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文档简介

目录1、BNC接头22、D-Sub23、DVI接口34、9大接口65、视频线96、视频采集卡基本知识11A: 输入接口11(1)AV端子11(2)S端子12(3)数字SDI12(4)IEEE1394接口13B: 输出格式14(1)MPEG-114(2)MPEG-215(3)MPEG-416(4)AVI17(5)WMV18(6)RM18(7)DCD19C: 接口类型20(1)PCI端口20(2)PCMCIA21D: 接收制式23(1)NTSC23(2)PAL26(3)SECAM297、其他32(1)高清32(2)1080p和1080i341、BNC接头有别于普通15针D-SUB标准接头的特殊显示器接口。由RGB三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号响应效果。BNC接头,是一种用于同轴电缆的连接器,全称是Bayonet Nut Connector(刺刀螺母连接器,这个名称形象地描述了这种接头外形),又称为British Naval Connector(英国海军连接器,可能是英国海军最早使用这种接头)或Bayonet Neill Conselman(Neill Conselman刺刀,这种接头是一个名叫Neill Conselman的人发明的)。 BNC接头可没有被淘汰,因为同轴电缆是一种屏蔽电缆,有传送距离长、信号稳定的优点。目前它还被大量用于通信系统中,如网络设备中的E1接口就是用两根BNC接头的同轴电缆来连接的,在高档的监视器、音响设备中也经常用来传送音频、视频信号。2、D-Sub俗称VGA(Video Graphics Adapter)接口。可能因为竖看很像一个大写的字母D,所以称之为D-Sub。这是一种模拟信号接口,按需求有不同的接口数。显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(Video Graphics Array)接口,也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,多数的显卡都带有此种接口。有些不带VGA接口而带有DVI接口的显卡,也可以通过一个简单的转接头将DVI接口转成VGA接口,通常没有VGA接口的显卡会附赠这样的转接头。D-Sub输入接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。CRT彩显因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,最基本的包含RGBHV(分别为红、绿、蓝、行、场)5个分量,不管以何种类型的接口接入,其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15,即D形三排15针插口,其中有一些是无用的,连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外,最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量,用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容,以实现WINDOWS所要求的PnP(即插即用)功能。几乎所有的CRT都有这种接口。3、DVI接口DVI是基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,转换最小差分信号)技术来传输数字信号,TMDS运用先进的编码算法把8bit数据(R、G、B中的每路基色信号)通过最小转换编码为10bit数据(包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等),经过DC平衡后,采用差分信号传输数据,它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能,可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。TMDS技术的连接传输结构如图1所示。DVI接口有3种类型5种规格,端子接口尺寸为39.5mm15.13mm。3大类包括:DVIAnalog(DVI-A)接口,DVI-Digital(DVI-D)接口,DVI-Integrated(DVI-I)接口。5种规格包括DVI-A(12+5)、单连接DVI-D(18+1)、双连接DVI-D(24+1)、单连接DVI-I(18+5)、双连接DVI-I(24+5)。DVIAnalog(DVI-A)接口(125)只传输模拟信号,实质就是 VGA模拟传输接口规格。当要将模拟信号D-Sub接头连接在显卡的DVII插座时,必须使用转换接头。转换接头连接显卡的插头,就是DVI-A接口。早期的大屏幕专业CRT中也能看见这种插头。DVI-Digital(DVI-D)接口(18+1和241)是纯数字的接口,只能传输数字信号,不兼容模拟信号。所以,DVI-D的插座有18个或24个数字插针的插孔+ 1个扁形插孔。DVI-Integrated(DVI-I)接口(18+5和24+5)是兼容数字和模拟接口的,所以,DVI-I的插座就有18个或24个数字插针的插孔5个模拟插针的插孔(就是旁边那个四针孔和一个十字花)。比DVI-D多出来的4根线用于兼容传统VGA模拟信号。