关于视频的一些知识---文本资料
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视频
视频泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。
连续的图像变化每秒超过24帧(frame)画面以上时,根据视觉暂留原理,人眼无法辨别单幅的静态画面;看上去是平滑连续的视觉效果,这样连续的画面叫做视频。
视频技术最早是为了电视系统而发展,但现在已经发展为各种不同的格式以利消费者将视频记录下来。
网络技术的发达也促使视频的纪录片段以串流媒体的形式存在于因特网之上并可被电脑接收与播放。
视频与电影属于不同的技术,后者是利用照相术将动态的影像捕捉为一系列的静态照片。
画面更新率
Frame rate中文常译为“画面更新率”或“帧率”,是指视频格式每秒钟播放的静态画面数量。
典型的画面更新率由早期的每秒6或8张(frame per second,简称fps),至现今的每秒120张不等。
PAL (欧洲,亚洲,澳洲等地的电视广播格式) 与SECAM (法国,俄国,部分非洲等地的电视广播格式) 规定其更新率为25fps,而NTSC (美国,加拿大,日本等地的电视广播格式) 则规定其更新率为29.97 fps。
电影胶卷则是以稍慢的24fps在拍摄;这使得各国电视广播在播映电影时需要一些复杂的转换手续(参考Telecine转换)。
要达成最基本的视觉暂留效果大约需要10fps的速度。
扫描传送
视频可以用逐行扫描或隔行扫描来传送,交错扫描是早年广播技术不发达,带宽甚低时用来改善画质的方法(其技术细节请参见其主条目)。
NTSC,PAL 与SECAM 皆为交错扫描格式。
在视频分辨率的简写当中经常以i来代表交错扫描。
例如PAL格式的分辨率经常被写为576i50,其中576 代表垂直扫描线数量,i 代表隔行扫描,50代表每秒50个field(一半的画面扫描线)。
在逐行扫描系统当中,每次画面更新时都会刷新所有的扫描线。
此法较消耗带宽但是画面的闪烁与扭曲则可以减少。
为了将原本为隔行扫描的视频格式(如DVD或类比电视广播)转换为逐行扫描显示设备(如LCD电视,电浆电视等)可以接受的格式,许多显示设备或播放设备都具备有转换的程序。
但是由于隔行扫描信号本身特性的限制,转换后无法达到与原本就是逐行扫描的画面同等的品质。
分辨率
各种电视规格分辨率比较视频的画面大小称为“分辨率”。
数位视频以像素为度量单位,而类比视频以水平扫描线数量为度量单位。
标清电视信号的分辨率为720/704/640×480i60(NTSC)或768/720×576i50(PAL/SECAM)。
新的高清电视(HDTV)分辨率可达1920×1080p60,即每条水平扫描线有1920个像素,每个画面有1080条扫描线,以每秒钟60张画面的速度播放。
3D视频的分辨率以voxel(volume picture element,中文译为“体素”)来表示。
例如一个512×512×512体素的分辨率,用于简单的3D视频,可以被包括部分PDA在内的电脑设备播放。
长宽比例
长宽比是用来描述视频画面与画面元素的比例。
传统的电视屏幕长宽比为4:3(1.33:1)。
HDTV的长宽比为16:9(1.78:1)。
而35mm胶卷底片的长宽比约为1.37:1。
虽然电脑荧幕上的像素大多为正方形,但是数字视频的像素通常并非如此。
例如使用于PAL及NTSC讯号的数位保存格式CCIR 601,以及其相对应的非等方宽萤幕格式。
因此以720x480像素记录的NTSC规格DV影像可能因为是比较“瘦”的像素格式而在放映时成为长宽比4:3的画面,或反之由于像素格式较“胖”而变成16:9的画面。
压缩技术
视频压缩技术(仅适用数位讯号)
自从数位信号系统被广泛使用以来,人们发展出许多方法来压缩视频串流。
由于视频资料包含了空间的与时间的冗余性,所以使得未压缩的视频串流以传送效率的观点来说是相当糟糕的。
总体而言,空间冗余性可以借由“只记录单帧画面的一部分与另一部分的差异性”来减低;这种技巧被称为帧内压缩。
并且与图像压缩密切相关,而时间冗余性则可借由“只记录两帧不同画面间的差异性”来减低;这种技巧被称为帧间压缩,包括运动补偿以及其他技术。
目前最常用的视频压缩技术为DVD与卫星直播电视所采用的MPEG-2,以及因特网传输常用的MPEG-4。
常见视频格式
AVI,音频视频交错(Audio Video Interleaved)的英文缩写。
AVI这个由微软公司发表的视频格式在视频领域已经存在好几个年头了。
AVI格式调用方便、图像质量好,但缺点就是文件体积过于庞大。
MPEG也是Motion Picture Experts Group 的缩写。
这类格式包括了MPEG-1, MPEG-2 和MPEG-4在内的多种视频格式。
大部分的VCD 都是用MPEG1 格式压缩的(刻录软件自动将MPEG-1转为.DAT格式) ,使用MPEG-1 的压缩算法,可以把一部120 分钟长的电影压缩到1.2 GB 左右大小。
MPEG-2 则是应用在DVD 的制作;同时在一些HDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当多的应用。
使用MPEG-2 的压缩算法压缩一部120 分钟长的电影可以压缩到5-8 GB 的大小(MPEG2的图像质量MPEG-1 与其无法比拟的)。
