数字视频格式

数字视频格式•静态图片（位图）每一个像素点由RGB三原色组成，每颜色分量8bit量化就是24位真彩色•720X576点阵图片•数据量就是720X576X24•数字视频25帧就是720X576X24X25=248.8Mb/s数字视频格式一、所谓标清、高清是指视频宽高大小（分辨率）与像素数标清数字视频（标准清晰度电视视频）采用的宽X高尺寸为720X576（PLA制）高清数字视频（高清晰度电视视频）采用的宽X高尺寸为1920X1080隔行扫描与逐行扫描：高清720P是一种在逐行扫描下达到1280×720的分辨率的显示格式而高清1080i是一种在隔行扫描下分辨率为1920×1080隔行扫描而高清1080p格式，分辨率为1920×1080逐行扫描，•视频图象水平/垂直象素越高，承载的象素信息量就越高，720X576X8X3=9,953,280(bit)一帧图象承载的信息量，8X3为色深为24bit（红绿蓝三原色各8bit）•1920X1080X8X3=49,766,400(bit)一帧图象承载的信息量•二、帧频与帧率•帧速率是指每秒钟刷新的图片的帧数，对影片内容而言，帧速率指每秒所显示的静止帧格数。电影的帧速率为24fps，电视的帧速率为25帧/秒（PAL），要生成平滑连贯的动画效果，帧速率一般不小于8；此数字愈高愈好。•原始无压缩数字视频信号的数据量是相当惊人的，例如，PLA图像以大约720X576的分辨率，24bit/象素，每秒25帧的质量传输时，则视频数据有720X576x24X25=248.8Mb/S或30MB/s秒，显然这样庞大的数据流对大多数传输线路来说是无法承受的，而且也是难以存储的。•为此人们开始专门研究将这些视频、音频数据流进行压缩。很多压缩编码标准相继推出，•静态图象压缩：静态图象压缩标准JPEG，也称帧内压缩。•动态图象只采用帧内压缩：M一JPEG，是将动态图象每一帧都采用JPEG标准压缩。在压缩比不高时，有较好的复现图像质量(如DVAVI)，但占用存储空间大;在压缩比高的情况下，复现图像质量差。•国际电工委员会于1988年联合成立,制定了MPEG一1，MPEG一2和MPEG一4三种压缩标准•运动估值帧间压缩：活动图像的相邻帧的图像信息具有很强的相关性，因此不需要把每帧图像一一发送，记录，后继若干帧图像可以仅仅记录、传输与前一帧图像各点对应不一样的差异信息。在重放和恢复时，利用前一帧图像的全部数据及后帧的差异数据，经过运算就可以得到后继各帧的全部信息。I帧:帧内编码帧,帧使场景变换后的第一个画面，是一种独立的可作为参照的画面，这个画面的全部数据都要记录、保存与传输.通常，每12或者15帧图像需传送一帧l帧信息.•数字视频文件在压缩的时候，有时伴随着也会改变其宽高比（网络视频）•下变换720576352288压缩AVIWMV25帧/秒10帧/秒216Mbps---25Mbps200Kbps---800Kbps•无损视频：未经压缩的原始数字视频文件1秒长度的标清无损数字视频文件大小为：720X576X8X3X25=248832000(bit/s)248.8(Mbit/s)RGBY=R+G+B亮度信号分量U=B-Y色差分量V=R-Y色差分量•实际上PAL制DV视频是采用的16位位深的Y/U/V彩色系统，非24位位深的R/G/B彩色系统，这样PAL制DV无压缩视频的原始文件是196(Mbit/s)-------25MBty/s标清720X576PAL制DV无压缩视频的原始文件是196(Mbit/s)高清1920X1080无压缩视频原始文件码率更是高达近1485(Mbit/s)三、压缩与编码•数字视频文件往往会很大（无压缩），通过特定的编码方式对其进行压缩，可以在尽可能保证影像质量的同时，有效的减小文件的大小。对数字视频进行压缩的方法有很多，常见的是AVI和MPEG。。。格式。1、AVI格式•微软公司Windows环境设计的数字视频文件格式。优点是兼容性好、调用方便、图像质量好，缺点是占用存储空间大。•AVI格式一般是轻度压缩的高质量视频，也有无压缩的更高质量视频。2、MPEG格式•MPEG-1标准的压缩算法被广泛应用于VCD与一些供网络下载的视频片段的制作上。它可以把一部100分钟长的非数字视频的电影压缩成1GB左右的数字视频。这种视频格式的文件扩展名包括：.mpeg.m1v.mpe.mpg及VCD光盘中的.dat文件等。•MPEG-2标准的压缩算法应用在DVD制作上，但所生成的文件较大。相对于MPEG-1算法生成的文件要大4-8倍。这种视频格式的文件扩展名包：.mpeg.m2v.mpe.mpg及DVD光盘中的.vob文件等。3、MPEG-4•MPEG-4是一种新的压缩算法，所生成文件的大小约为MPEG-1算法生成的文件的1/4。在网络在线播放的文件很多都是使用此种算法的。•MPEG-4由于是网络流媒体格式，所以其画幅大小一般比720X576小，一般画幅大小有：320X240、360X288、512X384、640等几种。MPEG-4视频格式的帧率也经常会有多种数值，为保证画面有较好的流畅性，帧率一般不会低于15帧/秒，但帧率低有利于更有效获得低码率的数据流。这种视频格式的文件扩展名：asf.mp4、wmv4、H264•H.264，是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的,H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。•特点；1．低码率，在同等图像质量下，数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。•2．