視音頻基礎(chǔ)知識byCM

視、音頻基礎(chǔ)知識介紹實(shí)習(xí)生CM視音頻基本概念視音頻信號種類視音頻編碼封裝目錄1.視音頻基本概念

SMTPE：電影和電視工程師協(xié)會，成立于1916年，有來自世界85個國家超過7500名會員。ITU：國際電信聯(lián)盟，聯(lián)合國重要專門機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)。SMTPE和ITU代表了標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)基本要素像素分辨率幀關(guān)鍵幀幀率場掃描方式寬高比一幅平面圖像，可以看成是由許許多多的小單元組成，這些細(xì)小單元稱為像素。像素越小，單位面積上的像素?cái)?shù)目就越多，圖像就越清晰。像素也稱為解析度，就是構(gòu)成畫面的像素的個數(shù)，以水平和垂直像素兩個維度衡量，例如分辨率720X480的意思是水平像素?cái)?shù)是720個，垂直像素?cái)?shù)是480個。在屏幕尺寸一樣的情況下，分辨率越高，也就意味著像素的數(shù)目越多，顯示效果就越精細(xì)和細(xì)膩。

例如iPhone5s和iPhone3GS分辨率寬高比是指畫面物理顯示尺寸的寬度比其高度：寬高比電視系統(tǒng)中把構(gòu)成一幅圖像的各像素傳送一遍稱為進(jìn)行了一個幀處理。每幀圖像由許多像素組成，是構(gòu)成活動圖像最小單元。任何動態(tài)畫面要表現(xiàn)運(yùn)動或變化，至少前后要給出兩個不同的關(guān)鍵狀態(tài)，在視頻系統(tǒng)中，表示關(guān)鍵狀態(tài)的幀叫做關(guān)鍵幀。幀、關(guān)鍵幀視頻是連續(xù)快速地顯示在屏幕上的一系列圖像。每秒出現(xiàn)的幀數(shù)稱為幀速率也叫幀頻，是以每秒幀數(shù)(fps)為單位度量的。幀速率越高，每秒用來顯示系列圖像的幀數(shù)就越多，從而使得運(yùn)動更加流暢。常見的PAL制式每秒鐘25幀，NTSC制式每秒鐘30幀。幀率目前我們所看到的普通電視的成像，實(shí)際上是由兩條疊加的掃描折線組成的，電視由于要克服信號頻率帶寬的限制，無法在制式規(guī)定的刷新時間內(nèi)同時將一幀圖象顯現(xiàn)在屏幕上，只能將圖象分成兩個半幅的圖像，一先一后地顯現(xiàn)，由于刷新速度快，肉眼是看不見的。普通PAL制電視系統(tǒng)采用隔行掃描方式，隔行掃描方式是將一幀電視畫面分成奇數(shù)場和偶數(shù)場兩次掃描。第一次掃出由1、3、5、7…等所有奇數(shù)行組成的奇數(shù)場，第二次掃出由2、4、6、8…等所有偶數(shù)行組成的偶數(shù)場，這樣，每一幅圖象經(jīng)過兩場掃描，所有的象素便全部掃完。場是因隔行掃描系統(tǒng)而產(chǎn)生的，兩場為一幀。場顯示設(shè)備表示運(yùn)動圖像的方法有兩種：隔行掃描（Interlaced）和逐行掃描（Progressive）隔行掃描就是每一幀被分割為兩場，每一場包含了一幀中所有的奇數(shù)掃描行或者偶數(shù)掃描行，通常是先掃描奇數(shù)行得到第一場，然后掃描偶數(shù)行得到第二場。逐行掃描每次顯示整個掃描幀，如果逐行掃描的幀率和隔行掃描的場率相同，人眼將看到比隔行掃描更平滑的圖像，相對于隔行掃描來說閃爍較小。在電視的標(biāo)準(zhǔn)顯示模式中，i代表隔行掃描，p代表逐行掃描。例如1080i和1080p。掃描方式標(biāo)清視頻與高清視頻標(biāo)清NTSC720X48029.97幀隔行掃描PAL720X57625幀隔行掃描SECAM720X57625幀隔行掃描高清720p1280X72050\59.94\60逐行掃描1080i1920X108025\29.97\30隔行掃描1080p1920X108023.98\24逐行掃描25\29.97\302K是指圖片水平方向的線數(shù)，即2048線（1K=1024），4K是指圖片水平方向的線數(shù)為4×1024，依次類推。2K、4K視頻所謂上下變換，實(shí)際就是對視頻信號或者文件的時空采樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行變換——即在時間和空間上實(shí)現(xiàn)分辨率的變換。下變換，即高清變換為標(biāo)清，可由高分辨視頻信號或文件通過抽取濾波變換為低分辨率視頻信號或文件。上變換，即標(biāo)清變換為高清，可在保持原視頻信號頻譜的同時，提高采樣頻率，并對原有視頻信號或文件進(jìn)行內(nèi)插值變換。高標(biāo)清上下變換16：9高清下變換為4：3標(biāo)清方式A和方式C適用于接收終端為16：9的顯示設(shè)備，能達(dá)到很好的效果。方式B則適用于4：3的電視機(jī)。4：3標(biāo)清上變換為16：9高清A方式畫面變形不能接受；B方式在裁減后，對構(gòu)圖美感提出極大挑戰(zhàn)（除非原始素材就已經(jīng)按照預(yù)定好的這種格式制作）一般的來說，采取C方式。2.視音頻信號種類

