重返opencv——视频编码和格式
我們在詳解各種主流的視頻格式之前,先拋開各種視頻格式的定義,來討論這樣一件事情:你覺得目前的視頻格式編碼混亂嗎?相信這個問題問出來,許多、、不同知識層次的人有不同的思考,但是答案卻都有一個共同點就是:“混亂”。、
沒錯,我看了一天的視頻格式、后綴、編碼、標準。。。。毫無疑問的,任何一個了解視頻相關標準的人都會覺得,為什么視頻有這么多標準,這么混亂?
沒錯,混亂是正常的,因為不懂所以混亂。真正懂的人并不會覺得混亂。混亂的原因是——技術在進步和發展。不斷地有新的更好的東西出現,而舊的東西又不能立刻淘汰,所以導致現在的情況就是東西實在是太多了。、
、首先關于編碼和后綴封裝::https://blog.csdn.net/lbb_bb/article/details/80642921
VCD
? 先從vcd講起吧。小時候家門下有一家“老胖音像”,當時是一家小店,后來越開越大,最后全城連鎖,然后忽然一夜之間,所有音像店都消失了。音像店出租各種光盤。我們家每周都會借來一堆光盤看,好的動畫片還會買下來。比如說風之谷,小時候感覺我在家看了有100遍。我記得最初的時候,光盤就叫做VCD,播放機也是XXVCD,后來,DVD出現了。VCD便消失了。現在只有一些小的音樂專賣店會出售實體光盤,也大多是民族歌曲和過期專輯。
? VCD,影音光碟(Video Compact Disc;VCD),是一種在光碟(Compact Disk)上存儲視頻信息的標準。VCD可以在個人電腦或VCD播放器以及大部分DVD播放器中播放。
VCD格式通常是MPG或DAT
MPG是電腦編輯后保存時使用的格式
DAT是被刻錄成光盤后的格式、
VCD是什么? 也許還有許多人不了解VCD是什么。VCD其實是Video Compact Disk的縮寫,就是一種壓縮過的圖像格式。?[3]??它是采用MPEG-1的壓縮方法來壓縮圖像,解析度到達352 * 240﹙NTSC﹚或352 * 288﹙PAL﹚1.15Mb/s Video Bit Rate?[4]??,聲音格式則采用44.1KHz取樣頻率,16 Bit取樣值,Stereo立體聲,﹙在未壓縮之前,這樣的音頻格式就是CD音質,也就是我們常常聽的音樂CD的音質。﹚MPEG-1 layer 2,224Kb/s Audio Bite Rate的壓縮方式。?[3]??用這樣的壓縮方式,在還原成音樂CD格式之后,即使是受過訓練的專業試聽師也無法分辨出與原來的CD片音質上的差別。也就是說,這種壓縮方式是一種非破壞性的壓縮。
DVD
(Digital Video Disc)的縮寫,又被稱為高密度數字視頻光盤。它是比VCD更新一代的產品。DVD分別采用MPEG—2技術和AC—3標準對視頻和音頻信號進行壓縮編碼。它可以記錄135分鐘的圖像畫面。與VCD不同的是它的圖像清晰度可達720線。是LD/CD/VCD等光存儲產品的接班人
要明確DVD盤片和VCD盤片的區別。它們的盤片結構差異很大,導致容量有很大區別(CD:600~700MB;DVD:4.3GB左右),存儲的數據量也不同.VCD是Video CD盤片,屬于CD。所以如果是Video盤,DVD與CD的時間長度或者畫面質量是不一樣的。DVD優于CD盤片。
DVD是一種光盤格式,而VCD是Video CD,表示存儲視頻內容,但依舊是套用CD白皮書范疇。工業標準中有DVD和CD兩種存貯介質。實際上規定盤片的數據密度,激光波長,軌道間距,轉速,盤體材質厚度等物理標準。
而VCD只是說明這個CD盤中存放的是視頻,就類似MP3 CD一樣。
mp3
關于MP3,我也想到了兩個小故事。
初中時候,人手一個MP3隨身聽。我當然也有一個--塑料的小小的,忘了從哪里來的了,總之上學路上我會一邊聽一邊騎車,計算聽歌的數量來判斷騎行的時間。然后我會一邊唱歌一邊騎車。我自以為我的聲音很小,直到有一天,我的女同桌告訴我說他在路口遇到了歐文,我站著等紅燈的時候唱歌的聲音很大、很陶醉很自我,讓她很詫異,從此嘲笑了我很久。從那以后我就不再邊聽歌邊唱歌了。
上了高中,大家都用起了智能手機,沒人再用MP3了。當然,座位號薛恒得我只有一個老古董滑蓋手機。那時候科技發展飛速,MP3、ipod、智能手機、移動上網等新事物每年都在推出。然而我還是只用滑蓋手機發發短信而已。這時候,找了個女朋友,女朋友說想買一個ipod。當時我就震驚了,這不是過時的東西嗎,現在誰還用MP3,然后她就買了,是一個正方形的很好看的ipod,。直到今天我才知道它叫iPod Shuffle?四代http://nb.zol.com.cn/610/6104158.html然后我就發現過時的是我.
