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

Thuật ngữ “codec” xuất hiện rất nhiều. Đặc biệt 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 tệp nhỏ hơn. Tuy nhiên thuật ngữ này có nghĩa là gì và nó đến từ đâu? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về phần mềm hỗ trợ này qua chia sẻ dưới đây nhé.

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 sử dụng để tạo tệp MP3 từ dữ liệu âm thanh. Phần mềm này giảm thiểu 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 một cách hiệu quả qua các mạng như internet. Về bản chất, codec được sử dụng để mã hóa dữ liệu được hỗ trợ để gửi đi hoặc lưu lại. Sau đó người dùng sẽ xem bằng bộ giải mã tương ứng. Thuật ngữ codec là sự kết hợp của các từ bộ mã hóa, bộ giải mã, nén và giải nén.

Codec chuyển đổi dữ liệu từ một định dạng, mã hóa nó sang định dạng khác. Đồng thời bộ phần mềm này giải mã nó tại điểm thoát của phiên giao tiếp. Một codec bao gồm một bộ mã hóa và một bộ giải mã. Bộ mã hóa làm giảm kích thước của tệp phương tiện, trong khi bộ giải mã sẽ 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 một từ ghép của từ bộ mã hóa và bộ giải mã. Tuy nhiên cùng một phần mềm không nhất thiết phải luôn có thể thực hiện cả hai tác vụ. Trong đó một số ví dụ đáng chú ý là bộ mã hóa LAME MP3 gốc và bộ mã hóa video DivX.

Tầm quan trọng của Codec

Codec đóng vai trò then chốt trong phương tiện kỹ thuật số vì nhiều lý do. Nó bao gồm nhưng không giới hạn ở những lý do sau.

Truyền dữ liệu hiệu quả hơn

Các tập tin video và âm nhạc thường có kích thước rất lớn. Kích thước lớn này thường khiến chúng gặp khó khăn khi truyền qua Internet. Việc truyền tải 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 đối với trải nghiệm truyền thông kỹ thuật số.

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

Nếu các tệp phương tiện không được nén, việc truyền các tệp này 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 yêu cầu nhiều tài nguyên hơn để truyền. Trên thực tế, người ta ước tính rằng quá trình tải xuống sẽ mất nhiều thời gian hơn khoảng ba đến năm lần so với hiện tại với codec. Bằng cách nén các tệp này, phần mềm này giảm lượng dữ liệu cần truyền. Từ đó đẩy nhanh quá trình chia sẻ và làm cho nó hiệu quả hơn.

Bảo toàn không gian lưu trữ

Một trong những chức năng chính của nó là nén các tệp phương tiện. Nhờ đó tiết kiệm không gian lưu trữ. Nếu không có chúng, các tệp phương tiện sẽ tiêu tốn nhiều dung lượng lưu trữ hơn đáng kể. Việc 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 nhất định, chẳng hạn như video, có thể cực kỳ lớn. Nó sẽ chiếm dung lượng lưu trữ đáng kể nếu không được nén.

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

• Một khung hình video độ phân giải cao (1920×1080) có đủ màu (4 byte mỗi pixel) là 8.294.400 byte.
• Với tốc độ thông thường là 30 khung hình/giây, mỗi giây của video HD sẽ chiếm 248.832.000 byte (~249 MB).
• Một phút video HD sẽ cần 14,93 GB dung lượng lưu trữ.
• Một hội nghị video dài 30 phút khá điển hình 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. 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 các tệp phương tiện lớn hiệu quả hơn. Từ đó nó nâng cao khả năng sử dụng và tạo nội dung kỹ thuật số.

Codec 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 hoạt động trên bộ xử lý tiêu chuẩn hoặc trên phần cứng được tối ưu hóa cho việc đóng gói và giải mã dữ liệu. Hầu hết smartphone đều được trang bị phần cứng được tối ưu hóa để hỗ trợ codec video.

Codec dự đoán sử dụng thuật toán để chuyển đổi dữ liệu thành một chuỗi byte. Việc chuyển đổi này tạo điều kiện dễ dàng truyền dữ liệu qua mạng. Chuỗi byte sau đó được chuyển đổi trở lại thành giọng nói hoặc video ở điểm cuối để tiếp nhận. Các tệp đa phương tiện thường chứa các luồng dữ liệu khác nhau. Các luồng này được gói gọn lại bằng codec. Ví dụ: một tệp đa phương tiện chứa cả âm thanh và video sẽ có hai luồng dữ liệu khác nhau này được chúng gói gọn lại với nhau.

