常用音頻視頻編解碼介紹

MPEG 即(Moving Pictures Experts Group運動圖象專家組,屬於ISOInternational Organization for Standardization國際標準組織,他們開發了一系列視頻音頻編碼,最爲大家熟悉的就是 MP3MPEG-1/2/4
  • MPEG-1
較早的視頻編碼,質量比較差,主要用於 CD-ROM 存儲視頻,國內最爲大家熟悉的就是 VCDVideo CD),他的視頻編碼就是採用 MPEG-1
  • MPEG-2
MPEG-1 的基礎上開發的一種視頻編碼,它的質量遠遠好於 MPEG-1,所以被運用在了 DVD-Video 上面,MPEG-2 DVD-Video 唯一指定的視頻編碼。MPEG-2 不光運用於 DVD-Video ,現在大部分 HDTV(高清電視)也採用 MPEG-2 編碼,分辨率達到了 1920x1080。由於 MPEG-2 的普及,本來爲 HDTV 準備的 MPEG-3 最終宣告放棄。
  • MPEG-4
爲了應對網絡傳輸等環境,傳統的 MPEG-1/2 已經不能適應,所以促使了 MPEG-4 的誕生。MPEG-4 採用了一系列新技術,來滿足在低帶寬下傳輸較高視頻質量的需求。DivXXviDMS MPEG4 都是採用的 MPEG-4 視頻編碼,除了在 DVDRip 上面的應用,3GPP 現在也接納了 MPEG-4 作爲視頻編碼方案。
  • MPEG-4 AVC
它和 MPEG-4 是兩種不同的編碼,主要是在極低碼率下 MPEG-4 表現並不好,而 AVC 更加適合低帶寬傳輸。在高碼率上,AVC 的表現也要好過 MPEG-4,所以現在大有取代 MPEG-4 的趨勢。下一代 HD DVD Blue Ray Disc 已經正式接納 AVC 爲視頻編碼方案之一,相信 AVC 的發展前途會非常好。
  • MPEG Audio Layer 1/2
也就是 MP1MP2 ,較早的音頻編碼,是 MP3 的前身,主要用於 VCDDVDSVCD 的音頻編碼。
  • MPEG Audio Layer 3
大名鼎鼎的 MP3,已經成爲網絡音頻的主流格式,能在 128kbps 的碼率接近 CD 音質。
  • MPEG-2 AAC
MPEG-2 上開發的一種新的音頻編碼,和傳統的 MPEG Audio 不兼容,它的質量理論上高於 MP3,並且支持多聲道。在 96kbps 的碼率範圍內就能接近 CD 音質,比 MP3 更加適合地碼率傳輸。
  • MPEG-4 AAC
AAC 已經作爲 MPEG-4 標準的音頻編碼,當然 MPEG-4 Audio 還有其他多種音頻編碼。
  • MPEG-4 aacPlus
採用了 SBR 頻帶複製技術的 AACSBR 技術能夠讓音頻編碼降低一半的碼率而音質不會有太大改變,已經成爲 MPEG-4 標準的一部分。
  • MPEG-4 VQF
NTT 開發的一種音頻格式,曾經銷聲匿跡了一段時間,只在 Nero 裏面見到過它的身影。現在搭上 SBR 技術又進入了 MPEG-4 標準,似乎不甘心就這麼被遺忘,據說在低比特率下表現比 aacPlus 更好。
  • mp3PRO
MP3 加上 SBR 技術誕生的一種產品,但是並沒有得到多大推廣,更沒有進入標準。
  • MP3 Surround
MP3 插上多聲道的翅膀,Fraunhofer 開發的又一種 MP3 升級產品,聽說 DivX 6 準備將它作爲音頻編碼。Fraunhofer 一直都在圍繞着 MP3 升級,mp3PROMP3 Surround,這些產品都能和傳統 MP3 兼容,但是隨着層出不窮的新編碼,不知道 MP3 還能走多遠。
DVD系列
說了 MPEG ,就不能不提這個 MPEG-2 最大受益者——DVD。當然,這裏是指 DVD-Video DVD-Audio,也會涉及一些HD DVDDVD 的編碼都屬於應用級的,它們自己並不開發編碼,這一點要和 MPEG 區別開來。
  • Dolby Digital AC3
DVD 事實上的音頻編碼標準,現在所有的 DVD 都採用它壓縮音頻,提供了最大 5.1 聲道的輸出支持,能在有限的空間存儲高質的音頻。
  • Dolby Digital Plus
下一代 HD DVD 的音頻編碼,是 AC3 的升級版本,支持 7.1 甚至更多的聲道,碼率範圍也有大幅提升。
  • MLP Lossless
HD DVD 上的無損音頻編碼,同樣爲 Dolby 公司開發,最高採樣能達到 192KHz,也爲 DVD-Audio 的音頻編碼標準。
  • DTS
DTS 最初是爲電影院開發的音頻系統,後來才應用於 DVD 中。它是 AC3 的有力競爭者,不過在 DVD 中只有 D9 才能夠看到他的身影,雖然廣大發燒友都在鼓吹它的效果超過 AC3,但是測試出來並不如想象中的那麼好,特別是高頻方面不及 AC3
  • DTS-HD
下一代 HD DVD 的音頻編碼,它和 Dolby Digital Plus 都被指定爲強制編碼,看來在未來會和 Dolby 平分秋色。