基于这样的结构,DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插头,而DVI-D插座只能插DVI-D的插头。DVI-I兼容模拟接口并不意味着模拟信号的接口D-Sub插头可以直接连接在DVI-I插座上,它必须通过一个转换接头才能连接使用。一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。考虑到兼容性问题,目前显卡一般会采用DVI-I接口,这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有两个DVI接口的显示器一般使用带有模拟信号的DVI-I接口。而带有一个DVI接口和一个VGA接口的显示器,DVI接口一般使用DVI-D类型。两种DVI接口在传输数字信号时又分为单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式。18针属于单连接DVI,传输速率只有24针的一半,为165MHz/s。在画面显示上,单连接的DVI的刷新率只有双连接的一半左右。一般来讲,单连接的DVI接口,最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz,即20寸到23寸的宽屏显示器可以正常显示。如果使用大屏幕液晶显示器,分辨率高于1920*1080,刷新率高于60hz的的话,24针的双连接DVI是必须具备的条件,否则会造成显示效果变差。DVI-A(125)DVI-A(12+5)图.jpg单连接DVI-D(18+1)DVI-D(18+1)图.jpg双连接DVI-D(24+1)DVI-D(24+1)图.jpg单连接DVI-I(18+5)DVI-I(18+5)图双连接DVI-I(24+5)DVI-I(24+5)图DVI 连接头包含24个信号触点,分三行排列,每行8个。信号引脚的分配见下表: DVI 引脚分配图-1DVI 引脚分配图-2DVI 引脚分配图-3DVI数字信号传输有单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式,对于单连接,仅用上图所示的1、2、9、10、17、18脚传输。4、9大接口A:射频天线和模拟闭路连接电视机就是采用射频(RF)接口。作为最常见的视频连接方式,它可同时传输模拟视频以及音频信号。RF接口传输的是视频和音频混合编码后的信号,显示设备的电路将混合编码信号进行一系列分离、解码在输出成像。由于需要进行视频、音频混合编码,信号会互相干扰,所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。有线电视和卫星电视接收设备也常用RF连接,但这种情况下,它们传输的是数字信号。B: 复合视频不像射频接口那样包含了音频信号,复合视频(Composite)通常采用黄色的RCA(莲花插座)接头。“复合”含义是同一信道中传输亮度和色度信号的模拟信号,但电视机如果不能很好的分离这两种信号,就会出现虚影。C: S端子S端子(S-Video)连接采用Y/C(亮度/色度)分离式输出,使用四芯线传送信号,接口为四针接口。接口中,两针接地,另外两针分别传输亮度和色度信号。因为分别传送亮度和色度信号,S端子效果要好于复合视频。不过S端子的抗干扰能力较弱,所以S端子线的长度最好不要超过7米。D :色差色差(Component)通常标记为Y/Pb/Pr,用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆和接口。绿色线缆(Y),传输亮度信号。蓝色和红色线缆(Pb和Pr)传输的是颜色差别信号。色差的效果要好于S端子,因此不少DVD以及高清播放设备上都采用该接口。如果使用优质的线材和接口,即使采用10米长的线缆,色差线也能传输优秀的画面。E: VGAVGA(Video Graphics Array)还有一个名称叫D-Sub。VGA接口共有15针,分成3排,每排5个孔,是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号(水平和垂直信号)。使用VGA连接设备,线缆长度最好不要超过10米,而且要注意接头是否安装牢固,否则可能引起图像中出现虚影。F: DVIDVI(Digital Visual Interface)接口与VGA都是电脑中最常用的接口,与VGA不同的是,DVI可以传输数字信号,不用再进过数模转换,所以画面质量非常高。目前,很多高清电视上也提供了DVI接口。需要注意的是,DVI接口有多种规范,常见的是DVI-D(Digital)和DVI-I(Intergrated)。DVI-D只能传输数字信号,大家可以用它来连接显卡和平板电视。DVI-I则在DVI-D可以和VGA相互转换。关于DVI接口更详细信息请参考DVI接口详解G: HDMIHDMI(High Definition Multimedia Interface)接口是最近才出现的接口,它同DVI一样是传输全数字信号的。不同的是HDMI接口不仅能传输高清数字视频信号,还可以同时传输高质量的音频信号。同时功能跟射频接口相同,不过由于采用了全数字化的信号传输,不会像射频接口那样出现画质不佳的情况。对于没有HDMI接口的用户,可以用适配器将HDMI接口转换位DVI接口,但是这样就失去了音频信号。高质量的HDMI线材,即使长达20米,也能保证优质的画质。H: IEEE 1394IEEE 1394也称为火线或iLink,它能够传输数字视频和音频及机器控制信号,具有较高的带宽,且十分稳定。