MP3是一種音頻壓縮技術,其全稱是動態影像專家壓縮標準音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III),簡稱為MP3。它被設計用來大幅度地降低音頻數據量。利用 MPEG Audio Layer 3 的技術,將音樂以1:10 甚至 1:12 的壓縮率,壓縮成容量較小的文件,而對于大多數用戶來說重放的音質與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。它是在1991年由位于德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發明和標準化的。用MP3形式存儲的音樂就叫作MP3音樂,能播放MP3音樂的機器就叫作MP3播放器。關于MP3文件的點對點技術文件共享的爭論在最近幾年迅速蔓延—這主要是由于壓縮使得文件共享成為可能,未經壓縮的文件過于龐大難于共享。由于MP3文件通過因特網大量傳播一些主要唱片廠商通過法律起訴Napster來保護它們的版權(參見知識產權)。.
MP3 作為一個官方名稱被命名開始于 1988 年,名叫 MPEG (Moving Picture Experts Group)的國際組織誕生。這是一個為廣播業音視頻壓縮編碼技術的標準制定機構。根據不同的階段和模型,在 1994 年之前 Fraunhofer IIS 公布了 MPEG-1 Audio Layer 1、MPEG-1 Audio Layer 2 和 MPEG-1 Audio Layer 3 標準,也就是 MP1、MP2 和 MP3。最終 MP3 可以將音樂編碼成原本 10% 的大小,但音質和最初的未壓縮版本相比沒有聽覺上的明顯下降。
MPEG-1 Layer 1/2/3。注意,MP3仍然是MPEG-1 ,但是MP4就是MPEG-4了。這種命名方式看似很美好,實則卻很令人費解。
這也是 iPod 帶來的最大改變,蘋果試圖通過 iTunes 用正版說服音樂廠商授權數字化版權,然后從中分得利潤。https://baike.baidu.com/tashuo/browse/content?id=d4c4e5133232d237e28f6bf7&lemmaId=23904&fromLemmaModule=pcBottom而 30 年前,發明 MP3 的 Karlheinz Brandenburg 也沒有料到現在的光景:“我們的夢想是一個擁有百萬用戶和聽眾的電子廣播,但今天幾十億臺機器都在使用這種格式,大大超過了我們當年的夢想。”
MP4
我的MP3隨身聽需要去一家“下雨撐傘”的MP3專賣店的電腦上下載歌曲,那里有幾臺電腦,歌曲巨多,當然全是盜版,那時中國不存在正版MP3音樂的。后來,在互聯網大潮席卷下,那里不再提供下載了,但是居然還沒有倒閉。直到今天還在賣一些數碼產品,看來老板轉型的不錯,不過聲音可見并不是太好。我記得我去下載歌曲的時候有一天,聽到旁邊一個人說到,MP3的時代結束了,以后代價都聽MP4了。我也沒多想,后來我知道確實如此。不過MP3還是會存在很長一段時間。
MP4是一套用于音頻、視頻信息的壓縮編碼標準,由國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)下屬的“動態圖像專家組”(Moving Picture Experts Group,即MPEG)制定,第一版在1998年10月通過,第二版在1999年12月通過。MPEG-4格式的主要用途在于網上流、光盤、語音發送(視頻電話),以及電視廣播。
MPEG-4包含了MPEG-1及MPEG-2的絕大部份功能及其他格式的長處,并加入及擴充對虛擬現實模型語言(VRML , VirtualReality Modeling Language)的支持,面向對象的合成檔案(包括音效,視訊及VRML對象),以及數字版權管理(DRM)及其他互動功能。而MPEG-4比MPEG-2更先進的其中一個特點,就是不再使用宏區塊做影像分析,而是以影像上個體為變化記錄,因此盡管影像變化速度很快、碼率不足時,也不會出現方塊畫面。由于MPEG-4是一個公開的平臺,各公司、機構均可以根據MPEG-4標準開發不同的制式,因此市場上出現了很多基于MPEG-4技術的視訊格式,例如WMV 9、Quick Time、DivX、Xvid等。
MPG
