視頻編碼 簡(jiǎn)介

...v.視頻編碼目錄[隱藏]視頻編碼定義視頻編碼原理視頻編碼框架視頻編碼技術(shù)[編輯本段]視頻編碼定義所謂視頻編碼方式就是指通過(guò)特定的壓縮技術(shù)，將某個(gè)視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際電聯(lián)的H.261、H.263，運(yùn)動(dòng)靜止圖像專(zhuān)家組的M-JPEG和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMT以及Apple公司的QuickTime等。MPEG是活動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MovingPictureExportsGroup)的縮寫(xiě)，于1988年成立，是為數(shù)字視/音頻制定壓縮標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)家組，目前已擁有300多名成員，包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG組織最初得到的授權(quán)是制定用于“活動(dòng)圖像〞編碼的各種標(biāo)準(zhǔn)，隨后擴(kuò)大為“及其伴隨的音頻〞及其組合編碼。后來(lái)針對(duì)不同的應(yīng)用需求，解除了“用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體〞的限制，成為現(xiàn)在制定“活動(dòng)圖像和音頻編碼〞標(biāo)準(zhǔn)的組織。MPEG組織制定的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有不同的目標(biāo)和應(yīng)用，目前已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)。[編輯本段]視頻編碼原理視頻圖像數(shù)據(jù)有極強(qiáng)的相關(guān)性，也就是說(shuō)有大量的冗余信息。其中冗余信息可分為空域冗余信息和時(shí)域冗余信息。壓縮技術(shù)就是將數(shù)據(jù)中的冗余信息去掉〔去除數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性〕，壓縮技術(shù)包含幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和熵編碼壓縮技術(shù)。去時(shí)域冗余信息使用幀間編碼技術(shù)可去除時(shí)域冗余信息，它包括以下三局部：－運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是通過(guò)先前的局部圖像來(lái)預(yù)測(cè)、補(bǔ)償當(dāng)前的局部圖像，它是減少幀序列冗余信息的有效方法。－運(yùn)動(dòng)表示不同區(qū)域的圖像需要使用不同的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)描述運(yùn)動(dòng)信息。運(yùn)動(dòng)矢量通過(guò)熵編碼進(jìn)展壓縮。－運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)是從視頻序列中抽取運(yùn)動(dòng)信息的一整套技術(shù)。注：通用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)都使用基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。去空域冗余信息主要使用幀間編碼技術(shù)和熵編碼技術(shù)：－變換編碼幀內(nèi)圖像和預(yù)測(cè)差分信號(hào)都有很高的空域冗余信息。變換編碼將空域信號(hào)變換到另一正交矢量空間，使其相關(guān)性下降，數(shù)據(jù)冗余度減小。－量化編碼經(jīng)過(guò)變換編碼后，產(chǎn)生一批變換系數(shù)，對(duì)這些系數(shù)進(jìn)展量化，使編碼器的輸出到達(dá)一定的位率。這一過(guò)程導(dǎo)致精度的降低。－熵編碼熵編碼是無(wú)損編碼。它對(duì)變換、量化后得到的系數(shù)和運(yùn)動(dòng)信息，進(jìn)展進(jìn)一步的壓縮。[編輯本段]視頻編碼框架視頻編碼的根本框架〔圖〕國(guó)際音視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展歷程：H.261H.261標(biāo)準(zhǔn)是為ISDN設(shè)計(jì)，主要針對(duì)實(shí)時(shí)編碼和解碼設(shè)計(jì)，壓縮和解壓縮的信號(hào)延時(shí)不超過(guò)150ms，碼率px64kbps(p=1~30)。H.261標(biāo)準(zhǔn)主要采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)、DCT變換、自適應(yīng)量化、熵編碼等壓縮技術(shù)。只有I幀和P幀，沒(méi)有B幀，運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度只準(zhǔn)確到像素級(jí)。支持兩種圖像掃描格式：QCIF和CIF。H.263H.263標(biāo)準(zhǔn)是甚低碼率的圖像編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它一方面以H.261為根底，以混合編碼為核心，其根本原理框圖和H.261十分相似，原始數(shù)據(jù)和碼流組織也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中有效、合理的局部，如：半像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、PB幀預(yù)測(cè)等，使它性能優(yōu)于H.261。H.263使用的位率可小于64Kb/s,且傳輸比特率可不固定〔變碼率〕。H.263支持多種分辨率：SQCIF(128x96)、QCIF、CIF、4CIF、16CIF。