Codec là gì? Có quan trọng không? Máy tính cần bao nhiêu?

Thuật ngữ “codec” xuất hiện rất nhiều. Đặc biệt là khi nó được sử dụng để mô tả các định dạng âm thanh và video, cũng như các kỹ thuật nén được sử dụng để làm cho các tệp nhỏ hơn. Nhưng thuật ngữ này có nghĩa là gì và nó bắt nguồn từ đâu? Hãy cùng tìm hiểu thêm về phần mềm hỗ trợ này thông qua chia sẻ dưới đây.

Codec là gì?

“Codec” là thuật ngữ dùng để mô tả phần mềm có thể mã hóa và giải mã dữ liệu. Ví dụ, codec MP3 được dùng để tạo tệp MP3 từ dữ liệu âm thanh. Phần mềm này nén các tệp phương tiện như video, âm thanh và hình ảnh. Mục đích là để tiết kiệm bộ nhớ thiết bị và truyền các tệp đó hiệu quả qua các mạng như internet. Về bản chất, codec được dùng để mã hóa dữ liệu được hỗ trợ để gửi hoặc lưu. Sau đó, người dùng xem dữ liệu bằng bộ giải mã tương ứng. Thuật ngữ codec là sự kết hợp của các từ mã hóa, giải mã, nén và giải nén.

“Codec” là thuật ngữ dùng để mô tả phần mềm có thể mã hóa và giải mã dữ liệu.

Một codec chuyển đổi dữ liệu từ một định dạng, mã hóa nó thành một định dạng khác. Đồng thời, gói phần mềm giải mã nó tại điểm thoát của phiên giao tiếp. Một codec bao gồm một bộ mã hóa và một bộ giải mã. Một bộ mã hóa làm giảm kích thước của một tệp phương tiện, trong khi một bộ giải mã mở rộng nó. Mỗi codec được thiết kế để mã hóa các loại phương tiện khác nhau như video và âm thanh.

Mặc dù thuật ngữ codec là từ ghép của bộ mã hóa và bộ giải mã, cùng một phần mềm không nhất thiết có khả năng thực hiện cả hai nhiệm vụ. Một số ví dụ đáng chú ý bao gồm bộ mã hóa LAME MP3 gốc và bộ mã hóa video DivX.

Tầm quan trọng của Codec

Codec đóng vai trò quan trọng trong phương tiện truyền thông kỹ thuật số vì nhiều lý do. Bao gồm nhưng không giới hạn ở những lý do sau.

Truyền dữ liệu hiệu quả hơn

Các tệp video và nhạc thường có kích thước rất lớn. Kích thước lớn này thường khiến chúng khó truyền qua Internet. Quá trình truyền này được thiết kế để xử lý dữ liệu trong các gói nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Điều này dẫn đến tốc độ tải xuống chậm và truyền dữ liệu không hiệu quả. Một trong những chức năng chính của codec là nén các tệp phương tiện. Về bản chất, codec là một phần không thể thiếu của trải nghiệm phương tiện kỹ thuật số.

Để giải quyết vấn đề này và tăng tốc quá trình tải xuống, codec được sử dụng. Các phần mềm này hoạt động bằng cách mã hóa hoặc nén tín hiệu để truyền. Quá trình này bao gồm việc giảm kích thước tệp phương tiện mà không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng. Sau đó, tệp nén được gửi qua internet, chiếm ít băng thông hơn và do đó truyền với tốc độ nhanh hơn.

Một trong những chức năng chính của codec là nén các tập tin phương tiện.

Nếu các tệp phương tiện không được nén, việc truyền chúng qua internet sẽ khó khăn và tốn thời gian hơn đáng kể. Điều này là do các tệp không nén có kích thước lớn hơn và cần nhiều tài nguyên hơn để truyền. Trên thực tế, ước tính rằng việc tải xuống sẽ mất khoảng thời gian lâu hơn từ ba đến năm lần so với hiện tại với codec. Bằng cách nén các tệp này, phần mềm sẽ giảm lượng dữ liệu cần truyền. Điều này giúp tăng tốc quá trình chia sẻ và làm cho nó hiệu quả hơn.

Bảo tồn không gian lưu trữ

Một trong những chức năng chính của nó là nén các tệp phương tiện. Điều này giúp tiết kiệm không gian lưu trữ. Nếu không có nó, các tệp phương tiện sẽ chiếm nhiều không gian lưu trữ hơn đáng kể. Tải xuống trực tuyến sẽ chậm hơn đáng kể. Các dịch vụ như thoại qua IP sẽ không khả thi. Một số loại tệp phương tiện, như video, có thể cực kỳ lớn. Chúng sẽ chiếm nhiều không gian lưu trữ nếu không được nén.

