本文转载自：adolph_lu 的音视频基础知识---视频编码格式
一、为什么要进行视频编码
- 未经编码的数据数字视频的数据量很大
- 存储困难
- 传输困难
例如，一张大小为 1080*720 的图像，帧率 25FPS，一个像素用 12 位表示，那么可以作如下计算：
一帧图像的数据大小 1080*720*12/8/1024 = 1139KB，约 1MB
一秒图像的数据大小 1MB*25 = 25MB
一分钟图像的数据大小 25MB*60 = 1500MB，约 1.6GB
从上面的计算就可以看出未经编码的视频数据是有多么的庞大。所以必须经过编码压缩之后，视频数据才方便存储，方便在网络上传输。
二、常见的编码格式
2.1 MPEG1
MPEG1 编码标准制定于 1992 年，可适用于不同带宽的设备，如 CD-ROM，Video-CD、CD-i。它用于传输 1.5Mbps 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过 MPEG-1 标准压缩后，视频数据压缩率为 1/100～1/200，影视图像的分辨率为 360×240×30（NTSC制）或 360×288×25（PAL制）。
VCD 采用的就是 MPEG-1 的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。MPEG-1的编码速率最高可达 4-5Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1 也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路（ADSL），视频点播（VOD），以及教育网络等。同时，MPEG-1 也可被用做记录媒体或是在 INTERNET 上传输音频。MPEG1 标准占用的网络带宽在 1.5M 左右。
MPEG1 的视频压缩算法对运动不激烈的视频信号可获得较好的图像质量，但当运动激烈时，图像会产生马赛克现象。
2.2 MPEG2
MPEG-2 制定于 1994 年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2 所能提供的传输率在 3-10Mbits/sec 间，其在 NTSC 制式下的分辨率可达 720X486，MPEG-2 也可提供并能够提供广播级的视像和 CD 级的音质。MPEG-2 的音频编码可提供左右中及两个环绕 声道,以及一个加重低音声道，和多达 7 个伴音声道。
MPEG-2 标准中规定了两种输出码流，MPEG2-TS 和 MPEG2-PS：
- MPEG-TS（Transport Stream，传输流）主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。 其特点是从视频流的任一片段开始都是可以独立解码。电视节目是任何时候打开电视机都能解码（收看）的。
- MPEG2-PS（Program Stream（程序流））主要应用于存储的具有固定时长的节目，如 DVD 电影，可添加字幕等一些程序操作。PS 流其包长不固定，且较长，一旦失去同步信息，接收机无法确定下一包的同步位置，会造成失步，导致严重的信息丢失。PS 流适用于误码小、信道较好的环境，如演播室、家庭环境和存储介质中。
2.3 MPEG4
MPEG-4 制定于 1998 年，全称为 Moving Picture Experts Group 4，是为了播放流式媒体的高质量视频而专门设计的，它可利用很窄的带度，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。
MPEG-4 标准是面向对象的压缩方式，不是像 MPEG-1 和 MPEG-2 那样简单地将图像分为一些像块，而是根据图像的内容， 其中的对象（物体、人物、背景）分离出来，分别进行帧内、帧间编码，并允许在不同的对象之间灵活分配码率，对重要的对象分配较多的字节，对次要的对象分配较少的字节，从而大大提高了压缩比，在较低的码率下获得较好的效果， MPEG-4 支持 MPEG-1、MPEG-2 中大多数功能，提供不同的视频标准源格 式、码率、帧频下矩形图形图像的有效编码。
总之，MPEG-4 有三个方面的优势：
具有很好的兼容性；
MPEG-4 有很好的压缩比，最高达 200：1；
MPEG-4 在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小。所以，MPEG-4 的应用能大幅度的降低录像存储容量，获得较高的录像清晰度，特别适用于长时间实时录像的需求，同时具备在低带宽上优良的网络传输能力。
2.4 H264/AVC
