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視音頻素材的編碼轉(zhuǎn)換
視音頻素材的編碼轉(zhuǎn)換
2004年度河南省廣播電視優(yōu)秀科技論文一等獎(jiǎng)摘 要：本文提出了作者在實(shí)踐中總結(jié)出的各種視音頻文件素材的編碼轉(zhuǎn)換方法，并說(shuō)明了編碼轉(zhuǎn)換中的一些原理和技術(shù)環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞：視音頻文件格式、編碼轉(zhuǎn)換、文件頭信息
我們經(jīng)常從網(wǎng)上、 CD 、 VCD 中找到很多精彩的視頻、動(dòng)畫、圖片和聲音。在將這些素材導(dǎo)入到非線編輯軟件過(guò)程中，最大的問(wèn)題就是格式不一致或編碼類型不符合。這給編輯工作帶來(lái)了極大的遺憾。筆者經(jīng)過(guò)摸索和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一套常見素材格式編碼轉(zhuǎn)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(shuō)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(gè)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(lái)，是 Divxnet works 公司開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn) 。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(guò)程中要加以注意。
常見靜止圖片格式分為點(diǎn)陣圖和矢量圖，點(diǎn)陣圖有 BMP 、 JPEG 、 TGA 、 PSD 等，矢量圖有 CDR 、 DWG 等 。我們現(xiàn)在的非線編軟件大多只使用點(diǎn)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(dǎo)出為點(diǎn)陣圖形后再加處理。
還有一些動(dòng)畫文件 FLASH 、 GIF 通過(guò)格式轉(zhuǎn)換 都可加以利用。
再談?wù)勣D(zhuǎn)換方法，分為硬件轉(zhuǎn)換和軟件轉(zhuǎn)換，區(qū)別是是否有專用的硬件板卡參與。在保證轉(zhuǎn)換質(zhì)量的前提下，我們使用軟件來(lái)轉(zhuǎn)換，這也比硬件更容易實(shí)現(xiàn)。
（一）視頻文件和動(dòng)畫文件的轉(zhuǎn)換
通常我們的要求是轉(zhuǎn)為 AVI 或 MPEG-1 MPEG-2 ，這正是大多非線編軟件允許導(dǎo)入的文件格式。
1 、 WinMPG Video Convert
可將 MPEG WMV ASF MP4 MOV SWF DAT(VCD) VOB(DVD) 轉(zhuǎn)為 AVI 。具體的 AVI 編碼可自由設(shè)定。也可將 AVI 轉(zhuǎn)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(duì)輸出 文件可詳細(xì)設(shè)定視音頻的編碼方式。下圖是輸出為 AVI 文件時(shí)的編碼選擇窗口。
對(duì)于視頻部分可以選擇編碼方式、分辨率、幀率，音頻選項(xiàng)除可選擇編碼方式、采樣頻率外，還可詳細(xì)設(shè)定碼率、質(zhì)量、是否立體聲，甚至可設(shè)過(guò)濾器，對(duì)某一頻段之外的聲音進(jìn)行屏蔽，這對(duì)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(diǎn)是都是輸出 MPEG-1 ，只是前者可以手動(dòng)設(shè)置幀率和分辨率（下圖），后者輸出文件默認(rèn)按照 VCD 標(biāo)準(zhǔn)，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(zhuǎn)為 AVI 文件 ，使用前要求系統(tǒng)裝有 real player 。
可設(shè)置輸出 AVI 的編碼方式（下圖），
經(jīng)測(cè)試， Real 7ime Converter 對(duì)視頻文件轉(zhuǎn)換是實(shí)時(shí)的，轉(zhuǎn)換時(shí)間等于或稍大于媒體長(zhǎng)度。
3 、 Super DVD Ripper
用于將 DVD 中的 VOB 視頻轉(zhuǎn)換為 AVI 。
4 、 TMPGEnc Plus
支持 AVI 、 MPEG-1 轉(zhuǎn)為 MPEG-1 、 MPEG-2 。使用向?qū)Ｊ娇赊D(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的 VCD 或 DVD ，若要對(duì)輸出文件進(jìn)行編碼設(shè)定，必須使用手工方式。
此方法的主要特點(diǎn)在于對(duì)輸出的 MPEG 有更詳細(xì)的編碼設(shè)置，如設(shè)置 MPEG-2 的級(jí)別和類別、 GOP 結(jié)構(gòu) 、量化矩陣、碼流類型等。 對(duì)于一些非線編軟件或板卡有特殊導(dǎo)入要求的， TMPGEnc Plus 將派上用場(chǎng)。
可對(duì) GOP 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)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(duì) swf 文件進(jìn)行分析，可單獨(dú)將其中的片斷 clip 、圖像、聲音單獨(dú)提出。
