文丨李紅杰

（西安電視臺(tái)，西安 710061）

1 數(shù)字視頻以及壓縮技術(shù)的引進(jìn)

很多家庭以及企業(yè)的業(yè)務(wù)活動(dòng)都開始使用計(jì)算機(jī)、錄像機(jī)以及電視等，很長一段時(shí)間以來，多數(shù)都是利用模擬格式來存儲(chǔ)和傳輸視頻影像，相對(duì)于模擬視頻來講，數(shù)字視頻具有很多優(yōu)勢(shì)，同模擬視頻不同的是，數(shù)字視頻能夠比較容易被壓縮，具有較高的傳輸和存儲(chǔ)效率，可以被重構(gòu)和傳輸，并且影響不會(huì)具有比較明顯的損傷，數(shù)字格式也可以對(duì)用戶提供可以隨機(jī)獲得的更高編輯能力。

2 數(shù)字視頻壓縮算法的性能分析

Motion JPEG所具有的特點(diǎn)。Motion JPEG是當(dāng)前在節(jié)目制作的過程中使用廣泛的一種壓縮標(biāo)準(zhǔn)，采用Matrox公司所生產(chǎn)的 DigiLE 視頻卡能夠?qū)崿F(xiàn)Motion JPEG的解壓縮以及壓縮功能，并可以組成原型系統(tǒng)用來對(duì)Motion JPEG的壓縮算法性能進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，結(jié)果如下表所示：

表1

因?yàn)椴捎玫氖菐瑑?nèi)壓縮，能夠便于對(duì)幀的精度進(jìn)行編輯，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可調(diào)的相關(guān)有損壓縮，由于不能利用視頻流所具備的時(shí)間冗余，就會(huì)使得壓縮比受到一定的限制，如果壓縮比比較大，就會(huì)使得圖像產(chǎn)生明顯的方塊效應(yīng)，在壓縮比在8：1的情況下能夠達(dá)到演播室所要求的視頻播放質(zhì)量，為了可以保證節(jié)目質(zhì)量在多次解壓和壓縮之后仍然可以保持廣播級(jí)，就必須要將其壓縮比控制在4：1之下。圖像的數(shù)據(jù)交換中，Motion JPEG并不是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，對(duì)Motion JPEG的數(shù)據(jù)流所下的定義基本是根據(jù)譯碼器所需要的具體內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)的，這就使得Motion JPEG并沒有較為標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)文件格式，容易造成不同的數(shù)字視頻在進(jìn)行系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換時(shí)會(huì)遇到一定的困難。

3 對(duì)非線性編輯系統(tǒng)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)

3.1 非線性編輯的定義

電視主要是通過電子的方式對(duì)磁帶進(jìn)行順序搜索，要調(diào)換節(jié)目的順序就必須對(duì)視頻進(jìn)行重新錄制，多次的復(fù)制很容易對(duì)圖像的質(zhì)量造成損壞，這樣的方式被稱作是線性編輯，順序的概念指的就是磁帶錄制時(shí)間的先后順序，電視編輯多年以來采用的都是錄、放像機(jī)所錄制的電視節(jié)目。近些年理啊，電視編輯逐漸開始將計(jì)算機(jī)作為主要使用工具，利用類似于電影編輯的的方法對(duì)節(jié)目進(jìn)行編輯，即快捷方便，又不會(huì)損害圖像的質(zhì)量，這種方式就是所謂的非線性編輯，非線性所指的是一種時(shí)間順序，并不是數(shù)學(xué)意義上的概念。

3.2 非線性編輯系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)

電視系統(tǒng)主要是由播、編、錄、攝四個(gè)主要部分構(gòu)成，利用非線性的編輯系統(tǒng)可以代替字幕機(jī)、調(diào)音臺(tái)、幀同步機(jī)、切換臺(tái)、特技發(fā)生器、編輯控制器以及數(shù)字錄像機(jī)等，是電視后期制作由模擬化向數(shù)字化過渡的一條有效途徑。

3.3 非線性編輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

要想徹底解決視頻壓縮格式所具有的不兼容性，使得系統(tǒng)能夠具有比較強(qiáng)的獨(dú)立性是最好的辦法，采用Matrox 公司所設(shè)計(jì)的 Digi LE 卡能夠提供實(shí)時(shí)的雙通道音頻視頻 IO 以及實(shí)時(shí)的切換方法，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中加入一層硬件的抽象層（Hardware Abstraction Layer），能夠有效減小系統(tǒng)對(duì)特定的視頻卡所產(chǎn)生的依賴性，有助于使系統(tǒng)可以支持多種的視頻硬件以及壓縮格式，隨著視頻的硬件系統(tǒng)不斷進(jìn)步和發(fā)展，可以將系統(tǒng)快速移植到具有更好性能的視頻卡上，應(yīng)用層不會(huì)直接同Digi LEAPI有關(guān)系，而是通過HAL所提供接口的調(diào)用視頻卡產(chǎn)生一定的功能，在系統(tǒng)進(jìn)行移植時(shí)，可以只修改硬件的抽象層，不需要對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用程序代碼進(jìn)行改動(dòng)，充分保證移植的穩(wěn)定性和效率。硬件抽象層的對(duì)象模型如下圖所示：

圖1 硬件抽象層的對(duì)象模型

硬件的抽象層主要包括壓縮、解壓縮、采集、播放四個(gè)主要接口部件，如圖1所示，播放部件能夠提供給視頻圖文字幕以及音頻素材的一系列播放功能，在進(jìn)行播放時(shí)能夠加入進(jìn)多種的實(shí)時(shí)特技，主要包括動(dòng)態(tài)背景、摳像、放縮、位移以及切換特技等，所播放的畫面可以再專業(yè)的監(jiān)視器以及計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，采集的部件提供的主要是手動(dòng)采集以及批處理的采集功能，能夠分別通過計(jì)算機(jī)遙控錄像以及人工控制的錄像機(jī)對(duì)音頻和視頻信號(hào)進(jìn)行采集，壓縮以及解壓縮的部件可以把所播放的音頻和視頻信息通過壓縮所形成的文件存儲(chǔ)到相應(yīng)的硬盤上，在以后使用時(shí)可以反復(fù)使用。

4 結(jié) 語

當(dāng)今社會(huì)，多媒體技術(shù)伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以快速發(fā)展，使得音視頻內(nèi)容能夠快速傳播到網(wǎng)絡(luò)上，不同的媒體格式不斷出現(xiàn)，怎樣在最小程度上降低視頻條件的情況下減小寬帶的需求以及視頻文件的大小，成為視頻壓縮技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，數(shù)字視頻壓縮技術(shù)是非線性編輯系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，Motion JPG 和MPEG - 2 P@ML是用于節(jié)目制作的兩種主要的視頻壓縮格式，Motion J PEG的不同硬件平臺(tái)之間具有不兼容性，這就為非線性編輯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)造成一定的困難，在對(duì)非線性編輯系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)加入一定的硬件抽象層，不斷減少應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)硬件所產(chǎn)生的依賴性，是一種比較好的解決辦法。

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