與H.261和H.263相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；與H.261有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；H.320：窄帶可視系統(tǒng)和終端設(shè)備；H.221：視聽(tīng)電信業(yè)務(wù)中64~1920Kb/s信道的幀構(gòu)造；H.230：視聽(tīng)系統(tǒng)的幀同步控制和指示信號(hào)；H.242：使用直到2Mb/s數(shù)字信道的視聽(tīng)終端的系統(tǒng)。與H.263有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；H.324：甚低碼率多媒體通信終端設(shè)備；H.223：甚低碼率多媒體通信復(fù)合協(xié)議；H.245：多媒體通信控制協(xié)議；G.723.1.1：傳輸速率為5.3Kb/s和6.3Kb/s的語(yǔ)音編碼器。JPEG國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于1986年成立了JPEG(JointPhotographicExpertGroup)聯(lián)合圖片專(zhuān)家小組，主要致力于制定連續(xù)色調(diào)、多級(jí)灰度、靜態(tài)圖像的數(shù)字圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。常用的基于離散余弦變換(DCT)的編碼方法，是JPEG算法的核心內(nèi)容。MPEG-1/2MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)用于數(shù)字存儲(chǔ)體上活動(dòng)圖像及其伴音的編碼，其數(shù)碼率為1.5Mb/s。MPEG-1的視頻原理框圖和H.261的相似。MPEG-1視頻壓縮技術(shù)的特點(diǎn)：1.隨機(jī)存??；2.快速正向/逆向搜索；3.逆向重播；4.視聽(tīng)同步；5.容錯(cuò)性；6.編/解碼延遲。MPEG-1視頻壓縮策略：為了提高壓縮比，幀內(nèi)/幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)必須同時(shí)使用。幀內(nèi)壓縮算法與JPEG壓縮算法大致一樣，采用基于DCT的變換編碼技術(shù)，用以減少空域冗余信息。幀間壓縮算法，采用預(yù)測(cè)法和插補(bǔ)法。預(yù)測(cè)誤差可在通過(guò)DCT變換編碼處理，進(jìn)一步壓縮。幀間編碼技術(shù)可減少時(shí)間軸方向的冗余信息。MPEG-2被稱(chēng)為“21世紀(jì)的電視標(biāo)準(zhǔn)〞，它在MPEG-1的根底上作了許多重要的擴(kuò)展和改進(jìn)，但根本算法和MPEG-1一樣。MPEG-4MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)并非是MPEG-2的替代品，它著眼于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。MPEG-4的制定初衷主要針對(duì)視頻會(huì)議、可視超低比特率壓縮〔小于64Kb/s〕的需求。在制定過(guò)程中，MPEG組織深深感受到人們對(duì)媒體信息，特別是對(duì)視頻信息的需求由播放型轉(zhuǎn)向基于內(nèi)容的訪問(wèn)、檢索和操作。MPEG-4與前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同，它為多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺(tái)，它定義的是一種格式、一種框架，而不是具體算法，它希望建立一種更自由的通信與開(kāi)發(fā)環(huán)境。于是MPEG-4新的目標(biāo)就是定義為：支持多種多媒體的應(yīng)用，特別是多媒體信息基于內(nèi)容的檢索和訪問(wèn)，可根據(jù)不同的應(yīng)用需求，現(xiàn)場(chǎng)配置解碼器。編碼系統(tǒng)也是開(kāi)放的，可隨時(shí)參加新的有效的算法模塊。應(yīng)用范圍包括實(shí)時(shí)視聽(tīng)通信、多媒體通信、遠(yuǎn)地監(jiān)測(cè)/監(jiān)視、VOD、家庭購(gòu)物/娛樂(lè)等。JVT：新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)JVT是由ISO/IECMPEG和ITU-TVCEG成立的聯(lián)合視頻工作組〔JointVideoTeam〕，致力于新一代數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的制定。JVT標(biāo)準(zhǔn)在ISO/IEC中的正式名稱(chēng)為：MPEG-4AVC(part10)標(biāo)準(zhǔn)；在ITU-T中的名稱(chēng):H.264〔早期被稱(chēng)為H.26L〕H264/AVCH264集中了以往標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，并吸收了以往標(biāo)準(zhǔn)制定中積累的經(jīng)歷,采用簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì),使它比MPEG4更容易推廣。H.264創(chuàng)造性了多參考幀、多塊類(lèi)型、整數(shù)變換、幀內(nèi)預(yù)測(cè)等新的壓縮技術(shù)，使用了更精細(xì)的分象素運(yùn)動(dòng)矢量〔1/4、1/8)和新一代的環(huán)路濾波器，使得壓縮性能大大提高，系統(tǒng)更加完善。H.264主要有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：－高效壓縮：與H.263+和MPEG4SP相比，減小50%比特率；－延時(shí)約束方面有很好的柔韌性；－容錯(cuò)能力；－編/解碼的復(fù)雜性可伸縮性；－解碼全部細(xì)節(jié)：沒(méi)有不匹配；－高質(zhì)量應(yīng)用；－網(wǎng)絡(luò)友善。