高质量的图象：H.264能提供连续、流畅的高质量图象（DVD质量）。•3．容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。[4]•4．网络适应性强：H.264提供了网络抽象层，使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输何以H.264能够有更高的压缩率，且播放效果与MPEG-2、MPEG-4近乎相同？答案在于更复杂的编码算法，以前之所以未采用更复杂的算法，是考虑到解码（播放）端的运算能力不足，就会导致播放不流畅，失去视频娱乐观赏的意义，但如今不同，无论桌面电脑、移动终端的性能都突飞猛进（几乎都有200MHz以上频率），即便运用更复杂的压缩编码都可以实时解码、流畅地播放，这正是MEPG-4、H.264能够推行的一项先决条件。H.264的压缩效率比MPEG-2提高了1倍多，其代价是计算量提高了至少4倍，导致高清编码需要100GOPS的峰值计算能力。WMV-HD是由软件业的巨头微软公司所创立的一种视频压缩格式，WMV-HD，基于WMV9标准，尽管WMV-HD是微软的独有标准，但因其在操作系统中大力支持WMV系列版本，从而在桌面系统得以迅速普及。在性能上，WMV-HD的数据压缩率与H.264一样，两者的应用领域也极其相似，因此在新一代主流视频编码标准霸主地位的争夺之中，双方展开了针锋相对的斗争，而斗争的焦点集中在下一代光盘规格“HDDVD”和数字微波广播电视等领域。MPEG-2、H.264和WMA-HD作为下一代DVD即HD－DVD技术的强制执行标准。5、其它视频格式•RM格式RM格式是国外知名的RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式，也可以说是视频流技术的始创者。RM格式在低码率流媒体方面有一定优势，画面的流畅性也比较好。RMVB格式是由RM视频格式升级延伸出的新视频格式，是一种动态码率，就是说静止画面场景采用较低的编码速率，这样可以留出更多的带宽空间，而被快速运动的画面场景时被利用。这样在保证了静止画面质量的前提下，大幅地提高了运动图像的画面质量，从而图像质量和文件大小之间就达到了微妙的平衡。•4、其它视频格式•MOV格式MOV格式是Apple（苹果）公司开发的一种视频格式，其默认的播放器是苹果的QuickTimePlayer。具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度，但是其最大的特点还是跨平台性，不仅苹果Mac系统可以使用，而且Windows系统同样可以使用。QuickTime文件格式支持25位彩色，支持领先的集成压缩技术，提供150多种视频效果，目前，这种视频格式也得到了业界的广泛认可，已成为数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准。4、其它视频格式•FLV格式•FLV流媒体格式是一种全新的视频格式，全称为FlashVideo。由于它形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能。它的出现有效地解决了视频文件导入Flash后，使导出的SWF文件体积庞大，不能在网络上很好地应用等缺点，因此FLV格式成为了当今主流视频格式。目前几乎所有全球热门的在线视频网站都采用了FLV视频格式，大家熟悉的土豆、优酷、酷6以及新浪播客等新一代视频分享网站所采用，是目前增长最快、最为广泛的视频传播格式。四、码率：•码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps即千位每秒。或Mbps即兆位/每秒•AVI文件的码率一般都非常高，但质量好，用于编辑制作，•WMV文件码可压缩的很低，但质量有损失。•码率的计算：•【码率】(kbps)=【文件大小】(字节)X8/【时间】(秒)/1000•比如一部影片大小是360MB，一小时长度•码率=360x1000x8/3600=800kbps•Kb千字位和KB千字节。不一样，大写B表示byte,即字节，一个字节＝八个字位，•即1B＝8b表示文件的大小单位，•码率几点原则•1、码率和质量成正比，但是文件体积也和码率成正比。•2、码率超过一定数值，对图像的质量没有多大影响。•3、DVD的容量有限，无论是标准的4.3G，还是超刻，或是D9，都有极限。像素宽高比•720*576，“SquarePixels(方形像素)”屏幕的纵横比就变成了5:4（黄色箭头所指），这是怎么一回事呢?dvd视频编译•DVD全名DigitalVideoDisc，其主要特点是可作双层双面使用，这样一来就大大增加了储存量。DVD最多可容纳四层；播放时每层可达133分钟；以单层单面为例，其容量为4.7GB，而如以单层双面、双层单面及双面去储存资料的话，其储存量分别可达9.4GB、8.5GB及17GB，比起传统的VCD的650M的容量简直是天壤之别！DVD具有500线以上的高解像度最多可装载8种伴音，每种伴音最多可有8个声道；32种字幕可供选择；•可用4：3或16：9等不同屏幕比例播放宽银幕电影；多角度观赏影片与5.1声道、AC-3、TDS音频编码技术。它在PAL制式电视下可达到720x576的解析度，而vcd的效果太差，只能达到352x288的解析度，即使刻成svcd也只有480X576，距DVD的画面效果还是有很大的差距的。•DVD制作软件：•ULEAD的VIDEOSTUDIO6•SONIC的SONICMYDVD•SONYDVDArchitectpro•MEDIOSTREAM的NEODVDPLUS•TMPGEncDVDAuthor是TMPGEnc公司出品的