H.264 是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有 H.261、H.263、H.263+ 等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 等。而 H.264 则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是 ITU-T 的 H.264，又是 ISO/IEC 的 MPEG-4 高级视频编码（Advanced Video Coding，AVC），而且它将成为 MPEG-4 标准的第 10 部分。因此，不论是 MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10，还是 ISO/IEC 14496-10，都是指 H.264。
H.264 最具价值的部分是更高的数据压缩比，在同等的图像质量，H.264 的数据压缩比能比 DVD 系统中使用的 MPEG-2 高 2～3 倍，比 MPEG-4 高 1.5～2 倍。举个例子，原始文件的大小如果为 100GB，采用 MPEG-2 压缩标准压缩后变成 4GB，压缩比为 25∶1，而采用 H.264 压缩标准压缩后变为 1GB，从 100GB 到 1GB，H.264 的压缩比达到惊人的 100∶1。尤其值得一提的是， H.264 在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。
正因为如此，经过 H.264 压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。在 MPEG-2 需要 6Mbps 的传输速率匹配时，H.264 只需要 1Mbps～2Mbps 的传输速率。
2.5 WMV/WMV-HD//VC-1
WMV（Windows Media Video）是微软公司开发的一组数字影片编解码格式的通称，它是 Windows Media 架构下的一部分。WMV 最初是为低速率流媒体应用作为专有编解码开发出来的。
WMV-HD 也是微软公司所创立的一种视频压缩格式。其压缩率远高于 MPEG-2 标准，同样是 2 小时的 HDTV 节目，如果使用 MPEG-2 最多只能压缩至 30GB，而使用 WMV-HD 这样的高压缩率编码器，在画质丝毫不降的前提下都可压缩到 15GB 以下。虽然 WMV-HD 是微软的独有标准，在开放性和兼容性上没有其他几种格式好，但由于目前大家都在使用微软的操作系统，因此推出之后仍然迅速普及。
除了 WMV-HD 以外，微软 WMV 第九版（WMV9）编码技术叫做 VC-1，2003 年正式提出，于 2006 年正式成为国际标准，是微软开发的视频压缩技术系列中的最新版本。VC-1 结合几种编码格式的优点于一身，在压缩比率上介于 H.264 与 MPEG-2 之间，画质表现方面与 H.264 接近，且在编码算法的复杂度上只为 H.264 的一半，处于一个中间的平衡点位置，对硬件要求较低、高压缩率、高画质、低耗时等特点使得 VC-1 成为一种比较理想的编码方式，发展前景较为可观。
2.6 DivX/XviD
DivX 是由 MPEG-4 衍生出的一种视频编码（压缩）标准，也即我们通常所说的 DVDrip 格式， 它采用了 MPEG4 的压缩算法，同时又综合了 MPEG-4 与 MP3 各方面的技术，说白了就是使用 DivX 压缩技术对 DVD 盘片的视频图像进行高质量压缩， 同时用 MP3 或 AC3 对音频进行压缩，然后再将视频与音频合成，并加上相应的外挂字幕文件而形成的视频格式。其画质直逼 DVD，而体积只有 DVD 的数分之 一。
Xvid（旧称为 XviD）是一个开放源代码的 MPEG-4 影像编解码器，是由一群原 OpenDivX 开发者在 OpenDivX 于2001年7月停止开发后自行开发的。
Xvid 支持量化（Quantization）、范围控制的运动侦测（Motion Search）、码率曲线分配（Curve）、动态关键帧距（I-frame interval）、心理视觉亮度修正、演职员表选项、外部自定义控制、运动向量加速（Hinted ME）编码、画面优化解码等众多编码技术，对用户来说功能十分强大。
Xvid 的主要竞争对手是 DivX。但 Xvid 是开放源代码的，而 DivX 则只有免费（不是自由）的版本和商用版本。
2.7 M-JPEG
Motion JPEG（M-JPEG 或 MJPEG，Motion Joint Photographic Experts Group，FourCC:MJPG）是一种影像压缩格式，其中每一帧图像都分别使用 JPEG 编码。M-JPEG 常用在数字相机和摄像头之类的图像采集设备上，非线性剪辑系统也常用这种格式。QuickTime 播放器和包括 Mozilla Firefox，Google Chrome，Safari 在内许多网页浏览器原生支持 M-JPEG。
M-JPEG 只使用帧内压缩（区别于算法更复杂的帧间压缩），只单独的对某一帧进行压缩，而不考虑影像画面中不同帧之间的变化。因此压缩效率比较低，一般低于 1:20，而使用了帧间压缩的现代影像压缩格式（如MPEG1、MPEG2和H.264/MPEG-4 AVC）一般能超过 1:50。由于各帧直接是相互独立的，M-JPEG 的编解码在对运算能力和内存的要求较低。