[編輯本段]視頻編碼技術(shù)目前監(jiān)控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等幾種視頻編碼技術(shù)。對(duì)于最終用戶(hù)來(lái)言他最為關(guān)心的主要有：清晰度、存儲(chǔ)量〔帶寬〕、穩(wěn)定性還有價(jià)格。采用不同的壓縮技術(shù)，將很大程度影響以上幾大要素。MJPEGMJPEG〔MotionJPEG〕壓縮技術(shù)，主要是基于靜態(tài)視頻壓縮開(kāi)展起來(lái)的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是根本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨(dú)對(duì)某一幀進(jìn)展壓縮。MJPEG壓縮技術(shù)可以獲取清晰度很高的視頻圖像，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整幀率、分辨率。但由于沒(méi)有考慮到幀間變化，造成大量冗余信息被重復(fù)存儲(chǔ)，因此單幀視頻的占用空間較大，目前流行的MJPEG技術(shù)最好的也只能做到3K字節(jié)/幀，通常要8~20K！MPEG-1/2MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)SIF標(biāo)準(zhǔn)分辨率(NTSC制為352X240；PAL制為352X288)的圖像進(jìn)展壓縮.壓縮位率主要目標(biāo)為1.5Mb/s.較MJPEG技術(shù)，MPEG1在實(shí)時(shí)壓縮、每幀數(shù)據(jù)量、處理速度上有顯著的提高。但MPEG1也有較多不利地方：存儲(chǔ)容量還是過(guò)大、清晰度不夠高和網(wǎng)絡(luò)傳輸困難。MPEG-2在MPEG-1根底上進(jìn)展了擴(kuò)大和提升，和MPEG-1向下兼容，主要針對(duì)存儲(chǔ)媒體、數(shù)字電視、高清晰等應(yīng)用領(lǐng)域，分辨率為：低(352x288)，中(720x480)，次高(1440x1080)，高(1920x1080)。MPEG-2視頻相對(duì)MPEG-1提升了分辨率，滿(mǎn)足了用戶(hù)高清晰的要求，但由于壓縮性能沒(méi)有多少提高，使得存儲(chǔ)容量還是太大，也不適和網(wǎng)絡(luò)傳輸。MPEG-4MPEG-4視頻壓縮算法相對(duì)于MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著顯著提高，在CIF〔352*288〕或者更高清晰度〔768*576〕情況下的視頻壓縮，無(wú)論從清晰度還是從存儲(chǔ)量上都比MPEG1具有更大的優(yōu)勢(shì)，也更適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。另外MPEG-4可以方便地動(dòng)態(tài)調(diào)整幀率、比特率，以降低存儲(chǔ)量。MPEG-4由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，使得MPEG-4難以完全實(shí)現(xiàn)并且兼容，很難在視頻會(huì)議、可視等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)，這一點(diǎn)有點(diǎn)偏離原來(lái)地初衷。另外對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)還要面臨高昂的專(zhuān)利費(fèi)問(wèn)題，目前規(guī)定：－每臺(tái)解碼設(shè)備需要交給MPEG-LA0.25美元。－編碼/解碼設(shè)備還需要按時(shí)間交費(fèi)〔4美分/天=1.2美元/月=14.4美元/年〕。H.264/AVCH.264集中了以往標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到突破性進(jìn)展，使得它獲得比以往標(biāo)準(zhǔn)好得多整體性能：－和H.263+和MPEG-4SP相比最多可節(jié)省50％的碼率，使存儲(chǔ)容量大大降低；－H.264在不同分辨率、不同碼率下都能提供較高的視頻質(zhì)量；－采用“網(wǎng)絡(luò)友善〞的構(gòu)造和語(yǔ)法，使其更有利于網(wǎng)絡(luò)傳輸。H.264采用簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì),使它比MPEG4更容易推廣，更容易在視頻會(huì)議、視頻中實(shí)現(xiàn)，更容易實(shí)現(xiàn)互連互通，可以簡(jiǎn)便地和G.729等低比特率語(yǔ)音壓縮組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。MPEGLA吸收MPEG-4的高昂專(zhuān)利費(fèi)而使它難以推廣的教訓(xùn)，MPEGLA制定了以下低廉的H.264收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：H.264播送時(shí)根本不收費(fèi)；產(chǎn)品中嵌入H.264編/解碼器時(shí)，年產(chǎn)量10萬(wàn)臺(tái)以下不收取費(fèi)，超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)每臺(tái)收取0.2美元，超過(guò)500萬(wàn)臺(tái)每臺(tái)收取0.1美元。低廉的專(zhuān)利費(fèi)使得中國(guó)H.264監(jiān)控產(chǎn)品更容易走向世界。監(jiān)控中視頻編碼分辨率的選擇目前監(jiān)控行業(yè)中主要使用以下分辨率：SQCIF、QCIF、CIF、4CIF。SQCIF和QCIF的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)量低，可以在窄帶中使用，使用這種分辨率的產(chǎn)品價(jià)格低廉；缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量往往很差、不被用戶(hù)所承受。