視頻相關格式筆記

1. 相關概念

• 視頻文件格式：
  簡稱文件格式，目的是讓系統中的應用程序來識別並關聯這些文件，讓相應的文件由相應的應用程序來打開。

• 視頻封裝格式：簡稱視頻格式，至關於一種視頻信息的容器。如下是幾種封裝格式：

  • AVI格式(後綴爲.avi):全稱：Audio Video INterleaved，即音頻視頻交錯格式。
    • 優勢：圖像質量好，無損AVI能夠保存alpha通道。
    • 缺點：體積過於龐大，壓縮標準不統一等問題
  • DV-AVI格式(後綴爲.avi)：全稱爲Digital Video Format，數字攝像機就是使用這種格式記錄視頻數據。它能夠經過電腦的IEEE 1394端口傳輸視頻數據到電腦，也能夠將電腦編輯好的視頻數據回錄到數碼攝像機中。電視臺採用錄像帶記錄模擬信號，經過EDIUS由IEEE 1394端口採集卡從錄像帶中採集出來的視頻就是這種格式。
  • QuickTime File Format格式(後綴爲.mov)：apple公司開發的一種視頻格式。具備較高的壓縮比率和較完美的視頻清晰度等特色，並能夠保存alpha通道。
  • MPEG格式(後綴能夠是.mpg,.mpeg,.mpe,.dat,.vob,.asf,.3gp,.mp4等)：
    全稱爲Moving Picture Experts Group，即運動圖像專家組格式。是運動圖像壓縮算法的國際標準。MPEG格式目前有三個壓縮標準：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4。其中MPEG-4是爲了播放流式媒體的高質量視頻而專門設計的，以求使用最少的數據得到最佳的圖像質量。
    = WMV格式(後綴爲.wmv，.asf)：全稱爲Windows Media Video，微軟推出的一種採用獨立編碼方式並能夠直接在網上實時觀看視頻界面的文件壓縮格式。
    優勢:本地或網絡回放，豐富的流件關係以及擴展性等。
  • Real Video格式(後綴爲.rm，.rmvb)：Real Networks公司制定的音視頻壓縮規範稱爲Real Media。
  • Flash Video格式(後綴爲)
    由Adobe Flash延伸出來的一種流行網絡視頻封裝格式。
  • Matroska格式(後綴爲.mkv)：一種新的多媒體封裝格式，可把多種不一樣編碼的視頻及16條或以上不一樣格式的音頻和語音不一樣的字幕封裝到一個Matroska Media檔內。也是一種開源的多媒體封裝格式。

  經常使用視頻格式以及對應文件格式
  

• 視頻編碼格式：簡稱視頻編碼，指可以對數字視頻進行壓縮或進行解壓縮（視頻解碼）的程序或設備，一般這種壓縮屬於有損格式壓縮。也能夠指經過特定壓縮技術將某種視頻格式轉換成另外一種視頻格式。
  經常使用編碼格式有：
  • H.26x系列 包括H.26一、H.26二、H.26三、H.26四、H.265
    • H.261:主要在老的視頻會議和視頻電話產品中使用
    • H.263:主要用在視頻會議、視頻電話和網絡視頻上
    • H.264:H.264/MPEG-4第十部分，或稱AVC(Advanced Video Coding，高級視頻編碼)，是一種視頻壓縮標準，一種被普遍使用的高精度視頻的錄製、壓縮和發佈格式。
    • H.265:高效率視頻編碼(High Efficiency Video Coding,簡稱HEVC)，一種視頻壓縮標準，做爲H.264/MPEG-4 AVC的繼任者，被認爲不只能提高圖像質量，也能達到H.264/MPEG-4 AVC兩倍之壓縮率，可支持4k分辨率甚至到超高畫質電視，最高分辨率可達到8192*4320(8k分辨率)。
  • MPEG系列
    • MPEG-1第二部分
    • MPEG-2第二部分
    • MPEG-4第二部分
    • MPEG-4第十部分
  • 其餘系列 AMV,AVS,Bink,CineForm,Cinepak,Dirac,DV,Indeo,Video,Pixlet,RealVideo,RTVideo,SheerVideo,Smacker,Sorenson Video,Theora,VC-1,VP3,VP6

視頻編碼形式纔是一個視頻文件的本質所在，不能簡單的經過文件格式和封裝形式來區分視頻。

參考網址：
https://www.zhihu.com/question/20997688/answer/16849641
https://wenku.baidu.com/view/24406ed0240c844769eaee2c.html

2.YUV與RGB

• YUV：
  Y表明亮度，也就是灰階值，UV是構成彩色的兩個份量，表明色差或色度，描述影像色彩和飽和度，用於指定像素的顏色。在現代彩色電視系統中，一般採用三管彩色攝像機或彩色CCD攝像機進行取像，而後把取得的彩色圖像信號經分色、分別放大校訂後獲得RGB，再通過矩陣變換電路獲得亮度信號Y和兩個色差信號R-Y(即U)、B-Y(即V)，最後發送端將亮度和色差三個信號分別進步編碼，用同一信道發送出去。若是隻有Y信號份量而沒有U、V信號份量，那麼這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視採用YUV空間正是爲了亮度信號Y解決彩色電視機和黑白電視機的相容問題，使黑白電視機也能接受彩色電視機信號。
  優勢
  YUV與Rgb相比，最大的優勢在於只須要佔用極少的頻寬(RGB要求三個獨立視頻信號同時傳輸)。
  YUV與yCbCr
  • yuv色彩模型來源於rgb模型，特色是將亮度和色度分離開。用於模擬彩色電視廣播的基本顏色模型。
  • yCbCr模型來源於yuv模型：yCbCr is a scaled and offset version of the YUV color space

• RGB：
  RGB色彩模式是工業界的一種顏色標準，是顯示器一般使用的格式。在RGB顏色空間中，紅、綠、藍是基本元素。

• YUV<->RGB：
  ```
  Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
  U = -0.1687 R - 0.3312 G + 0.5 B+128
  v = 0.5 R - 0.4187 G - 0.0813 B +128

  R = Y + 1.772(U - 128)
  G = Y - 0.34414(U - 128) - 0.71414(V-128)
  B = Y + 1.772(U - 128)
  ```

• yCbCr<->RGB:
  ```
  Y’ = 0.257R' + 0.504G' + 0.098B' + 16
  Cb' = -0.148R' - 0.291G' + 0.439B' + 128

  Cr' = 0.439R' - 0.368G' - 0.071B' + 128
  R' = 1.164(Y’-16) + 1.596(Cr'-128)
  G' = 1.164(Y’-16) - 0.813(Cr'-128) - 0.392(Cb'-128)
  B' = 1.164(Y’-16) + 2.017(Cb'-128)
  ```

參考網頁：
http://blog.csdn.net/melody_lu123/article/details/7772633
http://blog.csdn.net/Melody_lu123/article/details/8725221