在线继续医学教育学习中多媒体视频格式转换及制作

2013-11-02鲍卫华王葆青

中国医学装备 2013年2期

鲍卫华王葆青余情

在科技发展日新月异的今天，计算机及网络技术已深入到社会和生活的各个方面。而医学教育领域中基于网络多媒体视频(流媒体)形式的在线学习方兴未艾，它将教师、学员、管理者从以往沉重的教案和繁琐的文字书写中解脱出来，以其高效、自主、形象、生动及环保为各医疗教育机构所重视[1-4]。

在线教育多媒体的制作及应用需要有较高的技巧，而随着多媒体技术的发展和进步，人们对各种多媒体格式的转换、编辑的处理技术和质量提出了更高要求。近年来，中山医院创建在线继续医学教育学习网络平台，实现网络多媒体视频点播，并逐步实现了从对进修医生到全院医务人员24 h开放的在线医学教育视频点播，为我院计算机网络教育平台的建设提供了支撑，并收到了良好的效果[5]。

1 网络多媒体视频格式

多媒体视频可分为适合本地播放的本地影像视频和适合在网络中播放的网络流媒体影像视频2类。前者常见视频格式有MPEG/MPG/DAT、AVI等；后者常见视频格式有MOV、WMV、ASF、REAL VIDEO、MKV、FLV、F4V等，后者播放的稳定性和画面质量上可能没有前者优秀，但网络流媒体影像视频的广泛传播性正被大量应用于视频点播、网络演示、远程教育、网络视频广告等互联网信息服务领域[6]。

1.1 运动图像专家组(motion picture experts group，MPEG)

MPEG视频格式是目前国际上影响最大应用最广泛的多媒体技术标准，这类格式包括了MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4在内的多种视频格式。MPEG-1应用最早，被广泛应用在VCD的制作和一些视频片段下载的网络应用上；MPEG-2则是DVD视频格式，应用于DVD的制作，同时在HDTV和一些高要求视频编辑、处理等方面也有较多应用，其质量显著优于MPEG-1；MPEG-4(ISO/IEC 14496)则是基于第二代压缩编码技术制定的国际标准，它以视听媒体对象为基本单元，采用基于内容的压缩编码，以实现数字视音频、图形合成应用及交互式多媒体的集成。

1.2 音频视频交错(audio video interleaved，AVI)

AVI格式由微软(Microsoft)公司发表，在视频领域是最悠久的格式之一。AVI格式调用方便、图像质量好，压缩标准可任意选择，是应用最广泛的格式，但容量大是其为人所诟病的不足之处[7]。

1.3 MOV格式

MOV格式是Apple公司用于Mac计算机上的一种图像视频处理软件QuickTime支持的2种数字视频格式之一。

1.4 WMV格式

WMV格式是一种独立于编码方式的在Internet上实时传播多媒体的技术标准，微软公司希望用其取代QuickTime之类的技术标准以及WAV、AVI之类的文件扩展名。其主要优点在于：可扩充的媒体类型、本地或网络回放、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、扩展性、容量小、兼容性强等。

1.5 REAL VIDEO(RA、RAM)格式

REAL VIDEO(RA、RAM)格式是视频流技术的始创者。可以在用56 K MODEM 拨号上网、带宽较小的条件下实现不间断的视频播放，SF是微软公司对REAL VIDEO有力的竞争者。

1.6 MKV格式

MKV格式可在一个文件中集成多条不同类型的音轨和字幕轨，其视频编码的自由度非常大，可以是常见的DivX、XviD、3IVX，也可以是RealVideo、QuickTime、WMV流式视频。是一种全称为Matroska的新型多媒体封装格式，已展示出极好的应用前景。

