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视频码率计算器(BitrateCurve)注意事项

一、所谓码率

对于流媒体，码率（bitrate）可以定义为：单位时间内流过的数据量，单位通常采用kb/s（千比特/秒）。

这里所谓“流过”，其实就是指codec对数据进行处理。不过一般说的恒定码率（CBR）码率、可变码率（VBR），都是针对编码后的数据流，不针对解码后的数据流。解码后的数据流码率通常为一个恒定值（例如解码后的视频码率＝长×宽×色深×fps），不在本文和本软件的探讨范围之内。

码率最简单的计算公式就是：码率＝文件总长度/播放时间

这个公式的物理含义是：codec在播放时间内，需要将整个文件处理完。当然这样算出来的只是一个粗略的平均数，不能反映实际码率在每一秒的变化。而且由于文件中除了音频、视频数据外，还包含其它数据，因此按上面这个公式计算出来的码率会比真正的平均码率稍大。

本软件所计算的，就是编码器压缩生成的数据流的实际码率，不仅有平均码率，还有每一秒的码率，便于对数据流量进行定量分析。

不过对于大多数普通人来说，在说到“码率”的时候，AVI和RMVB又略有不同：RMVB文件是音频、视频一起编码的，所以它的码率，通常是包含音频、视频的总码率；而AVI文件的音频、视频通常是分开压缩，最后才合成到一起，因此一般人在说到AVI的码率时，指的多半只是视频的码率。

本软件可以计算视频、音频、视频＋音频的码率。输出的时候，可以选择输出全部或只输出某一种码率。

二、AVI码率计算

AVI流的码率计算基本思想是：算出fps（framespersecond）值，然后顺序获取每一帧的压缩数据量，将1秒内的所有帧的压缩数据量加在一起，就是这一秒的码率。需要注意的是AVI文件的fps值通常是一个浮点数，因此会出现某一帧横跨两秒的情况（如对于fps＝23.976的AVI文件来说，第24帧就从第1秒尾延续到第2秒头），计算时需要按照跨越的比例在前、后秒间进行分配。如果将fps圆整成整数，不仅计算结果不精确，而且对于播放时间比较长的片子，还可能出现最后几秒没数可算的窘况。

获取帧数据量的方式通常有3种：

使用微软提供的vfw（videoforwindows）接口。对于视频流，这种方法是最方便的，但是音频流经常不能逐帧读取，因此不能用这种方法计算音频流的码率。

使用微软提供的mmio接口，按照RIFF格式解析AVI文件。这种方法要求对AVI文件结构非常了解。

使用第三方源代码，然后在需要的地方进行更改。这个应该是比较省事，也比较靠得住的一种方案。本软件就参考了guliverkli开源项目下的AviSplitter源代码。

为了省事，也为了加快读取速度，本软件直接从AVI文件的"idx1"段读取包长度，这种方式与vfw的处理方式是一样的，不过如果AVI文件中没有索引，或索引出了问题，用本软件读取的数据也会出错。幸好常用的AVI制作、编辑软件Nandub是支持索引的，所以只要是用它合成的AVI，能够正常播放就能用本软件计算码率。

由于计算码率的时候不需要解码，因此不需要在机器上安装相应的codec。

三、RMVB码率计算

RMVB的码率计算方法与AVI类似，不过RMVB的IndexRecord中不包括包（package）长，因此只能逐包读取RMVB数据，在包头信息中有包的时间戳，根据时间戳、包长度，累加即可计算出每一秒内需要处理的总数据长度，即码率。由于包头有时间戳，因此在计算RMVB码率的时候，没有必要计算fps值。不过要注意的是RMVB文件的数据包可能出现跨秒的情况（如前一包的时间戳是1738，后一包的时间戳是2049，则前一包的数据可以认为从前1秒尾跨越到后1秒头），计算时需要按照跨越的比例在前、后秒间进行分配。

RMVB的解析接口我原本以为Real公司会提供，但是看了半天SDK帮助也不得要领，最后接受cool18的建议，参考了guliverkli开源项目下RealMediaSplitter的源代码实现。

四、统计特征量

为了从统计学的角度对码率进行分析，本软件提供了码率分布和统计特征量计算。

码率分布（Bitratedistribution）包括三列：码率（Bitrate，单位为kb/s），频数（Frequence），百分比（Percent）。它的含义是：在整个片子中，码率从多少到多少的时间一共有几秒，在全片中占百分之几。例如下面这段输出：

