視頻編碼技術在網絡教育中應用的探析

馬軍

摘 要：所謂百聞不如一見，故而視頻技術在網絡教育中占有重要的席位。時下，國家正在推進教學資源庫建設，在常規教學資源中視頻講座具有不可替代的作用。因而在現有網絡條件下，視頻編碼技術的應用，具有一定的理論研究價值。

關鍵字：視頻；編碼技術；網絡教育

1 引言

《教育部財政部關于實施國家示范性高等職業院校建設計劃加快高等職業教育改革與發展的意見》（教高[2006]14號）指出“圍繞國家重點支持發展的產業領域，研制并推廣共享型教學資源庫，為學生自主學習提供優質服務，運用現代信息手段，搭建公共服務平臺，為共享優質教學資源提供技術支持”。視頻作為常規教學資源，如何更好的體現自身作用，如何在現有網絡條件下更好的服務網絡教育，需要進行認真的比較分析。

2 視頻編碼分析

目前，網絡中存在的主要視頻文件格式有：MPEG、AVI、MOV、ASF、WMV、NAVI、3GP、REALVIDEO、MKV、FLV、F4V、RMVB、WebM。

2.1 MPEG

MPEG（運動圖像專家組）是Motion Picture Experts Group的縮寫。這類格式包括了MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4在內的多種視頻格式。MPEG-1相信是大家接觸得最多的了，因為其正在被廣泛地應用在VCD的制作和一些視頻片段下載的網絡應用上面，大部分的VCD都是用MPEG1格式壓縮的（刻錄軟件自動將MPEG1轉換為DAT格式），使用MPEG-1的壓縮算法，可以把一部120分鐘長的電影壓縮到1.2GB左右大小。MPEG-2則是應用在DVD的制作，同時在一些HDTV（高清晰電視廣播）和一些高要求視頻編輯、處理上面也有相當多的應用。使用MPEG-2的壓縮算法壓縮一部120分鐘長的電影可以壓縮到5-8GB的大小（MPEG2的圖像質量是MPEG-1無法比擬的）。MPEG系列標準已成為國際上影響最大的多媒體技術標準，其中MPEG-1和MPEG-2是采用相同原理為基礎的預測編碼、變換編碼、熵編碼及運動補償等第一代數據壓縮編碼技術；MPEG-4（ISO/IEC14496）則是基于第二代壓縮編碼技術制定的國際標準，它以視聽媒體對象為基本單元，采用基于內容的壓縮編碼，以實現數字視音頻、圖形合成應用及交互式多媒體的集成。MPEG系列標準對VCD、DVD等視聽消費電子及數字電視和高清晰度電視（DTV&&HDTV）、多媒體通信等信息產業的發展產生了巨大而深遠的影響。

2.2 AVI

AVI，音頻視頻交錯（Audio Video Interleaved）的英文縮寫。AVI這個由微軟公司發表的視頻格式，在視頻領域可以說是最悠久的格式之一。AVI格式調用方便、圖像質量好，壓縮標準可任意選擇，是應用最廣泛、也是應用時間最長的格式之一。

2.3 MOV

使用過Mac機的朋友應該接觸過QuickTime。QuickTime原本是Apple公司用于Mac計算機上的一種圖像視頻處理軟件。Quick-Time提供了兩種標準圖像和數字視頻格式，即可以支持靜態的*.PIC和*.JPG圖像格式，動態的基于Indeo壓縮法的*.MOV和基于MPEG壓縮法的*.MPG視頻格式。

2.4 ASF

ASF（Advanced Streaming format高級流格式）。ASF是MICROSOFT為了和的Real player競爭而發展出來的一種可以直接在網上觀看視頻節目的文件壓縮格式。ASF使用了MPEG4的壓縮算法，壓縮率和圖像的質量都很不錯。因為ASF是以一個可以在網上即時觀賞的視頻“流”格式存在的，所以它的圖像質量比VCD差一點點并不出奇，但比同是視頻“流”格式的RAM格式要好。

2.5 WMV

一種獨立于編碼方式的在Internet上實時傳播多媒體的技術標準，Microsoft公司希望用其取代QuickTime之類的技術標準以及WAV、AVI之類的文件擴展名。WMV的主要優點在于：可擴充的媒體類型、本地或網絡回放、可伸縮的媒體類型、流的優先級化、多語言支持、擴展性等。

2.6 NAVI

如果發現原來的播放軟件突然打不開此類格式的AVI文件，那你就要考慮是不是碰到了NAVI。NAVI是New AVI的縮寫，是一個名為Shadow Realm的地下組織發展起來的一種新視頻格式。它是由Microsoft ASF壓縮算法的修改而來的（并不是想象中的AVI），視頻格式追求的無非是壓縮率和圖像質量，所以NAVI為了追求這個目標，改善了原始的ASF格式的一些不足，讓NAVI可以擁有更高的幀率。可以這樣說，NAVI是一種去掉視頻流特性的改良型ASF格式。

