流媒体基础知识(一)
文章目录
- 视频文件常见的后缀名
- 视频封装格式
- AVI
- MPEG
- MPEG1
- MPEG2
- MPEG4
- MPEG-7
- DivX
- RealVideo
- 视频编码格式
- 音频编码格式
- 视频像素数据
- RGB
- YUV
- 音频采样数据
本文分图中几个部分进行介绍。
参考： https://blog.csdn.net/qq_41498261/article/details/84205505
视频文件常见的后缀名
不同厂家或标准的视频文件通常有不同的文件后缀名，但后缀名仅仅是名称，修改后缀名之后，视频文件的封装格式并不会改变。
| 类别 | 常用后缀名 |
|---|---|
| 微软视频 | wmv、asf、asx |
| Real Player | rm、 rmvb |
| MPEG视频 | mp4、ts |
| 手机视频 | 3gp |
| Apple视频 | mov、m4v |
| 其他常见视频 | avi、dat、mkv、flv、vob |
视频封装格式
封装格式的作用：视频码率和音频码流按照一定的格式存储在同一个文件中。
| 名称 | 推出机构 | 目前使用领域 |
|---|---|---|
| AVI | Microsoft Inc. | BT下载和部分录像设备 |
| MP4 | MPEG | 互联网视频网站 |
| TS | MPEG | IPTV,数字电视 |
| FLV | Adobe Inc. | 互联网视频网站 |
| MKV | CoreCodec Inc. | 互联网视频网站 |
| RMVB | Real NetWorks Inc. | BT下载影视 |
AVI
全称Audio Video Interleaved，即音频视频交错格式。它于1992年被Microsoft公司推出，随Windows3.1一起被人们所认识和熟知。所谓“音频视频交错”，就是可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。图像质量好，可以跨多个平台使用，其缺点是体积过于庞大，而且更加糟糕的是压缩标准不统一，播放时需要下载相应的解码器。
MPEG
全称为Moving Picture Expert Group，即运动图像专家组格式，它采用了有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息，说的更加明白一点就是MPEG的压缩方法依据是相邻两幅画面绝大多数是相同的，把后续图像中和前面图像有冗余的部分去除，从而达到压缩的目的(其最大压缩比可达到200:1)。目前MPEG格式有三个压缩标准，分别是MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4，另外，MPEG-7与MPEG-21仍处在研发阶段。
MPEG1
制定于1992年，它是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码而设计的国际标准。也就是我们通常所见到的VCD制作格式。使用MPEG-1的压缩算法，可以把一部120分钟长的电影压缩到1.2GB左右大小。这种视频格式的文件扩展名包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及VCD光盘中的.dat文件等。
MPEG2
制定于1994年，设计目标为高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。这种格式主要应用在DVD/SVCD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、处理上面也有相当的应用。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的大小。这种视频格式的文件扩展名包括.mpg、.ts、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD光盘上的.vob文件等。
MPEG4
制定于1998年，MPEG-4是为了播放流式媒体的高质量视频而专门设计的，它可利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。目前MPEG-4最有吸引力的地方在于它能够保存接近于DVD画质的小体积视频文件。另外，这种文件格式还包含了以前MPEG压缩标准所不具备的比特率的可伸缩性、动画精灵、交互性甚至版权保护等一些特殊功能。这种视频格式的文件扩展名包括.asf、.mov和DivX AVI等。
MPEG-7
MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4标准解决了在多媒体环境下存储、传输和处理声音图像问题之后，为了解决多媒体的信息检索问题，专家们又发展了MPEG-7。
DivX
这是由MPEG－4衍生出的另一种视频编码(压缩)标准，也即我们通常所说的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。
RealVideo
RealVideo文件是RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式，主要用来在低速率的广域网上实时传输活动视频影像，根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，实现影像数据的实时传送和实时播放。RealVideo与RealServer服务器配合，实现在数据传输过程中边下载边播放视频影像。Internet有许多网站利用RealVideo技术进行重大事件的实况转播。
视频编码格式
视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。
视频流传输中最为重要的编解码标准有：
- 国际电联的H.261、H.263、H.264
- 运动静止图像专家组的M-JPEG
- 国际标准化组织运动图像专家组的MPEG
- 其他标准，如互联网上被广泛应用的Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。
| 名称 | 推出机构 | 推出时间 | 目前使用领域 |
|---|---|---|---|
| HEVC(H.265) | MPEG/ITU-T | 2013 | 研发中 |
| H.264 | MPEG/ITU-T | 2003 | 各个领域 |
| MPEG4 | MPEG | 2001 | 不温不火 |
| MPEG2 | MPEG | 1994 | 数字电视 |
| VP9 | 2013 | 研发中 | |
| VP8 | 2008 | 不普及 | |
| VC-1 | Microsoft Inc. | 2006 | 微软平台 |
音频编码格式
作用：将音频采样数据(PCM等)压缩成为音频码流，从而降低音频的数据量。
常见的音频编码格式如下：
| 名称 | 推出机构 | 推出时间 | 目前使用领域 |
|---|---|---|---|
| AAC | MPEG | 1997 | 各个领域(新) |
| MP3 | MPEG | 1993 | 各个领域(旧) |
| AC-3 | Dolby Inc. | 1992 | 电影 |
| WMA | Microsoft Inc. | 1999 | 微软平台 |
视频像素数据
保存了屏幕上每个像素点的像素值。
RGB
Red、Green、Blue三种颜色可以混合成世界上的所有颜色。
如图彩色像素的每个点都由R、G、B三个分量组成。
YUV
相关实验表明，人眼对亮度敏感而对色度不敏感。因而可以将亮度信息和色度信息分离，并对色度信息采取更“狠”一点的压缩方案，从而提高压缩效率。
YUV格式中，Y只包含亮度信息，而UV只包含色度信息。
以YUV420P为例，图像像素数据的存储方式如图所示。
从图中可以看出，YUV420首先存储了整张图像的Y信息，
然后存储了整张图像的U信息，
最后存储了整张图像的V信息。
音频采样数据
保存了音频中每个采样点的值。PCM(Pulse Code Modulation)也被称为脉冲编码调制。PCM音频数据是未经压缩的音频采样数据裸流，它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准的数字音频数据。
裸流音频采样数据体积很大，根据如下公式：
音 频 大 小 = 时 间 ( s ) × 采 样 频 率 ( H z ) × 量 化 位 数 ( b i t ) × 声 道 数 ( b i t / s ) 音频大小=时间(s)×采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数(bit/s) 音频大小=时间(s)×采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数(bit/s)
假定采样率为44100H在，采样精度为16bit(即2Byte)情况下,一首4分钟的PCM格式的歌曲体积为
4 × 60 × 44100 × 2 × 2 = 42.3 M B y t e 4×60×44100×2×2=42.3MByte 4×60×44100×2×2=42.3MByte
而且，pcm中只存储了音频采样数据裸流，采样频率、位深度、通道数等信息都没有进行存储，需要将音频采样数据进行编码才能被播放器播放。
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