Bitrate Freq. Percent

<400 3 10.3%

<500 9 31.0%

<600 5 17.2%

<700 5 17.2%

<800 4 13.8%

<900 1 3.4%

<1000 0 0.0%

<1100 0 0.0%

<1200 2 6.9%

其含义为：码率小于400的地方有3处，占全片的10.3%；码率在400～500之间的有9处，占全片的31.0%；码率在500～600之间的有5处，占全片的17.2%，依此类推。

为了简化输出，本软件只提供视频流的码率分布。分布间隔自动计算，计算依据有两个：

间隔为100kb/s的倍数。

间隔区间不超过10个。太多的区间只会使人眼花缭乱。

在本软件中，以计算出来的各秒码率为统计样本，对以下统计指标进行了计算：

Max：最大值。
Min：最小值。
Average：平均值。
Standarddeviation：标准差，反映样本的变化程度。理论上说，标准差适用于对称分布，特别是正态或近似正态分布。我没有时间，也没有兴趣去做码率是否符合正态分布的假设检验，在这里加上这个指标，只不过是出于某种不可救药的职业习惯。如果您认为码率分布不是对称分布，可以忽略标准差和变异系数这两个特征量。
Coefficientofvariation：变异系数＝标准差/平均值。在两组(或几组)资料均数相近、度量单位相同的条件下，标准差大，表示观察值的变异度大，即各观察值离均数较远，均数的代表性较差；反之，表示各观察值多集中在均数周围，均数的代表性较好。若比较度量单位不同或均数相差悬殊的两组(或几组)观察值的变异度时，需计算变异系数进行比较。

由于第一秒、最后一秒的数据很难准确计算，与其它数据相比往往偏差比较大，因此在计算统计特征量时，这两个时间点上的数据不参与运算。

附录A鸣谢

本软件在开发过程中参考了下列代码，在此表示感谢：

AVI、RMVB码率计算部分分别参考了guliverkli开源项目下的AviSplitter和RealMediaSplitter。

Excel文件输出部分采用了AndreiLitvin的SavingExcel2.1Workbook。

曲线绘制部分采用了JuanCarlosSanchez的ScrollChartControl。

AVI文件的视频、音频解码器名称来自AVIcodec。

RMVB文件信息输出参考了AlexeyPavluchenko的rma(RealMediaAnalyzer)的-d命令。

视频码率计算器(BitrateCurve)更新日志

Version1.03
错误修正：在显示某些AVI文件的“文件信息”时，只能显示到视频编码。

Version1.02

新增功能：批量检查RM文件，看其中是否存在码率为0的情况。

新增功能：在AVI文件的“文件信息”中，可以按时间显示视频流长度（原先只显示帧），便于合并AVI时计算字幕起始时间点。

Version1.01

新增功能：“文件信息”，可以显示文件头信息、流信息，用于对文件格式进行分析。

新增功能：在输出TXT文件时，在文件头加入版本信息。

新增功能：在码率列表中突出显示码率最大、最小的5个（点数可设置）点，及0码率点。

新增功能：打开RM文件时，如果发行有0码率点，则用红灯突出显示。

功能修正：AVI文件的fps值通常是一个浮点数，因此会出现某一帧横跨两秒的情况（如对于fps＝23.976的AVI文件来说，第24帧就从第1秒尾延续到第2秒头），以前版本在计算时这种帧的数据量会全部归于后一秒，从本版本开始改为按照跨越的比例在前、后秒间进行分配。因此计算出的码率数据可能会略有不同，但是码率曲线的整体趋势应该不变，对统计特征量的影响也不大。

功能修正：RMVB文件的数据包可能出现跨秒的情况（如前一包的时间戳是1738，后一包的时间戳是2049，则前一包的数据可以认为从第1秒尾跨越到第2秒头），以前版本在计算时这种跨秒包的数据量会全部归于前一秒，从本版本开始改为按照跨越的比例在前、后秒间进行分配。因此计算出的码率数据可能会略有不同，最明显的例子是音频码率曲线更接近于完美的直线。

