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1、数字视频基础数字视频基础7.3 1. 了解视频的基础知识：模拟视频和数字视频、视频的制式、数字视 频生成的方式。 2. 理解视频压缩编码的基本概念：有损压缩、无损压缩、帧内压缩、 帧间压缩、对称编码、不对称编码。 3. 理解MPEG、AVI、RM、DV和DivX等常见数字视频格式的特点。 4. 掌握格式工厂、MediaCoder、Canopus ProCoder、WinMPG Video Convert和AVS Video Converter等视频格式转换工具软件的 使用方法。 学习目标 （1）数字视频 （2）视频的制式 （3）数字视频的生成 7.3.1 视频的基础知识 1. 有损和无损压缩
2、无损压缩指压缩前和解压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都 采用RLE行程编码算法。 有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。在压缩的 过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢 失的信息不可恢复。 7.3.2 视频压缩编码的基本概念 2. 帧内和帧间压缩 帧内（intraframe）压缩也称为空间压缩（spatial compression ）。当压缩一帧视频时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的 冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。 帧间（interframe）压缩也称为时间压缩（temporal compression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进
3、行压缩 。帧间压缩一般是有损的。 7.3.2 视频压缩编码的基本概念 3. 对称和不对称编码 对称性是压缩编码的一个关键特征。 对称（symmetric）意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和 时间。 不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解 压缩时则能较好地实时回放，即以不同的速度进行压缩和解压缩。 7.3.2 视频压缩编码的基本概念 7.3.3 常见数字视频格式 1.MPEG格式 （1）MPEG-1的标准名称为“动态图像和伴音的编码用于速 率小于每秒约7.5兆比特的数字存储媒体”。这里的数字存储媒体 指一般的数字存储设备如CD-ROM、硬盘和可擦写光盘等，也就是 通
4、常所说的VCD制作格式。 其文件扩展名包括：mpg、mlv、mpe、mpeg以及VCD光盘中的 .dat等。 （2）MPEG-2标准，即“活动图像及有关声音信息的通用编码” 标准。MPEG-2格式主要应用在DVD和SVCD的制作或压缩方面， 同时在一些HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处 理上面也有相当的应用。 其文件扩展名包括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD光盘上的 .vob等。 7.3.3 常见数字视频格式 （3）MPEG-4能够保存接近于DVD画质的小体积视频文件。这种 文件格式还包括了以前MPEG压缩标准所不具备的比特率的可伸缩 性、动画精灵、交互性甚至版
5、权保护等一些特殊功能。这种数字视 频格式的文件扩展名包括.asf、mov和DivX AVI等。 7.3.3 常见数字视频格式 2.AVI（Audio Video Interleave）是一种音频视像交插记录的数字 视频文件格式。AVI文件图像质量好，可以跨多个平台使用。但由 于文件过于庞大，而且压缩标准不统一，因此在不同版本的 Windows媒体播放器中不兼容。 7.3.3 常见数字视频格式 3.MOV格式 是美国Apple公司开发的一种视频格式，默认的播放器是苹果的 QuickTime Player。 （例） MOV格式有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度。 因为这种文件格式能用来描述几乎所
6、有的媒体结构，所以它是不同 系统的应用程序间交换数据的理想格式。 7.3.3 常见数字视频格式 4.DivX格式 是由MPEG-4衍生出的另一种视频编码（压缩）标准，也即我们通 常所说的DVDrip格式，它采用了MPEG4的压缩算法，同时又综合 了MPEG-4与MP3各方面的技术。其画质接近DVD，并且文件大小 只有DVD的几分之一。 7.3.3 常见数字视频格式 5.DV格式 是由索尼、松下、JVC等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格 式。目前非常流行的数码摄像机就是使用这种格式记录视频数据。 它可以通过计算机的IEEE1394端口传输视频数据到计算机，也可以 将计算机中编辑好的视频数据回
7、录到数码摄像机中。 这种数字视频格式的文件扩展名一般是.avi，所以也叫DV-AVI格式 。 7.3.3 常见数字视频格式 6.RA/RM/RP/RT流式文件格式 经过特殊编码，但是它的目的和单纯的多媒体压缩文件有所不同，重 新编排数据位是为了适合在网络上边下载边播放。 7.3.3 常见数字视频格式 7.RMVB格式 是一种由RM视频格式升级延伸出的新视频格式，它的先进之处在于 保证平均压缩比的基础上合理利用比特率资源，就是说静止和动作场 面少的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 ，而这些带宽会在出现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
8、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。 7.3.3 常见数字视频格式 8.ASF （Advanced Stream Format）流式文件格式 以“.asf”为后缀，其最大优点就是体积小，因此适合网络传输。使 用Windows Media Player可以直接播放ASF格式的文件。 7.3.3 常见数字视频格式 9. Windows Media Video(WMV) 是Microsoft流媒体技术的首选编码解码器，它派生于 MPEG-4，采 用了几个专有扩展功能使其可在指定的数据传输率下提供更好的图像 质量。它能够在目前网络宽带下即时传输，并显示接近DVD画质的
9、 视频内容。 7.3.3 常见数字视频格式 10.ASX文件 是Microsoft Media文件的索引文件，也是一种播放列表或者流媒体 重定向（active stream redirector）文件，其工作原理与RAM文件 类似。 7.3.3 常见数字视频格式 11.FLV 网络视频格式 FLV是FLASH VIDEO的简称。FLV流媒体格式是随着Flash MX的推 出发展而来的视频格式，目前已经成为当前视频文件的主流格式。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，不能在网络上很好的使用
10、等缺点。目前各在线视频网站 如新浪播客、六间房、56、优酷、土豆、酷6、youtube等，均采用 此视频格式。 7.3.3 常见数字视频格式 12.MKV格式 MKV不是一种压缩格式，而是Matroska的一种媒体文件， Matroska是一种新的多媒体封装格式，也称多媒体容器 (Multimedia Container)。它可将多种不同编码的视频及16条以上 不同格式的音频和不同语言的字幕流封装到一个Matroska Media文 件当中。MKV最大的特点就是能容纳多种不同类型编码的视频、音 频及字幕流。 7.3.3 常见数字视频格式 7.3.4 视频格式转换工具软件 1. 格式工厂 2.
