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常見視頻格式中采用的技術(shù)

2004-02-13 eNet&Ciweek

  1、無聲時代的FLC
  FLC、FLI是Autodesk開發(fā)的一種視頻格式,僅僅支持256色,但支持色彩抖動技術(shù),因此在很多情況下很真彩視頻區(qū)別不是很大,不支持音頻信號,現(xiàn)在看來這種格式已經(jīng)毫無用處,但在沒有真彩顯卡沒有聲卡的DOS時代確實是最好的也是唯一的選擇。最重要的是,Autodesk的全系列的動畫制作軟件都提供了對這種格式的支持,包括著名的3D Studio X,因此這種格式代表了一個時代的視頻編碼水平。直到今日,仍舊有不少視頻編輯軟件可以讀取和生成這種格式。但畢竟廉頗老矣,這種格式已經(jīng)被無情的淘汰。
  2、載歌載舞的AVI
  AVI——Audio Video Interleave,即音頻視頻交叉存取格式。1992年初Microsoft公司推出了AVI技術(shù)及其應用軟件VFW(Video for Windows)。在AVI文件中,運動圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交織的方式存儲,并獨立于硬件設(shè)備。這種按交替方式組織音頻和視像數(shù)據(jù)的方式可使得讀取視頻數(shù)據(jù)流時能更有效地從存儲媒介得到連續(xù)的信息。構(gòu)成一個AVI文件的主要參數(shù)包括視像參數(shù)、伴音參數(shù)和壓縮參數(shù)等。AVI文件用的是AVI RIFF形式,AVI RIFF形式由字串“AVI”標識。所有的AVI文件都包括兩個必須的LIST塊。這些塊定義了流和數(shù)據(jù)流的格式。AVI文件可能還包括一個索引塊。
  只要遵循這個標準,任何視頻編碼方案都可以使用在AVI文件中。這意味著AVI有著非常好的擴充性。這個規(guī)范由于是由微軟制定,因此微軟全系列的軟件包括編程工具VB、VC都提供了最直接的支持,因此更加奠定了AVI在PC上的視頻霸主地位。由于AVI本身的開放性,獲得了眾多編碼技術(shù)研發(fā)商的支持,不同的編碼使得AVI不斷被完善,現(xiàn)在幾乎所有運行在PC上的通用視頻編輯系統(tǒng),都是以支持AVI為主的。AVI的出現(xiàn)宣告了PC上啞片時代的結(jié)束,不斷完善的AVI格式代表了多媒體在PC上的興起。
  說到AVI就不能不提起英特爾公司的Indeo video系列編碼,Indeo編碼技術(shù)是一款用于PC視頻的高性能的、純軟件的視頻壓縮/解壓解決方案。Indeo音頻軟件能提供高質(zhì)量的壓縮音頻,可用于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和多媒體應用方案等。它既能進行音樂壓縮也能進行聲音壓縮,壓縮比可達8:1而沒有明顯的質(zhì)量損失。Indeo技術(shù)能幫助您構(gòu)建內(nèi)容更豐富的多媒體網(wǎng)站。目前被廣泛用于動態(tài)效果演示、游戲過場動畫、非線性素材保存等用途,是目前使用最廣泛的一種AVI編碼技術(shù)。現(xiàn)在Indeo編碼技術(shù)及其相關(guān)軟件產(chǎn)品已經(jīng)被Ligos Technology 公司收購。隨著MPEG的崛起,Indeo面臨著極大的挑戰(zhàn)。
  3、容量與質(zhì)量兼顧的MPEG系列編碼
  和AVI相反,MPEG不是簡單的一種文件格式,而是編碼方案。
  MPEG-1(標準代號ISO/IEC11172)制定于1991年底,處理的是標準圖像交換格式(standard interchange format,SIF)或者稱為源輸入格式(Source Input Format,SIF)的多媒體流。是針對1.5Mbps以下數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒質(zhì)運動圖像及其伴音編碼(MPEG-1 Audio,標準代號ISO/IEC 11172-3)的國際標準,伴音標準后來衍生為今天的MP3編碼方案。MPEG-1規(guī)范了PAL制(352*288,25幀/S)和NTSC制(為352*240,30幀/S)模式下的流量標準, 提供了相當于家用錄象系統(tǒng)(VHS)的影音質(zhì)量,此時視頻數(shù)據(jù)傳輸率被壓縮至1.15Mbps,其視頻壓縮率為26∶1。使用MPEG-1的壓縮算法,可以把一部120分鐘長的多媒體流壓縮到1.2GB左右大小。常見的VCD就是MPEG-1編碼創(chuàng)造的杰作。MPEG-1編碼也不一定要按PAL/NTSC規(guī)范的標準運行,你可以自由設(shè)定影像尺寸和音視頻流量。隨著光頭拾取精度的提高,有人把光盤的信息密度加大,并適度降低音頻流流量,于是出現(xiàn)了只要一張光盤就存放一部電影的DVCD。DVCD碟其實是一種沒有行業(yè)標準,沒有國家標準,更談不上是國際標準的音像產(chǎn)品。
