自己整理的资料 视频格式以及参数含义
一、视频格式
1.1 MPEG/MPG/DAT
1.2 AVI
1.3 NAVI
1.4 DV-AVI
1.5 MOV
1.6 ASF
1.7 WMV
1.8 3GP
3GP是一种3G流媒体的视频编码格式,主要是为了配合3G网络的高传输速度而开发的,也是目前手机中最为常见的一种视频格式。
1.9 REAL VIDEO
1.10 MKV
1.11 FLV
1.12 F4V
1.13 RMVB
1.14 WebM
二、视频编码方式
准确的说,AVI,ASF,FLV是一种文件格式,我们可以在我的电脑上看到的*.AVI这种文件。即使是同一种文件格式,如AVI,又分为MPEG-1,MPEG-2 ,MPEG-4几种视频格式,然后同一种视频格式,如MPEG-4又可以使用多种视频编码,例如:MP4V/XVID/DX50/DIVX/DIV5/3IVX/3IV2/RMP4。常用的视频编码方式如下。
1.Microsoft RLE
一种8位的编码方式,只能支持到256色。压缩动画或者是计算机合成的图像等具有大面积色块的素材可以使用它来编码,是一种无损压缩方案。
2.Microsoft Video 1
用于对模拟视频进行压缩,是一种有损压缩方案,最高仅达到256色,它的品质就可想而知,一般还是不要使用它来编码AVI。
3.Microsoft H.261和H.263 Video Codec
用于视频会议的Codec,其中H.261适用于ISDN、DDN线路,H.263适用于局域网,不过一般机器上这种Codec是用来播放的,不能用于编码。
4.Intel Indeo Video R3.2
所有的Windows版本都能用Indeo video 3.2播放AVI编码。它压缩率比Cinepak大,但需要回放的计算机要比Cinepak的快。
5.Intel Indeo Video 4和5
常见的有4.5和5.10两种,质量比Cinepak和R3.2要好,可以适应不同带宽的网络,但必须有相应的解码插件才能顺利地将下载作品进行播放。适合于装了Intel公司MMX以上CPU的机器,回放效果优秀。如果一定要用AVI的话,推荐使用5.10,在效果几乎一样的情况下,它有更快的编码速度和更高的压缩比。
6.Intel IYUV Codec
使用该方法所得图像质量极好,因为此方式是将普通的RGB色彩模式变为更加紧凑的YUV色彩模式。如果你想将AVI压缩成MPEG-1的话,用它得到的效果比较理想,只是它的生成的文件太大了
7.Microsoft MPEG-4 Video codec
常见的有1.0、2.0、3.0三种版本,当然是基于MPEG-4技术的,其中3.0并不能用于AVI的编码,只能用于生成支持“视频流”技术的ASF文件。
8.DivX- MPEG-4 Low-Motion/Fast-Motion
实际与Microsoft MPEG-4 Video code是相当的东西,只是Low-Motion采用的固定码率,Fast-Motion采用的是动态码率,后者压缩成的AVI几乎只是前者的一半大,但质量要差一些。Low-Motion适用于转换DVD以保证较好的画质,Fast-Motion用于转换VCD以体现MPEG-4短小精悍的优势。
9. DivX 3.11/4.12/5.0
实际上就是DivX,原来DivX是为了打破Microsoft的ASF规格而开发的,开发组摇身一变成了Divxnetworks公司,所以不断推出新的版本,最大的特点就是在编码程序中加入了1-pass和2-pass的设置,2-pass相当于两次编码,以最大限度地在网络带宽与视觉效果中取得平衡。
三、视频参数涵义
3.1 分辨率
这里有2个概念, 分别是:a. 物理分辨率, 即手机屏幕能显示的像素速;b. 视频文件的分辨率。
我们常说的视频多少乘多少,严格来说不是分辨率,而是视频的高/宽像素值。分辨率是用于度量图像内数据量多少的一个参数,通常表示成ppi(每英寸像素Pixel per inch)那个视频的320X180是指它在横向和纵向上的有效像素,窗口小时ppi值较高,看起来清晰;窗口放大时,由于没有那么多有效像素填充窗口,有效像素ppi值下降,就模糊了。(放大时有效像素间的距离拉大,而显卡会把这些空隙填满,也就是插值,插值所用的像素是根据上下左右的有效像素“猜”出来的“假像素”,没有原视频信息)习惯上我们说的分辨率是指图像的高/宽像素值,严格意义上的分辨率是指单位长度内的有效像素值ppi。差别就在这里。图像的高/宽像素值的确和尺寸无关,但单位长度内的有效像素值ppi和尺寸就有关了,显然尺寸越大ppi越小。
3.2 码率
视频码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般用多少kbps(千比特/秒)或者mbps(兆比特/秒)来表示。 手机解码芯片所支持的码率一般都在1Mbps以下.
