多媒体数据格式及流媒体技术讲解.ppt

第5章多媒体数据格式及流媒体技术第5章多媒体数据格式及流媒体技术5.1图像文件格式5.2声音文件格式5.3流媒体技术练习与思考题第5章多媒体数据格式及流媒体技术5.1图像文件格式在图像数据文件中，通常包含图像尺寸（宽度和高度）、颜色信息（彩色模型、深度和调色板等）、组织结构（色彩平面或图像平面）、压缩编码方式、位和字节顺序（低位在前或高位在前）等信息常见的图像文件格式有以下13种￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术1.GIF文件格式（.GIF）￿GIF是图形交换格式(GraphicsInterchangeat)的英文缩写，是由CompuServe公司于20世纪80年代推出的一种高压缩比的彩色图像文件格式，它支持的图像颜色可以多达256色，采用无损数据压缩方法中压缩效率较高的LZW(LempelZiv＆Welch)算法，主要用于图像文件的网络传输考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式除了一般的逐行显示方式之外，还增加了渐显方式，也就是说，在图像传输过程中，第5章多媒体数据格式及流媒体技术大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐渐看清图像的细节部分，从而适应用户的观赏心理，这种方式以后也被其他图像格式所采用，如JPEGJPG等。

最初，GIF只是用来存储单幅静止图像，称GIF87a，后来，又进一步发展成为GIF89a，可以同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动画目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的GIF文件￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术2.Flic文件格式（.FLI.FLC）￿Flic文件是Autodesk公司在其出品的AutodeskAnimatorAnimatorPro￿3DStudio￿等2D3D动画制作软件中采用的彩色动画文件格式其中，.FLI是最初的基于320×200分辨率的动画文件格式，而.FLC则是.FLI的进一步扩展，采用了更高效的数据压缩技术，其分辨率也不再局限于320×200Flic文件采用游程编码算法和Delta算法进行无损的数据压缩，首先压缩并保存整个动画序列中的第一幅图像，然后逐帧计算前后两幅相邻图像的差异或改变部分，并对这部分数据进行游程编码压缩由于动画序列中前后相邻图像的差别通常不大，因此采用行程编码可以得到相当高的数据压缩率第5章多媒体数据格式及流媒体技术GIF和Flic文件通常用来表示由计算机生成的动画序列，其图像相对比较简单，因此可以得到比较高的无损压缩率，文件尺寸也不大。

然而，对于来自外部世界的真实而复杂的影像信息而言，无损压缩便显得无能为力，而且，即使采用了高效的有损压缩算法，影像文件的尺寸也仍然相当庞大￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术3.AVI及nAVI文件格式（.AVI）￿AVI是音频视频交错(AudioVideoInterleaved)的英文缩写，是一种桌面系统上的低成本、低分辨率的视频格式AVI是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式，原先用于MicrosoftVideoforWindows(简称VFW)环境，现在已被Windows、OS2等多数操作系统直接支持AVI格式允许视频和音频交错在一起同步播放，支持256色和游程长度编码，但AVI文件并未限定压缩标准，因此，AVI文件格式只是作为控制界面上的标准，第5章多媒体数据格式及流媒体技术不具有兼容性，用不同压缩算法生成的AVI文件，必须使用相应的解压缩算法才能播放出来AVI可在160×120的视窗中以15帧s回放视频，并可带有8位的声音，也可以在VGA或超级VGA监视器上回放AVI很重要的一个特点是可伸缩性，使用AVI算法时的性能依赖于与它一起使用的基础硬件。

第5章多媒体数据格式及流媒体技术nAVI是newAVI的缩写，是一个名为ShadowRealm的地下组织发展起来的一种新视频格式它是由MicrosoftASF压缩算法的修改而来的（并不是想象中的AVI）nAVI为了追求压缩率和图像质量，改善了原始的ASF格式的一些不足，让nAVI可以拥有更高的帧率（framerate）当然，这是以牺牲ASF的视频流特性作为代价的概括来说，￿nAVI￿就是一种去掉视频流特性的改良型ASF格式，也可以被视为是非网络版本的ASF￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术4.MPEG文件格式(.MPEG.MPG.DAT)￿有关MPEG的视频、音频的相关知识我们在前两章中只作较为详细介绍，为了使本章节具有系统性，这里只作简单介绍MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息，同时保证30帧s的图像动态刷新率，已被几乎所有的计算机平台共同支持MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视频、音频同步)三个部分，而VideoCD(VCD)、SuperVCD(SVCD)、DVD(DigitalVersatileDisk)则是全面采用MPEG技术所产生出来的新型消费类电子产品。

第5章多媒体数据格式及流媒体技术MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的，其基本方法是：在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分，从而达到压缩的目的它主要采用两个基本压缩技术：运动补偿技术(预测编码和插补码)实现时间上的压缩，变换域(离散余弦变换DCT)压缩技术实现空间上的压缩MPEG的平均压缩比为50∶1，最高可达200∶1，压缩效率非常高，同时图像和音响的质量也非常好，并且在微机上有统一的标准格式，兼容性相当好￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术DIVX视频编码技术由MicrosoftMPEG4v3修改而来，使用MPEG-4压缩算法，可以说它是为了打破ASF的种种协定而发展出来的MPEG-4是一种新的压缩算法，使用这种算法的ASF格式可以把一部120分钟长的电影（视频文件）压缩到300MB左右的视频流，供网上观看其他的DIVX格式也可以压缩到600MB左右，但其图像质量比ASF要好很多DIVX视频播放对机器的要求也不高，CPU只要是300MHz以上、配上64MB￿的内存和一个8MB显存的显卡就可以流畅地播放了，这个要求是目前出厂的任何一款计算机都能达到的。

￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术5.WMV文件格式（.WMV）￿WMV(WindowsMediaVideo)是Microsoft公司出品的视频格式文件，公司希望用其取代QuickTime之类的技术标准以及WAV、AVI之类的文件扩展名WMV的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等第5章多媒体数据格式及流媒体技术6.BMP文件格式（WindowsBitmap）￿BMP格式为Windows下的标准位图格式，最大色深为24bit，可以不压缩存储，也可以用游程长度无损压缩方案存储Windows的应用程序“调色板”就是以这种格式存取图像文件的我们可以用这种格式存取单色或256色的图像以供Windows环境下的多媒体工具使用￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术7.PCX文件格式（PCPaintbrush）￿PCX文件格式是Zsoft公司为Paintbrush这套绘图软件开发出来的Paintbrush所提供的图像文件扩展名为PCC，其格式即为PCX的文件格式￿8.TGA文件格式（TARGA）￿TGA文件格式是TrueVision公司为其TARGA视频卡开发出来的，许多在全彩色的色彩类型下工作的专业图像处理系统常采用此种格式。

它有8、16、24、32、64位几种，3DS生成的TGA文件为24位图像TGA图像以其逼真的记录方式深受人们的喜爱压缩TGA文件的产生，使TGA格式逐渐成为一种标准的R.G.B型真彩色图像格式￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术9.EPS文件格式（EncapsulatedPostScript）￿PostScript打印机的特性在于，使用者并非直接传送数据到打印机，而是以Postscript语言（一个强大的程序语言，其编辑器在打印机中）编写一个程序，描述希望打印的东西所以EPS文件中的内容不是图形或图像数据本身，而只是一段程序，描述希望打印的图形或图像有很多知名的排版系统如北大方正支持EPS格式第5章多媒体数据格式及流媒体技术10．TIF文件格式（TaggedImageFileat）￿TIF文件格式是Microsoft和Aldus公司针对桌面印刷（DTP）和桌面型扫描仪的应用而开发出来的，有时也称为TIFF文件格式TIF可支持高达24位全彩色的图像，而且移植性高，很容易在PC和Macintosh机器之间交互使用TIF格式分黑白和彩色两种，记录方式原始，占用空间大，但是图像质量好￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术11．JPEG文件格式（JPEGFileInterchangeat）JPEG是一个名为JointPhotographicExpertsGroup的组织针对图像文件空间的压缩问题开发出来的，JPG文件格式可以提高压缩率。

当磁盘空间有限或图像很大时，可以考虑采用JPG格式（它的最大压缩率可达100∶1）JPG格式属于R.G.B型真彩色图像格式，可以人为地控制图像压缩程度，在保持质量不变的情况下，有很高的压缩率一般压缩图像为原来图像体积的15，从而节省磁盘空间第5章多媒体数据格式及流媒体技术12.DXF文件格式（DrawingInterchangeat）￿DXF是由Autodesk公司所开发的，作为AutoCAD中的ASCII绘图交换文件格式，这一格式现在也为许多计算机辅助设计人员所使用￿13.IGS文件格式（InitialGraphicsexchangeSpecification）￿IGS又称IGES，是由一个工业委员会开发的，作为传送CAD的一个广泛标准￿第5章多媒体数据格式及流媒体技术5.2声音文件格式1.CD格式（.CDA）￿CD是当今世界上音质最好的音频格式，标准CD格式音频的采样频率是44.1kHz，16位￿量化位数虽然CD音频是采用有损压缩，但其音质可以说是近似无损的，因此，它的声音基本上是忠于原声的CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放一个CD音频文件是一个.cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，第5章多媒体数据格式及流媒体技术在电脑上看到的“.cda文件”都是44字节长。

注意：不能直接地复制CD格式的.cda文件到硬盘上播放，需要使用像EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV，如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话，这个转换过程可以做到基本上无损第5章多媒体数据格式及流媒体技术2.Wave文件格式（.WAV）￿WAV是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合PIFFResourceInterchangeFileat文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所支持WAV”格式支持MSADPCM、CCITTA-Law、CCITTμ-Law等多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1kHz的采样频率，第5章多媒体数据格式及流媒体技术16位量化位数，支持多种音频位数、采样频率和声道，但其文件尺寸较大，多用于存储简短的声音片断WAV格式的声音文件质量和CD相差无几，也是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都能识别WAV格式第5章多媒体数据格式及流媒体技术3.MPEG音频文件格式（.MP1.MP2.MP3）￿MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，根据压缩质量和编码复杂程度的不同可分为三层(MPEGAudioLayer123)，分别对应MP1、MP2和MP3这三种声音文件。

MPEG音频编码具有很高的压缩率，MP1和MP2的压缩率分别为4∶1和6∶1～8∶1，。