[db:作者] 发表于 2023-5-29 01:23:43

音视频的数据格式详解

◇AVI格式,从Windows 3.X时代开始,AVI就成为主流视频格式,其地位好比音频格式中的WAV。在AVI文件中,视频信息和伴音信息是分别存储的,因此可以把一段AVI文件中的视频与另一个AVI文件中的伴音合成在一起。AVI文件结构不仅解决了音频和视频的同步问题,而且具有通用和开放的特点。◇MPEG-ⅠMPEG-Ⅰra格式,应该是大家接触最多的视频格式,VCD就采用这一编码方式。◇MPEG4,MPEG4可谓是目前最热门的视频格式了,被称为DVD杀手。
◇AVI格式,从Windows 3.X时代开始,AVI就成为主流视频格式,其地位好比音频格式中的WAV。在AVI文件中,视频信息和伴音信息是分别存储的,因此可以把一段AVI文件中的视频与另一个AVI文件中的伴音合成在一起。AVI文件结构不仅解决了音频和视频的同步问题,而且具有通用和开放的特点。它可以在任何Windows环境下工作,很多软件都可以对AVI视频直接进行编辑处理。尽管AVI拥有兼容性好、调用方便、图象质量优良等特点,然而其缺点也是显而易见的,这就是AVI文件太过庞大。另外AVI还存在2GB或4GB的容量限制(FAT32文件系统)。
◇MPEG-Ⅰ(VCD)MPEG-Ⅰra格式,应该是大家接触最多的视频格式,VCD就采用这一编码方式。PAL制式的MPEG-Ⅰ的分辨率为352?40,稍强于VHS画质,而且可以将大约74分钟左右的MPEG-Ⅰ文件存储在一张容量为650MB的光盘中,因而得以大规模普及。不过以现今的眼光来看,MPEG-Ⅰ无论是画质还是文件大小方面都难以令人满意,因此逐渐被其它先进编码格式取代也是必然的趋势。

◇MPEG-Ⅱ(DVD)MPEG-Ⅱ,在MPEG-Ⅰ的基础上将画质大幅提升,PAL制式的标准MPEG-Ⅱ分辨率高达720?76分辨率。此外,MPEG-Ⅱ在编码时使用了帧间压缩和帧内压缩两种方式,并且通过运动补偿等技术来改善画质。从清晰度来看,MPEG-Ⅱ几乎是无可挑剔的,但是MPEG-Ⅱ也并非十全十美。由于MPEG-Ⅱ没能在压缩技术上有所突破,因此其数据量比MPEG-Ⅰ更大,在DVD刻录机没有普及之前难以用于个人制作。此外,MPEG-Ⅱ的压缩数据的码流比较特殊性,各种编辑软件无法随机访问,因此在进行非线性编辑时会导致素材搜索很迟缓。更为重要的是,MPEG-Ⅱ过大的编解码必须依赖强大的处理芯片。
◇MPEG4(DivX、XviD、WMV9),MPEG4可谓是目前最热门的视频格式了,被称为DVD杀手。MPEG4的画质细腻、音效动感逼真,视听效果接近DVD水平。而且在保证图像质量相同的情况下,采用MPEG4编码的文件大小可达到原DVD影音文件的1/3左右。更为重要的是,MPEG4的编码率可以自由设定,让用户轻松地在画质与体积之间选择。目前常见的MPEG4编码技术可以分为DivX、XviD以及MicrosoftMPEG4 V3。Microsoft MPEG4 V3编码主要被用于ASF文件,基本上不对DVD构成任何威胁。令人感到意外的是,Microsoft对MPEG4进行修改推出了WMV,目前已经渐成气候。随着Windows Media Encoder9的推出,WMV9将会提供接近DVD的画质,而且在版权保护上煞费苦心。
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DivX和XviD将矛头直指DVD,它们都具备动态补偿、视觉心理智能压缩等功能,而且还可以配合字幕功能实现等同于DVD电影的效果。在视频采集时,DivX和XviD编码对于系统性能的要求并不高,数据量的降低可以明显减轻CPU与磁盘系统的负担。目前DivX和XviD的编码解码器都是免费的,因此大受欢迎。
◇RealMedia RealMedia,应该说是最流行的网络流媒体格式之一了,正是它的诞生,才使得网络视频得以广泛应用。令人惊叹的是,在用56K Modem拨号上网的条件下,RM依旧可以实现不间断地视频播放。此外,RM类似于MPEG4,可以自行设定编码速率,而且也具备动态补偿,在512Kbps以上的编码速率时,RM的画质高于VCD。但是,在相同的编码速率下,RM的画质还是不如MPEG4。

