如何實現(xiàn)高質(zhì)量的臺標(biāo)

王曉 馬先義 趙以濤

摘 要：臺標(biāo)機(jī)是電視播出系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備。本文介紹了臺標(biāo)的原理、如何做制作臺標(biāo)及可能出現(xiàn)的問題和解決方案，并提出了一個理想臺標(biāo)機(jī)所應(yīng)具備的兩個基本條件。

關(guān)鍵詞：臺標(biāo);填充信號;鍵信號;線性鍵;全硬件設(shè)計

0引言

隨著電視節(jié)目的日益豐富和電視技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，觀眾對于電視節(jié)目播出質(zhì)量的要求也就越來越高。臺標(biāo)作為一個電視臺的標(biāo)志，它的質(zhì)量要求也就更高。

1臺標(biāo)的實現(xiàn)原理

做臺標(biāo)和計算機(jī)的圖形設(shè)計有很強的聯(lián)系，卻又不完全一樣。一個很藝術(shù)的圖形設(shè)計在變成臺標(biāo)時不一定會達(dá)到預(yù)期的效果，因為臺標(biāo)必須鍵入到視頻圖象里，這就要求在設(shè)計圖形時必須考慮圖形的顏色、邊緣、透明度和選用濾波器[1]。

做一副臺標(biāo)需要兩種信號：填充（Fill）信號和鍵（Key）信號。填充信號是前景圖象，即疊加在視頻信號上的圖象;鍵信號是一個黑白圖象。填充信號和鍵信號可以用計算機(jī)設(shè)計，并存成不同類型的圖象文件，如TIFF、TGA、BMP等。這兩個文件必須獨立存儲，并最終合并成臺標(biāo)疊加在視頻圖象上。其中填充信號是臺標(biāo)中看得見的部分，鍵信號是決定填充信號和視頻信號混合后哪些部分可見并以什么樣的透明度可見。

目前臺標(biāo)機(jī)采用的總共有三種類型的鍵信號：硬鍵（Hard Key）、自鍵（Self Key）和線性鍵（Linear Key）。下面我們簡要說明前兩種鍵，并詳細(xì)討論正在被廣泛采用的線性鍵[2]。

1.1硬鍵（Hard Key）

硬鍵的鍵信號只有一個象素點（Pixel），即黑（Black）或白（White）。如果這個象素點是黑的，相應(yīng)的填充信號部分就不會鍵入到視頻圖象中，即相應(yīng)的視頻圖象部分不受影響;如果這個象素點是白的，相應(yīng)的填充信號部分就會全部鍵入到視頻圖象中，即相應(yīng)的視頻圖象部分就沒有了。結(jié)果是，在臺標(biāo)部分，要么是填充信號，要么是視頻圖象信號，而不可能是這兩種圖象的混合。

1.2 自鍵（Self Key）

自鍵也是一種硬鍵（Hard Key），因為它的鍵信號也只有一個象素點，即黑或白。但不同的是，自鍵的鍵信號是根據(jù)填充信號中每個象素點的亮度（Luminance）直接產(chǎn)生的。如果填充信號的象素點的亮度超過了一定的值（參照切割電平幅度），該象素點的鍵信號即為白，否則為黑。

1.3線性鍵

線性鍵是根據(jù)鍵信號的比例將填充信號和視頻圖象信號進(jìn)行混合和合并。參數(shù)及說明見表1。下面以一個公式進(jìn)行說明：

由上面可以看出，選擇合適的K的值，線性鍵也可以工作在硬鍵（Hard Key）和自鍵（Self Key）方式，但反過來卻不行。

當(dāng)K取值在0和1之間時，此時的最終輸出為前景（FG）和背景（BG）按照K值的比例混合以后的圖象，看上去是透明（Transparancy）的效果，即透過前景（FG）可以看到背景（BG），透明度的大小則完全取決于K的取值。這種方式也是現(xiàn)今國內(nèi)新型臺標(biāo)機(jī)所普遍采用的一種方式。

2如何設(shè)計制作臺標(biāo)

下面我結(jié)合一些實際情況說明做臺標(biāo)的過程。

（1）選擇圖形設(shè)計軟件。要設(shè)計一個好的臺標(biāo)，首先需要有一套功能強大的圖形設(shè)計軟件，目前市面上有很多種流行的圖形設(shè)計軟件，如PaintBrush、CorelDraw、FreeHand、PhotoShop等。其中PhotoShop較為合適，因為這套軟件有很多視頻圖象處理功能，可以滿足不同要求的臺標(biāo)的設(shè)計。