Mức độ nén tỷ lệ nghịch với tốc độ bit. Nói cách khác, tốc độ bit càng cao thì độ nén càng ít. Do đó, việc nén ít hơn thường mang lại 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 có thể chấp nhận được. Nhưng những tệp này khó chỉnh sửa hơn. Các codec khác tạo ra các tệp hiệu quả có chất lượng cao hơn nhưng chiếm nhiều dung lượng hơn.

Hai thành phần chính đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền phát video: codec và định dạng vùng chứa. Chúng phục vụ các chức năng riêng biệt và rất cần thiết theo cách riêng của chúng.

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

Mặt khác, định dạng vùng chứa đóng vai trò là gói hoặc trình 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 chi tiết. Siêu dữ liệu này cung cấp thông tin về nội dung của tệp và cách phát lại tệp đó. Định dạng vùng chứa đảm bảo rằng tất cả các thành phần khác nhau của tệp đa phương tiện. Chẳng hạn như đoạn âm thanh, đoạn video và phụ đề được giữ cùng nhau và đồng bộ hóa trong khi phát lại.

Dưới đây là một số ví dụ về các định dạng vùng chứa phổ biến:

Phân loại định dạng Codec chính

Codec, rất cần thiết để xử lý các tệp phương tiện dựa trên âm thanh. Nó có thể được phân loại thành lossy và lossless, dựa trên khả năng nén hay giải nén dữ liệu.

• Lossy codec 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 tải phương tiện truyền thông. Các codec bị tổn hao hoạt động bằng cách chỉ thu thập một phần dữ liệu mà thuật toán dự đoán yêu cầu. Nó tạo ra bản sao của dữ liệu giọng nói hoặc video gốc gần giống nhau. Kết quả là kích thước tệp có thể quản lý được và rất phù hợp để truyền qua Internet.
• Mặt khác, lossless codec sử dụng thuật toán nén dữ liệu cho phép nén. Chúng giải nén các tệp mà không làm giảm chất lượng. Điều này để duy trì chất lượng ban đầu của tập tin. Các codec không mất dữ liệu thu thập, truyền tải và giải mã tất cả thông tin âm thanh và video. Dù vậy 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 điều tối quan trọng.

Hơn nữa, nén Lossy có thể được chia thành các kỹ thuật khác nhau. Nó được gọi là nén intraframe và interframe.

• Nén Intraframe hoạt động tương tự như nén ảnh tĩnh trong video. Nó nén từng khung hình một cách độc lập mà không tham chiếu đến bất kỳ khung hình nào khác.
• Ngược lại, Nén Interframe nén các tệp video bằng cách xác định phần 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 so với Interframe. Tuy nhiên chúng yêu cầu ít năng lượng tính toán hơn để giải mã trong khi phát lại.

Audio codec và video codec

Audio codec là một thiết bị hoặc chương trình nén dữ liệu để có thể truyền đi. Sau đó nó giải nén dữ liệu nhận được. Codec đảm nhiệm việc mã hóa và giải mã các tệp âm thanh RAW. Riêng Video codec là một phần mềm nén và giải nén video kỹ thuật số. Nó lấy video không nén và chuyển đổi nó sang định dạng nén. Do đó nó chiếm ít dung lượng hơn trên ổ cứng của bạn.

Một số định dạng audio Codec phổ biến trên máy tính

Ngay cả khi cố gắng đạt được chất lượng âm thanh vừa phải 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 còn quan tâm hơn 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 quan trọng được gọi là codec âm thanh. Viết tắt của nó là CODEr/DECoder.

Danh sách bên dưới biểu thị các codec đầu vào và đầu ra được sử dụng phổ biến nhất.

Một số định dạng video Codec 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 nó phù hợp với các loại tệp phương tiện cụ thể. Đối với mỗi codec, có một số vùng chứa hoặc loại tệp nhất định tương thích với chúng. Các vùng chứa này đóng gói dữ liệu được mã hóa bởi codec. Nó cho phép dữ liệu được lưu trữ và truyền đi một cách hiệu quả. Khả năng tương thích giữa nó và vùng chứa rất quan trọng để phát lại thành công tệp phương tiện.

Mỗi codec được liệt kê ở đây đều có kèm theo một liên kết dẫn 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 mọi vấn đề tương thích tiềm ẩn mà người dùng cần biết.

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 nhiều kiến thức hữu ích hơn về phần mềm này. Khám phá thêm các mẹo công nghệ khác tại đây.

• Cách tách nhạc ra khỏi video không làm mất chất lượng âm thanh
• Cách chỉnh âm thanh loa kéo để hát karaoke hay nhất trong vài nốt nhạc