數(shù)字視頻處理技術(shù)在電視節(jié)目編輯制作中的應(yīng)用

王 鑫

（作者單位：白山廣播電視臺）

數(shù)字視頻處理技術(shù)在電視節(jié)目編輯制作中的應(yīng)用

王 鑫

（作者單位：白山廣播電視臺）

隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)地快速發(fā)展，數(shù)字視頻處理技術(shù)已經(jīng)在電視節(jié)目編輯制作中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。數(shù)字視頻處理技術(shù)一改傳統(tǒng)電視處理技術(shù)的繁瑣性，可極大地提高電視節(jié)目編輯制作的效率與質(zhì)量，現(xiàn)已成為了電視節(jié)目制作所主要采用的一項(xiàng)技術(shù)手段。本文重點(diǎn)對數(shù)字視頻處理技術(shù)中的硬件技術(shù)、壓縮技術(shù)、壓縮編碼技術(shù)以及編輯技術(shù)等內(nèi)容展開探究，以期為同行提供參考和借鑒。

數(shù)值視頻處理技術(shù)；電視節(jié)目；編輯制作；應(yīng)用

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活在得到極大富足的同時(shí)，也對文化生活有了更高的要求。在當(dāng)今時(shí)代，傳統(tǒng)的電視節(jié)目制作手段已經(jīng)難以滿足于人們的需要。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字視頻處理技術(shù)也越來越多地應(yīng)用到了電視節(jié)目的編輯制作中。數(shù)字視頻處理技術(shù)的優(yōu)勢明顯，而其在電視節(jié)目編輯制作中的具體應(yīng)用內(nèi)容究竟有哪些，下文將就此展開具體探究。

1 硬件技術(shù)

在電視節(jié)目編輯制作時(shí)應(yīng)用的視頻處理硬件設(shè)備包括視頻捕獲、視頻壓縮及視頻重放等，進(jìn)行電視節(jié)目制作的計(jì)算機(jī)設(shè)備在處理相關(guān)數(shù)值視頻內(nèi)容時(shí)要先具有以上幾項(xiàng)硬件設(shè)備。

1.1 計(jì)算機(jī)主機(jī)

當(dāng)前，在電視節(jié)目編輯制作時(shí)，對計(jì)算機(jī)設(shè)備的性能和配置要求較高，同時(shí)還需具備以下幾項(xiàng)特征：數(shù)字化；專項(xiàng)拓展設(shè)備；具備非線性編輯功能；將硬盤作為主要媒介。較為常見的性能配置參數(shù)為：P4的CPU；256 MB的內(nèi)存；80G的硬盤容量，數(shù)據(jù)傳輸速率為10 MB/s，采取上述配置參數(shù)可促使計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)行處理速度得到顯著提升，可較為有效保障系統(tǒng)穩(wěn)定。

1.2 視頻采集卡

將各類不同制式的模擬信號輸入系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)而轉(zhuǎn)化為適宜計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、傳出、存儲與顯示的格式。視頻采集即為促使視頻源模擬信號可經(jīng)由處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，進(jìn)而將此類數(shù)字信息再存儲至電腦硬盤之上。目前，絕大部分電視臺使用的是具有壓縮/解壓縮硬件的視頻采集卡。

1.3 壓縮與解壓縮卡

壓縮與解壓縮卡還具備有實(shí)時(shí)性的動態(tài)視頻壓縮及回放功能，最為突出的一項(xiàng)特征即為壓縮比越大，相應(yīng)的等效圖像質(zhì)量便會越差，所存儲文件的占比空間也就越小，因而只有選取合理的壓縮與解壓縮卡才能夠確保達(dá)到較好的節(jié)目質(zhì)量水平。模擬攝錄機(jī)所輸出的為非數(shù)字格式視頻信號，在對其進(jìn)行處理之時(shí)要經(jīng)由視頻捕獲卡獲取并通過轉(zhuǎn)化處理，使之成為計(jì)算機(jī)所能夠讀取出其中信息內(nèi)容的格式

具備DV數(shù)值輸入與輸出接口的攝像機(jī)能夠確保和非線性編輯系統(tǒng)的無損耗傳輸，其中的DV信號在經(jīng)過DV接口傳輸時(shí)無須采取轉(zhuǎn)換及壓縮處理。

2 壓縮技術(shù)

在將視頻信號進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換時(shí)，可利用壓縮降低圖像所需數(shù)據(jù)量、存儲空間等方式來提升數(shù)據(jù)信息的存儲與取出速度，視頻壓縮技術(shù)除了采用空間、心理視覺和頻譜等不同的冗余方式來對視頻圖像實(shí)施幀內(nèi)壓縮外，還可采用所臨近的圖像幀相似性所出現(xiàn)的時(shí)間冗余來實(shí)現(xiàn)對視頻圖像的幀間壓縮處理。

一般來說，在應(yīng)用數(shù)字電視、DVD等設(shè)備之時(shí)可利用MPEG-2，通常其傳輸速率會在5 Mbit/s左右，為了獲得高倍率壓縮，一般在MPEG-2當(dāng)中會選用多類碼率壓縮技術(shù)進(jìn)行處理。