  當VCD開始向市場普及時,電腦正好進入了486時代,當年不少朋友都夢想擁有一塊硬解壓卡,來實現(xiàn)在PC上看VCD的夙愿,今天回過頭來看看,覺得真有點不可思議,但當時的現(xiàn)狀就是486的系統(tǒng)不借助硬解壓是無法流暢播放VCD的,上萬元的486系統(tǒng)都無法流暢播放的MPEG-1被打上了貴族的標志。隨著奔騰的發(fā)布,PC開始奔騰起來,直到后來Windows Media Player也直接提供了MPEG-1的支持,至此MPEG-1使用在PC上已經(jīng)完全無障礙了。
  MPEG-2(標準代號IOS/IEC13818)于1994年發(fā)布國際標準草案(DIS),在視頻編碼算法上基本和MPEG-1相同,只是有了一些小小的改良,例如增加隔行掃描電視的編碼。它追求的是大流量下的更高質(zhì)量的運動圖象及其伴音效果。MPEG-2的視頻質(zhì)量看齊PAL或NTSC的廣播級質(zhì)量,事實上MPEG-1也可以做到相似效果,MPEG-2更多的改進來自音頻部分的編碼。目前最常見的MPEG-2相關(guān)產(chǎn)品就是DVD了,SVCD也是采用的MPEG-2的編碼。MPEG-2還有一個更重要的用處,就是讓傳統(tǒng)的電視機和電視廣播系統(tǒng)往數(shù)碼的方向發(fā)展。
  MPEG-3最初為HDTV制定,由于MPEG-2的快速發(fā)展,MPEG-3還未徹底完成便宣告淘汰。
  MPEG-4于1998年公布,和MPEG-2所針對的不同,MPEG-4追求的不是高品質(zhì)而是高壓縮率以及適用于網(wǎng)絡的交互能力。MPEG-4提供了非常驚人的壓縮率,如果以VCD畫質(zhì)為標準,MPEG-4可以把120分鐘的多媒體流壓縮至300M。MPEG-4標準主要應用于視像電話(Video Phone),視像電子郵件(Video Email)和電子新聞(Electronic News)等,其傳輸速率要求較低,在4800-64000bits/sec之間,分辨率為176X144。MPEG-4利用很窄的帶寬,通過幀重建技術(shù),壓縮和傳輸數(shù)據(jù),以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖象質(zhì)量。
  MJPEG,這并不是專門為PC準備的,而是為專業(yè)級甚至廣播級的視頻采集與在設(shè)備端回放的準備的,所以MJPEG包含了為傳統(tǒng)模擬電視優(yōu)化的隔行掃描電視的算法,如果在PC上播放MJPEG編碼的文件,效果會很難看(如果你的顯卡不支持MJPEG的動態(tài)補償),但一旦輸出到電視機端,你立刻會發(fā)現(xiàn)這種算法的好處。
  4、屬于網(wǎng)絡的流媒體
  RealNetworks RealVideo,采用的是 RealNetworks 公司自己開發(fā)的 Real G2 Codec,它具有很多先進的設(shè)計,例如,SVT (Scalable Video Technology);雙向編碼(Two—Encoding,類似于VBR)。RealMedia 音頻部分采用的是 RealAudio ,可以接納很多音頻編碼方案,可實現(xiàn)聲音在單聲道、立體聲音樂不同速率下的壓縮。最新的RealAudio竟然采用ATRAC3編碼方案,以挑戰(zhàn)日益成熟的MP3。
  Windows Media,視頻編碼采用的是非常先進的 MPEG-4 視頻壓縮技術(shù),被稱作 Microsoft MPEG-4 Video Codec,音頻編碼采用的是微軟自行開發(fā)的一種編碼方案,目前沒有公布技術(shù)資料,在低流量下提供了令人滿意的音質(zhì)和畫質(zhì)。最新的Windows Media Encoding Utility V8.0將流技術(shù)推向到一個新的高度,我們常見的ASF、WMV、WMA就是微軟的流媒體文件。
  事實上我們常見的MPG文件,也具有流媒體的最大特征——邊讀邊放。


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