視音頻素材的編碼轉換

視音頻素材的編碼轉換

2004年度河南省廣播電視優(yōu)秀科技論文一等獎

    摘 要：本文提出了作者在實踐中總結出的各種視音頻文件素材的編碼轉換方法，并說明了編碼轉換中的一些原理和技術環(huán)節(jié)。

    關鍵詞：視音頻文件格式、編碼轉換、文件頭信息

    我們經常從網上、 CD 、 VCD 中找到很多精彩的視頻、動畫、圖片和聲音。在將這些素材導入到非線編輯軟件過程中，最大的問題就是格式不一致或編碼類型不符合。這給編輯工作帶來了極大的遺憾。筆者經過摸索和實驗，總結出一套常見素材格式編碼轉換的方法，在此與大家分享。

    首先我們看一下常見能遇到哪些文件格式。視頻文件格式常有的： MPEG-1(.mpg .mpeg) 、 MPEG-2(.mpg .mpeg) 、 MPEG-4(.avi .mp4) 、 AVI(.avi) 、 divX(.avi) 、 WMA(.wma) 、 ASF(.asf) 、 MOV(.mov) 、 RM(.rm) 、 DAT （ VCD 中） 、 VOB(DVD 中 ) 。要說明的是 MPEG-1 和 MPEG-2 的文件后綴名均為 .mpg ，只是二者編碼方式不同。 AVI 文件本身就是一個集合，而非特指某種具體的編碼方式，可能包括的編碼有 MPEG-1 ， MPEG-2 ， MPEG-4 （ Microsoft MPEG-4 Video code ）和 DIVX 等。 DIVX 和 Microsoft MPEG-4 Video code 同是 mpeg-4 的編碼方式，不同的是 DIVX 由 Microsoft MPEG-4 Video codec V3.0 修改而來，是 Divxnet works 公司開發(fā)的標準 。在 VCD 影碟中存放的視頻文件為 DAT ，在 DVD 影碟中的視頻文件是 VOB 。

    常見的音頻文件格式有： WAV 、 MP3 、 MPEG 、 WMA 、 RAM 、 CDA 。其中 WAV 本身有多種編碼方式，在使用過程中要加以注意。

    常見靜止圖片格式分為點陣圖和矢量圖，點陣圖有 BMP 、 JPEG 、 TGA 、 PSD 等，矢量圖有 CDR 、 DWG 等 。我們現在的非線編軟件大多只使用點陣圖，所以原圖若是矢量圖形，要首先使用矢量圖形編輯軟件將其導出為點陣圖形后再加處理。

    還有一些動畫文件 FLASH 、 GIF 通過格式轉換 都可加以利用。

    再談談轉換方法，分為硬件轉換和軟件轉換，區(qū)別是是否有專用的硬件板卡參與。在保證轉換質量的前提下，我們使用軟件來轉換，這也比硬件更容易實現。

    （一）視頻文件和動畫文件的轉換

    通常我們的要求是轉為 AVI 或 MPEG-1 MPEG-2 ，這正是大多非線編軟件允許導入的文件格式。

    1 、 WinMPG Video Convert

    可將 MPEG WMV ASF MP4 MOV SWF DAT(VCD) VOB(DVD) 轉為 AVI 。具體的 AVI 編碼可自由設定。也可將 AVI 轉為 MPEG-1 MPEG-2 (.mpg .mpeg) 。我們使用 WinMPG Video Convert 的好處在于它支持輸入較多的文件格式，且對輸出 文件可詳細設定視音頻的編碼方式。下圖是輸出為 AVI 文件時的編碼選擇窗口。

    對于視頻部分可以選擇編碼方式、分辨率、幀率，音頻選項除可選擇編碼方式、采樣頻率外，還可詳細設定碼率、質量、是否立體聲，甚至可設過濾器，對某一頻段之外的聲音進行屏蔽，這對除去噪聲有很大幫助，見下圖。

    此外，使用此方法可以選擇 AVI to MPG1 和 AVI to VCD ，二者 的共同點是都是輸出 MPEG-1 ，只是前者可以手動設置幀率和分辨率（下圖），后者輸出文件默認按照 VCD 標準，視頻為 25.0 fps, 分辨率 352*288 (4:3) ，音頻為采樣頻率 44100 Hz, 雙聲道。

    2 、 Real 7ime Converter

    支持將 RM 等 RealPlayer 流媒體文件 轉為 AVI 文件 ，使用前要求系統(tǒng)裝有 real player 。

    可設置輸出 AVI 的編碼方式（下圖），

    經測試， Real 7ime Converter 對視頻文件轉換是實時的，轉換時間等于或稍大于媒體長度。

    3 、 Super DVD Ripper

    用于將 DVD 中的 VOB 視頻轉換為 AVI 。

    4 、 TMPGEnc Plus

    支持 AVI 、 MPEG-1 轉為 MPEG-1 、 MPEG-2 。使用向導模式可轉換為標準的 VCD 或 DVD ，若要對輸出文件進行編碼設定，必須使用手工方式。

