（转）浅析当今视频文件的格式

最近工作中需要接触到视频，虽然简单，但趁这个机会复习下，因此收集了些资料，现转载如下，简单介绍了目前的一些视频等的一些格式

一、影像视频格式
人们日常生活中接触较多的ＶＣＤ（Ｖｉｄｅｏ ＣＤ：数字小型视频光盘）、Ｓ－ＶＣＤ（Ｓｕｐｅｒ ＶＣＤ：极好的数字小型视频光盘）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ：高密度数字视频光盘）和多媒体光盘中的动画等等，这些都是影像文件。影像文件不仅包含了大量图像信息，同时还容纳大量音频信息。所以，影像文件的数据容量往往不可小看，小到几ＭＢ，大到几十ＭＢ。目前常用的影像文件格式有ＡＶＩ、ＭＯＶ和 ＭＰＥＧ等格式，具体如下。

1、AVI格式

ＡＶＩ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｄｅｏ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）的专业的名字叫做音／视频交错格式。是由Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司开发的一种数字音频和视频文件格式，原先仅仅用于微软的视窗视频操作环境（ＶＦＷ ，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｄｅｏ Ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ），而现而今已被大多数ＰＣ机操作系统直接支持。

ＡＶＩ格式，一般用于保存电影、电视等各种影像信息，有时它也出没于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中，主要用于让用户欣赏新影片的精彩片段。常用的ＡＶＩ播放驱动程序，主要有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｄｅｏ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ或Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５／９８中的Ｖｉｄｅｏ １，以及Ｉｎｔｅｌ公司的Ｉｎｄｅｏ Ｖｉｄｅｏ等等。

在多媒体光盘中，人们常常可以发现它的踪影，如果你是一名游戏爱好者，就会注意到许多游戏的片首动画都是ＡＶＩ格式。如《仙剑奇侠传》的片首那段，我国传统的古装色彩（青山、绿水、白鹭）的动画就是采用的ＡＶＩ格式。

ＡＶＩ格式允许视频和音频交错在一起同步播放，但由于ＡＶＩ文件没有限定压缩标准，由此就造就了ＡＶＩ文件格式不具有兼容性。不同压缩标准生成的ＡＶＩ文件，就必须使用相应的解压缩“算法”见文后注解１，才能将之播放出来。

2、MOV格式（Quick Time）

Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ格式大家可能不怎么熟悉，因为它是Ａｐｐｌｅ公司开发的一种音频和视频文件格式。Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ用于保存音频和视频信息，现在它被包括Ａｐｐｌｅ Ｍａｃ ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５／９８／ＮＴ在内的所有主流ＰＣ机平台支持。Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ文件格式支持２５位彩色，支持领先的集成压缩技术，提供１５０多种视频效果，并配有提供了２００多种ＭＩＤＩ兼容音响和设备的声音装置。

新版的Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ进一步扩展了原有功能，包含了基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ应用的关键特性。Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ因具有跨平台、存储空间要求小等技术特点，得到业界的广泛认可，事实上它已成为目前数字媒体软件技术领域的工业标准。

3、MPEG格式

ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ：动态图像专家组）是由ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ：国际标准化组织）和ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ：国际电工委员会）于１９８８年联合成立，专门致力于运动图像（ＭＰＥＧ视频）及其伴音编码（ＭＰＥＧ音频）标准化工作。ＭＰＥＧ是运动图像压缩算法的国际标准，现已被几乎所有的ＰＣ机平台共同支持。

ＭＰＥＧ和前面某些视频格式不同，是采用有损压缩“算法”，来减少运动图像中的冗余信息的，从而达到高压缩比的目的，当然这些是在保证影像质量的基础上进行的。ＭＰＥＧ压缩标准是针对运动图像而设计的，其基本方法是：在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分，从而达到压缩的目的。

ＭＰＥＧ家族中包括了ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２和ＭＰＥＧ－４等在内的多种视频格式。平均压缩比为５０比１，最高可达２００比１，压缩效率之高由此可见一斑。同时图像和音响的质量也非常好，并且在计算机上有统一的标准格式，兼容性相当好。

