视频基础知识--AVCHD

HiFi秀 | 2016-12-14

AVCHD是日本松下电器公司和索尼公司两家在2006年5月11日发布的,其主要目的是为了规范当今的民用高清数码摄像机市场的秩序,用标准来构建一个平等的竞争环境。

新的AVCHD标准采用MPEG4AVC/H.264压缩系统将视频拷贝至8厘米DVD光盘,记录数据速度到达了18兆比特每秒,与目前标准清晰度DVD摄像机相比要高出很多,但是依然低于HDV标准。两家公司为制定新的标准已经进行了一年多的合作。

AVCHD标准下由“AVCHD拍摄设备”、“AVCHD播放设备”和“AVCHD相关软件”构成;视频信号主要是以当前主流的1080i和720(资料文章价格评论)P构成,同时也向下兼容480i及576i。压缩方式为MPEG-4AVC/H.264。

在记录介质上,我们发现已经雄霸市场多年的MINIDV磁带不见了踪影,取而代之的是现在非常流行的DVD光盘。细想想也是,DV磁带作为一种耗材,本身就存在着存储时间、寿命及存储不便等这些“致命伤”,被新标准抛弃也就不足为奇了。

为了使AVCHD规格能够适应于更广泛的媒介、为了制作出能够适应多种型号数码摄像机规格的产品,松下电器和索尼两家公司将AVCHD的规格在记录载体8厘米DVD盘片之外,又增加了储存卡(SD储存卡和记忆棒)以及硬盘驱动器。
AVCHD与其他格式的对比

AVCHD整合了于2003年出现的基于MiniDV磁带的HDV,以及在SD卡上存储视频内容的新方法。AVCHD在传统DVD格式和H.264压缩技术之间搭起一座桥梁,后者的压缩效率据说比MPEG-2标准高出一倍,而且视频信号质量也具有实质性改善。

但是面对新格式也有人提出质疑:尚未成熟的市场是否真的还需要另一种新的格式?目前市场何时起飞还不明朗,只有等到有足够的需求才可能吸引芯片公司积极推出能处理高清数据的低功耗H.264编解码器。

在一张8cm的DVD刻录光盘上,AVCHD能以平均9Mbps的速率录制20分钟左右的高清(1,080i,720p)内容,而一张双面光盘能存储40分钟左右的视频内容。AVCHD格式还能同时进行AC-3或线性PCM音频录制。

当以4.5Mbps的速度录制标清视频时,一张AVCHD光盘能存储40分钟的节目,时间比采用MPEG-2的DVD格式长一倍。AVCHD定义的数据录制速率最大为18Mbps。

但一位长期跟踪数字成像和相关音视频产品的自由分析师ReijiAsakura指出:“20分钟的录制时间让人回想起80年代使用的VHS-C录像带格式。AVCHD看来无法满足用户要求。”他认为,AVCHD格式只是蓝光光盘摄像机面市前的一种过渡形态。

一些制造商已经在开发基于蓝光的摄像机。但他们遇到一系列障碍,特别是对价格和体积方面的要求,他们需要低成本、低功耗,且具有高清能力的H.264编解码器。另外,这些器件还必须具有极高的可靠性以支持便携产品应用。

松下和索尼都支持蓝光,但他们认为需要专门为高清摄像机量身打造一种格式,来满足消费者对更时尚的高清录制的品位要求。但是无论是否采用AVCHD,有一点都很明确:高清视频不再仅仅瞄准专业应用领域。

三年前,佳能、JVC、夏普和索尼推出了以MiniDV磁带为存储介质的HDV格式。2004年10月,索尼率先推出了基于HDV格式的肩扛型摄像机HDR-FX1。佳能随后推出类似的产品。前不久,索尼推出的掌上型HandycamHC3同样基于HDV格式。而三洋电子也推出了一款高清摄像机Xacti,该摄像机采用传统MPEG-4压缩格式(不是H.264),视频分辨率达720p。该款掌上摄像机采用SD卡存储数据。

事实上,AVCHD并不是利用传统DVD架构的唯一格式。索尼、松下、佳能和日立都推出了兼容DVD的摄像机,利用8cmDVD光盘录制MPEG-2压缩的标清图像。

寻求合适的编解码器

AVCHD倡导者面临的另一项挑战,是缺少支持高清分辨率视频的低功耗、低成本H.264编/解码器。

目前面向低分辨率图像(类似Half-D1,352×480像素)的单片H.264编解码器正在涌向市场。前不久,日本开通了基于H.264压缩技术、面向移动接收设备的“One-Seg”地面数字电视广播。索尼计算机娱乐公司的PSP游戏机对存储在通用媒介光盘(UMD)和记忆棒上的数据也采用H.264格式压缩。去年秋天,索尼开发了一款面向PSP的H.264编码器,它允许个人录像机把以MPEG-2压缩的高清内容生成标清数据。富士通也于今年早期开始提供单片H.264解决方案,其MB93475的双核配置版本能对253×480像素的图像进行编解码。

但是事实上,目前尚没有出现便携设备所要求的低功耗、低成本,且能处理高清内容的芯片。虽然赛灵思近日在FPGA平台上实现了具备高清能力的H.264编码器,但大多数具有高清性能的H.264编码器都是以机柜式计算机或其它庞大系统形式出现的。

当被问及他们希望高清摄像机市场何时提供丰富的编解码器资源时,松下和索尼都未明确表态。但是松下的一位发言人称:“半导体行业正在努力开发解决方案。松下有信心能在需要的时候拿到芯片。”

AVCHD格式没有使用DVD论坛的技术信息,因此松下和索尼可自由地将新格式授权给其它公司,而两家公司也正打算马上授权该技术。

AVCHD主要规格一览表 

录制载体

8厘米DVD光盘/ 存储卡(SD 卡或记忆棒)/ 硬盘

激光波长

650 纳米

视频

视频信号

1080/60i
1080/50i
1080/24p

720/60p
720/50p
720/24p

480/60i

576/50i

像素数量
(水平 x 垂直)

1920 x 1080
1440 x 1080

1280 x 720

720 x 480

720 x 576

宽高比

16:9

16:9

4:3, 16:9

4:3, 16:9

压缩方式

MPEG-4 AVC/H.264

亮度信号取样频率

74.25 兆赫
55.7
兆赫

74.25 兆赫

13.5 兆赫

13.5 兆赫

取样格式

4:2:0

量化比特率

8 比特(亮度 / 色度)

音频

压缩方式

Dolby Digital AC-3

线性 PCM

压缩后比特率

64 – 640 千比特每秒

1.5 兆比特每秒
2 声道)

音频模式

1 - 5.1 声道

1 - 7.1 声道

系统

MPEG-2 传输流

系统比特率

最高 24 兆比特每秒

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