    此方法的主要特點在于對輸出的 MPEG 有更詳細的編碼設置，如設置 MPEG-2 的級別和類別、 GOP 結構 、量化矩陣、碼流類型等。 對于一些非線編軟件或板卡有特殊導入要求的， TMPGEnc Plus 將派上用場。

    可對 GOP 結構進行設定

    5 、 exe2swf 、 swf Browser 、 swf2video

    用于全面處理 flash 文件。

    exe2swf 可將已生成了可執(zhí)行文件（ .exe ）的 flash 文件還原為 swf 文件。

    swf Browser 用于對 swf 文件進行分析，可單獨將其中的片斷 clip 、圖像、聲音單獨提出。

    swf2video pro 可以將 swf 轉為 AVI （下圖） 。

    6 、 gif2avi.exe

    用于將 GIF 動畫轉為 AVI 。

    其中 RLE8 Compression 是一種圖像的無損壓縮方法，只適合壓縮 256 色圖像數據。

    7 、視頻捕捉 HyperCam

    用于將 PC 屏幕操作抓為 AVI 文件，可用于宣傳片的制作。

    要說明的是，由于不支持 DirectX 視頻的抓取，所以對屏幕中播放的影片、游戲畫面， HyperCam 無能為力。

    我們已將各種視頻文件轉換為大多非線編軟件可以導入的格式，但是對于一些依賴板卡的軟件來說，必須轉換成板卡定義的標準格式才行。比如國產的創(chuàng)意 21 軟件，由于其使用 Matrox 板卡，對通用的視頻格式無法導入，這時我們可以利用板卡自帶的 DigiTools 軟件來實現轉換（見下圖）。轉換輸出的文件編碼格式為 Matrox MPEG-2 I-frame ，使用 16 進制編輯器查看，可看出 AVI 文件編碼中有 Matrox 板卡定義的文件頭信息，這也正是非線編軟件無法導入同樣編碼的其它視頻文件的原因：對于沒有此包頭信息的文件，不予接受。

    Matrox 板卡的轉換工具

    （二）音頻文件轉換

    通常非線編軟件可導入的音頻格式為 wav 或 mp3 。

    •  windows 自帶的錄音機

    常用非線編軟件對導入文件有編碼方式、采樣頻率和量化級數的要求。我們常常發(fā)現拿來的 wav 文件不被編輯軟件識別。最簡單的方法是使用操作系統(tǒng)自帶的錄音機軟件對這三方面進行轉換和設置。

    2 、 Streambox Ripper

    將 RA 、 RM 、 CDA 、 MP3 、 WAV 轉為 WAV 或 MP3 ，與此同時可設置采樣頻率及碼率。此方式的獨特之處在于，可使用均衡器對輸出文件針對頻段進行音量調整，這樣一是可以減少雜音，二是可以改變聲音效果。

    3 、 WMA Workshop

    WMA 是微軟定義的音頻文件格式，此格式的文件便于網絡傳輸，同時又保持了較高的音質，在國內外的音樂站點上尤其流行，但是大多數非線編軟件卻不支持此類格式導入。 WMA Workshop 正可將 WMA 轉為 MP3 或 WAV(PCM) 。

    可在 Options 中對輸出文件進行具體設置

    4 、 WAVmaker

    對 MIDI 文件的每個音軌進行重新采樣、量化和編碼后形成 wav 文件。

    5 、音頻捕捉 Audio Record Wizard

    對于電話線、麥克風、線入、 CD 、輔助（就是聲卡）、單聲道混音和立體聲混音的音頻輸入，可以使用音頻捕捉軟件捕捉到從聲卡經過的聲音流，轉為電腦文件。比如我們選擇捕捉源為“線入”，可以把接到聲卡 Line In 的磁帶錄音機或 CD 機中播放的聲音捕捉下來，很輕松的將磁帶聲音轉換為計算機文件。我們還可選擇“立體聲混音（ Stereo Mixer ）”，將電子琴或其他 MIDI 設備的聲音錄入為電腦文件。

    音頻捕捉的方式看似可以轉換所有的聲音文件，但其工作原理并非在源文件的基礎上進行格式和編碼的轉換，而是對“播出”后的效果進行重新采樣，因此這種“普適性”是以質量可能的損失為代價的。

    （三）不同格式的圖片轉換

    非線編軟件圖片導入通常要求圖片格式為 BMP 、 JPEG 、 TGA ，除了格式要求之外，還要注意顏色表示的區(qū)別，有索引顏色、 RGB 顏色、 CMYK 顏色等。對于含有遮罩 的圖片，圖片格式設置為 TGA ， 量化級數 32 位， 將遮罩部分 存儲為 alpha 通道。這些都可使用 Photoshop 來實現 。

    結尾

    不得不強調的是， 具體的實現必須要看非線編軟件的導入要求 ，文件能否被導入同時取決于文件格式和和編碼方式是否符合。此外由于視音頻源本身和轉換所采用的編碼方式不同，轉換后的質量無法形成統(tǒng)一的標準，主要以主觀評定為準，是否跳幀、分辨率多大、清晰程度（是否有色塊，細節(jié)是否被模糊）都可作為評定依據。

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