1.7 F4V格式

F4V作为一种更小、更清晰以及更利于在网络传播的流媒体格式，已逐渐取代传统的FLV，而被大多数主流播放器兼容播放。F4V是Adobe公司为了迎接高清时代而推出继FLV格式后的能支持H.264的F4V流媒体格式，码率最高可达50 Mbps，F4V和FLV在同等体积的前提下，能够实现更高的分辨率和比特率，更清晰、更流畅。

2 在线学习多媒体格式转换及制作

在线学习多媒体格式转换及制作工作，一般在当时主流配置以上的PC上都能完成进行。如配置1：Pentium(R)D双核CPU2.8G、内存1 G、独显256 M NVIDIA GForce 6600 LE；配置2：Pentium(R)Dual-Core双核CPU E5300 2.6 G、内存2 G、集显Intel(R)GMA3100。操作系统均为Windows XP sp3。理想的制作环境是工作顺利开展、效率提高的前提。

2.1 确定在线学习的视频格式

网络多媒体视频文件必须在保证质量的情况下容量越小越好，解码播放能力越强越好。经过网络中心论证，从软件解码、兼容性、质量高低、开发者使用习惯及医学教学多媒体课件特点等方面着手，发现WMV是较适合需求的格式，它具有容量小且质量损失小、兼容性强以及适合网络回放等优点。

2.2 转换及制作过程

视频格式是经过某种算法压缩生成的文件格式，解码器要解压还原出原始视频数据。视频转换是解压还原原始视频数据后，再通过另一种算法压缩成新的视频格式文件。实际转换工作中，要求质量损耗越小越好。目前转换格式的软件名目繁多，影响转换质量因素也有很多，比如显卡、视频捕捉卡、内存、CPU等硬件配置问题，以及操作系统、驱动、视频格式、兼容性等软件问题。常用视频转换软件有下述6种。

(1)屏幕录像软件Camtasia Studio。该软件是美国TechSmith公司出品的屏幕录像和编辑的软件套装。软件提供了强大的屏幕录像、剪辑和编辑、菜单制作、剧场和视频播放功能等。用户可以方便地进行屏幕操作的录制和配音、视频的剪辑和过场动画、添加说明字幕和水印、制作视频封面和菜单以及视频压缩和播放。Camtasia Studio 6很适合教师用ppt课件上课时进行屏幕录像，但是对动态视频、特别是高清视频屏幕录像并不理想(如图1所示)。

图1 屏幕录像软件Camtasia Studio启动界面

(2)会声会影。会声会影是一套操作简单的DV、HDV影片剪辑软件，具有成批转换功能与捕获格式完整的特点。它不仅具有家庭或个人所需要的影片剪辑功能，甚至具有可以挑战专业级的影片剪辑软件。会声会影操作简便，适合要求不高的场合，但运行速度较慢，尤其是在最后实现“分享”功能时尤为明显，如果在配置不高的PC中使用，在最后要制作刻录成1 h左右的DVD时较费时。

(3)TotalVideoConverter。该软件提供视频文件转换的终极解决方案，它能够读取和播放各种视频和音频文件，并将其转换为流行的媒体文件格式。内置有强大的转换引擎，能快速的进行文件格式转换，可以将各种视频格式转换成手机、PDA、PSP、iPOD使用的便携视频、音频格式，高度兼容导入RMVB和RM格式，将各种视频转换成标准的DVD/SVCD/VCD，制作DVD rip，从各种视频中抽取音频，转换成各种音频格式，从CD转换成各种音频。

图2 狸窝全能视频转换器使用界面

(4)狸窝全能视频转换器(如图2所示)。这是一款功能强大、界面友好的全能型音视频转换及编辑工具。它可以在几乎所有流行的视频格式之间任意相互转换，如RM、RMVB、VOB、DAT、VCD、SVCD、ASF、MOV、QT、MPEG、WMV、FLV、MKV、MP4、3GP、DivX、XviD、AVI等视频文件，编辑转换为手机、MP4机等移动设备支持的音视频格式。狸窝全能视频转换器同时又是一款简单易用、功能强大的音视频编辑器。在视频转换设置中，可以对输入的视频文件进行可视化编辑。例如：裁剪视频、给视频加logo、截取部分视频转换，不同视频合并成一个文件输出、调节视频亮度、对比度等。另外，狸窝全能视频转换器如果能与格式工厂结合使用，可较方便地达到网络多媒体要求。