通常它主要用来连接数码摄像机、DVD录像机等设备。IEEE 1394接口有两种类型:6针的六角形接口和4针的小型四角形接口。6针的六角形接口可向所连接的设备供电,而4针的四角形接口则不能。I: BNCBNC(同轴电缆卡环形接口)接口主要用于连接高端家庭影院产品以及专业视频设备。BNC电缆有5个连接头,分别接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头可以让视频信号互相间干扰减少,可达到最佳信号响应效果。此外,由于BNC接口的特殊设计,连接非常紧,不必担心接口松动而产生接触不良。5、视频线视频线顾名思意是用来传输视频信号的,它用来连接媒体播放设备及显示设备, 媒体播放设备有DVD机,HTPC,视频线有以下几种:AV线: 这是最老的传输模拟视频信号的视频线,两端是莲花头(RCA头), 目前DVD机及电视机都会有这种接口,装修时不需要布这种线;(莲花头)AV线中黄色头的是视频线,另外两个(红、白色头)是音频线S端子线: 前几年出现的比AV线质量好一点的视频线,接口是圆形的,类似PS2鼠标头;三色差线: 比S端子线线质量更好的视频线,传输模拟信号,目前应该是模拟信号中最好的视频线,新近出的DVD机,高端电视,以及家用投影机都会带有这种接口。VGA线: 也是一种模拟信号视频线,最常见于电脑,其信号与色差线相比各有千秋,但随着视频数据量的加大, 例如未来要传输1920X1080P的视频信号,那么色差线的冗余会更大,分辨率超过1600X1200后,VGA线质量稍次,长度稍长会导致雪花。家庭影院为什么要提到VGA线呢?那是因为HTPC走入家庭影院,所有投影机都带有VGA接口。DVI线:全称Digital Visual Interface,最新的数字视频线,以无压缩技术传送全数码信号,最高传输速度是8Gbps,目前已获多数厂家支持的数字视频信号线,接口的传输速度高达8Gbps,其接口有24+1(DVI-D), 24+5(DVI-I)型,DVI-I支持同时传输数字(DVI-D)及模拟信号(VGA信号),一般来说HTPC的显卡一般是DVI-I接口, 而液晶显示器,投影机上是DVI-D接口. DVI-I的接口虽然兼容DVI-D的接口,但DVI-I的插头却插不了DVI-D的接口,为什么呢?多了四根针。但我们还是有办法的,使用一个DVI-I转DVI-D的转换器。HDMI线:全称Hi-Definition Multimedia Interface,比DVI更新的数字视频线,以无压缩技术传送全数码信号,最高传输速度是3.95Gbps,HDMI除了传输视频外,还支持八声道 96kHz或单声道的192kHz数码音频传送,但目前支持HDMI的设备还不是太多。其接口可与DVI接口转换(视频信号部分)。6、视频采集卡基本知识A: 输入接口(1)AV端子AV端子(又称复合端子)原文为Composite video connector,是家用影音电器用来传送类比视讯如NTSC、PAL、SECAM)的常见端子。AV端子通常是黄色的RCA端子,另外配合两条红色与白色的RCA端子传送音讯。欧洲的电视机通常以SCART端子取代RCA端子,不过SCART的设计上可以载送画质比YUV更好的RGB讯号,故也被用来连接显示器、电视游乐器或DVD播放机。在专业应用当中,也有使用BNC端子以求获得更佳讯号品质。在AV端子中传送的是类比电视讯号的三个来源要素:Y、U、V,以及作为同步化基准的脉冲信号。Y代表影像的亮度(luminance,又称brightness),并且包含了同步脉冲,只要有Y信号存在就可以看到黑白的电视影像(事实上,这是彩色电视与早期黑白电视相容的方法)。U信号与V信号之间承载了颜色的资料,U和V先被混合成一个信号中的两组正交相位(此混合后的信号称为彩度(chrominance)),再与Y信号作加总。因为Y是基频信号而UV是与载波混合在一起,所以这个加总的动作等同于分频多工。典型的复合视讯AV端子所传送的复合视讯可以借由简单地调变其载波来将其导引至任何一个电视机的频道。早期大多数的家用视讯装置都是使用复合视讯。例如镭射影碟就是完整的将复合视讯数位化,VHS录像带则是记录稍微修改过的复合视讯。这些播放装置大多数可以选择是直接输出其记录的讯号,或者调变至特定的电视频道以供没有AV端子专属频道的早期电视机收看。在1980年代早期,当时的个人电脑与电视游乐器通常也输出复合视讯,使用者必须使用一台RF调变器来将其载波导向至电视的特定频道,在北美常为第3或第4频道(6672Mhz),欧洲为36频道,日本日规第1或第2频道(90102MHz);台湾则因当时仅开放17CH(即美规VHF 713CH,但712CH被台视、中视、华视使用中),故仅剩第13频道(210216MHz)可用。RF调变器通常为外接盒形式,以免其电波影响电视机的运作。不过,将复合讯号进行调变再让电视解调的结果,是引入更多的噪声,使得画质失真。所以1980年代后期,电视机开始提供直接的AV输入端口,并且将其与天线或有线电视所传送的RF信号分开处理,使得RF调变器慢慢消失。虽然RF调变所造成的失真已经不再普遍,复合信号本身将YUV信号混合在一起的设计本身就造成了画质上的减损;因为,加总之后的信号在数学上即无法完全分离回原来的样子,造成本来应该是亮度的信号被解释为彩度,反之亦然。表现在画面上就是物件边缘渗色、彩虹化,或亮度不稳定。电视机制造厂商一方面改善影像处理电路(如三次元Y-C分离回路)来极力降低此等影响,另一方面也提出了S端子与色差端子来根本解决以上问题。