常見視音頻信號連接方式RCA接頭、BNC接頭、Mini-DIN接頭、RF射頻接頭、VGA接頭、DVI接頭、1394接頭、HDMI接頭、DP接頭、TRS接頭、XLR接頭。RCA接頭RCA接頭俗稱“蓮花頭”，是一種應(yīng)用廣泛的接頭。RCA接頭采用同軸傳輸信號的方式，中軸用來傳輸信號，外沿一圈的接觸層用來接地，可以應(yīng)用的場合包括了模擬視頻、模擬音頻、數(shù)字音頻與色差分量傳輸?shù)?。BNC接頭一種同軸電纜連接頭，現(xiàn)在由IEC‐168標(biāo)準(zhǔn)定義。廣泛應(yīng)用于專業(yè)視頻領(lǐng)域。在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的PaulNeill曾經(jīng)開發(fā)了一種帶螺紋的接頭，被美國海軍采用，叫做N接頭，后來CarlConcelman又開發(fā)了一種接頭，采用了滑入在旋轉(zhuǎn)卡住的辦法，稱為C接頭。兩人合作開發(fā)了一種類似的較小的接頭，成了現(xiàn)在的BNC接頭。Mini-DIN接頭德國標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)DeutschesInstitutfürNormung早期開發(fā)的一組多針的電氣接口稱為DIN端子，后來開發(fā)了更小的接頭，叫Mini‐DIN。包括3針到9針共7個完全不同的標(biāo)準(zhǔn)。其中，4針被S‐Video信號標(biāo)準(zhǔn)采用作為專用接頭。

4針Mini‐DIN接口通常被稱為“S端子”，采用Y/C（亮度/色度）分離式輸出，兩針接地，另外兩針分別傳輸亮度和色度信號。RF射頻接頭作為常見的視頻連接方式，它可同時傳輸模擬視頻以及音頻信號。RF接口傳輸?shù)氖且曨l和音頻混合編碼后的信號，顯示設(shè)備的電路將混合編碼信號進(jìn)行一系列分離、解碼在輸出成像。由于需要進(jìn)行視頻、音頻混合編碼，信號會互相干擾，所以它的畫質(zhì)輸出質(zhì)量是所有接口中差的。天線和模擬閉路連接電視機(jī)就是采用射頻（RF）接口。有線電視和衛(wèi)星電視接收設(shè)備也常用RF連接，但這種情況下，它們傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。VGA接頭VGA接頭（VideoGraphicsArray）又稱(D‐Sub)，這是源于電腦的輸入接口，由于CRT顯示器無法直接接受數(shù)字信號的輸入，所以顯卡只能采取將模擬信號輸入顯示器的方式來獲得畫面，而VGA就是將模擬信號傳輸?shù)斤@示器的接口。

VGA接口傳輸?shù)娜匀皇悄M信號，對于以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。DVI接頭DVI與VGA都是電腦中常用的接口，與VGA不同的是，DVI是以全數(shù)字傳輸?shù)慕涌冢栽诋嬞|(zhì)上保證了完全無壓縮的傳輸。DVI可將數(shù)字信號不加轉(zhuǎn)換的直接傳輸?shù)斤@示器中。DVI接口有取代VGA的趨勢。1394接頭IEEE1394也稱為火線或iLink，它能夠傳輸數(shù)字視頻和音頻及機(jī)器控制信號，具有較高的帶寬。通常它主要用來連接數(shù)碼攝像機(jī)、DVD錄像機(jī)等設(shè)備。IEEE1394接口有兩種類型：6針的六角形接口和4針的小型四角形接口。6針的六角形接口可向所連接的設(shè)備供電，而4針的四角形接口則不能。1394電纜可以傳輸不同類型的數(shù)字信號，包括視頻、音頻、數(shù)碼音響、設(shè)備控制命令和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。HDMI接頭HDMI的英文全稱是“HighDefinitionMultimediaInterface”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。同時無需在信號傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證高質(zhì)量的影音信號傳送。應(yīng)用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線，便可以同時傳送影音信號，同時，由于無線進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。DP接頭