       
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为了改变RealMedia不适合高画质视频存储的缺陷,Real公司推出了RMVB格式。VB即VBR,是Variable Bit Rate(可改变比特率)的英文缩写。影片的里静止画面和运动画面对压缩比率的要求是不同的,如果始终保持固定的比特率,会对文件容量造成浪费,而且在大动态视频场面时画质不佳。RMVB打破了原先RM格式那种自始自终保持固定压缩比的方式,引入了动态压缩比率,将较高的比特率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争等),而在静态画面时则灵活地转为较低的编码率,合理地利用了比特率资源。这样在平均编码率不变的情况下,可以进一步改善视频画质。
◇MOV MOV,是由Apple公司主推的视频格式,可通用于MAC系统与PC平台。MOV格式的视频文件可以采用不压缩或压缩的方式,其压缩算法包括Cinepak、Intel Indeo Video R3.2和Video编码。虽然普通人对MOV格式的文件接触不太多,但MOV在视频编辑时还是具有很重要的意义。Adobe公司的专业级多媒体视频处理软件AfterEffect和Premiere都在底层支持MOV,允许直接编辑。客观而言,昔日辉煌的MOV已经不复当年之勇,也不适合作为视频文件输出的最终载体.
除视频格式,现在介绍几种目前最为流行的多媒体声音文件
★ WAVE,扩展名为WAV:该格式记录声音的波形,故只要采样率高、采样字节长、机器速度快,利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致,质量非常高,但这样做的代价就是文件太大。
★ MOD,扩展名MOD、ST3、XT、S3M、FAR、669等:该格式的文件里存放乐谱和乐曲使用的各种音色样本,具有回放效果明确,音色种类无限等优点。但它也有一些致命弱点,以至于现在已经逐渐淘汰,目前只有MOD迷及一些游戏程序中尚在使用。
★ MPEG-3,扩展名MP3:现在最流行的声音文件格式,因其压缩率大,在网络可视电话通信方面应用广泛,但和CD唱片相比,音质不能令人非常满意。
★ Real Audio,扩展名RA:这种格式真可谓是网络的灵魂,强大的压缩量和极小的失真使其在众多格式中脱颖而出。和MP3相同,它也是为了解决网络传输带宽资源而设计的,因此主要目标是压缩比和容错性,其次才是音质。
★ CreativeMusical Format,扩展名CMF:Creative公司的专用音乐格式,和MIDI差不多,只是音色、效果上有些特色,专用于FM声卡,但其兼容性也很差。

       
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★ CD Audio音乐CD,扩展名CDA:唱片采用的格式,又叫“红皮书”格式,记录的是波形流,绝对的纯正、HIFI。但缺点是无法编辑,文件长度太大。
★ MIDI,扩展名MID:目前最成熟的音乐格式,实际上已经成为一种产业标准,其科学性、兼容性、复杂程度等各方面当然远远超过本文前面介绍的所有标准(除交响乐CD、Unplug CD外,其它CD往往都是利用MIDI制作出来的),它的General MIDI就是最常见的通行标准。作为音乐工业的数据通信标准,MIDI能指挥各音乐设备的运转,而且具有统一的标准格式,能够模仿原始乐器的各种演奏技巧甚至无法演奏的效果,而且文件的长度非常小。
★ RMI文件:Microsoft公司的MIDI文件格式,它可以包括图片标记和文本。
★ PCM文件:模拟音频信号经模数转换(A/D变换)直接形成的二进制序列ra格式,该文件没有附加的文件头和文件结束标志。在声霸卡提供的软件中,可以利用VOC-HDR程序,为PCM格式的音频文件加上文件头,而形成VOC格式。Windows的Convert工具可以把PCM音频格式的文件转换成Microsoft的WAV格式的文件。

       
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★ AIF文件:Apple计算机的音频文件格式。Windows的Convert工具同样可以把AIF格式的文件换成Microsoft的WAV格式的文件。
常见的视频文件格式
视频信息在计算机中存放的格式有很多,目前最流行的两种格式是:
苹果公司的Quicktime和微软的AVI。
★ Quicktime:是苹果公司采用的面向最终用户桌面系统的低成本、全运动视频的方式,现在在软件压缩和解压缩中也开始采用这种方式了。其向量量化是Quicktime软件的压缩技术之一,它在最高为30帧/秒下提供的视频分辨率是320×240,其压缩率能从25到200。
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