通俗一点的理解就是取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件体积与取样率是成正比的,所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真,围绕这个核心衍生出来的cbr(固定码率)与vbr(可变码率),都是在这方面做的文章,不过事情总不是绝对的,举例来看,对于一个音频,其码率越高,被压缩的比例越小,音质损失越小,与音源的音质越接近。
基本的算法是:【码率】(kbps)=【文件大小】x8 x 1024/【时间】(秒),
码率几点原则:
1、码率和质量成正比,但是文件体积也和码率成正比。这是要牢记的。
2、码率超过一定数值,对图像的质量没有多大影响。
3.3 帧率
(FPS, 帧/秒), 就是视频画面刷新的速度, 作为参考, 国内电视机一般是25FPS, 电影标准为24FPS. 手机芯片, 最高支持30FPS, 早期型号最大只能15fps.
视频帧率(Frame rate)是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second,简:FPS)或“赫兹”(Hz)。
3.4 亮度
曝光不准确时拍摄照片会导致照片太亮或太暗。通常,可以通过校正亮度和对比度来显著提高数字照片的质量。
3.5 对比度
对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,差异范围越大代表对比越大,差异范围越小代表对比越小,好的对比率120:1就可容易地显示生动、丰富的色彩,当对比率高达300:1时,便可支持各阶的颜色。但对比率遭受和亮度相同的困境,现今尚无一套有效又公正的标准来衡量对比率,所以最好的辨识方式还是依靠使用者眼睛。
3.6 饱和度
饱和度可定义为彩度除以明度,与彩度同样表征彩色偏离同亮度灰色的程度。注意,与彩度完全不是同一个概念。但由于其和彩度决定的是出现在人眼里的同一个效果,所以才会出现视彩度与饱和度为同一概念的情况。
饱和度是指色彩的鲜艳程度,也称色彩的纯度,是“色彩三属性”之一。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大,饱和度越大;消色成分越大,饱和度越小。纯的颜色都是高度饱和的,如鲜红,鲜绿。混杂上白色,灰色或其他色调的颜色,是不饱和的颜色,如绛紫,粉红,黄褐等。完全不饱和的颜色根本没有色调,如黑白之间的各种灰色。各种单色光是最饱和的色彩,物体的色饱和度与物体表面反色光谱的选择性程度有关,越窄波段的光发射率越高,也就越饱和。对于人的视觉,每种色彩的饱和度可分为20个可分辨等级。
3.7 色调
色调是指物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的,不同波长产生不同颜色的感觉,色调是颜色的重要特征,它决定了颜色本质的根本特征。
色调不是指颜色的性质,而是对一幅绘画作品的整体颜色的概括评价。色调是指一幅作品色彩外观的基本倾向。在明度、纯度(饱和度)、色相这三个要素中,某种因素起主导作用,我们就称之为某种色调。一幅绘画作品虽然用了多种颜色,但总体有一种倾向,是偏蓝或偏红,是偏暖或偏冷等等。这种颜色上的倾向就是一副绘画的色调。通常可以从色相、明度、冷暖、纯度四个方面来定义一幅作品的色调。
色调在冷暖方面分为暖色调与冷色调:红色、橙色、黄色--为暖色调,象征着:太阳、火焰。蓝色--为冷色调,象征着:森林、大海、蓝天。黑色、紫色、绿色、白色--为中间色调; 暖色调的亮度越高,其整体感觉越偏暖,冷色调的亮度越高,其整体感觉越偏冷。冷暖色调也只是相对而言,譬如说,红色系当中,大红与玫红在一起的时候,大红就是暖色,而玫红就被看作是冷色,又如,玫红与紫罗蓝同时出现时,玫红就是暖色。
3.8 白平衡