ＭＰＥＧ标准包括ＭＰＥＧ视频、ＭＰＥＧ音频和ＭＰＥＧ系统（视频、音频同步）三个部分，ＭＰ３音频文件就是ＭＰＥＧ音频的一个典型应用，而ＶＣＤ、Ｓ－ＶＣＤ、ＤＶＤ则是全面采用ＭＰＥＧ技术所产生出来的新型消费类电子产品。

当你在电脑上打开ＶＣＤ和ＤＶＤ光盘文件时，你会发现其中有一个ＭＰＥＧ的文件夹。实际上已经告诉你，ＶＣＤ光盘压缩就是采用ＭＰＥＧ这种文件格式，具体地讲，是用ＭＰＥＧ－１格式压缩的，使用ＭＰＥＧ－１的压缩算法，可以把一部１２０分钟长的电影压缩到１．２ＧＢ左右。ＭＰＥＧ－２则应用在ＤＶＤ的制作（压缩）方面，同时在一些ＨＤＴＶ（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上也有相当的应用。使用ＭＰＥＧ－２的压缩算法可以把一部１２０分钟长的电影压缩到４到８ＧＢ左右。

二、流式视频格式

当今，许多视／音频数据是通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ来进行实时传输的，其传输方式有两种，一是媒体以文件形式存储，“先传输后播放”，用ＦＴＢ下载或Ｅ－ｍａｉｌ传输，这样对于比较小的文件是可行的，比如ＭＰ３音乐。但是对于电影电视，由于文件容量非常“宽大”，相对现有的网络带宽来讲是十分“窄小”。若仍然采用“先传输后收看”，则需要很长的传输时间，人们将感到厌烦。对于远程会议和远程监控等图像信息，人们需求的是“一边传输一边收看”的“流媒体”传输格式，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法克服了用户必须等待整个文件从Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上全部下载完毕后方能观看的缺点。到目前为止，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上使用较多的流式视频格式，常见的有以下几种。

1、RM格式

ＲＭ格式即Ｒｅａｌ Ｍｅｄｉａ是由Ｒｅａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ公司开发的一种能够在低速率的网上实时传输视／音频信息的视／音频压缩规范的流式视／音频文件格式，可以根据网络数据传输速率的不同制定了不同的压缩比率，从而实现在低速率的广域网上进行影像数据的实时传送和实时播放。是目前Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上最流行的跨平台的客户／服务器结构流媒体应用格式。

ＲＭ格式的魔下共有三员大将，即Ｒｅａｌ Ａｕｄｉｏ、Ｒｅａｌ Ｖｉｄｅｏ和Ｒｅａｌ Ｆｌａｓｈ三类文件。Ｒｅａｌ Ａｕｄｉｏ用来传输接近ＣＤ音质的音频数据，Ｒｅａｌ Ｖｉｄｅｏ用来传输连续视频数据，而Ｒｅａｌ Ｆｌａｓｈ则是Ｒｅａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ公司与Ｍａｃｒｏｍｅｄｉａ公司新近合作推出的一种高压缩比的动画格式。

Ｒｅａｌ Ｖｉｄｅｏ文件除了可以以普通的视频文件形式播放之外，还可以与Ｒｅａｌ Ｓｅｒｖｅｒ服务器相配合，首先由Ｒｅａｌ Ｅｎｃｏｄｅｒ负责将已有的视频文件实时转换成Ｒｅａｌ Ｍｅｄｉａ格式，Ｒｅａｌ Ｓｅｒｖｅｒ则负责广播Ｒｅａｌ Ｍｅｄｉａ视频文件。在数据传输过程中可以边下载边由Ｒｅａｌ Ｐｌａｙｅｒ播放视频影像，而不必像大多数视频文件那样，必须先下载然后才能播放。目前，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上已有不少网站利用Ｒｅａｌ Ｖｉｄｅｏ技术文件，进行重大事件的实况转播。

