視頻音頻常用編碼解碼介紹

這裏只對常見的視頻音頻編碼做一個系統的簡單介紹，並不進行詳細探討。由於我的知識有限，難免有錯誤的地方，歡迎來信指正。

MPEG 系列

MPEG 即（Moving Pictures Experts Group） 運動圖象專家組，屬於ISO（International 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 MP3，MPEG-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 VCD（Video CD），他的視頻編碼就是採用 MPEG-1。

MPEG-2
在 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 是 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。DivX，XviD，MS 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 和 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 MP1、MP2 ，較早的音頻編碼，是 MP3 的前身，主要用於 VCD，DVD，SVCD 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
在 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 AAC，SBR 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
讓 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，mp3PRO、MP3 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 和 DVD-Audio，也會涉及一些HD DVD。DVD 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。DSD（Direct 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

“ITU（International 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“VCEG（Video Coding Experts Group）視頻編碼專家組”和“ISO（International 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.261是ITU-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.263是ITU-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++
在 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 AVC。H.264是由ISO/IEC與ITU-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 和 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 和 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
在 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 MPEG，ITU 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
在 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 G2、RealAudio 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 4.0、RealAudio 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 是 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 VP3，VP5，VP6 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 PS，TS 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 Video，RealVideo，MPEG-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 和 Blue Ray Disc 紛爭還未結束，WMV9 和 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？