Структура AVI совсем не сложна для понимания. Он соответствует структуре RIFF (так же, как файлы .wav). Это действительно позволяет вам определять произвольные потоки данных. Возможно, вам придется пересоздать файл, но это не так сложно сделать.
http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_Interchange_File_Format
Просто отметьте, что если вы используете нестандартный блок RIFF, другие программы могут не быть довольны этим.
При этом я бы просто поместил файл .xml в тот же каталог, что и ваш файл .avi. Но, возможно, это не сработает для ваших нужд.