swf2video pro 可以將 swf 轉(zhuǎn)為 AVI （下圖） 。
6 、 gif2avi.exe
用于將 GIF 動(dòng)畫轉(zhuǎn)為 AVI 。
其中 RLE8 Compression 是一種圖像的無(wú)損壓縮方法，只適合壓縮 256 色圖像數(shù)據(jù)。
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(shuō)明的是，由于不支持 DirectX 視頻的抓取，所以對(duì)屏幕中播放的影片、游戲畫面， HyperCam 無(wú)能為力。
我們已將各種視頻文件轉(zhuǎn)換為大多非線編軟件可以導(dǎo)入的格式，但是對(duì)于一些依賴板卡的軟件來(lái)說(shuō)，必須轉(zhuǎn)換成板卡定義的標(biāo)準(zhǔn)格式才行。比如國(guó)產(chǎn)的創(chuàng)意 21 軟件，由于其使用 Matrox 板卡，對(duì)通用的視頻格式無(wú)法導(dǎo)入，這時(shí)我們可以利用板卡自帶的 DigiTools 軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換（見下圖）。轉(zhuǎn)換輸出的文件編碼格式為 Matrox MPEG-2 I-frame ，使用 16 進(jìn)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(wú)法導(dǎo)入同樣編碼的其它視頻文件的原因：對(duì)于沒(méi)有此包頭信息的文件，不予接受。
Matrox 板卡的轉(zhuǎn)換工具
（二）音頻文件轉(zhuǎn)換
通常非線編軟件可導(dǎo)入的音頻格式為 wav 或 mp3 。
• windows 自帶的錄音機(jī)
常用非線編軟件對(duì)導(dǎo)入文件有編碼方式、采樣頻率和量化級(jí)數(shù)的要求。我們常常發(fā)現(xiàn)拿來(lái)的 wav 文件不被編輯軟件識(shí)別。最簡(jiǎn)單的方法是使用操作系統(tǒng)自帶的錄音機(jī)軟件對(duì)這三方面進(jìn)行轉(zhuǎn)換和設(shè)置。
2 、 Streambox Ripper
將 RA 、 RM 、 CDA 、 MP3 、 WAV 轉(zhuǎn)為 WAV 或 MP3 ，與此同時(shí)可設(shè)置采樣頻率及碼率。此方式的獨(dú)特之處在于，可使用均衡器對(duì)輸出文件針對(duì)頻段進(jìn)行音量調(diào)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(wǎng)絡(luò)傳輸，同時(shí)又保持了較高的音質(zhì)，在國(guó)內(nèi)外的音樂(lè)站點(diǎn)上尤其流行，但是大多數(shù)非線編軟件卻不支持此類格式導(dǎo)入。 WMA Workshop 正可將 WMA 轉(zhuǎn)為 MP3 或 WAV(PCM) 。
可在 Options 中對(duì)輸出文件進(jìn)行具體設(shè)置
4 、 WAVmaker
對(duì) MIDI 文件的每個(gè)音軌進(jìn)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(duì)于電話線、麥克風(fēng)、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(jīng)過(guò)的聲音流，轉(zhuǎn)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(jī)或 CD 機(jī)中播放的聲音捕捉下來(lái)，很輕松的將磁帶聲音轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)文件。我們還可選擇“立體聲混音（ Stereo Mixer ）”，將電子琴或其他 MIDI 設(shè)備的聲音錄入為電腦文件。
音頻捕捉的方式看似可以轉(zhuǎn)換所有的聲音文件，但其工作原理并非在源文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行格式和編碼的轉(zhuǎn)換，而是對(duì)“播出”后的效果進(jìn)行重新采樣，因此這種“普適性”是以質(zhì)量可能的損失為代價(jià)的。
（三）不同格式的圖片轉(zhuǎn)換
非線編軟件圖片導(dǎo)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(duì)于含有遮罩 的圖片，圖片格式設(shè)置為 TGA ， 量化級(jí)數(shù) 32 位， 將遮罩部分 存儲(chǔ)為 alpha 通道。這些都可使用 Photoshop 來(lái)實(shí)現(xiàn) 。
結(jié)尾
不得不強(qiáng)調(diào)的是， 具體的實(shí)現(xiàn)必須要看非線編軟件的導(dǎo)入要求 ，文件能否被導(dǎo)入同時(shí)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(zhuǎn)換所采用的編碼方式不同，轉(zhuǎn)換后的質(zhì)量無(wú)法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，主要以主觀評(píng)定為準(zhǔn)，是否跳幀、分辨率多大、清晰程度（是否有色塊，細(xì)節(jié)是否被模糊）都可作為評(píng)定依據(jù)。
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