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MKV 格式（封装容器）

MKV（Matroska Multimedia Container）是开源社区 2002 年开发的开放标准容器格式，以俄罗斯嵌套娃娃命名。支持无限量音轨、字幕和章节，可封装 H.265/VP9 等先进编码，提供 XML 元数据和错误修复功能，是蓝光备份和动画资源的首选封装格式，但硬件播放器兼容性弱于 MP4。

格式简介​

MKV 是一种开放的多媒体容器格式，由 Matroska 项目开发。MKV 格式设计灵活，支持多种视频、音频和字幕格式，是开源社区广泛使用的视频容器格式。

MKV 文件扩展名为 .mkv，MIME 类型为 video/x-matroska。MKV 格式完全开源，无专利限制，被广泛用于视频存储和分发。

技术特点​

核心特性​

  • 多轨道支持：支持无限数量的视频、音频、字幕轨道
  • 章节支持：支持章节标记和导航
  • 元数据支持：支持丰富的 XML 元数据
  • 错误修复：内置错误修复功能
  • 流式支持：支持流式传输

支持的编解码器​

  • 视频编解码器：H.264、H.265/HEVC、VP8、VP9、AV1 等
  • 音频编解码器：AAC、MP3、Opus、Vorbis、FLAC 等
  • 字幕格式：SRT、ASS、SSA、VOBSUB 等

Matroska 格式系列​

  • MKV：视频文件（Matroska Video）
  • MKA：音频文件（Matroska Audio）
  • MKS：字幕文件（Matroska Subtitles）

文件结构​

MKV 文件使用 EBML（Extensible Binary Meta Language）格式：

[EBML 头]                # EBML 标识和版本
[Segment]                # 段容器
  - Segment Info        # 段信息
  - Tracks              # 轨道定义
    - Video Track       # 视频轨道
    - Audio Track       # 音频轨道
    - Subtitle Track    # 字幕轨道
  - Cluster             # 数据簇
    - Block             # 数据块
    - Block Group       # 数据块组
  - Cues                # 索引（可选）
  - Attachments         # 附件（可选）
  - Chapters            # 章节（可选）
  - Tags                 # 标签（可选）

关键组件​

  • EBML 头：标识文件为 EBML 格式
  • Segment Info：包含段的基本信息
  • Tracks：定义所有轨道
  • Cluster：包含实际的音视频数据
  • Cues：用于快速定位的索引

使用场景​

适用场景​

  • 蓝光备份：蓝光光盘内容备份
  • 动画资源：动画视频存储（支持多音轨和字幕）
  • 高清视频：4K、HDR 视频存储
  • 多语言内容：需要多音轨和多字幕的内容
  • 开源项目：需要开源格式的项目

优缺点​

优点：

  • 完全开源，无专利限制
  • 支持多轨道和章节
  • 支持丰富的元数据
  • 错误修复功能
  • 灵活性高

缺点：

  • 硬件播放器兼容性不如 MP4
  • 某些设备可能不支持
  • 文件结构相对复杂

代码示例​

Python 处理 MKV​

import ffmpeg

# 获取 MKV 文件信息
probe = ffmpeg.probe('video.mkv')
video_info = next(s for s in probe['streams'] if s['codec_type'] == 'video')
print(f"编码: {video_info['codec_name']}")
print(f"分辨率: {video_info['width']}x{video_info['height']}")

# 提取字幕
ffmpeg.input('video.mkv').output('subtitle.srt', codec='srt').run()

使用 FFmpeg​

# 转换 MKV 到 MP4
ffmpeg -i input.mkv -c:v copy -c:a copy output.mp4

# 提取字幕
ffmpeg -i input.mkv -map 0:s:0 output.srt

# 提取音轨
ffmpeg -i input.mkv -map 0:a:0 output.aac

# 合并多个文件到 MKV
ffmpeg -i video.mp4 -i audio.aac -c copy output.mkv

Python 使用 pymkv​

from pymkv import MKVFile

# 创建 MKV 文件
mkv = MKVFile()
mkv.add_track('video.mp4')
mkv.add_track('audio.aac')
mkv.add_track('subtitle.srt')
mkv.mux('output.mkv')

相关工具​

  • 播放器：
    • VLC Media Player：跨平台播放器
    • MPC-HC：Windows 播放器
    • Kodi：媒体中心
  • 编辑工具：
    • MKVToolNix：MKV 编辑和合并工具
    • FFmpeg：命令行视频处理工具
  • 编程库：
    • Python: pymkv、ffmpeg-python
    • C/C++: libmatroska、libavformat（FFmpeg）

相关链接​

参考​