Hãy tưởng tượng lượng dữ liệu cần thiết để lưu trữ video chưa nén:

• Một khung hình video có độ phân giải cao (1920×1080) đầy đủ màu sắc (4 byte cho mỗi điểm ảnh) là 8.294.400 byte.
• Ở tốc độ khung hình thông thường là 30 khung hình mỗi giây, mỗi giây video HD chiếm 248.832.000 byte (~249 MB).
• Một phút video HD sẽ cần 14,93 GB dung lượng lưu trữ.
• Một cuộc hội nghị truyền hình thông thường kéo dài 30 phút sẽ cần khoảng 447,9 GB dung lượng lưu trữ và một bộ phim dài 2 giờ sẽ chiếm gần 1,79 TB (tức là 1790 GB).

Việc giảm kích thước tệp này cho phép sử dụng tài nguyên lưu trữ hiệu quả hơn.

Việc giảm kích thước tệp này cho phép sử dụng hiệu quả hơn các tài nguyên lưu trữ. Nó cho phép người dùng lưu trữ nhiều tệp phương tiện hơn trên thiết bị của họ. Nhìn chung, Codec hỗ trợ lưu trữ và chia sẻ hiệu quả hơn các tệp phương tiện lớn. Điều này lần lượt cải thiện khả năng sử dụng và tạo nội dung kỹ thuật số.

Bộ giải mã hoạt động như thế nào?

Chức năng chính của chúng là chuyển đổi và đóng gói dữ liệu để truyền qua mạng. Cả codec âm thanh và video đều sử dụng thuật toán phần mềm chạy trên bộ xử lý chuẩn hoặc trên phần cứng được tối ưu hóa để đóng gói và giải mã dữ liệu. Hầu hết điện thoại thông minh đều có phần cứng được tối ưu hóa để hỗ trợ codec video.

Codec sử dụng thuật toán để chuyển đổi dữ liệu thành luồng byte. Việc chuyển đổi này giúp truyền dữ liệu qua mạng dễ dàng hơn. Luồng byte sau đó được chuyển đổi trở lại thành giọng nói hoặc video ở đầu nhận. Các tệp phương tiện thường chứa các luồng dữ liệu khác nhau. Các luồng này được đóng gói cùng nhau bằng codec. Ví dụ, một tệp phương tiện chứa cả âm thanh và video sẽ có hai luồng dữ liệu khác nhau này được đóng gói cùng nhau.

Bộ giải mã dự đoán sử dụng thuật toán để chuyển đổi dữ liệu thành chuỗi byte.

Lượng nén tỉ lệ nghịch với tốc độ bit. Nói cách khác, tốc độ bit càng cao thì nén càng ít. Do đó, nén ít thường cho chất lượng cao hơn hoặc chất lượng gần với bản gốc hơn. Có nhiều loại codec khác nhau, mỗi loại có đặc điểm riêng. Một số codec tạo ra các tệp nhỏ hơn với chất lượng chấp nhận được. Nhưng những tệp này khó chỉnh sửa hơn. Các codec khác tạo ra các tệp hiệu quả với chất lượng cao hơn nhưng chiếm nhiều dung lượng hơn.

Sự khác biệt giữa Codec và Định dạng tệp

Hai thành phần chính đóng vai trò quan trọng trong phát trực tuyến video: codec và định dạng container. Chúng có chức năng riêng biệt và thiết yếu theo cách riêng của chúng.

Codec chịu trách nhiệm mã hóa và giải mã dữ liệu kỹ thuật số. Nó nén dữ liệu video thô thành kích thước dễ quản lý hơn để truyền hoặc lưu trữ. Sau đó, nó giải nén để phát lại hoặc chỉnh sửa. Quá trình nén và giải nén này rất cần thiết để truyền tệp hiệu quả. Nó cho phép truyền các tệp lớn qua mạng có băng thông hạn chế.

Mặt khác, định dạng container đóng vai trò như một gói hoặc lớp bao bọc cho các tệp kỹ thuật số. Nó chứa tất cả siêu dữ liệu cần thiết của tệp kỹ thuật số. Bao gồm codec âm thanh, codec video và phụ đề. Siêu dữ liệu này cung cấp thông tin về nội dung của tệp và cách phát lại tệp. Định dạng container đảm bảo rằng tất cả các thành phần khác nhau của tệp phương tiện. Chẳng hạn như bản âm thanh, bản video và phụ đề được giữ lại với nhau và đồng bộ hóa trong quá trình phát lại.

Sự khác biệt giữa Codec và Định dạng tệp

Sau đây là một số ví dụ về các định dạng chứa thông dụng:

Phân loại định dạng codec chính

Codec, là thành phần thiết yếu để xử lý các tệp phương tiện dựa trên âm thanh. Chúng có thể được phân loại thành có mất dữ liệu và không mất dữ liệu, dựa trên khả năng nén hoặc giải nén dữ liệu.