第一，在需對電視圖像信號時(shí)間冗余信息去除時(shí)，可采用運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼的方式。一般主要是應(yīng)用在預(yù)測編碼圖像、幀內(nèi)編碼圖像、雙向預(yù)測編碼圖像等三類電視圖像信號當(dāng)中?，F(xiàn)將這三類圖像信號分析如下：預(yù)測編碼信號（P-pictures），最初源自于最近的一項(xiàng)預(yù)測編碼信號或幀內(nèi)編碼信號來對運(yùn)動補(bǔ)償信號予以預(yù)測，具有編碼速度快的優(yōu)勢特征，而其缺陷也十分明顯，即編碼在傳播時(shí)的誤差較大；幀內(nèi)編碼信號（I-pictures），此種編碼方式僅具備中等水平的壓縮率，編碼圖像不采取基準(zhǔn)圖像；雙向預(yù)測編碼信號（B-pictures），這一編碼信號同時(shí)采用了預(yù)測編碼信號和幀內(nèi)編碼信號為基準(zhǔn)，通過對運(yùn)動補(bǔ)償編碼的預(yù)測所獲得，可以達(dá)到最高的壓縮率，且在編碼傳輸時(shí)不會造成較大的誤差出現(xiàn)，而其缺點(diǎn)問題也十分明顯，即解碼器之中應(yīng)增裝存儲器，并且有著較常的等待時(shí)間。

第二，在需對經(jīng)運(yùn)動補(bǔ)償過的圖像信號空間冗余信息進(jìn)行處理時(shí)，可采用離散余弦轉(zhuǎn)換方式來將其去除。

第三，為促進(jìn)通道帶寬能夠得以提升，可選用長度可變的編碼技術(shù)對其運(yùn)動向量及變換系統(tǒng)進(jìn)行編碼處理。

3 壓縮編碼技術(shù)

視頻信息進(jìn)行數(shù)字化處理后，會獲得巨大的數(shù)據(jù)量信息，通過分量編碼電視信號來進(jìn)行舉例說明，其數(shù)據(jù)率能夠達(dá)到216 Mbit/s，在這一狀況之下，一小時(shí)內(nèi)的電視節(jié)目播出便要應(yīng)用到80 GB左右的存儲容量，若要就此類高速率的數(shù)字電視信號帶寬進(jìn)行長距離的傳輸，便需應(yīng)用到160 MHz左右的信號帶寬，很明顯在當(dāng)前所現(xiàn)有的媒體上進(jìn)行傳輸其所需要付出的成本是極其巨大的。針對計(jì)算機(jī)圖像基于VGA顯示模式之下，如果分辨率在640×480，要達(dá)到30幀/ s的圖像系那是，相應(yīng)的數(shù)據(jù)率最少也應(yīng)達(dá)到9.2 Mbit/s，因而為了促進(jìn)信號利用率的提升，以及在一定的信道容量之下能夠傳輸容量更大的圖像信號，便需對圖像數(shù)據(jù)采取壓縮處理。

冗余度、編碼率及壓縮比是對信源特點(diǎn)與編解碼設(shè)備特性進(jìn)行評估的一項(xiàng)重要參數(shù)。假定初始圖像平均碼長為K，熵為P（s）則經(jīng)過壓縮處理之后的圖像平均碼長即為Kc，據(jù)此可將之定義為：

R=K/P(s)-1為冗余度；η=H(s)/L=1/1+R為編碼效率；C=L/Lc為壓縮比。

4 編輯技術(shù)

在數(shù)字視頻技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用基礎(chǔ)上，對于電視節(jié)目的制作也開始越來越多的應(yīng)用計(jì)算機(jī)非線性編輯技術(shù)。這一技術(shù)即為數(shù)碼技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的結(jié)合體，進(jìn)行非線性編輯時(shí)，計(jì)算機(jī)設(shè)備將會對所有的視頻段落采取計(jì)算機(jī)數(shù)字化的之路方式，同時(shí)將之存儲于計(jì)算機(jī)硬盤當(dāng)中，因計(jì)算機(jī)同媒體所具備的交互特性，人們可對所存儲的數(shù)字化文件不斷更新，對視頻進(jìn)行高效化的編輯處理。

采用非線性處理的具體操作為：創(chuàng)新編輯平臺，置入于數(shù)字化的視頻素材，此平臺也可自由設(shè)定視頻信息，能夠逐幀或逐秒展開，其中的間隔時(shí)間可自主選取，同時(shí)調(diào)取出編輯軟件進(jìn)行剪輯、排序、素材連接、特效添加、實(shí)時(shí)特技及增加字幕等處理。

非線性編輯軟件所具備的功能價(jià)值主要有：對于音頻、視頻信息資源的動態(tài)化獲取與收集；對于音頻、視頻信息資源的非線性編輯處理；可實(shí)現(xiàn)數(shù)字特效化處理；具備鍵控功能；能夠支持多種不同類型的文件格式同時(shí)輸入處理。

5 結(jié)語

在制作電視節(jié)目時(shí)，通過應(yīng)用數(shù)字視頻處理技術(shù)能夠極大地提高節(jié)目質(zhì)量，使電視節(jié)目播放出的視頻效果更佳。選用更專業(yè)化的采集、編輯及播放設(shè)備，同時(shí)配備以最新型的軟件設(shè)備支持，便能制作出質(zhì)量上乘的電視節(jié)目。希望本文對數(shù)字視頻處理硬件技術(shù)、壓縮技術(shù)、壓縮編碼技術(shù)及編輯技術(shù)在電視節(jié)目編輯制作中的應(yīng)用介紹，能夠?yàn)橄嚓P(guān)電視節(jié)目編輯提供一些可供參考的內(nèi)容。

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王鑫（1962-），男，吉林集安人，大專，研究方向：電視編輯。