2.8数字视频编码压缩

由胶片制作的模拟视频、模拟摄像机捕捉的视频信号都可以成为模拟视频。而数字视频的出现带来了巨大的变化，在成本、制作流程、应用范围等方面都大大超越了模拟视频。但是数字视频和模拟视频是息息相关的，很多数字视频是通过模拟信号数字化后得到的。模拟视频被数字化后，具有相当大的数据率，为了节省空间和方便管理，需要使用特定的方法对其进行压缩。根据压缩的方法不同可分为下列3种类型。

有损（Loss）和无损（Lossless）压缩
无损压缩即压缩前和压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都采用RLE行程编程算法。有损压缩意味着压缩后的数据与压缩前的数据不一致，在压缩过程中要丢失一些人眼或人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢失的信息不可恢复。几乎所有高压缩的算法都是采用有损压缩，这样才能达到低数据率的目标。丢失的数据率与压缩比有关，压缩比越小，丢失的数据越多，解压后的效果一般越差。此外，某些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式还会引起额外的数据丢失
帧内和帧间压缩
帧内（Intraframe）压缩也称为空间压缩（Spatial compression）。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。许多视频或动画前后两帧间有相关性或信息变化小的特点，即视频的相邻帧之间有冗余信息，帧间（Interframe）压缩基于此特点，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩（Temporal compression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩，对帧图像的影响非常小，所以帧间压缩一般是无损的。帧差值（Frame difference）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，可以大大减少数据量。
对称和不对称压缩
对称性（symmetric）是压缩编码的一个关键特征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合于实时压缩和传送视频，如视频会议应用就以采用对称的压缩编码算法为好。而在电子出版和其他多媒体应用中，都是先把视频内容压缩处理好，再在需要的时候播放，因此可以采用不对称（asymmetric）编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间而解压缩时则能较好地实时回放，即需要不同的速度进行压缩和解压缩。一般地，压缩一段视频的时间比回放（解压缩）该段视频的时间要多得多。For instance，压缩一段3分钟的视频片段可能需要十多分钟，但该片段实时回放时间只有3分钟。

2.9SMPTE时间码

详细请访问上一章Premiere Pro CS6自学所需的视频编辑基础（一）中的2.1视频记录方式，链接如下https://blog.csdn.net/qq_44631615/article/details/99694122

三、视频和音频格式

3.1常见视频格式

数字视频包含DV格式和数字视频的压缩技术。目前对视频压缩编码的方法有很多，最具代表性的是MPEG数字视频格式和AVI数字视频格式。

AVI格式
AVI是一种专门为微软Windows环境设计的数字式视频文件格式，优点：兼容性好、调用方便、图像质量好；缺点：占用空间大
MPEG格式
MPEG包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。MPEG-1被广泛应用于VCD的制作和一些视频片段下载的网络上，使用MPEG-1的压缩算法可以把一部120分钟长度非视频文件的电影压缩到1.2GB左右。MPEG-2则应用于DVD的制作方面，同时在一些HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上也有一定的应用空间；相对于MPEG-1的压缩算法，MPEG-2可以制作出在画质等方面性能远远超过MPEG-1的视频文件，但是容量也不小，在4GB~8GB。MPEG-4是一种新的压缩算法，可以将MPEG-1压缩到1.2GB的文件压缩到300MB左右，以供网络播放。
ASF格式
ASF是Microsof为了与现在的Real Player竞争而发展出来的一种可以直接在网上观看视频节目的流媒体文件压缩格式，即一边下载一遍播放，不用存储到本地磁盘。由于它使用的是MPEG-4的压缩算法，所以在压缩率和图像的质量上都表现的非常不错。
NAVI格式
NAVI是由ASF的压缩算法修改而来的，它拥有比ASF更高的帧率，但是以牺牲ASF的视频流特性作为代价，可以说它是非网络版本的ASF
DIVX格式
DIVX格式的视频编码技术可以说是一种对DVD造成威胁的新生视频压缩格式，所以被称为“DVD杀手”。由于它使用的是MPEG-4压缩算法，可以在对文件尺寸进行高度压缩的同时保留非常清晰的图像。用该技术来制作的VCD可以得到与DVD画质差不多的视频，而制作成本却要低廉许多
QuickTime格式
Quick Time（MOV）格式是苹果公司创立的一种视频格式，在图像质量和文件尺寸的处理上具有很好的平衡性，无论是在本地播放还是作为视频流在网络中播放，都是很优秀的。
REAL VIDEO格式（RA、RAM）
REAL VIDEO格式主要定位与视频流应用方面，是视频流技术的创始者。它可以在56K Modem的拨号上网条件下实现不间断视频播放，因此同时也必须通过损耗图像质量的方式来控制文件的数据量，图像质量通常很低。

3.2常见音频格式

音频是指一个用来表示声音强弱的数据序列，由模拟声音经采样、量化和编码后而得到的。不同数字音频设备一般对应不同的音频格式文件。音频的常见格式有WAV、MIDI、MP3、WMA、VQF、RealAudio、AAC等格式。下面介绍几种常见音频格式

