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数字视频格式AVI解决方案

2006-10-10 11:42 197 查看

[align=center]数字视频格式AVI解决方案 　　　　　　　　[/align]

AVI数字视频的格式：
AVI （Audio Video Interleave）是微软在92年初所推出的数字视频格式。在AVI文件中，运动图象（视频）和伴音数据（音频）是以交织方式存储的，并且各自独立于硬件系统中。
AVI文件包含三部分：文件头、数据块和索引块。其中数据块包含实际数据流，即图像和声音序列数据。这是文件的主体，也是决定文件容量的主要部分。视频文件的容量等于该文件的数据率乘以该视频播放的时间长度。索引块包括数据块列表和他们在文件中的位置，以提供文件内数据随机存取能力。文件头包括文件的通用信息，定义数据格式，所用的压缩算法等参数。
AVI的主要参数：
视频参数：
视窗尺寸（Video size）：AVI的视窗大小可按4:3的比例或随意调整，视窗越大，数据量越大。
帧率（Frames per second）：帧率也可以调整，而且与数据量成正比。不同的帧率会产生不同的效果。

帧率（fps）	文件大小（KB）	效果
6	217	画面出现跳动的不连续感
15	637	画面基本连续，是实际应用中较常使用的参数
25	1134	理想的帧率，但数据量太大

音频参数：
在AVI文件中，视频和音频是分别存储的，因此可以把一段视频中的图像与另一段视频中的声音组合在一起。WAV文件是AVI文件中音频信号的来源，音频的基本参数也即WAV格式的参数。除此以外，AVI文件还包括与音频有关的其他参数：
视频与音频的交织参数（Interlace Audio Every X Frames）：
AVI格式中每X帧交织存储的音频信号，也即音频和图象交替的频率。X是可调参数，X的最小值是一帧，即每个视频帧与音频数据交织组织，这是CD-ROM上使用的默认值。交织参数越小，回放AVI文件时读到内存中的数据流越少，回放越连续。因此，如果AVI文件的存储平台的数据传输率较大，则交错参数可设置得高一些，如几帧，甚至1秒。
同步控制（Synchronization）：
在AVI文件中，图像和音频是同步得很好的。但实际上由于CPU处理能力的不够，回放AVI时有可能出现图像和音频不同步的现象。当AVI文件的数据率较高，而MPC的处理速度不够时，容易出现图像和音频不同步的现象。如视频中人张嘴说话，但声音并没有发出来。设置同步控制可保证在不同的MPC环境下播放该AVI文件时都能同步。此时播放程序自动地丢掉一些中间帧以保证视频和音频的同步。
压缩参数：
在采集原始模拟视频时可以用不压缩的方式，这样可以获得最优秀的图像质量，但是代价就是文件极大。最原始的AVI每秒可达150M。生成AVI文件时需要根据应用环境的不同选择合适的压缩参数。
压缩算法：
压缩算法是首先要确定的一个参数。与MPEG标准不同的是，AVI采用的压缩算法并无统一的标准。也就是说，同样是以AVI为后缀的视频文件，其采用的压缩算法可能不同，需要相应的解压缩软件才能识别和回放该AVI文件。Microsoft公司推出AVI文件格式和VFW软件时，同时也推出了一种压缩算法，由于AVI和VFW的开放性，其它的公司也相应推出了其它压缩算法，只要把该算法的驱动加到Windows系统中，就可以在Windows系统中播放用该算法压缩的AVI文件。

压缩算法	Microsoft Video 1	Microsoft RLE	Cinepak Codes by Radius	Intel Indeo Video R3.2
文件容量	2.121MB	3.277MB	1.1MB	1.48MB
效果	可以保证指定的数据传输率，总体效果较好。	当相邻帧之间有大的变化时，通过减少色彩信息降低从帧到帧的变化量，但这样可能造成图像的模糊。	更小的压缩比、更好的图像质量和更快的回放速率。效果很好。	压缩特性与Cinepak算法类似，具有很好的压缩效果。
特点	VFW默认的帧内有损压缩算法，支持8位和32位的图像深度。	行程编码帧内压缩，适合于处理计算机生成的动画或合成图像，可用于8位图像深度。	一种非对称很强的压缩算法，适用于从CD-ROM光盘平台上回放24位深度的视频文件。	Indeo的系列算法还有：Indeo （R）Video Interactive ；Indeo video 5.0等。Indeo采用多种帧内有损压缩算法，并根据所要求的帧率、图像尺寸、颜色深度等参数，自动选择相应的算法组合。

以上是一些比较基本的压缩算法，现在常使用的压缩算法为DIVX或者XVID，压缩比更高，效果更好。
图像深度：
与静态图像一样，视频的图像深度决定其可以显示的颜色数。某些编码（压缩算法）使用固定的图像深度，在这种情况下该参数不可调整。较小的图像深度可以减小文件的容量，但同时也降低了图像的质量。

图像深度（bit）	8	24
播放效果	色彩基本连续	色彩连续

压缩质量：
选择了一种压缩算法后还可以调整压缩质量，这个参数常用百分比来表示，100％表示最佳效果压缩。同一种压缩算法下，压缩质量越低，文件容量越小，丢失信息越多。

压缩质量	90%	50%	20%
文件容量	4800	986	701
播放效果	基本无压缩痕迹	有一定压缩痕迹	画面清晰度严重受损

关键帧：
关键帧（Key Frame）是其他帧压缩时与之比较并产生差值的基准。关键帧可以不压缩，而中间帧（也称作差值帧）是根据其与关键帧的差异来压缩的。采用关键帧压缩可以使压缩比更小而回放速率更快，但在一段视频文件中访问某一帧的时间将延长。该参数只有在使用帧间压缩编码如帧间差值编码时才起作用。如果不设置关键帧，则编码器默认每一帧都是关键帧。
数据率：
根据其他参数，可以计算出AVI文件的数据率，一般以每秒兆比特计（MB/s）。数据率是AVI文件的一个重要参数。实际播放AVI文件时，从某种意义上说文件的数据率只能起到为播放平台设置初始的数据传输率的作用。如果AVI文件的数据率过高，而播放该AVI文件MPC达不到要求，则播放时可能出现不同步或者丢帧现象。因此，要根据播放环境的要求确定AVI的数据率，然后根据数据率的要求再确定其它参数。
在采用某些编码器，如Cinepak和Indeo编码器，来压缩视频文件以适应CD-ROM播放平台时，可以先确定数据率参数，编码器会根据数据率的要求自动调整压缩质量以满足数据率的要求。实际设置的文件数据率应比光驱的理想数据率稍低一点。

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