1.MPEG格式
活动图像专家组格式(Moving Picture Experts Group,MPEG)是活动图像压缩算法的国际标准,是一类广泛使用的视频文件格式。20世纪八九十年代人们常用的VCD、SVCD、DVD采用的就是这种视频压缩格式。
MPEG文件格式采用有损压缩方法来减小视频文件的规模。人们看到的视频都是由大量独立的画面组成的,当这些画面以每秒几十帧的速度连续播放时,在人眼看来,就是连续的视频了。视频中相邻的两张图片的差别一般会比较小,MPEG的压缩思路就是把相邻两幅画面中相同的部分去掉,对后面画面只记录其与前面画面中不同的部分。目前,MPEG主要压缩标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7与MPEG-21。
MPEG-1标准制定于1992年,是针对1.5 Mb/s以下数据传输率视频及其伴音编码而设计的国际标准,也是VCD的制作格式。这种视频格式的文件扩展名包括“.mpg”“.mlv”“.mpe”“.mpeg”及VCD光盘的“.dat”等。
MPEG-2标准制定于1994年,是针对3~10 Mb/s的影音视频数据编码标准。这种格式主要应用在DVD/SVCD的制作方面,同时在一些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。这种视频格式的文件扩展名包括“.mpg”“.mpe”“.mpeg”“.m2v”及DVD光盘中的“.vob”等。
MPEG-4标准制定于1998年,是面向低传输速率下的影音编码标准,它通过帧重建技术压缩和传输数据,力求使用最少的数据获得最佳的图像质量。MPEG-4能够以较小的文件体积保存接近DVD画质的视频。
MPEG-7标准是一个多媒体内容描述接口标准(Multimedia Content Description Inter⁃face,MCDI),而不是具体的算法或者文件标准。继MPEG-4之后,要解决的矛盾就是对日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索,MPEG-7就是针对这个矛盾的解决方案。MPEG-7力求能够快速且有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体材料。
MPEG-21标准为多媒体框架标准,是一些关键技术的集成。这种集成环境可以加强对全球数字媒体资源的管理,实现内容描述、创建、发布、使用、识别、收费管理、产权保护、终端和网络资源抽取、事件报告等功能。MPEG-21的目标是为多媒体信息的用户提供透明而有效的电子交易和使用环境,意图在于与版权视频相关的电子商务活动中发挥重要的作用。
2.AVI格式
音频视频交错(Audio Video Interleaved,AVI)也是一种常见的视频文件格式,是微软公司在1992年推出的,其也是一种很有影响力的视频格式。
这种视频格式的优点是图像质量好,其缺点是压缩率不够好,文件体积过大。但是它最麻烦的问题是没有统一的压缩标准,导致兼容性不好。低版本Windows媒体播放器无法播放采用新编码的AVI格式视频倒也罢了,高版本的Windows媒体播放器无法播放采用早期编码编辑的AVI格式视频就不合适了。用户播放AVI格式的视频时遇到的问题,大多可以通过下载相应的解码器来解决。(www.xing528.com)
3.RM与RMVB格式
RM(Real Media)格式是Real Network公司所制定的音频视频压缩规范,Real Network公司开发它的一个重要目的就是用作网络流媒体。用户可以使用Real Network公司开发的媒体播放器——RealPlayer或RealOne Player,对符合Real Media技术规范的网络音频视频资源进行实时播放。
RM是有损压缩。RM格式的一个突出特点就是可以获得非常高的压缩率,其压缩率可以达到MPEG的几倍,代价就是图像品质损失也会变大。当然,压缩率是可以调整的。用户在使用RealPlayer对网络流媒体进行播放时,可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率,从而满足在不同速率的网络上进行影像数据实时传送和播放的要求。
虽然需要在压缩率和图像品质之间做取舍,但是RM格式的视频可以很方便地进行网络实时媒体播放。观众可以用播放软件先下载视频的一部分形成缓冲,之后边下载边播放,而不必将视频完全下载后再播放。这在互联网整体速度还不太快的世纪之交时是一件很了不起的事情。RM格式是Real Network公司对多媒体世界作出的一大贡献,也是对在线影视技术的贡献。
RMVB格式是RM视频格式的升级版。RM后面缀上的VB的意思是可变比特率(Varia⁃ble Bit Rate)。RMVB格式不采用RM那种平均采样压缩的方式,而是根据情况采用变化比特率。它在保证平均压缩比的基础上,对视频画面采用更合理的采样和压缩方法。概括说来就是让画面背景这样相对静止的部分采用较低的编码速率,提高其压缩比。这样就可以留出更多的带宽空间,快速运动的画面部分就可以利用这空出的带宽使用更高的采样率和较低压缩比。总体而言,这样做在保证了相对静止画面质量的前提下,大幅度地提高了运动图像的画面质量,从而在图像质量和文件大小之间达到了更好的平衡。
4.H.26X系列
这个系列并不是具体的某种视频文件格式,而是一些视频编码标准方法。这个系列的编码方法由国际电信联盟(ITU)主导开发。这一系列的视频编码标准包括有H.261、H.263、H.264。相比MPEG系列标准,H.26x系列的编码标准所需计算量少很多。另外,此算法为了尽量减少数据传输和带宽占用量,采用了在图像质量与运动幅度之间平衡折中的机制,其对相对静止图像获得的质量要高于剧烈运动的图像质量。
由于其计算量和带宽需求较低,此系列压缩标准主要应用于实时视频通信领域,特别是在视频会议领域。
随着网络速度的提升和人们对视频质量的追求,ITU的视频编码专家组和MPEG动态图像专家组共同建立了视频编码合作小组,出台了具有更高的分辨率、更高的压缩率的H.265/HEVC标准。H.265的压缩水平有了显著提高,一样质量的编码视频能比之前节省40%~50%的码流。
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