WAV格式
WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式。这种格式支持MSADPCM、CCITT A LAW等许多种压缩算法，并支持多种音频位数、采样频率和声道。标准的WAV文件和CD格式一样，也是44100Hz，速率88kbit/s，16位量化位数，因此WAV
的音质和CD差不多，也是目前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。
MP3格式
MP3的全称为“MPEG Audio Layer-3”。Layer-3具有最好的压缩率，并被命名为MP3，其应用最为广泛。由于其文件尺寸小、音质好，因此为MP3格式的发展提供了良好的条件。
Real Audio格式
是由Real Networks公司推出的一种文件格式。最大的特点是可以实时传输音频信息，现在主要适用于网上在线音乐欣赏。
MP3 Pro格式
MP3 Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原有MP3音乐的音质，在用较低的比特率压缩音频文件的条件下，最大限度地保持压缩前的音质。
MP4格式
MP4是采用美国电话电报公司（AT&T）所开发的以“知觉编码”为关键技术的音乐压缩技术，由美国网络技术公司（GMO）及RIAA联合公布的一种新的音乐格式。MP4在文件中采用了保护版权的编码技术，只有特定用户才可以播放，有效地保证了音乐版权。另外MP4的压缩比达到1：15，体积比MP3小，音质却没有下降。
MIDI格式
MIDI又称为乐器数字接口，是数字音乐电子合成乐器的国际统一标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其他电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备数据传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。
WMA格式
WMA是微软公司开发用于因特网音频领域的一种音频格式。音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，它和日本雅马哈公司开发的VQF格式一样，是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右，WMA还支持音频流（Stream）技术，适合在网上在线播放，更方便的是不用像MP3那样需要安装额外的播放器，只要安装Windows操作系统就可以直接播放WMA音乐。
VQF格式
VQF格式是由YAMAHA和NTT共同开发的一种音频压缩技术，其核心是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比，压缩率可达到1：18，因此相同情况下压缩后VQF文件体积比MP3小30%~50%，更利于网上传播，同时音质极佳，接近CD音质（16位44.1KHz立体音）。但由于宣传不够，这种格式至今未能广泛使用，*.vqf文件可以用雅马哈的播放器播放。

四、线性编辑和非线性编辑

对视频编辑的方式可分为两种，即线性编辑和非线性编辑。

4.1线性编辑

所谓线性编辑是指在定片显示器上做传统编辑，源定片从一端进来做标记、剪切和分割，然后从另一端出来。线性编辑的主要特点是录像带必须按照它代表的顺序编辑。因此，线性编辑只能按照视频的播放先后顺序进行编辑工作，如早期的为录DC带、电影添加字幕和对其进行剪辑的工作，就是使用的这种技术。
线性编辑又称作在线编辑，传统的电视编辑就属于此类编辑，是直接用母带来进行剪辑的方式。如果要在编辑好的录像带上插入或删除视频片段，那么在插入点或删除点以后的所有视频片段都要重新移动一次，在操作上很不方便。

4.2非线性编辑

非线性编辑（DNLE）是组合和编辑多个视频素材的一种方式。它的使用户在编辑过程中的任意时刻均能随机访问所有素材。非线性编辑技术融入了计算机和多媒体这两个先进领域的前端技术，集录像、编辑、特技、动画、字幕、同步、切换、调音、播出等多种功能于一身，改变了人们剪辑素材的传统观念，克服了传统编辑设备的缺点，提高了视频编辑的效率。
数字视频素材的取得主要有两种方式，一种是将录像带上的片段采集下来，即把模拟信号转换成数字信号，然后存储到硬盘中再进行编辑。现在的电影、电视中很多特技效果的制作过程，就是采用这种方式取得数字化视频，在计算机中进行特效处理后再输出影片的；另一种就是用数码摄像机（即现在所说的DV摄像机）直接拍摄得到数字视频。数码摄像机在拍摄中，就即时地将拍摄的内容转换成了数字信号，只需在拍摄完成后，将需要的片段输入到计算机中就可以。

五、视频编辑中常见术语

    动画：通过迅速显示一系列连续的图像而产生动作模拟效果。
    帧：在视频或动画中的单个图像。
    帧/秒（帧速率）：每秒被捕获的帧数或每秒播放的视频或动画序列的帧数。
    关键帧（Key frame）：在一个素材中特定的帧，它被标记是为了特殊编辑或控制整个动画。当创建一个视频时，在需要大量数据传输的部分指定关键帧有助于控制视频回放的平滑程度。
    导入：将一组数据从一个程序置入另一个程序的过程。文件一旦被导入，数据将被改变以适应新的程序而不会改变源文件。
    导出：在应用程序之间分享文件的过程。导出文件时，要使数据转换为接收程序可以识别的格式，原文件将保持不变。
    转场效果：一个视频素材代替另一个视频素材的切换过程。
    渲染：为输出服务，应用了转场和其他效果之后，将原信息组合成单个文件的过程。