  • LPCM
沒有壓縮的 PCM 編碼,只能存儲兩聲道,但是採樣率能夠高達 96KHz,是 DVD-Video 中音質最好的一種,當然體積也是最大的。
  • MPEG Audio
主要是 MP2,應用於 PAL 制式的 DVD,壓縮率高,支持多聲道(MPEG-2 規範都支持多聲道)。
  • DSD
這個似乎扯遠了,不過作爲 DVD-Audio 的最大競爭對手 SACD,順帶介紹一下。DSDDirect Stream Digital)直接比特流數字,由 Sony 推出,能夠避免傳統 PCM 編碼的弊端,達到非常高的品質。最高採樣和 DVD-Audio 一樣,192KHz
H.26X系列
“ITUInternational Telecommunication Union)國際電傳視訊聯盟主導的編碼系列,主要應用於實時視頻通信領域,如會議電視等。由於現在 MPEG 系列也開始向這個領域進軍,所以這兩個組織也開始了密切的合作,如最近熱門的 AVC/H.264,就是由 ITU 旗下的“VCEGVideo Coding Experts Group)視頻編碼專家組“ISOInternational Organization for Standardization)國際標準組織旗下的“MPEG Moving Pictures Experts Group)運動圖象專家組聯合制作發佈的。
  • H.261
H.261ITU-T爲在綜合業務數字網(ISDN)上開展雙向聲像業務(可視電話、視頻會議)而制定的,它是最早的運動圖像壓縮標準,它詳細制定了視頻編碼的各個部分,包括運動補償的幀間預測、DCT變換、量化、熵編碼,以及與固定速率的信道相適配的速率控制等部分。
  • H.263
H.263ITU-T爲低於64kb/s的窄帶通信信道制定的視頻編碼標準,它是在H.261基礎上發展起來的。
  • H.263+
H.263 的第二個版本,加入了許多新技術來擴展 H.263 的應用範圍。
  • H.263++
H.263+ 上增加了幾個選項,來增強碼流在惡劣信道上的抗誤碼性能,同時提高增強編碼效率。
  • H.264
也就是前面提到的 MPEG-4 AVCH.264是由ISO/IECITU-T組成的聯合視頻組(JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標準。在ISO/IEC中該標準命名爲AVC (Advanced Video Coding),作爲MPEG-4標準的第10個選項;在ITU-T中正式命名爲H.264標準。
3GPP
現在通訊領域最熱門的話題之一,既然說了 MPEG ITU,和這兩個千絲萬縷的 3GPP 應用就不得不提了。3GPP 的視頻採用了 MPEG-4 H.263 兩種編碼,可能還將加入 H.264,音頻方面音樂壓縮採用 AAC,語音則採用先進的 AMR,另一個 aacPlus 隨着 V2 版本的推出,底碼率下的效果更加突出,也有望加入標準。
Windows Media系列
Microsoft 公司主導的音頻視頻編碼系列,它的出現主要是爲了進行網絡視頻傳輸,現在已經向 HDTV 方面進軍,開發了 WMV HD 應用。
  • Microsoft MPEG-4 v1/v2/v3
最早的 ASF 採用的視頻編碼,基於 MPEG-4 技術開發,DivX3.11 就是基於 Microsoft MPEG-4 v3 破解出來的,後來才進行了重寫。
  • Windows Media Video 7
Microsoft 正式開發的第一個 Windows Media Video,開始脫離了 MPEG-4,和 MPEG-4 不兼容,從這一點上可見微軟的野心。可惜這個版本壓縮效果非常爛,打破了微軟一飛沖天的美夢,不過它在壓縮速度上非常快,現在網絡上有很多采用這種格式壓縮的 WMV
  • Windows Media Video 8
WMV7 基礎上改進的版本,質量上面進不了不少。
  • Windows Media Video 9
微軟的重頭戲,不光是這一個編碼,V9 系列更是一個平臺,讓微軟有足夠的能力挑戰 MPEGITU 等標準化組織。雖然這個版本並沒有微軟吹得那麼厲害,特別是低碼率下比較差,不過跟以前版本相比進步還是非常多的。特別是 WMV HD 的應用,讓微軟也躋身視頻標準領域。
  • Windows Media Video 9 Professional
WMV HD 應用的編碼,和 WMV9 兼容,在高比特率上進行了優化,畫面非常優秀。(不過幾十M的碼率能不優秀嗎?全是體積換來的。)
  • Windows Media Video 9 Advanced Profile
隨着 Windows Media Player 10 推出的編碼器,能夠更進一步控制 WMV9 的質量。但是不能在老版本的 WMP9 上播放,也就是不兼容老版本的 WMP9,真不知微軟在搞什麼?