液晶电视上AV端子的作用是实现音频和视频的分离传输,避免在信号传输中,因音视频混合形成干扰而导致图像质量下降。在液晶电视机的AV端子中,通常将音频接口做成白色,而将视频接口做成黄色,采用RCA(俗称莲花头)进行连接,使用时,只需将带莲花头的标准AV线缆与相应的接口连接起来即可。但由于AV端子传输的信号是一种亮度色度(YC)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮色分离和色度解码处理才能成像,在混合和分离过程中难以避免造成色度信号与亮度信号相互地干扰引起色彩信号损失而影响图像的质量。所以AV端子不适合在视觉性能要求很高的场合使用。(2)S端子S端子也是非常常见的端子,其全称是Separate Video,也称为 SUPER VIDEO。S-Video连接规格是由日本人开发的一种规格,S指的是“SEPARATE(分离)”,它将亮度和色度分离输出,避免了混合视讯讯号输出时亮度和色度的相互干扰。S端子实际上是一种五芯接口,由两路视频亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。同AV 接口相比,由于它不再进行Y/C混合传输,因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度。但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) 。而且由于Cr Cb的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制,所以S-Video虽然已经比较优秀,但离完美还相去甚远。S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口之一。(3)数字SDIsdi接口,是数字分量串行接口. SDI接口是数字分量串行接口(serial digital interface)的首字母缩写。串行接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高,在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码,其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267,标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前,对原始数据流进行扰频,并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号,对于16:9格式图像,应能传送360Mb/s的信号。NRZI码是极性敏感码。用“1”和“0”表示电平的高和低,如果出现长时间的连续“1”或连续“0”,会影响接收端从数字信号中提取时钟。因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号,接收端需从数字信号流中提取时钟信号,所以要采用以“1”和“0”来表示有无电平变换的NRZI码。接收NRZI码流时,只要检出电平变换,就可恢复数据,即使全是“1”信号,导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半,再经过加扰,连续“1”的机会减少,也就使高频分量进一步减少了。在数据流的接收端,由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。 SDI接口不能直接传送压缩数字信号,数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后,必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。如果反复解压和压缩,必将引起图像质量下降和延时增加,为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统,规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。(a)索尼公司的串行数字数据接口SDDI(SerialDigital Data Interface),用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统,通过这种接口,可以4倍速从磁带上载到磁盘。 (b)索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI(QuarterSerial Digital Interface),在DVCAM录像机编辑系统中,通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。 (c)松下公司的压缩串行数字接口CSDI(CompressionSerial Digital Interface),用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中,由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。 以上三种接口互不兼容,但都与SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系统中,可进行高速传输。