上定義的速度單位,在不留心的時候,往往容易將兩者混淆。在採用二元波形時,波特率與比特率兩者在數值上是相等的,但它們所代表的意義卻不同。
區別:比特率和波特率都是衡量數據機傳送速率的單位。在數據傳輸中數據信息是用二進位數“0”和“1”表示,每一個二進位數稱為1比特。單位時間內通過通道傳輸的比特數稱為比特率,用比特/秒表示,通常簡寫為bit/s。單位時間內通過通道傳輸的碼元數稱為波特率,也叫調製速率。只有在用兩個值調製的方式下,比特率和波特率才一致。比如四相調製時,數據信號的每二個比特構成一個碼元,共有4種取值:00、01、10和11,它們分別代表4種載波信號的相位變化,因此發送一個這樣的碼元就等於傳送了兩個比特的數據,波特率相當於比特率的一半。平常所說的傳輸速率300、600、1200和9600等,指的是波特率,表示單位時間內傳輸的二進位數字的個數為300、600、1200和9600。