  • Windows Media Video 9 Screen
靜態屏幕無損壓縮編碼,質量非常好,壓縮率高,只針對如屏幕等變化非常小的環境。
  • Windows Media Video 9 Image
靜態圖像壓縮編碼。
  • Windows Media Audio v1/v2
微軟最早的音頻編碼技術,用於 ASF 中,後來被破解也用在 DivX Audio 中,質量比較差。
  • Windows Media Audio 7/8/9
隨着各種不同的 WMV 而推出的相應的音頻編碼,質量節節提升,不過還沒有達到 64kbps CD音質的神化。
  • Windows Media Audio 9 Professional
WMA9 中出現的新編碼,主要用於多聲道編碼和高採樣率音頻的編碼,質量不錯。
  • Windows Media Audio 9 Voice
針對語音的編碼,最高 20kbps ,不過和 AMR 相比,效果就太差了。
  • Windows Media Audio 9 Lossless
無損音頻編碼,可以完美保留CD原質量,是CD備份的不錯選擇,不過代價是體積過大。
RealMedia系列
RealNetworks 所開發的系列編碼技術,也是主要用於網絡傳輸,在底碼率下表現不錯。
  • RealVideo G2
早期的 RealVideo 編碼,質量比較糟糕,不過那時在網絡上算是很先進了,畢竟當時能用網絡看視頻的人不多。
  • RealVideo 8
隨着 RealPlayer 8 推出的視頻格式,是現在主流的網絡視頻編碼之一。編碼速度較慢,質量也只能算一般。
  • RealVideo 9
RealNetworks 開發的新一代編碼,質量進步了很多,特別是在底碼率下,而且編碼速度很快,做到了速與質的很好統一。
  • RealVideo 10
RealVideo 9 基礎上加入了一些參數,如 EHQ 等,更加精確控制碼率,和 RealVideo 9 兼容。
  • RealAudio Cook
早期的音頻編碼,但是在現在看來,仍然質量不錯,可惜最高碼率 96kbps。應用到了兩代音頻編碼中:RealAudio G2RealAudio 8
  • RealAudio Cook Multichannel
Cook 的改進版本,增加了5.1聲道的支持,應用到了 RealAudio 10 Multichannel 中。
  • RealAudio Sipro
採用了 Sipro 語音編碼技術,主要針對語音編碼,應用在更早期的 RealAudio 4.0RealAudio 5.0 中。
  • RealAudio ATRAC3
Sony 公司開發的 ATRAC3 編碼,被 RealNetworks 公司購買過來應用到了 RealAudio 8 中,以彌補 Cook 高碼率上的不足。
  • RealAudio AAC
AAC 音頻編碼,用於 RealAudio 10 中。
  • RealAudio aacPlus
aacPlus 音頻編碼,用於 RealAudio 10 中,不過並沒有隨 RealProducer 發行,需要單獨購買。
  • RealAudio Lossless
無損音頻編碼。
QuickTime系列
QuickTime 並不是一個編碼,而是一個多媒體平臺,它的上面有衆多編碼,這裏只介紹幾個主流的編碼器。
  • Sorenson Video 2
Sorenson Media 公司開發的編碼器,主要用於 QuickTime 4 的視頻編碼,質量較差。
  • Sorenson Video 3
Sorenson Media 公司隨 QuickTime 5 發佈的編碼器,質量很不錯,已經成爲 QuickTime 的標準視頻編碼,網絡上大部分電影預告片都採用這種編碼。
  • Apple MPEG-4
Apple 公司自己開發的 MPEG-4 編碼器,隨 QuickTime 6 發佈,質量很差。
  • Apple H.264
Apple 公司自己開發的 H.264 編碼器,隨 QuickTime 7 發佈,支持 HDTV
  • QDesign Music 1
QDesign 公司開發的音頻編碼器,這個版本現在已經開不到它的身影了。
  • QDesign Music 2
QDesign Music 的第二個版本,也是最後一個版本,在時下這些先進的音頻編碼面前,它已經沒有生命力了,主要應用於網上的電影預告片。
