数字视频封装与编码-大学计算机基础书籍成果

平时下载的电影，因为下载的来源不同，这些电影文件有不同的格式，用不同的后缀表示：avi、rmvb、mp4、flv、mkv等等（当然也使用不同的图标）。在这里需要注意的是，这些格式代表的是封装格式。

那什么是封装格式？就是把视频数据和音频数据打包成一个文件的规范。仅仅靠看文件的后缀，很难能看出具体使用了什么视音频编码标准。总的来说，不同的封装格式之间差距不大，各有优劣。封装格式的主要作用是把视频码流和音频码流按照一定的格式存储在一个文件中。现如今流行的封装格式如图5-18所示。

图5-18　视频封装格式

在多种封装格式中，使用最广泛的就是Matroska的MKV。Matroska最大的特点就是能容纳多种不同类型编码的视频、音频和字幕流，即使是非常封闭的RealMedia及QuickTime也被它包括进去了，并将它们的音视频进行了重新组织来达到更好的效果。Matroska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。因此，MKV也称多媒体容器（Multimedia Container），因其具有良好的开放性和跨平台性，所以称为H.264编码最重要的封装格式。

MKV采用了可变帧率，在回放变化比较慢（比如说静物）时以比较低的FPS来代替，可以节省不少资源；MKV与AVI和TS相比还增加了错误检测以及修复，这无疑提供了纠错和容错性，更适合于网络传输；在字幕方面，还增加了软字幕功能。与DVDrip以及HDrip等，字幕是以其他文件形式存在不同的是，在MKV里字幕可以内嵌在封装里，但不会和视频混淆，也可以多字幕随意选择；这样在传输保存时更为方便。在传输上采用的是流式传输，这点和TS流的原理基本一致，可以通过时间戳来管理视频以及音频的同步问题，做到即下即看；在剥离了视频的封装格式后，就可以看到真正的视频数据，这些视频数据会有不同的编码格式。(www.xing528.com)

平时所看到的视频，理论上就是一帧帧的图片连续的播放，形成动画效果。那么完整的保存所有图片，一部电影可能就要上百G的空间。视频编码就是为了压缩这些图片，以节省空间。比如一秒钟的视频通常有24帧，这24张图画大部分区域可能都比较相近，那么可以找到一种方法，只保存一张完整图片（称为关键帧），不保存其他图片，只保存和这个完整图片的不同（通过某种数学建模表达），这样就会节省很多空间，在播放的时候，通过和关键帧与每一帧的不同逆向恢复成一张完整的图片，这样就得到了24张完整的图片。所谓编码格式就指一种压缩视频图像的算法，主流的视频编码格式如图5-19所示：

图5-19　主流的视频编码格式

其中，H.264已经成为事实上的视频领域的行业编码标准。目前主流的视频都采用H.264格式进行视频编码，H.265可能对目前的计算机硬件资源来说计算量还是过大，还没有普及。