CIF是目前監(jiān)控行業(yè)的主流分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)量較低，能在普通寬帶網(wǎng)絡(luò)中傳輸，價(jià)格也相對(duì)低廉，它的圖像質(zhì)量較好，被大局部用戶(hù)所承受。缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量不能滿(mǎn)足高清晰的要求。4CIF是標(biāo)清分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)量高，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬要求很高，價(jià)格也較高。分辨率新的選擇－528x384。2CIF〔704x288〕已被局部產(chǎn)品采用，用來(lái)解決CIF清晰度不夠高和4CIF存儲(chǔ)量高、價(jià)格高昂的缺點(diǎn)。但由于704x288只是水平分辨率的提升，圖像質(zhì)量提高不是特別明顯。經(jīng)過(guò)測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)另外一種2CIF分辨率528x384，比704x288能更好解決CIF、4CIF的問(wèn)題。特別是在512Kbps－1Mbps碼率之間，能獲得穩(wěn)定的高質(zhì)量圖像，滿(mǎn)足用戶(hù)較高圖像質(zhì)量的要求。目前這一分辨率已被許多網(wǎng)絡(luò)多媒體播送所采用，被廣闊用戶(hù)所承受。比方XX網(wǎng)通網(wǎng)上影院是采用512x384分辨率,在768k下能穩(wěn)定地獲得近似DVD的圖像質(zhì)量。視頻壓縮編碼視頻壓縮編碼的根本概念視頻壓縮的目標(biāo)是在盡可能保證視覺(jué)效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)率。視頻壓縮比一般指壓縮后的數(shù)據(jù)量與壓縮前的數(shù)據(jù)量之比。由于視頻是連續(xù)的靜態(tài)圖像，因此其壓縮編碼算法與靜態(tài)圖像的壓縮編碼算法有某些共同之處，但是運(yùn)動(dòng)的視頻還有其自身的特性，因此在壓縮時(shí)還應(yīng)考慮其運(yùn)動(dòng)特性才能到達(dá)高壓縮的目標(biāo)。在視頻壓縮中常需用到以下的一些根本概念：一、有損和無(wú)損壓縮：在視頻壓縮中有損〔Lossy〕和無(wú)損〔Lossless〕的概念與靜態(tài)圖像中根本類(lèi)似。無(wú)損壓縮也即壓縮前和解壓縮后的數(shù)據(jù)完全一致。多數(shù)的無(wú)損壓縮都采用RLE行程編碼算法。有損壓縮意味著解壓縮后的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)不一致。在壓縮的過(guò)程中要喪失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息，而且喪失的信息不可恢復(fù)。幾乎所有高壓縮的算法都采用有損壓縮，這樣才能到達(dá)低數(shù)據(jù)率的目標(biāo)。喪失的數(shù)據(jù)率與壓縮比有關(guān)，壓縮比越小，喪失的數(shù)據(jù)越多，解壓縮后的效果一般越差。此外，某些有損壓縮算法采用屢次重復(fù)壓縮的方式，這樣還會(huì)引起額外的數(shù)據(jù)喪失。二、幀內(nèi)和幀間壓縮：幀內(nèi)〔Intraframe〕壓縮也稱(chēng)為空間壓縮〔Spatialpression〕。當(dāng)壓縮一幀圖像時(shí)，僅考慮本幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息，這實(shí)際上與靜態(tài)圖像壓縮類(lèi)似。幀內(nèi)一般采用有損壓縮算法，由于幀內(nèi)壓縮時(shí)各個(gè)幀之間沒(méi)有相互關(guān)系，所以壓縮后的視頻數(shù)據(jù)仍可以以幀為單位進(jìn)展編輯。幀內(nèi)壓縮一般達(dá)不到很高的壓縮。采用幀間〔Interframe〕壓縮是基于許多視頻或動(dòng)畫(huà)的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性，或者說(shuō)前后兩幀信息變化很小的特點(diǎn)。也即連續(xù)的視頻其相鄰幀之間具有冗余信息，根據(jù)這一特性，壓縮相鄰幀之間的冗余量就可以進(jìn)一步提高壓縮量，減小壓縮比。幀間壓縮也稱(chēng)為時(shí)間壓縮〔Temporalpression〕，它通過(guò)比擬時(shí)間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進(jìn)展壓縮。幀間壓縮一般是無(wú)損的。幀差值〔Framedifferencing〕算法是一種典型的時(shí)間壓縮法，它通過(guò)比擬本幀與相鄰幀之間的差異，僅記錄本幀與其相鄰幀的差值，這樣可以大大減少數(shù)據(jù)量。三、對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)編碼：對(duì)稱(chēng)性〔symmetric〕是壓縮編碼的一個(gè)關(guān)鍵特征。對(duì)稱(chēng)意味著壓縮和解壓縮占用一樣的計(jì)算處理能力和時(shí)間，對(duì)稱(chēng)算法適合于實(shí)時(shí)壓縮和傳送視頻，如視頻會(huì)議應(yīng)用就以采用對(duì)稱(chēng)的壓縮編碼算法為好。而在電子出版和其它多媒體應(yīng)用中，一般是把視頻預(yù)先壓縮處理好，此后再播放，因此可以采用不對(duì)稱(chēng)〔asymmetric〕編碼。不對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)意味著壓縮時(shí)需要花費(fèi)大量的處理能力和時(shí)間，而解壓縮時(shí)那么能較好地實(shí)時(shí)回放，也即以不同的速度進(jìn)展壓縮和解壓縮。一般地說(shuō)，壓縮一段視頻的時(shí)間比回放〔解壓縮〕該視頻的時(shí)間要多得多。例如，壓縮一段三分鐘的視頻片斷可能需要10多分鐘的時(shí)間，而該片斷實(shí)時(shí)回放時(shí)間只有三分鐘。