这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的,这类网络不象计算机网络那样使用握手协议,而使用同步网络技术,不会因路径不同而出现延时。 人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号,也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。(4)IEEE1394接口IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准,中文译名为火线接口(firewire)。同USB一样,IEEE1394也支持外设热插拔,可为外设提供电源,省去了外设自带的电源,能连接多个不同设备,支持同步数据传输。IEEE1394分为两种传输方式:Backplane模式和Cable模式。Backplane模式最小的速率也比USB1.1最高速率高,分别为12.5 Mbps/s 、25 Mbps/s 、50 Mbps/s,可以用于多数的高带宽应用。Cable模式是速度非常快的模式,分为100 Mbps/s 、200 Mbps/s 和400 Mbps/s几种,在200Mbps/s下可以传输不经压缩的高质量数据电影。1394b 是 1394技术的升级版本,是仅有的专门针对多媒体-视频、音频、控制及计算机而设计的家庭网络标准。它通过低成本、安全的 CAT5 (五类)实现了高性能家庭网络。1394a自1995年就开始提供产品,1394b 是1394a 技术的向下兼容性扩展。1394b能提供800 Mbps/s或更高的传输速度,虽然市面上还没有1394b接口的光储产品出现,但相信在不久之后也必然会出现在用户眼前。相比于USB接口,早期在USB1.1时代,1394a接口在速度上占据了很大的优势,在USB2.0推出后,1394a接口在速度上的优势不再那么明显。同时现在绝对多数主流的计算机并没有配置1394接口,要使用必须要购买相关的接口卡,增加额外的开支。目前单纯1394接口的外置式光储基本很少,大多都是同时带有1394和USB接口的多接口产品,使用更为灵活方便。IEEE 1394的原来设计,系以其高速转输率,容许用户在电脑上直接透过 IEEE 1394 介面来编辑电子影像档案,以节省硬碟空间。在未有 IEEE 1394 以前,编辑电子影像必须利用特殊硬件,把影片下载到硬碟上进行编辑。但随着硬碟空间愈来愈便宜,高速的IEEE 1394 反而取代了 USB 2.0 成为了外接电脑硬碟的最佳界面 1394A所能支持理论上最长的线长度为4.5米B: 输出格式(1)MPEG-1MPEG-1是MPEG组织制定的第一个视频和音频有损压缩标准。视频压缩算法于1990年定义完成。1992年底,MPEG-1正式被批准成为国际标准。MPEG-1是为CD光碟介质定制的的视频和音频压缩格式。一张70分钟的CD光碟传输速率大约在1.4Mbps。而MPEG-1采用了块方式的运动补偿、离散馀弦变换(DCT)、量化等技术,并为1.2Mbps传输速率进行了优化。MPEG-1随后被Video CD采用作为核心技术。MPEG-1的输出质量大约和传统录像机VCR,信号质量相当,这也许是Video CD在发达国家未获成功的原因。MPEG-1音频分三层,分别为MPEG-1 Layer1,MPEG-Layer2以及MPEG-Layer3,并且高层兼容低层。其中第三层协议被称为MPEG-1 Layer 3,简称MP3。MP3目前已经成为广泛流传的的音频压缩技术。MPEG-1 Layer1采用每声道192kbit/s,每帧384个样本,32个等宽子带,固定分割数据块。子带编码用DCT(离散余弦变换)和(快速傅立叶变换)计算子带信号量化bit数。采用基于频域掩蔽效应的心理声学模型,使量化噪声低于掩蔽值。量化采用带死区的线性量化器,主要用于数字盒式磁带(DCC)。MPEG-1 Layer2采用每声道128kbit/s,每帧1152个样本,32个子带,属不同分帧方式。采用共同频域和时域掩蔽效应的心理声学模型,并对高、中,低频段的比特分配进行限制,并对比特分配、比例因子,取样进行附加编码。Layer2 广泛用于数字电视,CD-ROM,CD-I和VCD等。MPEG-1 Layer3采用每声道64kbit/s,用混合滤波器组提高频率分辨率,按信号分辨率分成6X32或18X32个子带,克服平均32个子带的Layer1,Layer2在中低频段分辨率偏低的缺点。采用心理声学模型2,增设不均匀量化器,量化值进行熵编码。主要用于ISDN(综合业务数字网)音频编码。MPEG-1制定于1992年,为工业级标准而设计,它可针对SIF标准分辨率(对于NTSC制为352X240;对于PAL制为352X288)的图像进行压缩,传输速率为1.5Mbits/sec,每秒播放30帧,具有CD(指激光唱盘)音质,质量级别基本与VHS相当。MPEG的编码速率最高可达4- 5Mbits/sec,但随着速率的提高,其解码后的图象质量有所降低。 MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输,如非对称数字用户线路(ADSL),视频点播(VOD),以及教育网络等。同时,MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。最大像素数/行:720 最大行数/影格:576 最大影格/秒:30 最大宏块/影格:396 最大宏块/秒:9900 最大位元率:1.86Mbps 最大解码缓冲区尺寸:376832bit。