MPG又稱MPEG(Moving Pictures Experts Group)即動態圖像專家組,由國際標準化組織ISO(International Standards Organization)與IEC(International Electronic Committee)于1988年聯合成立,專門致力于運動圖像(MPEG視頻)及其伴音編碼(MPEG音頻)標準化工作。
MPEG是運動圖像壓縮算法的國際標準,現已被幾乎所有的計算機平臺支持。它包括MPEG-1,MPEG-2和MPEG-4。MPEG-1被廣泛地應用在VCD(video compact disk)的制作,絕大多數的VCD采用MPEG-1格式壓縮。MPEG-2應用在DVD(Digital Video/Versatile Disk)的制作方面、HDTV(高清晰電視廣播)和一些高要求的視頻編輯、處理方面。MPEG-4是一種新的壓縮算法,使用這種算法的ASF格式可以把一部120 min長的電影壓縮到300 M左右的視頻流,可供在網上觀看。
MPEG格式視頻的文件擴展名通常是MPEG或MPG。
MPEG-3已棄用,計算機很多這樣的命名,比如說。。突然間斷的數字順序,就是因為中間有一版棄用了。
同樣的,MPG也是個有歧義的詞,可以只編碼方式MPEG-1,MPEG-2和MPEG-4,也可以特指MPEG-4。
因為MPG存在多個版本,所以我們用某個軟件播放MPG格式的視頻文件時,有時能正常放映,有時卻不能。如用會聲會影進行視頻編輯時,會聲會影能放映MPG視頻的視頻圖像,但有時視頻文件中的聲音卻放不出來
正如前述,MPEG-3只不過是被放棄的一種壓縮技術,至于大家熟悉的MP3其實是MPEG-1 Layer 3的音頻數據壓縮技術,簡稱。
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WMV
WMV 在這里就指的是VC-1:巨頭微軟力推的VC-1
VC-1是軟件巨頭微軟力推的一種視頻編碼的格式,但是它的發展并不是很順利,可以說是歷經坎坷。直到2006年初,活動圖像和電視工程師協會(SMPTE)才正式頒布了由微軟提出并開發的VC-1視頻編碼標準。C-1
微軟是在2003年9月遞交VC-1編碼格式(開發代號Corona)的,目前已經得到了MovieBeam、Modeo等不少公司的采納,同時也包含在 HDDVD和 藍光中,包括華納和環球等影業公司也有采用這種格式的意向。VC-1基于微軟Windows Media Video 9(WMV9)格式,而WMV9格式現在已經成為VC-1標準的實際執行部分。WMV(Windows Media Video)是微軟公司的視頻編解碼器家族,包括WMV 7、WMV 8、WMV 9、WPV 10。這一族的編解碼器可以應用在從撥號上網的窄帶視頻到高清晰度電視(HDTV)的寬帶視頻。使用Windows Media Video用戶還可以將視頻文件刻錄到CD、DVD或者其它一些設備上。它也適用于用作媒體服務器。WMV 可以被看作是MPEG-4的一個增強版本。最新的由SMPTE(電視電影工程師協會)承認的WMV-9,也就是我們說的上面的VC-1。
VC-1是最后被認可的高清編碼格式,不過因為有微軟的后臺,所以這種編碼格式不能小窺。相對于MPEG2,VC-1的壓縮比更高,但相對于H.264而 言,編碼解碼的計算則要稍小一些,目前來看,VC-1可能是一個比較好的平衡,輔以微軟的支持,應該是一只不可忽視的力量。一般來說,VC-1多為 “.wmv”后綴,但這都不是絕對的,具體的編碼格式還是要通過軟件來查詢。
WMV
總的來說,從壓縮比上來看,H.264的壓縮比率更高一些,也就是同樣的視頻,通過H.264編碼算法壓出來的視頻容量要比VC-1的更小,但是VC-1 格式的視頻在解碼計算方面則更小一些,一般通過高性能的CPU就可以很流暢的觀看高清視頻。
H.264
H.264 使圖像壓縮技術上升到了一個更高的階段,能夠在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸,該優點非常適合國內運營商用戶量大、接入網/骨干網帶寬相對有限的狀況。 在同等的畫質下,H.264 比上一代編碼標準MPEG2 平均節約64%的傳輸碼流,而比MPEG4 ASP 要平均節約39%的傳輸碼流。全球很多IPTV業務運營商都將H.264 作為編解碼格式的標準,包括比利時電信,荷蘭KPN,泰國ADC 電信,中國電信等等。
既生瑜何生亮?