功能修正：由于第一秒、最后一秒的数据很难准确计算，与其它数据相比往往偏差比较大，因此在计算统计特征量时，这两个时间点上的数据不再参与运算。

Version1.00

同步发行简体中文、英文版本。

新增功能：显示码率列表、码率曲线。

错误修正：在计算AVI文件的时长时，由于舍入误差，有时会多计1秒，这1秒的码率为0，因此会影响统计特征量的计算。

错误修正：如果同时打开的两个片子播放时间不同，则短少的时间段内的码率为随机数。

错误修正：文件打开对话框重定位后，底部空白太多。

Version0.00beta

实现码率计算、码率分布计算、码率统计特征量计算。

支持AVI、RMVB格式。

支持同时显示两个文件。

支持TXT和Excel输出。

视频码率计算器(BitrateCurve)使用方法

一、软件安装/删除

本软件安装非常简单：创建一个目录，用WinZip将下载下来的ZIP包解压缩到该目录即可。

本软件的删除也很简单：删除从ZIP包中解压缩出来的所有文件即可。

ZIP包中包括下列文件：

BitrateCurve.exe。这是软件的主程序。

BitrateCurve.htm。本帮助文件。

如果您下载到的ZIP包中还包括其它文件，毫无疑问不是我放进去的，有广告之嫌疑，请立即删除。

另外程序允许过程中还会生成下列文件：

BitrateCurve.ini。这个是配置文件，改变输出选项后自动生成。

BitrateCurve_chk.txt。批量检查RM文件时的缺省输出文件。

二、软件使用

软件的使用比较简单，按照软件界面上提示的1、2、3步骤操作即可。

对输出内容的解释参见技术探讨。

视频码率计算器(BitrateCurve)常见问题

Q：BitrateCurve有什么用？
A：对于普通大众来说，BitrateCurve有以下用处：
1、可以快速检查下载到的RM文件是否有播放不过去的地方：打开RM文件，如果在中间部分连续出现几秒码率为0的情况（软件显示最小码率为0，界面上会出现对应的红灯），通常在播放的时候那里就会播不过去。对于AVI文件来说，由于本软件直接读取索引段，没有逐包读取movi段，因此不能用这种方式判别文件的好坏。
2、可以通过“文件信息”查看一些压缩时的参数，供自己压片时参考。
而对于一小撮喜欢折腾的人士来说，BitrateCurve也可以帮助他们宣泄灵魂深处强烈的自虐欲望：
1、可以很方便地查看到码率最大、最小的地方，实际观看这些地方的画面效果，然后据此调节压缩时的码率参数（包括最大码率、平均码率等），重新压缩，也就是常说的“好片子要压三遍”。
2、可以同时显示AVI片源和RM文件的码率曲线，比较双方在码率分配方面的差异。
3、可以同时显示两个片源相同、参数不同的AVI文件或RM文件，从而比较压缩参数对码率分配的影响。
无论如何，软件不过是个工具而已，它真正的作用，与使用者密切相关，就象同样一支毛笔，在我手里一文不值，到了名画家手里则价值千金。如果您还发现这个软件有什么特别的作用，欢迎与我联系。胜负足球

Q：为什么要开发BitrateCurve？
A：原因很简单：我见过太多人对RMVB的压缩参数进行争论，每个人都在引经据典，说明不同的参数对码率分配的影响如何如何，但是却没有人能够拿出实际的数字，证明实际的码率究竟是如何分配的。DOOM9上也有人发表过一个计算RMVB码率分布的软件RMVBAnalyser，可惜我每次运行这个软件都会出错，所以才决定开发这个软件，而且连AVI的码率也一起分析，便于比较RMVB及其AVI片源的差异。

Q：BitrateCurve支持哪些格式？
A：目前支持AVI和RMVB。由于计算码率的时候不需要解码，因此不需要在机器上安装相应的codec。

Q：为什么AVI和RMVB的速度会差那么多？
A：原因很简单：在AVI文件的index段中，已经包含计算码率所需的关键信息，因此读取这一小段数据就可以了。RMVB的index段中信息不足，因此只能把整个文件从头读到尾。

Q：BitrateCurve收费吗？
A：BitrateCurve是一个“友情软件”（Friendware），用户在承诺不用于商业目的，也不对文件及其附件进行任何更改的条件下，不需要为使用该软件付任何费用，最多是在某个讨论区看到我发帖子灌水时（我的ID一般是strnghrs），进去捧个人场，作为友情回报；或者在年节时发个email问声好（所以叫“友情软件”）。我承诺绝不在程序中暗藏任何商业广告、木马，但不承诺为使用BitrateCurve的后果承担任何责任。如果您需要将它用于商业目的，或加入您的网站，请与我联系，否则保留追究一切责任的权利。

这是一个码率计算程序，主要用于辅助分析、比较不同压缩参数对码率分配的影响，支持AVI和RMVB