MPEG-4包含了MPEG-1及MPEG-2的绝大部份功能及其他格式的长处,并加入及扩充对虚拟现实模型语言(VRML ,VirtualReality Modeling Language)的支持,面向对象的合成档案(包括音效,视讯及VRML对象),以及数字版权管理(DRM)及其他互动功能。
而MPEG-4比MPEG-2更先进的其中一个特点,就是不再使用宏区块做影像分析,而是以影像上个体为变化记录,因此尽管影像变化速度很快、码率不足时,也不会出现
方块画面。
DIVX是由MPEG-4衍生出的另一种视频编码(压缩)标准,也即通常所说的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,说白了就是使用DivX压缩技术对DVD盘片的视频图像进行高质量压缩,同时用MP3或AC3对音频进行压缩,然后再将视频与音频合成并加上相应的外挂字幕文件而形成的视频格式。
其画质直逼DVD并且体积只有DVD 的数分之一。
这种编码对机器的要求也不高,所以DivX视频编码技术可以说是一种对DVD造成威胁最大的新生视频压缩格式,号称DVD杀手或DVD终结者。
WMV一种独立于编码方式的在Internet上实时传播多媒体的技术标准,Microsoft公司希望用其取代QuickTime之类的技术标准以及WAV、AVI之类的文件扩展名。
WMV的主要优点在于:可扩充的媒体类型、本地或网络回放、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、扩展性等。
RM/RMVB,Real Networks 公司所制定的音频/视频压缩规范Real Media 中的一种,Real Player能做的就是利用Internet资源对这些符合Real Media技术规范的音频/视频进行实况转播。
在Real Media规范中主要包括三类文件:RealAudio、Real Video和Real Flash (Real Networks公司与Macromedia 公司合作推出的新一代高压缩比动画格式)。
REAL VIDEO (RA、RAM)格式由一开始就是定位就是在视频流应用方面的,也可以说是视频流技术的始创者。
它可以在用56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断的视频播放,可是其图像质量比VCD差些,如果看过那些RM压缩的影碟就可以明显对比出来了。
FLV就是随着Flash MX的推出发展而来的新的视频格式,其全称为Flashvideo。
是在sorenson公司的压缩算法的基础上开发出来的。
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等缺点。
各在线视频网站均采用此视频格式。
如新浪播客、56、优酷、土豆、酷6、帝途、YouTuBe等,无一例外。
但是现在的视频网站上普遍所使用的视频格式变为了F4V,F4V是Adobe 公司为了迎接高清时代而推出继FLV格式后的支持H.264的流媒体格式。
它和FLV主要的区别在于,FLV格式采用的是H.263编码,而F4V则支持H.264编码的高清晰视频,码率最高可达50Mbps。
相对FLV而言,F4V的优点在于可以在把文件控制在相同大小的条件下获得比FLV跟清晰的画质。
MP4(MPEG-4 Part 14)是一种常见的多媒体容器格式,它是在“ISO/IEC 14496-14”标准文件中定义的,属于MPEG-4的一部分,是“ISO/IEC 14496-12(MPEG-4 Part 12 ISO base media f ile format)”标准中所定义的媒体格式的一种实现,后者定义了一种通用的媒体文件结构标准。
MP4是一种描述较为全面的容器格式,被认为可以在其中嵌入任何形式的数据,各种编码的视频、音频等都不在话下,不过我们常见的大部分的MP4文件存放的AVC(H.264)或MPEG-4(Part 2)编码的视频和AAC编码的音频。
MP4格式的官方文件后缀名是“.mp4”,还有其他的以mp4为基础进行的扩展或者是缩水版本的格式,包括:M4V, 3GP, F4V等。
注意:
Q:大家看视频时所关注的有关于清晰度的参数一般是什么?
分辨率无法决定任何清晰度!
比特率是指每秒传送的比特(bit)数。
单位为bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大。
比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小的单位,要么是0,要么是1。
比特率与音、视频压缩的关系,简单的说就是比特率越高,音、视频的质量就越好,但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。
计算机中的信息都是二进制的0和1来表示,其中每一个0或1被称作一个位,用小写b表示,即bit(位);大写B表示byte,即字节,一个字节=八个位,即1B=8b;前面的大写K表示千的意思,即千个位(Kb)或千个字节(KB)。
表示文件的大小单位,一般都使用字节(KB)来表示文件的大小。
Kbps:首先要了解的是,ps指的是/s,即每秒。
Kbps指的是网络速度,也就是每秒钟传送多少个千位的信息(K表示千位,Kb表示的是多少千个位),为了在直观上显得网络的传输速度较快,一般公司都使用kb(千位)来表示,如果是KBps,则表示每秒传送多少千字节。
1KBps=8Kbps。
ADSL上网时的网速是512Kbps,如果转换成字节,就是512/8=64KBps(即64千字节每秒)。