目前有多種視頻壓縮編碼方法，但其中最有代表性的是MPEG數(shù)字視頻格式和AVI數(shù)字視頻格式。分布式視頻編碼分布式視頻編碼〔DistributedVideoCoding〕基于Slepian-Wolf理論和Wyner-Ziv理論，對(duì)兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立同分布的信源進(jìn)展獨(dú)立編碼，然后由單一解碼器利用信源之間的相關(guān)性對(duì)所有編碼的信源進(jìn)展聯(lián)合解碼。它與傳統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)的區(qū)別在于：傳統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通常都用于在編碼端充分挖掘視頻信號(hào)的冗余信息，因此編碼復(fù)雜度一般是解碼復(fù)雜度的5～10倍，適合于對(duì)視頻信號(hào)一次編碼、屢次解碼的場(chǎng)合〔如視頻播送、視頻點(diǎn)播、視頻光盤(pán)存儲(chǔ)等〕；而分布式視頻編碼具有編碼器復(fù)雜度低、編碼端耗電量低、容錯(cuò)性好等特點(diǎn)，適合于一些計(jì)算能力、內(nèi)存容量、耗電量都受限的無(wú)線視頻終端〔如無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)等〕。目錄[隱藏]ASFnAVIAVIMPEGDIVXQuickTimeREALVIDEORMVBASFnAVIAVIMPEGDIVXQuickTimeREALVIDEORMVB本地影像視頻網(wǎng)絡(luò)影像視頻[編輯本段]ASFASF是AdvancedStreamingformat的縮寫(xiě)，由字面〔高級(jí)流格式〕意思就應(yīng)該看出這個(gè)格式的用處了吧。說(shuō)穿了ASF就是MICROSOFT為了和現(xiàn)在的Realplayer競(jìng)爭(zhēng)而開(kāi)展出來(lái)的一種可以直接在網(wǎng)上觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式！由于它使用了MPEG4的壓縮算法，所以壓縮率和圖像的質(zhì)量都很不錯(cuò)。因?yàn)锳SF是以一個(gè)可以在網(wǎng)上即時(shí)欣賞的視頻“流〞格式存在的，所以它的圖像質(zhì)量比VCD差一點(diǎn)點(diǎn)并不出奇，但比同是視頻“流〞格式的RAM格式要好。不過(guò)如果你不考慮在網(wǎng)上傳播，選最好的質(zhì)量來(lái)壓縮文件的話，其生成的視頻文件比VCD〔MPEG1〕好是一點(diǎn)也不奇怪的，但這樣的話，就失去了ASF本來(lái)的開(kāi)展初衷，還不如干脆用NAVI或者DIVX。但微軟的“子第〞就是有它特有的優(yōu)勢(shì)，最明顯的是各類(lèi)軟件對(duì)它的支持方面就無(wú)人能敵。[編輯本段]nAVInAVI是newAVI的縮寫(xiě)，是一個(gè)名為ShadowRealm的地下組織開(kāi)展起來(lái)的一種新視頻格式。它是由MicrosoftASF壓縮算法的修改而來(lái)的〔并不是想象中的AVI〕，視頻格式追求的無(wú)非是壓縮率和圖像質(zhì)量，所以NAVI為了追求這個(gè)目標(biāo)，改善了原始的ASF格式的一些缺乏，讓NAVI可以擁有更高的幀率〔framerate〕。當(dāng)然，這是犧牲ASF的視頻流特性作為代價(jià)的。概括來(lái)說(shuō)，NAVI就是一種去掉視頻流特性的改進(jìn)型ASF格式！再簡(jiǎn)單點(diǎn)就是---非網(wǎng)絡(luò)版本的ASF！[編輯本段]AVIAVI是AudioVideoInterleave的縮寫(xiě)，這個(gè)看來(lái)也不用我多解釋了，這個(gè)微軟由WIN3.1時(shí)代就發(fā)表的舊視頻格式已經(jīng)為我們效勞了好幾個(gè)年頭了。如果這個(gè)都不認(rèn)識(shí)，我看你還是別往下看了，這個(gè)東西的好處嘛，無(wú)非是兼容好、調(diào)用方便、圖像質(zhì)量好，但缺點(diǎn)我想也是人所共知的：尺寸大！就是因?yàn)檫@點(diǎn)，我們現(xiàn)在才可以看到由MPEG1的誕生到現(xiàn)在MPEG4的出臺(tái)。[編輯本段]MPEGMPEG是MotionPictureExpertsGroup的縮寫(xiě)，它包括了MPEG-1,MPEG-2和MPEG-4〔注意，沒(méi)有MPEG-3，大家熟悉的MP3只是MPEGLayeur3〕。MPEG-1相信是大家接觸得最多的了，因?yàn)樗粡V泛的應(yīng)用在VCD的制作和一些視頻片段下載的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上面，可以說(shuō)99%的VCD都是用MPEG1格式壓縮的，〔注意VCD2.0并不是說(shuō)明VCD是用MPEG-2壓縮的〕使用MPEG-1的壓縮算法，可以把一部120分鐘長(zhǎng)的電影〔未視頻文件〕壓縮到1.2GB左右大小。MPEG-2那么是應(yīng)用在DVD的制作〔壓縮〕方面，同時(shí)在一些HDTV〔高清晰電視播送〕和一些高要求視頻編輯、處理上面也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用面。使用MPEG-2的壓縮算法壓縮一部120分鐘長(zhǎng)的電影〔未視頻文件〕可以到壓縮到4到8GB的大小〔當(dāng)然，其圖像質(zhì)量等性能方面的指標(biāo)MPEG-1是沒(méi)得比的〕。MPEG-4是一種新的壓縮算法，使用這種算法的ASF格式可以把一部120分鐘長(zhǎng)的電影〔未視頻文件〕壓縮到300M左右的視頻流，可供在網(wǎng)上觀看。其它的DIVX格式也可以壓縮到600M左右，但其圖像質(zhì)量比ASF要好很多。[編輯本段]DIVXDIVX視頻編碼技術(shù)可以說(shuō)是一種對(duì)DVD造成威脅的新生視頻壓縮格式〔有人說(shuō)它是DVD殺手〕，它由Microsoftmpeg4v3修改而來(lái)，使用MPEG4壓縮算法。同時(shí)它也可以說(shuō)是為了打破ASF的種種協(xié)定而開(kāi)展出來(lái)的。