白平衡是描述显示器中红、绿、蓝三基色混合生成后白色精确度的一项指标。白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题。白平衡是随着电子影像再现色彩真实而产生的,在专业摄像领域白平衡应用的较早,[1] 现在家用电子产品(家用摄像机、数码照相机)中也广泛地使用,然而技术的发展使得白平衡调整变得越来越简单容易,但许多使用者还不甚了解白平衡的工作原理,理解上存在诸多误区。它是实现摄像机图像能精确反映被摄物的色彩状况,有手动白平衡和自动白平衡等方式。许多人在使用数码摄像机拍摄的时候都会遇到这样的问题:在日光灯的房间里拍摄的影像会显得发绿,在室内钨丝灯光下拍摄出来的景物就会偏黄,而在日光阴影处拍摄到的照片则莫名其妙地偏蓝,其原因就在于白平衡的设置上。
白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。[1]
白平衡其实是通过摄像机内部的电路调整(改变蓝、绿、红三个CCD电平的平衡关系)使反射到镜头里的光线都呈现为消色。如果以偏红的色光来调整白平衡,那么该色光的影像就为消色,而其他色彩的景物就会偏蓝(补色关系)。
工作原理:摄像机内部有三个CCD电子耦合元件,他们分别感受蓝色、绿色、红色的光线,在预置情况下这三个感光电路电子放大比例是相同的,为1:1:1的关系,白平衡的调整就是根据被调校的景物改变了这种比例关系。比如被调校景物的蓝、绿、红色光的比例关系是2:1:1(蓝光比例多,色温偏高),那么白平衡调整后的比例关系为1:2:2,调整后的电路放大比例中明显蓝的比例减少,增加了绿和红的比例,这样被调校景物通过白平衡调整电路到所拍摄的影像,蓝、绿、红的比例才会相同。也就是说如果被调校的白色偏一点蓝,那么白平衡调整就改变正常的比例关系减弱蓝电路的放大,同时增加绿和红的比例,使所成影像依然为白色。
3.9 伽马值
数码图像中的每个像素都有一定的光亮程度,即从黑色(0)到白色(1)。这些像素值就是输入到电脑显示器里面的信息。但由于技术的限制,纯平(CRT)显示器只能以一种非线性的方式输出这些值,
在不加调整的情况下,多数CRT显示器都有一个2.5的伽马值,它的意义是:假如一个像素的光亮度为0.5,在没有颜色管理应用程序的干预下(*),它在显示器上输出的光亮度只有0.2(0.5/2.5)。对于液晶显示屏(LCD),特别是笔记本电脑的LCD来说,其输出的曲线就更加不规则。一些校准软件或硬件可以让显示屏输出图像时按一定的伽马曲线输出,例如Windows常用的伽马值为2.2,这几乎与人类视觉的反应相反。sRGB和AdobeRGB颜色也是以2.2的伽马值为基础设立的
3.10 增益
摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即,为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路。具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故
摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,然而在亮光照的环境下放大器将过载,使视频信号畸变。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图像。开关在OFF时, 在低亮度下可获得自然而低噪声的图像
3.11 背光补偿
背光补偿,也称为逆光补偿,是把画面分成几个不同的区域,每个区域分别曝光。在某些应用场合,视场中可能包含一个很亮的区域,而被包含的主体则处于亮场的包围之中,画面一片昏暗,无层次。此时由于AGC检测到的信号电平并不低,因此放大器的增益很低,不能改进画面主体的明暗度,当引入逆光补偿时,摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。
