浅谈常见的视频文件格式及其压缩技术

浅谈常见的视频文件格式及其压缩技术

作者：陈香芹

来源：《中国新技术新产品》2016年第03期

摘要：随着科学技术的进步，人们生活节奏的加快，视频文件的格式越来越多，人们总是希望能找到最方便使用的视频文件格式。本文介绍了常见的视频文件格式及其压缩技术。目前广泛使用的视频压缩标准是MPEG-2和MPEG-4，其中简要介绍了MPEG-4的关键技术。

关键词：视频文件格式；视频压缩技术；MPEG

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1 视频文件简介

为了方便存储视频文件的需要，人们制订了不同的视频文件格式，把视频和音频放在一个文件同时播放。从广义上来讲，视频文件可以分为动画文件和影像文件两大类。

1.1 动画文件的分类

动画文件是由相互有关联的若干帧静止图像所组成的图像序列，这些有关联的图像按一定顺序连续播放便形成一组动画，一般用来完成简单的动态过程，适用于比较抽象、难于理解的文件中。常见的动画文件格式有GIF和FLIK。

1.2 影像文件的分类

影像文件，主要指那些包含了实时的音频、视频信息的多媒体文件，其多媒体信息通常来源于视频输入设备，具有很强的表现力。

（1）MICROSOFT流媒体文件

ASF（Advanced Systems Format）和WMV即两个独立于编码方式的在Internet上实时传播多媒体的技术标准，两者都具有本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、以及扩展性等优点。

（2）AVI

AVI（Audio Video Interleaved），是音频视频交错的英文缩写，是将语音和影像同步组合在一起的文件格式，它对视频文件采用的是有损压缩标准，应用范围非常广泛。AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电视、电影等各种影像信息。

（3）MPEG文件

MPEG（moving picture Exper group）是运动图像专家组格式，它采用了有损压缩方法来减少运动图像中的冗余信息，常见的VCD DVD光盘就是这种格式。

（4）RealVideo文件

RealVideo文件主要用来在低速率的广域网上实时传输活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据的实时传送和实时播放。

2 视频压缩技术

2.1 视频压缩的必要性和可行性

网络通信技术的迅速发展，使通信服务正在从传统的话音报文业务向在网络上综合传输文本、数据、图形、图像、视频、音频等多媒体业务发展。在多媒体视频通信业务中，视频数据的冗余量非常大，如果不进行压缩，则难以实现高效的存储和传输目的。因此，通过使用数据压缩技术，可以极大的降低数据量和所需求的传输带宽及存储容量，从而提高网络视频的传输速率。

2.2 视频压缩技术的分类

根据解压码后的数据与原始数据是否完全一致，视频压缩编码技术可分为有损压缩和无损压缩两大类。无损压缩是指直接压缩后的图像与原图像完全一致，不存在任何信息损失。有损压缩则是指解压缩后的图像与原图像不一致，存在数据丢失的现象，并且丢失的这些数据不可恢复，但可以利用人的视觉特性使解压缩后的图像看起来与原来图像一样。目前主要是通过视频压缩编码标准来实现视频文件的有损压缩。

MPEG压缩标准：

MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的，编码标准有MPEG-2和MPEG-4两种。其（1）MPEG-2编码参数

MPEG-2标准是运动图像专家组定义的视频压缩标准，主要编码参数如下：

表MPEG-2编码参数

项目 MPEG-2

标准化时间 1994年，国际标准化草案

主要应用数字TV，DVD

空间分辨率 TV，576×720

时间分辨率 50-60场/秒

位速率 15Mbit/s

质量相当于NTSC/PAL电视

压缩率 30%-40%

DVD的视频部分就是采用的MPEG-2编码方式。

（2）MPEG-4

MPEG-4标准的基本内容就是对对象进行高效编码、组织、存储与传输。对象的提出，使多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力，对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。

Windows Media，视频编码采用的是微软自行开发的一种编码方案，即 MPEG-4 视频压缩技术，被称作 Microsoft MPEG-4 Video Codec，达到了容量与质量同时兼顾。

（3）MPEG-4采用的关键技术

MPEG-4主要是提出了视频对象提取技术、VOP（Video Object Plane）视频编码技术和视频编码可分级性技术这些新的有创见性的关键技术，从而在第一代视频编码技术基础上进行了卓有成效的完善和改进。另外还有由微软公司所创立的WMV-HD视频压缩格式，其压缩率高于MPEG-2标准，一般采用WMV-HD压缩的文件后缀名为.wmv。

结语

本文简要讨论了有关视频文件的基本知识。人们熟知的视频文件格式主要有：ASF、AVI、MPEG等。其次还介绍了视频压缩格式，目前广泛使用的视频文件格式是MPEG-2和MPEG-4，及其MPEG-4采用的一些关键技术。

参考文献

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[3]钟玉琢，沈洪，冼伟铨，田淑珍.多媒体技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，2005：99-109.