而使用這種據(jù)說(shuō)是美國(guó)制止出口的編碼技術(shù)---MPEG4壓縮一部DVD只需要2XCDROM！這樣就意味著，你不需要買(mǎi)DVDROM也可以得到和它差不多的視頻質(zhì)量了，而這一切只需要你有CDROM哦！況且播放這種編碼，對(duì)機(jī)器的要求也不高，CPU只要是300MHZ以上〔不管你是PII,CELERON,PIII,AMDK6/2,AMDK6III,AMDATHALON,CYRIXx86〕在配上64兆的內(nèi)存和一個(gè)8兆顯存的顯卡就可以流暢的播放了。這絕對(duì)是一個(gè)了不起的技術(shù)，前途不可限量！[編輯本段]QuickTimeQuickTime〔MOV〕是Apple〔蘋(píng)果〕公司創(chuàng)立的一種視頻格式，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，它都是只在蘋(píng)果公司的MAC機(jī)上存在。后來(lái)才開(kāi)展到支持WINDOWS平臺(tái)的，但平心而論，它無(wú)論是在本地播放還是作為視頻流格式在網(wǎng)上傳播，都是一種優(yōu)良的視頻編碼格式。到目前為止，它共有4個(gè)版本，其中以4.0版本的壓縮率最好！[編輯本段]REALVIDEOREALVIDEO〔RA、RAM〕格式由一開(kāi)場(chǎng)就是定位就是在視頻流應(yīng)用方面的，也可以說(shuō)是視頻流技術(shù)的始創(chuàng)者。它可以在用56KMODEM撥號(hào)上網(wǎng)的條件實(shí)現(xiàn)不連續(xù)的視頻播放，當(dāng)然，其圖像質(zhì)量和MPEG2、DIVX等比是不敢恭維的啦。畢竟要實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)上傳輸不連續(xù)的視頻是需要很大的頻寬的，這方面ASF的它的有力競(jìng)爭(zhēng)者！[編輯本段]RMVB所謂RMVB格式，是在流媒體的RM影片格式上升級(jí)延伸而來(lái)。VB即VBR，是VariableBitRate〔可改變之比特率〕的英文縮寫(xiě)。我們?cè)诓シ乓酝Ｒ?jiàn)的RM格式電影時(shí)，可以在播放器左下角看到225Kbps字樣，這就是比特率。影片的靜止畫(huà)面和運(yùn)動(dòng)畫(huà)面對(duì)壓縮采樣率的要求是不同的，如果始終保持固定的比特率，會(huì)對(duì)影片質(zhì)量造成浪費(fèi)。而RMVB那么打破了原先RM格式那種平均壓縮采樣的方式，在保證平均壓縮比的根底上，設(shè)定了一般為平均采樣率兩倍的最大采樣率值。將較高的比特率用于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)畫(huà)面〔歌舞、飛車(chē)、戰(zhàn)爭(zhēng)等〕，而在靜態(tài)畫(huà)面中那么靈活地轉(zhuǎn)為較低的采樣率，合理地利用了比特率資源，使RMVB在犧牲少局部你發(fā)覺(jué)不到的影片質(zhì)量情況下最大限度地壓縮了影片的大小，最終擁有了近乎完美的接近于DVD品質(zhì)的視聽(tīng)效果，如圖1所示的就是RMVB格式的?圣斗士冥王篇??？芍^體積與清晰度“魚(yú)與熊掌兼得〞，其開(kāi)展前景不容小覷。相較DVDrip而言，RMVB的優(yōu)勢(shì)不言而喻。首先在保證影片整體視聽(tīng)效果的前提下，RMVB的個(gè)頭只有300~450MB左右〔以90分鐘的標(biāo)準(zhǔn)電影計(jì)算〕，而DVDrip卻需要700MB甚至更多；其次RMVB的字幕為內(nèi)嵌字幕，不像DVDrip那樣要安裝調(diào)試字幕外掛軟件，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)亂碼；更重要的是RMVB的影音播放只需一次性安裝完解碼器，以后無(wú)論影像還是音效都無(wú)需另行調(diào)試。而DVDrip卻視頻、音頻解碼一大堆，設(shè)置不當(dāng)還會(huì)造成音畫(huà)不同步、花屏失聲等等毛病。[編輯本段]本地影像視頻●AVI格式：它的英文全稱(chēng)為AudioVideoInterleaved，文件后綴名：*.avi，即音頻視頻交織格式。它于1992年被Microsoft公司推出，隨Windows3.1一起被人們所認(rèn)識(shí)和熟知。所謂“音頻視頻交織〞，就是可以將視頻和音頻交織在一起進(jìn)展同步播放。這種視頻格式的優(yōu)點(diǎn)是圖像質(zhì)量好，可以跨多個(gè)平臺(tái)使用，其缺點(diǎn)是體積過(guò)于龐大，而且更加糟糕的是壓縮標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，最普遍的現(xiàn)象就是高版本W(wǎng)indows媒體播放器播放不了采用早期編碼編輯的AVI格式視頻，而低版本W(wǎng)indows媒體播放器又播放不了采用最新編碼編輯的AVI格式視頻，所以我們?cè)谶M(jìn)展一些AVI格式的視頻播放時(shí)常會(huì)出現(xiàn)由于視頻編碼問(wèn)題而造成的視頻不能播放或即使能夠播放，但存在不能調(diào)節(jié)播放進(jìn)度和播放時(shí)只有聲音沒(méi)有圖像等一些莫名其妙的問(wèn)題，如果用戶(hù)在進(jìn)展AVI格式的視頻播放時(shí)遇到了這些問(wèn)題，可以通過(guò)下載相應(yīng)的解碼器來(lái)解決。●nAVI格式：nAVI是newAVI的縮寫(xiě)，是一個(gè)名為ShadowRealm的地下組織開(kāi)展起來(lái)的一種新視頻格式(與我們上面所說(shuō)的AVI格式?jīng)]有太大聯(lián)系)。它是由MicrosoftASF壓縮算法的修改而來(lái)的，但是又與下面介紹的網(wǎng)絡(luò)影像視頻中的ASF視頻格式有所區(qū)別，它以犧牲原有ASF視頻文件視頻“流〞特性為代價(jià)而通過(guò)增加幀率來(lái)大幅提高ASF視頻文件的清晰度?！馜V-AVI格式：DV的英文全稱(chēng)是DigitalVideoFormat，是由索尼、松下、JVC等多家廠商聯(lián)合提出的一種家用數(shù)字視頻格式。目前非常流行的數(shù)碼攝像機(jī)就是使用這種格式記錄視頻數(shù)據(jù)的。