Ｒｅａｌ Ｐｌａｙｅｒ是在网上收听收看这些实时视／音频和Ｆｌａｓｈ的最佳工具。只要用户的线路允许，使用Ｒｅａｌ Ｐｌａｙｅｒ可以不必下载视／音频内容就能实现网络在线播放，更快捷地上网查找和收听、收看各种广播、电视节目。Ｒｅａｌ Ｖｉｄｅｏ（ＲＡ、ＲＡＭ）格式一开始就是定位在视频流应用方面的，也可以说是视频流传输技术的始创者。它可以在用５６Ｋ Ｍｏｄｅｍ拨号上网的条件下实现不间断的视频播放，网络连接速率不同，客户端所获得的视／音频质量也不尽相同，以声音为例：对于１４．４Ｋｂｐｓ的网络连接，可获得调幅（ＡＭ）质量的音质，对于２８．８Ｋｂｐｓ的连接，可以达到广播级的音频质量。

2、MOV格式（Quick Time）

ＭＯＶ（Ｍｏｖｉｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）是由全球另一大类微机—Ａｐｐｌｅ公司推出的流媒体视频格式，即，相应的视频应用软件为Ａｐｐｌｅ＇ｓ Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ ｆｏｒ Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ。由于Ａｐｐｌｅ公司推出了适用于ＰＣ机的视频应用软件Ａｐｐｌｅ＇ｓ Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ，因此在ＰＣ机上也可以播放ＭＯＶ视频文件。

ＭＯＶ也可以作为一种流媒体文件格式。Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ能够通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放功能，为了适应这一网络多媒体的应用，Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ为多种流行的浏览器软件提供了相应的Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ Ｖｉｅｗｅｒ插件（Ｐｌｕｇ－ｉｎ），能够在浏览器中实现多媒体数据的实时回放。该插件的“Ｆａｓｔ Ｓｔａｒｔ（快速启动）”功能，可以令用户几乎能在发出请求的同时便收看到第一帧视频画面。而且，该插件可以在视频数据下载的同时就开始播放视频图像，用户不需要等到全部下载完毕就能进行欣赏。此外，Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ还提供了自动速率选择功能，当用户通过调用插件来播放Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ多媒体文件时，能够选择不同的连接速率下载并播放影像，当然，不同的速率对应着不同的图像质量。此外，Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ还采用了一种称为Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ的ＶＲ（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ即虚拟现实）技术，用户只需通过鼠标或键盘，就可以观察某一地点周围３６０度的景象，或者从空间任何角度观察某一物体。

ＭＯＶ格式的视频文件可以采用不压缩或压缩的方式，其压缩算法包括Ｃｉｎｅｐａｋ、Ｉｎｔｅｌ Ｉｎｄｅｏ Ｖｉｄｅｏ Ｒ３．２和Ｖｉｄｅｏ编码。经过几年的发展，现在Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ已经在“视频流”技术方面取得了不少的成果，最新发表的Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ４是第一个基于工业标准ＲＴＰ和ＲＴＳＰ协议的非专有技术，能在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上播放相当清晰的视频／音频流的节目。

Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ是一种跨平台的软件产品，无论是Ｍａｃ的用户，还是Ｗｉｎｄｏｗｓ的用户，都可以毫无顾忌地享受Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ所能带来的愉悦。利用Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ４播放器，能够很轻松地通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ观赏到以较高视频／音频质量传输的电影、电视和实况转播的体育赛事节目。

3、ASF格式

ＡＳＦ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｆｏｒｍａｔ：高级流格式）是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司推出的，也是一个在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上实时传播多媒体的技术标准，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的野心很大，为了与现在的Ｒｅａｌ Ｍｅｄｉａ竞争，开发了一种可以直接在网上观看视频节目的视频文件压缩格式。它的视频部分采用了先进的ＭＰＥＧ－４压缩“算法”见文后注解１，音频部分采用了微软新发表的一种比ＭＰ３还要好的压缩格式ＷＭＡ。希图用ＡＳＦ取代Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ之类的技术标准。

ＡＳＦ的主要优点包括：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。

ＡＳＦ的压缩率和图像质量都很不错，因为ＡＳＦ是以一个可以在网络上即时观赏的“视频流”格式存在的，所以它的图像质量比ＶＣＤ差一点点，但比同是“视频流”格式的ＲＡＭ格式要好。