(5)格式工厂(Format Factory)。该格式是一套由我国开发的万能多媒体格式转换软件。其特点能支持几乎所有类型多媒体格式转换到常用的几种格式(包括iPhone/iPod/PSP)，转换过程中可以修复某些损坏的视频文件，能为多媒体文件“减肥”，转换图片时支持缩放、旋转、水印等功能，具有DVD视频抓取功能，轻松备份DVD到本地硬盘，并支持60种国家语言。

(6)Adobe Premiere。该软件是一款真正意义上的视频专业非编软件，由Adobe公司推出。编辑画面质量及兼容性均较好，且可以与Adobe公司推出的其他软件相互协作。目前，该款软件广泛应用于广告制作和电视节目制作中。

在制作网络多媒体视频之前，要通过各种软件和方式采集素材，医学教育课件视频格式多种多样，有AVI、VOB、MTS、DAT等，根据实际需求通过软件编辑转换为WMV格式，最后上传到网页。其中，通过使用著名的Camtasia Studio 6对远程教育直播授课进行实时抓屏录制采集和编辑(原始录制文件为AVI格式)，目前原始像素初设为1024×644左右；再根据实际情况，选择使用界面友好实用的会声会影11、狸窝全能视频转换器、TotalVideoConverter 3.12、格式工厂等对本地各种视频格式进行编辑，最终转换成640×480像素的WMV视频格式。

2.3 视频转换的实践及问题解决

(1)制作流媒体视频文件时，要特别注意转换成WMV格式的容量，转换成WMV格式后有时容量较大。经过网络查询和反复尝试，发现在不影响视频质量的情况下适当降低视频转换参数，特别是降低“比特率”这一项，是最为有效的缩小视频文件容量的方法(见表1)。

表1显示，在其他参数不变的情况下，比特率降低90%后，WMV格式容量可缩小86.03%，但WMV视频质量却影响不大。

表1 不同大小WMV容量视频的比较

图3 会声会影音频编辑部分界面

(2)对于众多视频转换软件，要根据各软件的特点来选择。没有一种转换软件能够绝对包揽所有视频格式，要根据实际情况和客观需求对各种转换软件博采众长、有机地结合使用，选择适合自己的转换软件，亦能达到事半功倍的效果[8]。

(3)像素问题是影响视频容量大小和清晰度的重要因素之一。转换前的视频文件拥有自己原始规格的像素，在同样全屏播放的情况下，原始像素低的视频播放效果不清晰，原始像素高的视频播放效果清晰。然而像素高的视频容量大，有悖于网络流媒体的特性和优化选择(网络多媒体视频文件应考虑网速带宽、缓存时间等因素而要求其容量小、清晰度高)。可以根据实际需求统一设定网络多媒体格式和像素，在综合考虑保证视频质量及视频容量的前提下，通过各种转换软件将像素设在相对较高点[9-10]。实践证明，在线学习网站内的常规课件录制视频统一设为1024×644 WMV格式，每个视频文件大部分不超过70 M/h，常规录制转换软件是Camtasia Studio 6和狸窝全能视频转换器，使用后效果良好。

(4)如何任意添加声道、修复音源单音轨等问题的解决方法如下。当遇到的源文件只有1个声道有声音(即左右喇叭只有1个喇叭有声音)或者左右声道音量大小不平衡的现象时，使用会声会影。在查看音频会声会影功能时可以选择打钩复制声道选项、任意提升任何时段音频音量或者任意拖拽摆放喇叭图标位置即可轻松解决此问题，操作非常简便形像(如图3所示)。