DisplayPort是由美國視頻電子協(xié)會在2006年5月提出的一種新型的數(shù)字顯示接口規(guī)范，主要用于在源端和設(shè)備端（如電腦顯示器）之間傳輸視頻、音頻、USB以及其它格式的數(shù)據(jù)信息。DisplayPort規(guī)范采用免費(fèi)授權(quán)方式，旨在取代VGA、DVI和LVDS，提供高性能的視頻傳輸通道。用戶可以通過使用adapter兼容目前的VGA/DVI顯示設(shè)備。雖然所支持的功能與HDMI很相似，但其目標(biāo)只是作為HDMI的補(bǔ)充，而非取而代之。TRS接頭TRS接頭是一種常見的音頻接頭。TRS的含義是Tip（signal）、Reve（ground）。分別代表了該接頭的3個接觸點(diǎn)。TRS插頭為圓柱體，用絕緣的材料隔開。為了適應(yīng)不同的設(shè)備需求，TRS有三種尺寸：2.5mm，3.5mm，6.3mm。3.5mmTRS接頭（俗稱：小三芯）

這是我們目前看到的主要的聲卡接口，絕大部分消費(fèi)類聲卡（包括板載聲卡）都在使用這類接口。6.3mmTRS接頭（俗稱：大三芯）

大三芯接口也稱為TRS接口，采用直徑為6.35毫米的插頭，其優(yōu)點(diǎn)是耐磨損，適合反復(fù)插拔。XLR接頭XLR接頭常被稱為“平衡端子”或“卡儂頭”，這是一種三線的連接端子，三根導(dǎo)線分別是正極、負(fù)極和屏蔽。通常按照金屬針來確認(rèn)“公”、“母”，帶金屬針的一端稱為“公”卡儂頭，否則稱為“母”卡儂頭。XLR接頭的優(yōu)勢在于平衡線性傳輸信號，這樣可以在長距離傳送音頻信號時大大減少電子系統(tǒng)工作時的電磁、射頻干擾而在音頻信號中產(chǎn)生的噪音和哼聲。XLR接頭不僅可以做模擬音頻信號的接頭，也可以做數(shù)字音頻信號的接頭。視頻信號的分類與接口視頻信號模擬信號復(fù)合視頻信號RCA、BNCS-Video視頻信號4針S端子色差分量視頻信號RCA、BNC數(shù)字信號數(shù)字分量串行接口同軸電纜、BNC音頻信號的分類與接口音頻信號平衡信號卡儂頭、大三芯接頭非平衡信號BNC接頭、RCA接頭模擬音頻信號大\小三芯、RCA、XLR接頭數(shù)字音頻信號SDI（BNC）、AES\EBU（XLR）、S\PDIF（RCA或光纜）3.視音頻編碼封裝

對于視音頻文件來說，其外在的文件封裝格式和內(nèi)部使用的編碼格式是兩個不同的概念：文件是既包含視頻又包含音頻、甚至還包含某些腳本的一個合集，通?？梢詫⑽募扔鳛橐粋€“容器”，而文件當(dāng)中的視頻和音頻的壓縮算法才是具體的編碼方式。也就是說一個以“.avi”為后綴名封裝的文件，當(dāng)中的視頻和音頻可能是a編碼，也可能是b編碼。文件封裝與編碼AVI：音視頻交錯存儲，常見的音頻視頻文件，支持的視頻音頻編碼也是多的。

MPG：MPEG編碼采用的音頻視頻文件，具有流的特性。里面又分為PS，TS等，PS主要用于DVD存儲，TS主要用于HDTV等。

VOB：DVD采用的音頻視頻文件格式（即視頻MPEG‐2，音頻用AC3或者DTS），支持多視頻多音軌多字幕章節(jié)等。

MP4：MPEG‐4編碼采用的音頻視頻文件，基于QuickTimeMOV開發(fā)，具有許多先進(jìn)特性。

3GP：3GPP視頻采用的格式，主要用于流媒體傳送。

ASF：WindowsMedia采用的音頻視頻文件，能夠用于流傳送，還能包容腳本等。

常見文件格式RM：RealMedia采用的音頻視頻文件，用于流傳送。

MOV：QuickTime的音頻視頻文件。

MKV：MKV它能把WindowsMediaVideo，RealVideo，MPEG‐4等視頻音頻融為一個文件，而且支持多音軌，支持章節(jié)字幕等。

WAV：一種音頻文件（注意：只是音頻），大家常說的WAV就是沒有壓縮的

PCM編碼，其