(2)MPEG-2MPEG-2制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486,MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。 同时,由于MPEG-2的出色性能表现,已能适用于HDTV,使得原打算为HDTV设计的MPEG-3,还没出世就被抛弃了。(MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec间,但这将使画面有轻度扭曲)。除了做为DVD的指定标准外,MPEG-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及卫星直播(DirectBroadcastSatellite)提供广播级的数字视频。 MPEG-2的另一特点是,其可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量,存储容量,以及带宽的要求。 对于最终用户来说,由于现存电视机分辨率限制,MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显,到是其音频特性(如加重低音,多伴音声道等)更引人注目。MPEG-2的编码图像被分为三类,分别称为I帧,P帧和B帧。 I帧图像采用帧内编码方式,即只利用了单帧图像内的空间相关性,而没有利用时间相关性。P帧和B帧图像采用帧间编码方式,即同时利用了空间和时间上的相关性。P帧图像只采用前向时间预测,可以提高压缩效率和图像质量。P帧图像中可以包含帧内编码的部分,即P帧中的每一个宏块可以是前向预测,也可以是帧内编码。B帧图像采用双向时间预测,可以大大提高压缩倍数。 MPEG-2的编码码流分为六个层次。为更好地表示编码数据,MPEG-2用句法规定了一个层次性结构。它分为六层,自上到下分别是:图像序列层、图像组(GOP)、图像、宏块条、宏块、块。概括地说,MPEG-2图像压缩的原理是利用了图像中的两种特性:空间相关性和时间相关性。一帧图像内的任何一个场景都是由若干像素点构成的,因此一个像素通常与它周围的某些像素在亮度和色度上存在一定的关系,这种关系叫作空间相关性;一个节目中的一个情节常常由若干帧连续图像组成的图像序列构成,一个图像序列中前后帧图像间也存在一定的关系,这种关系叫作时间相关性。这两种相关性使得图像中存在大量的冗余信息。如果我们能将这些冗余信息去除,只保留少量非相关信息进行传输,就可以大大节省传输频带。而接收机利用这些非相关信息,按照一定的解码算法,可以在保证一定的图像质量的前提下恢复原始图像。一个好的压缩编码方案就是能够最大限度地去除图像中的冗余信息。 MPEG-2中编码图像被分为三类,分别称为I帧,P帧和B帧。 -I帧图像采用帧内编码方式,即只利用了单帧图像内的空间相关性,而没有利用时间相关性。I帧主要用于接收机的初始化和信道的获取,以及节目的切换和插入,I帧图像的压缩倍数相对较低。I帧图像是周期性出现在图像序列中的,出现频率可由编码器选择。 P帧和B帧图像采用帧间编码方式,即同时利用了空间和时间上的相关性。P帧图像只采用前向时间预测,可以提高压缩效率和图像质量。P帧图像中可以包含帧内编码的部分,即P帧中的每一个宏块可以是前向预测,也可以是帧内编码。B帧图像采用双向时间预测,可以大大提高压缩倍数。值得注意的是,由于B帧图像采用了未来帧作为参考,因此MPEG-2编码码流中图像帧的传输顺序和显示顺序是不同的。(3)MPEG-4MPEG4于1998 年11 月公布,原预计1999 年1月投入使用的国际标准MPEG4不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码,更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone),视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等,其传输速率要求较低,在4800-64000bits/sec之间,分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少的数据获得最佳的图像质量。与MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看,允许你加入其中,即有交互性)的动态图像标准,它的另一个特点是其综合性。从根源上说,MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合(视觉效果意义上的)。MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和更灵活的可扩展性。在MPEG-4制定之前,MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263都是采用第一代压缩编码技术,着眼于图像信号的统计特性来设计编码器,属于波形编码的范畴。第一代压缩编码方案把视频序列按时间先后分为一系列帧,每一帧图像又分成宏块以进行运动补偿和编码,这种编码方案存在以下缺陷: 将图像固定地分成相同大小的块,在高压缩比的情况下会出现严重的块效应,即马赛克效应; 不能对图像内容进行访问、编辑和回放等操作; 未充分利用人类视觉系统(HVS,Human Visual System)的特性。 