背光补偿能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光,无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。
背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。
当摄像机处于逆光环境中拍摄时,画面会出现黑色的图像,然而在安防中逆光环境是难以避免的,这个时候就需要进行背光补偿。当引入背光补偿功能时,摄像机如果检测到拍摄图像一个区域中的视频电平比较低,通过上面介绍的AGC电路改善和提升该区域的视频电平,提高输出视频信号的幅值,使图像整体清晰明亮。如果你想看的主题因明亮的背景而显得暗淡,可以把BLC设置到ON状态,从而补偿强烈的背光。
3.12 清晰度
清晰度指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度。清晰度,一般是从录像机角度出发,通过看重放图像的清晰程度来比较图像质量,所以常用清晰度一词。 而摄像机一般使用分解力一词来衡量它“分解被摄景物细节”的能力。单位是“电视行(TVLine)”也称线,意思是从水平方向上看,相当于将每行扫描线竖立起来,然后乘上4/3(宽高比),构成水平方向的总线,称水平分解力。它会随CCD象素数的多少、和视频带宽而变化,象素愈多、带宽愈宽,分解力就愈高。PAL制电视机625行是标称垂直分解力,除去逆程的50行外,实际的有效垂直分解力为575线。
很明显,要想获得高清晰度,必须有高分辨率,但反之,有了高分辨率,不一定就有高清晰度。在清晰度的三要素当中,分辨率只影响第三点:质感。
清晰度是在确定电视图像的扫描线数和像素数之前就提出来了的一个重要概念和物理量,而与“水平像系×垂直像素”所表示的分辨率概念和物理量完全不是一个东西。分辨率对图像信号来说也好,对显示器材的屏幕像素来说也好,都是固定不变的,而清晰度却是可变的。虽然图像信号分辨率的高低对电视机图像清晰度有影响,但信号分辨率并不是人们看到的图像清晰度;显示设备的像素对图像清晰度也有影响,但它也并不是人们看到的图像清晰度。图像信号分辨率是源头,最终显示的图像清晰度是结果;从数量上来说,清晰度永远小于分辨率。同一分辨率的图像信号,通过不同的传输渠道和不同的显示设备,最终得到的图像清晰度是各不相同的。因此,分辨率与清晰度之间并没有直接换算关系。
3.13 曝光
曝光,是指被摄影物体发出或反射的光线,通过照相机镜头投射到感光片上,使之发生化学变化,产生显影的过程。曝光就是光圈和快门的组合。
可以这样认为:光圈(值)大小其实就是那个小圆窗户开多大,快门(速度)就是窗户打开多久。假设窗户只打开1/4,时间为4秒钟可以正确曝光的话,很显然,窗户打开一半,时间2秒钟也能让底片正确曝光,因为1/4*4=1/2*2=1,进光量都是一样多。同样的,如果窗户全开,曝光时间就只需要1秒了。 假若一个镜头光圈全开为F4,用摄影行话来说,光圈F4快门速度1秒为正确曝光值,那F5.6和2秒以及F8和4秒也同样能得到准确曝光的图片。 重要结论:一张正确曝光的图片可以有N种不同的光圈和快门速度组合。
曝光补偿是一种曝光控制方式,一般常见在±2-3EV左右,如果环境光源偏暗,即可增加曝光值(如调整为+1EV、+2EV)以突显画面的清晰度。曝光补偿就是有意识地变更相机自动演算出的“合适”曝光参数,让照片更明亮或者更昏暗的拍摄手法。拍摄者可以根据自己的想法调节照片的明暗程度,创造出独特的视觉效果等。一般来说相机会变更光圈值或者快门速度来进行曝光值的调节。
拍摄环境比较昏暗,进行曝光补偿的时候,如果照片过暗,要增加EV值,EV值每增加1.0,相当于摄入的光线量增加一倍,如果照片过亮,要减小EV值,EV值每减小1.0,相当于摄入的光线量减小一倍。按照不同相机的补偿间隔可以以1/2(0.5)或1/3(0.3)的单位来调节。
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