ＡＳＦ应用的主要部件是ＮｅｔＳｈｏｗ服务器和ＮｅｔＳｈｏｗ播放器，有独立的编码器将媒体信息编译成ＡＳＦ流，然后发送到ＮｅｔＳｈｏｗ服务器，再由ＮｅｔＳｈｏｗ服务器将ＡＳＦ流发送给网络上的所有Ｎｅｔ Ｓｈｏｗ播放器，从而实现单路广播或多路广播。这和Ｒｅａｌ系统的实时转播则是大同小异。

4、WMV格式

ＷＭＶ格式，也是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Ｑｕｉｃｋ Ｔｉｍｅ之类的技术标准以及ＷＡＶ、ＡＶＩ之类的文件扩展名。

ＷＭＶ的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。

5、DivX格式

ＤｉｖＸ是目前ＭＰＥＧ最新的视频压缩、解压技术，ＤｉｖＸ是一种对ＤＶＤ造成最大威胁的新生的视频压缩格式。这是因为，ＤｉｖＸ是为了打破ＡＳＦ的种种协定而发展出来的，是由Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＭＰＥＧ－４ ｖ３改进而来，同样使用了ＭＰＥＧ－４的压缩“算法”。

由于ＭＰＥＧ－４是集合并支持不同性质的对象和不同来源的素材（如：自然视频、图形、文字等）用于不同应用（如：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、视觉编辑、消费视频、专业视频、２Ｄ／３Ｄ计算机图形、移动通信等）的、考虑了各类网络性能很大差异性的、允许多媒体信息“通用接入”的、第一个使用户视听方式由被动转为主动（不再只是观看，而是允许用户加入其中的交互观看）的动态图像标准。

另外，ＭＰＥＧ－４在较低的数据率下，还有着相当高的视频图像质量，提供了比 ＭＰＥＧ－１和ＭＰＥＧ－２编码过程中所需要更好更强的“算法”，实现了低比特率下的多媒体交互应用中“ＡＶ对象”见文后注解２的综合。

实际上ＭＰＥＧ－４主要是针对多媒体交互应用，采用按照具有一定时间关系（同步）和空间关系（对于视频而言是在屏幕上，对于音频而言是在房间内）的“ＡＶ对象”进行压缩处理，利用形状编码、Ｓｐｒｉｔｅ编码、时间空间伸缩编码等技术，用较小的数据量达到了ＭＰＥＧ－２相同的视频分辨率和相同的图像质量。

用ＭＰＥＧ－４压缩一部ＤＶＤ大片只需要２张ＣＤ－ＲＯＭ。这样就意味着用户不需要额外购买ＤＶＤ光驱可以得到和它差不多的视频质量。而且播放ＤｉｖＸ这种编码，对机器的要求也不高，ＣＰＵ主频只要求在３００ＭＨｚ以上，而且在ＣＰＵ类型的选择方面，不论你的芯片是ＰＩＩ、ＣＥＬＥＲＯＮ还是ＰＩＩＩ、ＡＭＤＫ６／２、ＡＭＤＫ６ＩＩＩ、ＡＴＨＡＬＯＮ，就是ＣＹＲＩＸｘ８６也可以。在配置为６４兆内存和一个８兆显存的显卡上，ＤｉｖＸ便可以流畅地播放了。

文中注解

１、算法：ＭＰＥＧ蓝本中明确“算法”是用以完成一项或多项要求的有组织的工具集合。“算法”自身可由工具和（或）算法组成。如：码激励线性预测、ＤＣＴ图像编码、里德所罗门编码、语音驱动图像编码。

２、ＡＶ对象：ＭＰＥＧ蓝本中明确“ＡＶ对象”是对可以用声音和（或）视觉的形式来表达的现实或虚拟对象的一种表示方法。ＡＶ对象通常是具有层次性的，即它们可以由其它ＡＶ对象的组合来定义，用于构成组合的对象称为子对象。由于子对象的组合构成的ＡＶ对象称为复合ＡＶ对象。而所有其它的ＡＶ对象称为基ＡＶ对象。不能被分解为子对象ＡＶ对象称为基ＡＶ对象。（