其 實通過上面的討論我們也看到了H.264跟MPEG-4(part2)都是為了互聯網而生,而且有許多共同的特點,那么既生MPEG-4?何生 H.264?有了MPEG-4(第二部分)為什么還要H.264,豈不是多此一舉?兩者到底有多大的區別呢?為何需要再訂制出MPEG-4 Part 10呢?直接沿用MPEG-4 Part 2難道不行?
雖然MPEG-4已針對Internet傳送而設計,提供比MPEG-2更高的視頻壓縮效率,更靈活與彈性變化的播放取樣率,但就視頻會議而言總希望有更進一步的壓縮,所以才需要出現了H.264。
首 先就是上文提到的H.264對于帶寬的要求低,在帶寬比較吃緊的情況下一樣可以正常的工作,只相當于MPEG-4第二部分的2/3,不要小看這些,這些就 可以決定你看視頻是否流暢。更具體地說,H.264力求在40kbps~300kbps的有限帶寬下盡可能得到流暢、清晰的表現。
那么到底壓縮了更小的H.264能夠有更高的壓縮率,播放效果是不是大打折扣呢?播放效果與MPEG-2、MPEG-4近乎相同嘛?是的,其實視頻的質量 我們看不出多大的差別,之所以出現這種現象答案在于H.264采用了更復雜的編碼算法,當然對于解碼也提出了更高的要求。
以前之所以未采用更復雜的算法,是考慮到解碼(播放)端的運算能力不足,就會導致播放不流暢,失去視頻娛樂觀賞的意義,但如今不同,無論桌面電腦、移動終 端的性能都突飛猛進,即便運用更復雜的壓縮編碼都可以實時解碼、流暢地播放,這正是MEPG-4、H.264能夠流行的一項先決條件。
但是其實這些都不是關鍵,目前的寬帶已經完全滿足了mpeg-4第二部分的使用,但是為什么還要H.264呢?就是因為授權的問題。關于這個問 題,H.264不僅壓縮算法比以往的MPEG-4更優異,帶寬耗用更低,還有一項最誘人的特點:授權費用比較合理,因為H.264晚于MPEG-4問世, 且兩者定位接近,既然如此,H.264只好在授權費上降低定位,期盼以較寬厚的授權方式爭取被采用,而這正是對了運營商的胃口,當初許多運營商對 MPEG-4的授權深表反感,之后也都熱烈擁護H.264。
H.265
從命名就可以看出,這是一個更好的算法,但就像之前的剛出來的算法一樣,需要時間來進行沉淀和普及、。
AVI
AVI英文全稱為Audio Video Interleaved,即音頻視頻交錯格式,是微軟公司于1992年11月推出、作為其Windows視頻軟件一部分的一種多媒體容器格式。AVI文件將音頻(語音)和視頻(影像)數據包含在一個文件容器中,允許音視頻同步回放。類似DVD視頻格式,AVI文件支持多個音視頻流。AVI信息主要應用在多媒體光盤上,用來保存電視、電影等各種影像信息
FLAC(無損音頻壓縮編碼)
FLAC中文可解釋為無損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著名的自由音頻壓縮編碼,其特點是無損壓縮。不同于其他有損壓縮編碼如MP3及AAC,它不會破壞任何原有的音頻質量,所以可以還原音樂光盤音質?[1]??。2012年以來它已被很多軟件及硬件音頻產品(如CD等)所支持。
MOV
MOV即QuickTime影片格式,它是Apple公司開發的一種音頻、視頻文件格式,用于存儲常用數字媒體類型。當選擇QuickTime(*.mov)作為“保存類型”時,動畫將保存為·mov文件。QuickTime用于保存音頻和視頻信息,包括Apple Mac OS,MicrosoftWindows95/98/NT/2003/XP/VISTA,甚至WINDOWS7在內的所有主流電腦平臺支持。
總結
1.編碼方式和封裝格式
???常見的AVI、RMVB、MKV、ASF、WMV、MP4、3GP、FLV等文件其實只能算是一種封裝標準。??
