各種多媒體格式以及codec簡析

首先要明白幾個概念：

A、掃描線和分辨率

     掃描線可以理解爲將屏幕水平方向分成一條條直線，就像水平直線組成一個平面一樣。屏幕的清晰度基本上取決於其掃描線的細膩程度，也可以通俗地來講掃描線決定了屏幕的物理分辨率，物理分辨率是指屏幕最多能顯示的像素點數。物理分辨率決定了屏幕能達到的最高分辨率，除了屏幕的最高分辨率以外還有一個兼容分辨率的概念，比如說一個640*480的屏幕也許也能播放1080*720格式的信號，會將信號壓縮到屏幕能顯示的範圍。總結來說掃描線決定了清晰度和分辨率，下面列舉幾種常用的掃描格式：

1、D1爲480i格式，和NTSC模擬電視清晰度相同，525條垂直掃描線，483條可見垂直掃描線，4：3 或16：9，隔行/60Hz，行頻爲15.25KHz。
2、D2爲480P格式，和逐行掃描DVD規格相同，525條垂直掃描線，480條可見垂直掃描線，4：3 或 16：9，分辨率爲640×480，逐行/60Hz，行頻爲31.5KHz。
3、D3爲1080i格式，是標準數字電視顯示模式，1125條垂直掃描線，1080條可見垂直掃描線，16：9，分辨率爲1920×1080，隔行/60Hz，行頻爲33.75KHz。
4、D4爲 720p格式，是標準數字電視顯示模式，750條垂直掃描線，720條可見垂直掃描線，16：9，分辨率爲1280×720，逐行/60Hz，行頻爲45KHz。
5、D5爲1080p格式，是標準數字電視顯示模式，1125條垂直掃描線，1080條可見垂直掃描線，16：9，分辨率爲1920×1080逐行掃描，專業格式。
6、此外還有576i，是標準的PAL電視顯示模式，625條垂直掃描線，576條可見垂直掃描線，4：3或16：9，隔行/50Hz，記爲576i或625i。

 

     以上標準中“i”表示隔行，“P”表示逐行。HDTV標準是高品質視頻信號標準，包括1080i、720p、1080p，也就是說D3、D4、D5屬於HDTV標準，但目前支持480p也大概稱爲支持HDTV。要注意的是，對於電視機處理能力(例如帶寬)的要求則是480i<480p<1080i<720p。所以目前很少有支持色差輸入720p的電視機，但是支持1080i或者1080iReady的就不少。
　　數字高清電視的720p、1080i和1080p是由美國電影電視工程師協會確定的高清標準格式，其中1080p被稱爲目前數字電視的頂級顯示格式，這種格式的電視在逐行掃描下能夠達到1920×1080的分辨率。目前世界上只有60英寸以上的顯示屏才能夠顯示出1920×1080的信號。目前市場上出現的所謂1080p高清數字電視並不能真正給消費者帶來1920×1080的圖像，這些彩電只是能夠接收和處理1920×1080格式的信號而已，由於目前電視信號根本無法達到如此高的標準，1080p對於普通用戶基本沒有什麼實際價值。

B、multimedia container format

      多媒體容器格式，像我們播放的多媒體格式比如說.mp4，.3gp，.avi，.asf 等等都是多媒體容器格式，他們包含多種編碼格式的video和audio，在多媒體上的mux和demux就是將文件格式中的audio和video數據混合(mux)以及解碼過程中的分離(demux)。下面我們看看幾個容器格式：

1、MP4

由MPEG-4定義的一種多媒體容器格式[MPEG-4 part14]，廣泛用來存儲音頻和視頻流，也可以存儲靜態圖像和字幕等等。基本可以存儲絕大多數能嵌入到MP4中的數據：
Video: MPEG-4 Part 10 (or H.264, also known as MPEG-4 AVC), MPEG-4 Part 2, MPEG-2, and MPEG-1.
Audio:MPEG-2 Part 7 (also known as AAC), Apple Lossless, MPEG-1 Audio Layer 3(also known as MP3), MPEG-4 Part 3, MPEG-1 Audio Layer II (also knownas MP2), MPEG-1 Audio Layer I, CELP (speech), TwinVQ (very lowbitrates), SAOL(MIDI).
Subtitles: MPEG-4 Timed Text (also known as 3GPP Timed Text).

2、3gp
3gp是由3GPP制定的主要在移動設備上使用的一種多媒體容器格式，擴展名.3gp一般用在GSM上，.3g2一般用在CDMA上，3gp實際上和MP4非常相似，兩者都是基於MPEG4－part12的。3gpp攜帶的流媒體一般是：
Video： MPEG4－part2/ h263    MPEG4-part10 / h264
Audio： AAC   AMR-NB   AMR-WB

3、mkv
MatroskaMultimediaContainer是完全開源的一種多媒體容器格式，它可以將多種編碼格式的視頻以及多達16種格式的音頻以及各種字幕數據封裝在一個Matroskamedia文件中。mkv號稱的目標應該是取代現在一些.asf .avi之類的封裝格式，但開源的東西能到什麼成就誰也不知道～～

4、AVI
avi是微軟出的東西，主要用在多媒體光盤上用來存儲電視和電影，因爲其體積過大而且本身標準前後的不兼容，將來在手機上應該用得不多，這裏就不說了，有興趣的可以去wiki上查。

除了這些之外還有apple的quicktime阿，ASF，VOB等等很多，在手機上應該用得不多，這裏也就不多說了。

現在再來看各種基礎的編解碼，現在主流的音樂編碼就是AAC和MP3了，人聲編碼應該主要的還是AMR和AMR＋ ，而視頻現在主要的幾種就是h263 ，h264，mpeg4，實際上除了AMR是3gpp的之外，其他都是MPEG協議簇裏面的內容。另外還有微軟的WMA和WMV就不說了。

MPEG(Moving Picture Experts Group)是ISO最早提出的用於音視頻壓縮和傳輸的一個協議簇，這個協議簇應該來說是很龐大的，分爲很多版本比如MPEG-1， MPEG-2， MPEG-3， MPEG-4等等。下面我們只選擇我們將來可能用到的說一下：

1、MPEG-1 Audio layer 3
就是我們熟悉的MP3，實際上它是mpeg-1協議中的內容，實際上它的發展也經歷了mp1，mp2，最後纔到mp3，mp3是一種有損壓縮的音樂壓縮格式。

2、MPEG-4 part 2   : MPEG-4 sp  和 MPEG-4 asp
兩者是不一樣的，sp主要用在低速率的情況下比如說移動設備，而asp則實際上和h263類似的

3、MPEG-4 part 3
就是我們不怎麼熟悉的AAC(advanced audio codec)，應該說aac將來是會取代mp3的，它支持96KHZ的採樣頻率，支持到48個聲道，以及各種技術如SBR等，提供高壓縮和高質量的音頻。

4、MPEG-4 part 2    MPEG-4 part 10
這是我們應該也不怎麼熟悉的H263和h264(AVC)，實際上h26x系列協議都是後面加入MPEG-4協議簇中的，因爲其高性能的壓縮。雖然同處一個框架內，但是實際上他們和MPEG-4不是同一種視頻codec。應該說是根據性能用在不同方面的codec，MPEG-4現在是主要用在監控領域的視頻編碼。h264又分很多版本，包括BP，SP，HIP等等。

最後說一下人聲編碼AMR，人聲編碼是一種高壓縮的編碼方式，它同音樂編碼是採用的完全不同的算法，應該說他們基本上都是基於CELP的，AMR是由3gpp定義的，包括窄帶AMRNB和在寬帶上使用的AMRWB～～