11、MediaCoder 3. Canopus Procoder 4. WinMPG Video Convert 5. AVS Video Converter 格式工厂是一种万能的多媒体格式转换软件，如图1-7所示。它提 供以下功能：视频转MP4、3GP、MPG、AVI、WMV、FLV、 SWF；所有类型音频转到MP3、WMA、MMF、AMR、OGG、 M4A、WAV；所有类型图片转到JPG、BMP、PNG、TIF、ICO等 ；抓取DVD到视频文件；转换过程中可以修复某些意外损坏的视频 文件等。 1. 格式工厂 1. 格式工厂 格式工厂 MediaCoder是一个免费的通用影音转码工具，如图1-8
12、所示。它 将众多来自开源社区的优秀音频视频编解码器和工具进行整合，让 用户可以自由地转换音频和视频文件，可满足各种场合下的转码需 求。它具有极为丰富的可调转码参数，使用多线程设计，单个任务 即可利用多核处理器能力，而且多任务并行处理时，最大化多处理 器利用率。另外，其良好的可扩展的程序架构，可快速适应新的需 求，不断增加新的格式的支持。 2. MediaCoder 2. MediaCoder MediaCoder 3. Canopus ProCoder Canopus ProCoder是Canopus(康能普视)公司出品的专业视频编 码转换软件，如图1-9所示。它可以在几乎所有应用的主流媒体格
13、式 之间进行转换，而且支持批处理、滤镜等高级功能。使用该软件转 换出来的画面清晰细腻，亮度和对比度表现很好，图像还原完整， 影像的轮廓清晰、明显，边缘圆滑，色彩鲜艳，色彩饱和度很好， 颜色过渡十分清晰自然。 3. Canopus ProCoder 以高速度、高性能、绝对可靠的稳定性和高质量的图像输出而著称 的Canopus DV Codec已经获得了业界领袖的认可，并且成为公司 获得殊荣的非线性编辑系统(包括DVRexRT、DVStorm 和 DVRaptor-RT 等)的核心技术。 3. Canopus ProCoder 该软件不但支持所有主流媒体格式(Windows Media、Real
14、Video 、Apple QuickTime、Microsoft DirectShow、Microsoft Video for Windows、Microsoft DV、Canopus DV、Canopus MPEG- 1和MPEG-2编码)，而且还提供对高清晰度视频格式的支持。它可 以以惊人的速度在不同格式的媒体文件之间轻易地进行转换，并可 以让用户一次转换单个或多个视频文件，同时以不同的格式分别输 出到多个文件。 3. Canopus ProCoder Canopus ProCoder 4. WinMPG Video Convert 这是一款非常优秀的全能视频转换工具。该软件不仅可以将AV
15、I格 式同时转换成MPEG-1、MPEG-2、DVD、VCD、SVCD和DivX等 视频格式，而且还可以将ASF和WMV等视频格式快速转换成AVI和 MPEG-4格式。 WinMPG Video Convert 5. AVS Video Converter 这是一款功能特别全面的视频文件转换及编辑工具。 在软件的主界面中单击Browse(浏览)按钮，将需要转换的AVI、MPG、 MPEG-1、MPEG-2、VOB(DVD)、DAT(VCD)、WMV和ASF等格式的视频 文件导入到软件中后，直接在软件的工具栏中单击相应的To AVI、To DVD、 To MP4、To MPEG、To MOV、T
16、o WMV或To RM等按钮，软件即可快速完 成一个视频文件转换任务的定制。 AVS Video Converter 7.3.5 数字视频素材的获取 1. 利用视频采集卡将模拟视频转换成数字视频 从硬件平台的角度分析，数字视频的获取需要三个部分的配合： （1）模拟视频输出的设备，如录像机、电视机、电视卡等； （2）可以对模拟视频信号进行采集、量化和编码的设备，这一般 都由专门的视频采集卡来完成； （3）由多媒体计算机接收和记录编码后的数字视频数据。 2. 利用计算机生成的动画 例如，把GIF动画格式转换成AVI视频格式，或利用Flash、MAYA 、3ds max等二维或三维动画制作软件生成的视频文件或文件序列 作为数字视频。 7.3.5 数字视频素材的获取 3. 通过互联网下载 许多互联网网站都提供视频或影片的下载服务，下载服务分免费和 付费两种。免费服务可以直接将视频或影片下载到计算机中，付费 服务需要通过注册，以各种付费方式付费后，才能将视频或影片下 载到计算机中。但是，通过互联网下载的视频素材质量都不会很高 ，一般单帧画面分辨率在320240像素左右，如果更大的话，视频 发布会受到网络带宽的，表现为在线浏览时会经常停顿，甚至无法 浏览。 7.3.5 数字视频素材的获取 35 谢谢 谢！谢！