2.7 3GP

3GP是一種3G流媒體的視頻編碼格式，主要是為了配合3G網絡的高傳輸速度而開發的，也是目前手機中最為常見的一種視頻格式。簡單的說，該格式是“第三代合作伙伴項目”（3GPP）制定的一種多媒體標準，使用戶能使用手機享受高質量的視頻、音頻等多媒體內容。其核心由包括高級音頻編碼（AAC）、自適應多速率（AMR）和MPEG-4和H.263視頻編碼解碼器等組成，目前大部分支持視頻拍攝的手機都支持3GPP格式的視頻播放。其特點是網速占用較少，但畫質較差。

2.8 REALVIDEO

REALVIDEO（RA、RAM）格式由一開始就是定位在視頻流應用方面的，也可以說是視頻流技術的始創者。它可以在用56KMODEM撥號上網的條件實現不間斷的視頻播放，當然，其圖像質量和MPEG2、DIVX等比是不敢恭維的啦。畢竟要實現在網上傳輸不間斷的視頻是需要很大的頻寬的，這方面是ASF的有力競爭者。

2.9 MKV

一種后綴為MKV的視頻文件頻頻出現在網絡上，它可在一個文件中集成多條不同類型的音軌和字幕軌，而且其視頻編碼的自由度也非常大，可以是常見的DivX、XviD、3IVX，甚至可以是RealVideo、QuickTime、WMV這類流式視頻。實際上，它是一種全稱為Matroska的新型多媒體封裝格式，這種先進的、開放的封裝格式已經給我們展示出非常好的應用前景。

2.10 FLV

FLV是FLASHVIDEO的簡稱，FLV流媒體格式是一種新的視頻格式。由于它形成的文件極小、加載速度極快，使得網絡觀看視頻文件成為可能，它的出現有效地解決了視頻文件導入Flash后，使導出的SWF文件體積龐大，不能在網絡上很好的使用等缺點。

2.11 F4V

作為一種更小更清晰，更利于在網絡傳播的格式，F4V已經逐漸取代了傳統FLV，也已經被大多數主流播放器兼容播放，而不需要通過轉換等復雜的方式。F4V是Adobe公司為了迎接高清時代而推出繼FLV格式后的支持H.264的F4V流媒體格式。它和FLV主要的區別在于，FLV格式采用的是H263編碼，而F4V則支持H.264編碼的高清晰視頻，碼率最高可達50Mbps。也就是說F4V和FLV在同等體積的前提下，能夠實現更高的分辨率，并支持更高比特率，就是我們所說的更清晰更流暢。另外，很多主流媒體網站上下載的F4V文件后綴卻為FLV，這是F4V格式的另一個特點，屬正常現象，觀看時可明顯感覺到這種實為F4V的FLV有明顯更高的清晰度和流暢度。

2.12 WEBM

由Google提出，是一個開放、免費的媒體文件格式。WebM影片格式其實是以Matroska（即MKV）容器格式為基礎開發的新容器格式，里面包括了VP8影片軌和OggVorbis音軌，其中Google將其擁有的VP8視頻編碼技術以類似BSD授權開源，OggVorbis本來就是開放格式。WebM標準的網絡視頻更加偏向于開源并且是基于HTML5標準的，WebM項目旨在為對每個人都開放的網絡開發高質量、開放的視頻格式，其重點是解決視頻服務這一核心的網絡用戶體驗。Google說WebM的格式相當有效率，應該可以在netbook、tablet、手持式裝置等上面順暢地使用。

3 網絡視頻格式分析

基于以上分析，ASF、MPEG、MOV、3GP、RM、FLV、F4V、MKV、WEBM適于網絡視頻播放。由于本文分析視頻格式主要用于網絡教育，在教育過程中，在屏幕中將呈現相對較小的文字、公式、圖片，所以對于視頻的清晰度有較高的要求；由于受眾觀看教育視頻所采用的網絡帶寬差別較大，所以在選擇視頻格式時，最好選擇壓縮比較高的流媒體視頻格式。

ASF、MPEG、RM格式清晰度難以達到要求，3GP雖然是專門開發用于手機、網絡的格式，但是畫面質量較差，MKV、NAVI、WEBM暫時還不屬于主流格式，受眾較少，大家的認可度還有待提高。而采用H.264編碼的F4V視頻格式無論是壓縮比還是清晰度、流暢度都較突出。

4 結束語

目前，網絡教育以其隨時隨地的學習方式、豐富的學習資源正吸引著廣大的學習者。視頻作為網絡教育的基本呈現形式，對于學習效果的好壞具有至關重要的作用，F4V作為FLV的繼承者將使網絡視頻給學習者帶來新的感受。

參考文獻

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