它可以通過(guò)電腦的IEEE1394端口傳輸視頻數(shù)據(jù)到電腦，也可以將電腦中編輯好的的視頻數(shù)據(jù)回錄到數(shù)碼攝像機(jī)中。這種視頻格式的文件擴(kuò)展名一般是.avi，所以也叫DV-AVI格式?！馦PEG格式：它的英文全稱(chēng)為MovingPictureExpertGroup，即運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組格式，家里?？吹腣CD、SVCD、DVD就是這種格式。MPEG文件格式是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它采用了有損壓縮方法減少運(yùn)動(dòng)圖像中的冗余信息，說(shuō)的更加明白一點(diǎn)就是MPEG的壓縮方法依據(jù)是相鄰兩幅畫(huà)面絕大多數(shù)是一樣的，把后續(xù)圖像中和前面圖像有冗余的局部去除，從而到達(dá)壓縮的目的(其最大壓縮比可到達(dá)200:1)。目前MPEG格式有三個(gè)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，分別是MPEG－1、MPEG－2、和MPEG－4，另外，MPEG-7與MPEG-21仍處在研發(fā)階段。MPEG－1：制定于1992年，它是針對(duì)1.5Mbps以下數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音編碼而設(shè)計(jì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。也就是我們通常所見(jiàn)到的VCD制作格式。使用MPEG-1的壓縮算法，可以把一部120分鐘長(zhǎng)的電影壓縮到1.2GB左右大小。這種視頻格式的文件擴(kuò)展名包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及VCD光盤(pán)中的.dat文件等。MPEG－2：制定于1994年，設(shè)計(jì)目標(biāo)為高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖像質(zhì)量以及更高的傳輸率。這種格式主要應(yīng)用在DVD/SVCD的制作(壓縮)方面，同時(shí)在一些HDTV(高清晰電視播送)和一些高要求視頻編輯、處理上面也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。使用MPEG-2的壓縮算法，可以把一部120分鐘長(zhǎng)的電影壓縮到4到8GB的大小。這種視頻格式的文件擴(kuò)展名包括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD光盤(pán)上的.vob文件等。MPEG－4：制定于1998年，MPEG－4是為了播放流式媒體的高質(zhì)量視頻而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，它可利用很窄的帶度，通過(guò)幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求使用最少的數(shù)據(jù)獲得最正確的圖像質(zhì)量。目前MPEG-4最有吸引力的地方在于它能夠保存接近于DVD畫(huà)質(zhì)的小體積視頻文件。另外，這種文件格式還包含了以前MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)所不具備的比特率的可伸縮性、動(dòng)畫(huà)精靈、交互性甚至保護(hù)等一些特殊功能。這種視頻格式的文件擴(kuò)展名包括.asf、.mov和DivX,AVI等。小提示：細(xì)心的用戶(hù)一定注意到了，這中間怎么沒(méi)有MPEG－3編碼？實(shí)際上，大家熟悉的MP3就是采用的MPEG－3(MPEGLayeur3)編碼。●DivX格式：這是由MPEG－4衍生出的另一種視頻編碼(壓縮)標(biāo)準(zhǔn)，也即我們通常所說(shuō)的DVDrip格式，它采用了MPEG4的壓縮算法同時(shí)又綜合了MPEG-4與MP3各方面的技術(shù)，說(shuō)白了就是使用DivX壓縮技術(shù)對(duì)DVD盤(pán)片的視頻圖像進(jìn)展高質(zhì)量壓縮，同時(shí)用MP3或AC3對(duì)音頻進(jìn)展壓縮，然后再將視頻與音頻合成并加上相應(yīng)的外掛字幕文件而形成的視頻格式。其畫(huà)質(zhì)直逼DVD并且體積只有DVD的數(shù)分之一。這種編碼對(duì)機(jī)器的要求也不高，所以DivX視頻編碼技術(shù)可以說(shuō)是一種對(duì)DVD造成威脅最大的新生視頻壓縮格式，號(hào)稱(chēng)DVD殺手或DVD終結(jié)者。●MOV格式：美國(guó)Apple公司開(kāi)發(fā)的一種視頻格式，默認(rèn)的播放器是蘋(píng)果的QuickTimePlayer。具有較高的壓縮比率和較完美的視頻清晰度等特點(diǎn)，但是其最大的特點(diǎn)還是跨平臺(tái)性，即不僅能支持MacOS，同樣也能支持Windows系列。[編輯本段]網(wǎng)絡(luò)影像視頻●ASF格式：它的英文全稱(chēng)為AdvancedStreamingformat，它是微軟為了和現(xiàn)在的RealPlayer競(jìng)爭(zhēng)而推出的一種視頻格式，用戶(hù)可以直接使用Windows自帶的WindowsMediaPlayer對(duì)其進(jìn)展播放。由于它使用了MPEG-4的壓縮算法，所以壓縮率和圖像的質(zhì)量都很不錯(cuò)(高壓縮率有利于視頻流的傳輸，但圖像質(zhì)量肯定會(huì)的損失，所以有時(shí)候ASF格式的畫(huà)面質(zhì)量不如VCD是正常的)?！馱MV格式：它的英文全稱(chēng)為WindowsMediaVideo，也是微軟推出的一種采用獨(dú)立編碼方式并且可以直接在網(wǎng)上實(shí)時(shí)觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式。