AVCHD

定义

AVCHD是面向高清数字摄像机设计的一种视频记录格式，其名称取自英文全称的缩写。该格式规定视频采用MPEG-4 AVC/H.264方式压缩，音频采用杜比数字(AC-3)或线性PCM，再把两路数据封装进MPEG-2传输流，整体系统码率上限在早期版本中为24 Mbps。^[1][4]

它属于一种“容器加编码”的组合规范，并非单一的视频编码算法：真正压缩画面的是H.264，而AVCHD规定了分辨率、码率、帧率、音频格式以及文件与目录的组织方式。按照原始规格，它支持1080/60i、1080/50i、1080/24p、720/60p、720/50p等高清信号，也保留了480/60i与576/50i等标清信号；逐行与1080p50/60p则要等到2.0版规格才被正式纳入。^[5][4]

摄像机以该格式记录时，通常生成扩展名为.mts的流文件，导入电脑后常见为.m2ts；这些文件被放在BDMV目录结构下的STREAM文件夹内，播放列表与剪辑信息则由同级的其他文件管理。^[6][7]

原理

AVCHD的核心是H.264/AVC编码。该编码方式通过帧内预测、运动补偿与变换量化等手段去除画面冗余，索尼与松下在发布规格时称其压缩效率可达到MPEG-2或MPEG-4的两倍以上，因此在8厘米DVD有限的容量上也能容纳高清画面。^[1]

画面数据被打包为MPEG-2传输流，与音频、字幕等一起复用。规格要求亮度采样频率为74.25 MHz或55.7 MHz、色度采样结构为4:2:0、量化位深为8位；在蓝光衍生结构中，播放列表(PlayList)记录播放起点与终点，剪辑信息(Clip Information)描述码流属性与时间地址映射。^[1][8]

与Mini DV磁带不同，AVCHD面向的是可随机访问的介质，录制时先查找介质剩余空间再写入，因此不必担心覆盖已有素材，检索和回放也无需快进或倒带。这种“文件型”记录方式是其相对磁带格式的主要技术特点。^[3][2]

音频部分有两条路径：杜比数字压缩音频码率可在64至640 kbps之间、支持1至5.1声道；线性PCM方式则以1.5 Mbps记录2声道，最高可扩展到7.1声道。^[1]

发展历程

2006 年 5 月 11 日，松下电器产业与索尼共同公布了AVCHD的基本规格，最初针对8厘米DVD光盘，目标是让家用摄像机以较低成本记录高清画面。^[1][9]

2006 年 7 月 13 日，两家公司扩充规格并启动授权许可，记录介质由8厘米DVD扩展到SD存储卡、记忆棒和内置硬盘，同时增设播放设备与电脑软件的授权类别。此时系统码率上限由早期的18 Mbps提高至24 Mbps。^[5][2]

同年8月，索尼推出首批采用该格式的摄像机，包括以8厘米DVD记录的机型与内置30 GB硬盘的机型，后者在5 Mbps模式下的高清录制时间可达约11小时。^[9]此后佳能、三星、夏普、先锋等厂商陆续表态支持，Adobe、Nero等软件企业也加入相关许可计划。^[10]

2009 年 1 月，作为AVCHD子集的AVCHD Lite被提出，把记录分辨率限制在1280×720，用于松下的LUMIX数码相机，以较小数据量实现高清短片拍摄。^[11]

2010 年至 2011 年间，松下与索尼先后推出支持1080/60p及3D记录的机型，这些能力起初属于厂商自有扩展；2011 年 7 月，相关能力被正式纳入AVCHD Ver. 2.0，形成AVCHD Progressive与AVCHD 3D两类子规格，系统码率上限提升到28 Mbps。^[4][3]

应用

该格式的主要用途是家用与准专业摄像机的高清记录。支持AVCHD的设备可以随机访问介质上的视频，并能在兼容播放设备上直接回放；把摄像机连到高清电视，或用蓝光播放器、部分DVD播放器与游戏机读取以该格式刻录的光盘，都是规格设定的典型使用场景。^[3]

除光盘外，硬盘与闪存卡也是常见载体。固态存储卡没有机械部件，体积小、工作安静，对气压与震动的适应性优于硬盘，因而被松下与索尼的专业产品线采纳。^[12]

在制作环节，该格式的文件可直接由支持它的剪辑软件导入，许多软件也提供以AVCHD配置把高清素材写入普通DVD光盘的功能，这种光盘不能在家用DVD影碟机上播放，但可在不少蓝光播放器上播放。^[6][12]

具体机型上的实现差异较大：以佳能的某款机型为例，该格式提供28 Mbps、24 Mbps、17 Mbps与5 Mbps等记录模式，画面对应1920×1080或1440×1080，帧率覆盖60p、60i、PF29.97与24p；在28 Mbps和24 Mbps模式下音频还可选用线性PCM。^[13]

局限

以DVD为载体的AVCHD光盘不能在家用DVD影碟机上播放，只能由支持该格式的蓝光设备或装有相应软件的电脑读取，因此其“用廉价DVD装高清”的思路并不等同于DVD兼容性。^[12][2]

介质本身也带来限制。规格把DVD载体的记录码率限定在18 Mbps，而实际上市的DVD机型最高只到12至13 Mbps，一张单面单层8厘米DVD在12 Mbps下仅能容纳约15分钟画面；随后存储卡容量上升、价格下降，DVD机型很快退出，2008 年之后没有新的DVD机型投产。^[12]

后期制作是另一处短板。H.264长GOP压缩使解码需要参考多帧，早期电脑处理该格式素材较为吃力，部分剪辑软件在导入时会先转码为中间编码；封装采用MPEG-2传输流，对剪辑不如MP4等封装友好。^[6]

规格的码率上限也构成天花板。早期版本系统码率最高24 Mbps、2.0版为28 Mbps，这一水平低于广播领域常见的更高码率要求；索尼随后以XAVC及面向消费产品的XAVC S作为后续方案，改用MP4封装，松下的新机型同样转向MP4记录。^[2][6][14]

此外，文件分散存放在固定目录结构中，单独取出某个.mts文件可能丢失章节与播放列表信息，个别情况下还会出现音画同步问题，需按完整目录导入才能保留元数据。^[6]

参见

• MPEG-4 AVC/H.264 —— 该格式所采用的视频压缩编码。

• MPEG-2传输流 —— 承载音视频数据的封装与复用方式。

• 蓝光光盘 —— 该格式在文件结构与播放兼容性上所依据的光盘标准。

• HDV —— 同一时期基于Mini DV磁带的高清记录格式。

• XAVC —— 索尼推出的后续记录格式，逐步取代该格式。

• AVCHD Lite —— 限定720p分辨率的子集规格。