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常见视频格式中采用的技术

2004-02-13 eNet&Ciweek

  1、无声时代的FLC
  FLC、FLI是Autodesk开发的一种视频格式,仅仅支持256色,但支持色彩抖动技术,因此在很多情况下很真彩视频区别不是很大,不支持音频信号,现在看来这种格式已经毫无用处,但在没有真彩显卡没有声卡的DOS时代确实是最好的也是唯一的选择。最重要的是,Autodesk的全系列的动画制作软件都提供了对这种格式的支持,包括著名的3D Studio X,因此这种格式代表了一个时代的视频编码水平。直到今日,仍旧有不少视频编辑软件可以读取和生成这种格式。但毕竟廉颇老矣,这种格式已经被无情的淘汰。
  2、载歌载舞的AVI
  AVI——Audio Video Interleave,即音频视频交叉存取格式。1992年初Microsoft公司推出了AVI技术及其应用软件VFW(Video for Windows)。在AVI文件中,运动图像和伴音数据是以交织的方式存储,并独立于硬件设备。这种按交替方式组织音频和视像数据的方式可使得读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信息。构成一个AVI文件的主要参数包括视像参数、伴音参数和压缩参数等。AVI文件用的是AVI RIFF形式,AVI RIFF形式由字串“AVI”标识。所有的AVI文件都包括两个必须的LIST块。这些块定义了流和数据流的格式。AVI文件可能还包括一个索引块。
  只要遵循这个标准,任何视频编码方案都可以使用在AVI文件中。这意味着AVI有着非常好的扩充性。这个规范由于是由微软制定,因此微软全系列的软件包括编程工具VB、VC都提供了最直接的支持,因此更加奠定了AVI在PC上的视频霸主地位。由于AVI本身的开放性,获得了众多编码技术研发商的支持,不同的编码使得AVI不断被完善,现在几乎所有运行在PC上的通用视频编辑系统,都是以支持AVI为主的。AVI的出现宣告了PC上哑片时代的结束,不断完善的AVI格式代表了多媒体在PC上的兴起。
  说到AVI就不能不提起英特尔公司的Indeo video系列编码,Indeo编码技术是一款用于PC视频的高性能的、纯软件的视频压缩/解压解决方案。Indeo音频软件能提供高质量的压缩音频,可用于互联网、企业内部网和多媒体应用方案等。它既能进行音乐压缩也能进行声音压缩,压缩比可达8:1而没有明显的质量损失。Indeo技术能帮助您构建内容更丰富的多媒体网站。目前被广泛用于动态效果演示、游戏过场动画、非线性素材保存等用途,是目前使用最广泛的一种AVI编码技术。现在Indeo编码技术及其相关软件产品已经被Ligos Technology 公司收购。随着MPEG的崛起,Indeo面临着极大的挑战。
  3、容量与质量兼顾的MPEG系列编码
  和AVI相反,MPEG不是简单的一种文件格式,而是编码方案。
  MPEG-1(标准代号ISO/IEC11172)制定于1991年底,处理的是标准图像交换格式(standard interchange format,SIF)或者称为源输入格式(Source Input Format,SIF)的多媒体流。是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码(MPEG-1 Audio,标准代号ISO/IEC 11172-3)的国际标准,伴音标准后来衍生为今天的MP3编码方案。MPEG-1规范了PAL制(352*288,25帧/S)和NTSC制(为352*240,30帧/S)模式下的流量标准, 提供了相当于家用录象系统(VHS)的影音质量,此时视频数据传输率被压缩至1.15Mbps,其视频压缩率为26∶1。使用MPEG-1的压缩算法,可以把一部120分钟长的多媒体流压缩到1.2GB左右大小。常见的VCD就是MPEG-1编码创造的杰作。MPEG-1编码也不一定要按PAL/NTSC规范的标准运行,你可以自由设定影像尺寸和音视频流量。随着光头拾取精度的提高,有人把光盘的信息密度加大,并适度降低音频流流量,于是出现了只要一张光盘就存放一部电影的DVCD。DVCD碟其实是一种没有行业标准,没有国家标准,更谈不上是国际标准的音像产品。
  当VCD开始向市场普及时,电脑正好进入了486时代,当年不少朋友都梦想拥有一块硬解压卡,来实现在PC上看VCD的夙愿,今天回过头来看看,觉得真有点不可思议,但当时的现状就是486的系统不借助硬解压是无法流畅播放VCD的,上万元的486系统都无法流畅播放的MPEG-1被打上了贵族的标志。随着奔腾的发布,PC开始奔腾起来,直到后来Windows Media Player也直接提供了MPEG-1的支持,至此MPEG-1使用在PC上已经完全无障碍了。
  MPEG-2(标准代号IOS/IEC13818)于1994年发布国际标准草案(DIS),在视频编码算法上基本和MPEG-1相同,只是有了一些小小的改良,例如增加隔行扫描电视的编码。它追求的是大流量下的更高质量的运动图象及其伴音效果。MPEG-2的视频质量看齐PAL或NTSC的广播级质量,事实上MPEG-1也可以做到相似效果,MPEG-2更多的改进来自音频部分的编码。目前最常见的MPEG-2相关产品就是DVD了,SVCD也是采用的MPEG-2的编码。MPEG-2还有一个更重要的用处,就是让传统的电视机和电视广播系统往数码的方向发展。
  MPEG-3最初为HDTV制定,由于MPEG-2的快速发展,MPEG-3还未彻底完成便宣告淘汰。
  MPEG-4于1998年公布,和MPEG-2所针对的不同,MPEG-4追求的不是高品质而是高压缩率以及适用于网络的交互能力。MPEG-4提供了非常惊人的压缩率,如果以VCD画质为标准,MPEG-4可以把120分钟的多媒体流压缩至300M。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone),视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等,其传输速率要求较低,在4800-64000bits/sec之间,分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少的数据获得最佳的图象质量。
  MJPEG,这并不是专门为PC准备的,而是为专业级甚至广播级的视频采集与在设备端回放的准备的,所以MJPEG包含了为传统模拟电视优化的隔行扫描电视的算法,如果在PC上播放MJPEG编码的文件,效果会很难看(如果你的显卡不支持MJPEG的动态补偿),但一旦输出到电视机端,你立刻会发现这种算法的好处。
  4、属于网络的流媒体
  RealNetworks RealVideo,采用的是 RealNetworks 公司自己开发的 Real G2 Codec,它具有很多先进的设计,例如,SVT (Scalable Video Technology);双向编码(Two—Encoding,类似于VBR)。RealMedia 音频部分采用的是 RealAudio ,可以接纳很多音频编码方案,可实现声音在单声道、立体声音乐不同速率下的压缩。最新的RealAudio竟然采用ATRAC3编码方案,以挑战日益成熟的MP3。
  Windows Media,视频编码采用的是非常先进的 MPEG-4 视频压缩技术,被称作 Microsoft MPEG-4 Video Codec,音频编码采用的是微软自行开发的一种编码方案,目前没有公布技术资料,在低流量下提供了令人满意的音质和画质。最新的Windows Media Encoding Utility V8.0将流技术推向到一个新的高度,我们常见的ASF、WMV、WMA就是微软的流媒体文件。
  事实上我们常见的MPG文件,也具有流媒体的最大特征——边读边放。


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