WMV格式的主要優(yōu)點(diǎn)包括：本地或網(wǎng)絡(luò)回放、可擴(kuò)大的媒體類(lèi)型、部件下載、可伸縮的媒體類(lèi)型、流的優(yōu)先級(jí)化、多語(yǔ)言支持、環(huán)境獨(dú)立性、豐富的流間關(guān)系以及擴(kuò)展性等?！馬M格式：RealNetworks公司所制定的音頻視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為RealMedia，用戶(hù)可以使用RealPlayer或RealOnePlayer對(duì)符合RealMedia技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)音頻/視頻資源進(jìn)展實(shí)況轉(zhuǎn)播并且RealMedia可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率制定出不同的壓縮比率，從而實(shí)現(xiàn)在低速率的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)展影像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送和播放。這種格式的另一個(gè)特點(diǎn)是用戶(hù)使用RealPlayer或RealOnePlayer播放器可以在不下載音頻/視頻內(nèi)容的條件下實(shí)現(xiàn)在線播放。另外，RM作為目前主流網(wǎng)絡(luò)視頻格式，它還可以通過(guò)其RealServer效勞器將其它格式的視頻轉(zhuǎn)換成RM視頻并由RealServer效勞器負(fù)責(zé)對(duì)外發(fā)布和播放。RM和ASF格式可以說(shuō)各有千秋，通常RM視頻更柔和一些，而ASF視頻那么相對(duì)清晰一些?！馬MVB格式：這是一種由RM視頻格式升級(jí)延伸出的新視頻格式，它的先進(jìn)之處在于RMVB視頻格式打破了原先RM格式那種平均壓縮采樣的方式，在保證平均壓縮比的根底上合理利用比特率資源，就是說(shuō)靜止和動(dòng)作場(chǎng)面少的畫(huà)面場(chǎng)景采用較低的編碼速率，這樣可以留出更多的帶寬空間，而這些帶寬會(huì)在出現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面場(chǎng)景時(shí)被利用。這樣在保證了靜止畫(huà)面質(zhì)量的前提下，大幅地提高了運(yùn)動(dòng)圖像的畫(huà)面質(zhì)量，從而圖像質(zhì)量和文件大小之間就到達(dá)了微妙的平衡。另外，相對(duì)于DVDrip格式，RMVB視頻也是有著較明顯的優(yōu)勢(shì)，一部大小為700MB左右的DVD影片，如果將其轉(zhuǎn)錄成同樣視聽(tīng)品質(zhì)的RMVB格式，其個(gè)頭最多也就400MB左右。不僅如此，這種視頻格式還具有內(nèi)置字幕和無(wú)需外掛插件支持等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。要想播放這種視頻格式，可以使用RealOnePlayer2.0或RealPlayer8.0加RealVideo9.0以上版本的解碼器形式進(jìn)展播放?！馞LV視頻格式FLV是FLASHVIDEO的簡(jiǎn)稱(chēng)，F(xiàn)LV流媒體格式是一種新的視頻格式，全稱(chēng)為FlashVideo。由于它形成的文件極小、加載速度極快，使得網(wǎng)絡(luò)觀看視頻文件成為可能，它的出現(xiàn)有效地解決了視頻文件導(dǎo)入Flash后，使導(dǎo)出的SWF文件體積龐大，不能在網(wǎng)絡(luò)上很好的使用等缺點(diǎn)。目前各在線視頻均采用此視頻格式。如新浪播客、56、土豆、酷6、youtube等，無(wú)一例外。FLV已經(jīng)成為當(dāng)前視頻文件的主流格式。FLV就是隨著FlashMX的推出開(kāi)展而來(lái)的視頻格式，目前被眾多新一代視頻分享所采用，是目前增長(zhǎng)最快、最為廣泛的視頻傳播格式。是在sorenson公司的壓縮算法的根底上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。FLV格式不僅可以輕松的導(dǎo)入Flash中，速度極快，并且能其到保護(hù)的作用，并且可以不通過(guò)本地的微軟或者REAL播放器播放視頻。常見(jiàn)的視頻編碼：1、MicrosoftRLE一種8位的編碼方式，只能支持到256色。壓縮動(dòng)畫(huà)或者是計(jì)算機(jī)合成的圖像等具有大面積色塊的素材可以使用它來(lái)編碼，是一種無(wú)損壓縮方案。2、MicrosoftVideo1用于對(duì)模擬視頻進(jìn)展壓縮，是一種有損壓縮方案，最高僅到達(dá)256色，它的品質(zhì)就可想而知，一般還是不要使用它來(lái)編碼AVI。3、MicrosoftH.261和H.263VideoCodec用于視頻會(huì)議的Codec，其中H.261適用于ISDN、DDN線路，H.263適用于局域網(wǎng)，不過(guò)一般機(jī)器上這種Codec是用來(lái)播放的，不能用于編碼。4、IntelIndeoVideoR3.2所有的Windows版本都能用Indeovideo3.2播放AVI編碼。它壓縮率比Cinepak大，但需要回放的計(jì)算機(jī)要比Cinepak的快。5、IntelIndeoVideo4和5常見(jiàn)的有4.5和5.10兩種，質(zhì)量比Cinepak和R3.2要好，可以適應(yīng)不同帶寬的網(wǎng)絡(luò)，但必須有相應(yīng)的解碼插件才能順利地將下載作品進(jìn)展播放。適合于裝了Intel公司MMX以上CPU的機(jī)器，回放效果優(yōu)秀。如果一定要用AVI的話，推薦使用5.10，在效果幾乎一樣的情況下，它有更快的編碼速度和更高的壓縮比。6、IntelIYUVCodec使用該方法所得圖像質(zhì)量極好，因?yàn)榇朔绞绞菍⑵胀ǖ腞GB色彩模式變?yōu)楦泳o湊的YUV色彩模式。如果你想將AVI壓縮成MPEG-1的話，用它得到的效果比擬理想，只是它的生成的文件太大了7、MicrosoftMPEG-4Videocodec常見(jiàn)的有1.0、2.0、3.0三種版本，當(dāng)然是基于MPEG-4技術(shù)的，其中3.0并不能用于A