  • Qualcomm PureVoice
Qualcomm 公司開發的語音編碼器,質量不錯。
  • Apple MPEG-4 AAC
Apple 公司自己開發的 AAC 編碼器,質量非常好,是最優秀的 AAC 編碼器之一,隨 QuickTime 6 發佈。
  • AMR Narrowband
AMR 語音編碼器,這個版本只支持 AMR-NB
  • Apple Lossless
Apple 公司開發的無損音頻編碼,主要應用於 iTunes 抓取 CD
Ogg系列
Ogg Xiph.org 基金會發起的一個開放源代碼項目,包括視頻音頻,服務器,傳輸系統,客戶端,硬件支持等,最爲大家熟悉的就是音頻 Ogg Vorbis,它被認爲是迄今爲止 128kbps 碼率上最好的編碼器。
  • Ogg Theora
Ogg 的視頻編碼,基於 On2 VP3 開發,現在還處於測試階段。
  • Ogg Vorbis
Ogg 的音頻編碼,質量非常優秀,特別是低碼率下,支持多聲道。最高碼率能夠達到 500kbps,是 AAC 的有力競爭者。
  • Ogg Speex
Ogg 的語音編碼,專門針對低碼率的語音編碼。
  • Ogg FLAC
Ogg 的無損音頻編碼。
On2 VPX系列
On2 公司開發了一系列優秀的視頻編碼,現在應用得最多的恐怕是 Nullsoft Video 的視頻,它們就採用了 VP3VP5VP6 視頻編碼。
  • VP3
已經作爲開放源代碼公佈,現在是 Ogg Theora 項目,當然,Theora 的質量可比 VP3 好多了。
  • VP4
On2 公司當年吹牛全球最好的視頻編碼,後來證明質量很一般。
  • VP5
至今還很神祕,On2 並沒有放出來,只在 Nullsoft Video 裏面見到他的身影。
  • VP6
從一開始,On2 就把這個編碼器提供給大家下載,質量還是不錯的。不過最近似乎又關閉了,主頁上只有一個解碼器。
  • VP7
On2 最新的編碼器,在 VP6 上有不少進步。
Flash Video
Macromedia 公司推出的多媒體格式,主要用於在 Flash 中壓縮視頻。視頻採用 Sorenson 公司的 Spark 編碼器,音頻採用 MP3,質量比較差。傳聞下一代 Flash Video 準備使用 On2 VP6 ,那將讓視頻質量得到一個量的提升。
容器
  • MPG
MPEG編碼採用的容器,具有流的特性。裏面又分爲 PSTS 等,PS 主要用於 DVD 存儲,TS 主要用於 HDTV
  • VOB
DVD採用的容器格式,支持多視頻多音軌多字幕章節等。
  • MP4
MPEG-4編碼採用的容器,基於 QuickTime MOV 開發,具有許多先進特性。
  • 3GP
3GPP視頻採用的格式,主要用於流媒體傳送。
  • ASF
Windows Media 採用的容器,能夠用於流傳送,還能包容腳本等。
  • RM
RealMedia 採用的容器,用於流傳送。
  • MOV
QuickTime 的容器,恐怕也是現今最強大的容器,甚至支持虛擬現實技術,Java 等,它的變種 MP4,3GP都沒有這麼厲害。
  • MKV
MKV 它能把 Windows Media VideoRealVideoMPEG-4 等視頻音頻融爲一個文件,而且支持多音軌,支持章節字幕等。
  • OGG
Ogg 項目採用的容器,具有流的特性,支持多音軌,章節,字幕等。
  • OGM
Ogg 容器的變種,能夠支持基於 DirectShow 的視頻音頻編碼,支持章節等特性。
  • AVI
最常見的音頻視頻容器。
  • NSV
Nullsoft Video 的容器,用於流傳送。
  • WAV
一種音頻容器,大家常說的 WAV 就是沒有壓縮的 PCM 編碼,其實 WAV 裏面還可以包括 MP3 等其他 ACM 壓縮編碼。
音頻視頻編碼實在是一個龐大的領域,這裏的介紹甚至未觸及皮毛,而且只介紹了主流的幾個系列。看下來的感覺着實讓人眼暈,下一代的 HD DVD Blue Ray Disc 紛爭還未結束,WMV9 AVC 又開始叫勁了,紛繁複雜的編碼讓人們越來越不明白,我們真的需要這麼多嗎?
 
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