一個完整的視頻文件是由音頻和視頻2部分組成的。H264、Xvid等就是視頻編碼格式,MP3、AAC等就是音頻編碼格式。
???例如:將一個Xvid視頻編碼文件和一個MP3視頻編碼文件按AVI封裝標準封裝以后,就得到一個AVI后綴的視頻文件,這個就是我們常見的AVI視頻文件了。??
由于很多種視頻編碼文件、音頻編碼文件都符合AVI封裝要求,則意味著即使是AVI后綴,也可能里面的具體編碼格式不同。因此出現在一些設備上,同是AVI后綴文件,一些能正常播放,還有一些就無法播放。同樣的情況也存在于其他容器格式。即使RMVB、WMV等也不例外????
??事實上,很多封裝容器對音頻編碼和視頻編碼的組合方式放的很開,如AVI還可以使用H264+AAC組合,可以在具體使用中自己體會。尤其是MKV封裝容器,基本無論什么樣的組合都可以!但一般MKV用的最多的就是H264+AAC組合,此組合文件體積最小,清晰度最高。因此網上很多MKV視頻都是高清晰度的。????因此,視頻轉換需要設置的本質就是:A設置需要的視頻編碼、B設置需要的音頻編碼、C選擇需要的容器封裝。一個完整的視頻轉換設置都至少包括了上面3個步驟。???
目前最常見的視頻編碼方式有?MPEG-1/-2?<?WMV/7/8?<?RM/RMVB?<?Xvid/Divx?<??AVC/H.264,視頻壓縮效能和技術先進性也基本表現為上述排列順序(由低到高,不完全準確)。
目前最常見的音頻格式有?Mp3、AC-3、ACC,MP3最廣泛的支持最多,AC-3是杜比公司的技術,ACC是MPEG-4中的音頻標準,ACC是目前比較先進和具有優勢的技術。
常用視頻編碼方式有Xvid(MPEG4),H264,MPEG1,MPEG2。? ?
目前的視頻發展中,可以說老的視頻格式并沒有死去,而是正當年。而新的視頻由于適應了網絡時代的發展,前途光明。https://www.jianshu.com/p/4def60dd594f
目前的MPEG-2的視頻在藍光時代一樣是得到了重用,MPEG-2不是MPEG -1的簡單升級,MPEG-2在系統和傳送方面作了更加詳細的規定和進一步的完善。MPEG-2特別適用于廣播級的數字電視的編碼和傳送,被認定為SDTV和HDTV的編碼標準。DVD影碟就是采用MPEG-2壓縮標準。
而H.264雖然收費問題仍讓人不滿,但是由于普及的面大,加上其算法上面的領先,在短時間內不會讓別人追上。而MPEG-4{2}由于目前網絡速度的發展,加上費用的下降甚至于以后的費用可能為零來競爭,也很有發展前途。
而google與微軟自己力推的WMV以及WebM都有著巨頭強大的實力作為后盾。特別是WMV這幾年已經在日常中比較常見了,而WebM由于開源加上免費的優點,再加上其最大的視頻網站YOutobe作為后盾,加上許多廠家的力捧,很有希望在以后后來居上。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的重返opencv——视频编码和格式的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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