MPEG-4则代表了基于模型/对象的第二代压缩编码技术,它充分利用了人眼视觉特性,抓住了图像信息传输的本质,从轮廓、纹理思路出发,支持基于视觉内容的交互功能,这适应了多媒体信息的应用由播放型转向基于内容的访问、检索及操作的发展趋势。 AV对象(AVO,Audio Visual Object)是MPEG-4为支持基于内容编码而提出的重要概念。对象是指在一个场景中能够访问和操纵的实体,对象的划分可根据其独特的纹理、运动、形状、模型和高层语义为依据。在MPEG-4中所见的视音频已不再是过去MPEG-1、MPEG-2中图像帧的概念,而是一个个视听场景(AV场景),这些不同的AV场景由不同的AV对象组成。AV对象是听觉、视觉、或者视听内容的表示单元,其基本单位是原始AV对象,它可以是自然的或合成的声音、图像。原始AV对象具有高效编码、高效存储与传输以及可交互操作的特性,它又可进一步组成复合AV对象。因此MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。AV对象的提出,使多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力,AV对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。 MPEG-4不仅可提供高压缩率,同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性,它采用开放的编码系统,可随时加入新的编码算法模块,同时也可根据不同应用需求现场配置解码器,以支持多种多媒体应用。 MPEG-4 采用了新一代视频编码技术,它在视频编码发展史上第一次把编码对象从图像帧拓展到具有实际意义的任意形状视频对象,从而实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变,因而引领着新一代智能图像编码的发展潮流。(4)AVIAVI英文全称为Audio Video Interleaved,即音频视频交错格式。是将语音和影像同步组合在一起的文件格式。它对视频文件采用了一种有损压缩方式,但压缩比较高,因此尽管画面质量不是太好,但其应用范围仍然非常广泛。AVI支持256色和RLE压缩。AVI信息主要应用在多媒体光盘上,用来保存电视、电影等各种影像信息。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。这种视频格式的优点是图像质量好,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,最普遍的现象就是高版本Windows媒体播放器播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频,而低版本Windows媒体播放器又播放不了采用最新编码编辑的AVI格式视频,所以我们在进行一些AVI格式的视频播放时常会出现由于视频编码问题而造成的视频不能播放或即使能够播放,但存在不能调节播放进度和播放时只有声音没有图像等一些莫名其妙的问题,如果用户在进行AVI格式的视频播放时遇到了这些问题,可以通过下载相应的解码器来解决。是目前视频文件的主流。 这种格式的文件随处可见,比如一些游戏、教育软件的片头,多媒体光盘中,都会有不少的AVI 。现在,在WINDOWS 95或98里都能直接播放AVI,而且它自己的格式也有好几种,最常见的有 Intel Indeo(R)Video R3.2、Microsoft video 等。 avi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。视频文件的大小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它们在文件中的位置,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。nAVI格式nAVI是newAVI的缩写,是一个名为ShadowRealm的地下组织发展起来的一种新视频格式(与我们上面所说的AVI 格式没有太大联系)。它是由Microsoft ASF压缩算法的修改而来的,但是又与下面介绍的网络影像视频中的ASF视频格式有所区别,它以牺牲原有ASF视频文件视频“流”特性为代价而通过增加帧率来大幅提高ASF视频文件的清晰度。DV-AVI格式DV的英文全称是Digital Video Format,是由索尼、松下、JVC等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格式。目前非常流行的数码摄像机就是使用这种格式记录视频数据的。它可以通过电脑的IEEE 1394端口传输视频数据到电脑,也可以将电脑中编辑好的的视频数据回录到数码摄像机中。这种视频格式的文件扩展名一般是.avi,所以也叫DV-AVI 格式。目前(07年10月)AVI图象反转的原因很可能是暴风影音和windows media player冲突,下载一个完整的DIVX解码器可以解决。 1992年初Microsoft公司推出了AVI技术及其应用软件VFW(Video for Windows)。在AVI文件中,运动图像和伴音数据是以交织的方式存储,并独立于硬件设备。这种按交替方式组织音频和视像数据的方式可使得读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信息。