• Các codec mất dữ liệu được thiết kế để tối đa hóa khả năng nén bằng cách giảm chất lượng của tệp. Quá trình này giảm thiểu băng thông cần thiết để truyền phương tiện. Các codec mất dữ liệu hoạt động bằng cách chỉ thu thập phần dữ liệu mà thuật toán dự đoán sẽ cần. Điều này tạo ra một bản sao gần như giống hệt dữ liệu giọng nói hoặc video gốc. Kết quả là kích thước tệp có thể quản lý được, phù hợp để truyền qua Internet.
• Mặt khác, codec không mất dữ liệu sử dụng thuật toán nén dữ liệu cho phép nén. Chúng giải nén tệp mà không làm mất chất lượng. Điều này là để duy trì chất lượng gốc của tệp. Codec không mất dữ liệu thu thập, truyền và giải mã tất cả thông tin âm thanh và video. Tuy nhiên, nó yêu cầu băng thông cao hơn. Loại này đặc biệt hữu ích cho các tác vụ như chỉnh sửa phim, video và ảnh. Trong đó việc duy trì chất lượng gốc là vô cùng quan trọng.

Có mất mát và không mất mát

Hơn nữa, nén Lossy có thể được chia thành nhiều kỹ thuật khác nhau. Nó được gọi là nén trong khung và nén liên khung.

• Nén trong khung hoạt động tương tự như nén ảnh tĩnh trong video. Nó nén từng khung độc lập mà không tham chiếu đến bất kỳ khung nào khác.
• Ngược lại, Nén liên khung nén các tệp video bằng cách xác định sự dư thừa giữa các khung. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật mã hóa chỉ giữ lại thông tin thay đổi giữa các khung.

Mặc dù Intraframe có tốc độ dữ liệu cao hơn Interframe. Tuy nhiên, chúng đòi hỏi ít năng lực tính toán hơn để giải mã trong quá trình phát lại.

Bộ giải mã âm thanh và bộ giải mã video

Bộ giải mã âm thanh là một thiết bị hoặc chương trình nén dữ liệu để có thể truyền đi. Sau đó, nó giải nén dữ liệu nhận được. Bộ giải mã chịu trách nhiệm mã hóa và giải mã các tệp âm thanh RAW. Mặt khác, bộ giải mã video là phần mềm nén và giải nén video kỹ thuật số. Nó lấy video chưa nén và chuyển đổi thành định dạng nén. Do đó, nó chiếm ít dung lượng hơn trên ổ cứng của bạn.

Một số định dạng Codec âm thanh phổ biến trên máy tính

Ngay cả khi cố gắng đạt được chất lượng âm thanh tốt với trải nghiệm âm thanh nổi có độ trung thực cao, vẫn cần một lượng không gian lưu trữ đáng kể. Các nhà phát triển web thậm chí còn quan tâm hơn đến băng thông mạng cần thiết để truyền âm thanh. Toàn bộ quá trình mã hóa và giải mã dữ liệu âm thanh này được quản lý bởi một thành phần chính gọi là codec âm thanh. Nó là viết tắt của CODEr/DECoder.

Danh sách dưới đây liệt kê các codec đầu vào và đầu ra được sử dụng phổ biến nhất.

Một số định dạng Codec âm thanh phổ biến trên máy tính

Một số định dạng Codec video phổ biến trên máy tính

Bối cảnh kỹ thuật số của Internet có nhiều loại codec. Các codec này được sử dụng phổ biến nhất trên web. Mỗi codec có bộ tính năng và thông số kỹ thuật riêng giúp chúng phù hợp với các loại tệp phương tiện cụ thể. Đối với mỗi codec, có một số loại container hoặc loại tệp nhất định tương thích với codec đó. Các container này đóng gói dữ liệu được codec mã hóa. Điều này cho phép dữ liệu được lưu trữ và truyền tải hiệu quả. Tính tương thích giữa codec và container rất quan trọng để phát lại thành công tệp phương tiện.

Mỗi codec được liệt kê ở đây đều đi kèm với một liên kết đến phần chi tiết hơn bên dưới. Phần này cung cấp thông tin toàn diện. Nó bao gồm các khả năng cụ thể của nó và bất kỳ vấn đề tương thích tiềm ẩn nào mà người dùng nên biết.

Một số định dạng Codec video phổ biến trên máy tính

Kết luận

Trên đây là những thông tin cơ bản về codec và phân loại, tầm quan trọng của chúng. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp bạn có thêm nhiều kiến ​​thức bổ ích về phần mềm này. Khám phá thêm nhiều mẹo công nghệ tại đây.