构成一个AVI文件的主要参数包括视像参数、伴音参数和压缩参数等: AVI没有MPEG这么复杂,从WIN3.1时代,它就已经面世了。它最直接的优点就是兼容好、调用方便而且图象质量好,因此也常常与DVD相并称。但它的缺点也是十分明显的:体积大。也是因为这一点,我们才看到了MPEG-1和MPEG-4的诞生。2小时影像的AVI文件的体积与MPEG-2相差无计,不过这只是针对标准分辨率而言的:根据不同的应用要求,AVI的分辨率可以随意调。窗口越大,文件的数据量也就越大。降低分辨率可以大幅减低它的体积,但图象质量就必然受损。与MPEG-2格式文件体积差不多的情况下,AVI格式的视频质量相对而言要差不少,但制作起来对电脑的配置要求不高,经常有人先录制好了AVI格式的视频,再转换为其他格式。(5)WMVWMV是微软推出的一种流媒体格式,它是在“同门”的ASF(Advanced Stream Format)格式升级延伸来得。在同等视频质量下,WMV格式的体积非常小,因此很适合在网上播放和传输。AVI文件将视频和音频封装在一个文件里,并且允许音频同步于视频播放。与DVD视频格式类似,AVI文件支持多视频流和音频流。WMV 不是仅仅基于微软公司的自有技术开发的。从第七版(WMV1)开始,微软公司开始使用它自己非标准MPEG-4 Part 2。但是,由于WMV第九版已经是SMPTE的一个独立标准(421M,也称为VC-1),有理由相信WMV的发展已经不象MPEG-4那样是一个它自己专有的编解码技术。现在VC-1专利共享的企业有16家(2006年4月),微软公司也是MPEG-4 AVC/H.264专利共享企业中的一家。微软的WMV还是很有影响力的。可是由于微软本身的局限性其WMV的应用发展并不顺利。第一, WM9是微软的产品它必定要依赖着Windows,Windows 意味着解码部分也要有PC,起码要有PC机的主板。这就大大增加了机顶盒的造价,从而影响了视频广播点播的普及。第二,WMV技术的视频传输延迟非常大,通常要10几秒钟,正是由于这种局限性,目前WMV也仅限于在计算机上浏览WM9视频文件。 WMV-HD是由软件业的巨头微软公司所创立的一种视频压缩格式,一般采用.wmv为文件后缀名。其压缩率甚至高于MPEG-2标准,同样是2小时的HDTV节目,如果使用MPEG-2最多只能压缩至30GB,而使用WMV-HD这样的高压缩率编码器,在画质丝毫不降的前提下都可压缩到15GB以下。WMV-HD,基于WMV9标准,是微软开发的视频压缩技术系列中的最新版本,尽管WMV-HD是微软的独有标准,但因其在操作系统中大力支持WMV系列版本,从而在桌面系统得以迅速普及。在性能上,WMV-HD的数据压缩率与H.264一样,两者的应用领域也极其相似,因此在新一代主流视频编码标准霸主地位的争夺之中,双方展开了针锋相对的斗争,而斗争的焦点集中在下一代光盘规格“HD DVD”和数字微波广播电视等领域。一般采用.wmv为后缀的HDTV文件就是采用的WMV-HD压缩的。目前DVD论坛已经初步批准将MPEG-2、H.264和微软的WMA-HD作为下一代DVD即HDDVD技术的强制执行标准。(6)RMRealNetworks公司所制定的音频视频压缩规范称为RealMedia,用户可以使用RealPlayer或RealOnePlayer对符合RealMedia技术规范的网络音频/视频资源进行实况转播并且RealMedia可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率,从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。这种格式的另一个特点是用户使用RealPlayer或RealOnePlayer播放器可以在不下载音频/视频内容的条件下实现在线播放。另外,RM作为目前主流网络视频格式,它还可以通过其RealServer服务器将其它格式的视频转换成RM视频并由RealServer服务器负责对外发布和播放。RM和ASF格式可以说各有千秋,通常RM视频更柔和一些,而ASF视频则相对清晰一些。RM格式一开始就定位在视频流应用方面,也可以说是视频流技术的始创者。它可以在用56K Modem拨号上网的条件下实现不间断的视频播放,当然,其图像质量和MPEG2,DIVX等相比有一定差距,毕竟要实现在网上传输不间断的视频是需要很大带宽的。RM格式是Real公司对多媒体世界的一大贡献,也是对于在线影视推广的贡献。它的诞生,也使得流文件为更多人所知。这类文件可以实现即时播放,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”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点,因而特别适合在线观看影视。RM主要用于在低速率的网上实时传输视频的压缩格式,它同样具有小体积而又比较清晰的特点。RM文件的大小完全取决于制作时选择的压缩率,这也是为什么有时我们会看到1小时的影像只有200MB,而有的却有500MB之多。RM格式和RMVB格式的区别普通的rm格式是real8.0格式,采用的是固定码率编码。多件于VCDrm,曾流行了一段时间。但由于VCD片源的先天不足,不够清晰,所以压出来的rm也不会清晰。特别是标准在线的225kbps码率,清晰度简直惨不忍睹。RMVB比RM多了一个VB,VB指的就是variable bit,动态码率的意思!就是re

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