（2）確定臺標(biāo)大小。在設(shè)計臺標(biāo)時，先要確定臺標(biāo)的大小，目前臺標(biāo)的最大定義尺寸為192×128，即在192×128這個區(qū)域內(nèi)設(shè)計，當(dāng)然臺標(biāo)都不會做這么大，因為這在電視屏幕上顯示的比例不協(xié)調(diào)。最終的臺標(biāo)尺寸可參照臺標(biāo)的原始設(shè)計，并通過試驗確定。

（3）設(shè)計填充信號圖象和鍵信號圖象。根據(jù)臺標(biāo)的原始設(shè)計、大小和公式一，設(shè)計填充信號圖象和鍵信號圖象。由于PhotoShop具有Alpha鍵功能，可以直接將填充信號圖象和鍵信號圖象合成為臺標(biāo)，并顯示在一副背景圖象上，這和在電視上看到的最終臺標(biāo)效果很接近，所以可以用這種方法很方便地在計算機(jī)上調(diào)整臺標(biāo)的顏色、亮度、透明度等參數(shù)，并通過多次試驗，達(dá)到比較理想的效果。

（4）動畫設(shè)計。隨著臺標(biāo)圖案的多樣化，三維動畫臺標(biāo)（MotionLogo）以其新穎、獨特的樣式也受到很多電視臺的青睞。三維動畫臺標(biāo)需要有一個序列（Series）的填充信號圖象和鍵信號圖象，這需要有專門的三維動畫軟件來實現(xiàn)，如Cool 3D、3D MAX等。

（5）合成和轉(zhuǎn)換。有了填充信號圖象和鍵信號圖象（或填充信號圖象、鍵信號圖象序列），需要將它們存儲成一定格式的文件，如BMP、TIFF、TGA等。并通過專門的轉(zhuǎn)換軟件，將上述圖象文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件。

（6）寫入。通過EPROM寫入器（如ALL03、ALL07等）將二進(jìn)制文件寫入到EPROM中，EPROM容量可以根據(jù)所存儲臺標(biāo)的多少來決定，也可以通過臺標(biāo)下載程序?qū)⒍M(jìn)制文件直接寫入臺標(biāo)機(jī)中。

（7）調(diào)試。將寫好的EPROM插入到相應(yīng)的臺標(biāo)機(jī)進(jìn)行檢驗和調(diào)試。如果不夠理想，可以按照上述方法進(jìn)行修改和潤色。

通過上面的過程我們就可以將一個完整的臺標(biāo)做出來了，但當(dāng)我們將做好的臺標(biāo)放在電視上看時，可能會發(fā)現(xiàn)這和我們在計算機(jī)上看到的臺標(biāo)不完全一樣，例如臺標(biāo)的邊緣有爬行、比較細(xì)的邊或字體模糊、出現(xiàn)鋸齒或毛刺等。這個差別主要是因為臺標(biāo)被從分量信號（Component Signal）轉(zhuǎn)換到復(fù)合信號（Composite Signal）以及從數(shù)字信號（Digital Signal）轉(zhuǎn)換到模擬信號（Analog Signal）時造成的。

2.1從分量信號編碼到復(fù)合信號

從分量信號（RGB）編碼到復(fù)合信號（NTSC或PAL）時的信號損失是最主要的原因。從彩色電視信號可以看出，亮度信號（Y）的頻帶很寬，而另兩種色度信號（I、Q）的頻帶則很窄。

2.2從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到模擬信號

當(dāng)從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到模擬信號時，同樣會產(chǎn)生信號的損失。數(shù)字信號是以0或1的形式存儲的，當(dāng)數(shù)字信號的跳變很頻繁時，在轉(zhuǎn)換到模擬信號時的頻率就很高。這樣就容易產(chǎn)生爬行等不良現(xiàn)象。而數(shù)字信號的頻繁跳變是由圖象相鄰象素點之間的高對比度引起的。解決這個問題的一個方法就是選用濾波器（Filter），它的目的就是將對比度大的區(qū)域進(jìn)行平均，從而避免轉(zhuǎn)換到模擬信號時的高頻成分。PhotoShop中就有這項功能，可以在設(shè)計臺標(biāo)時使用。

上面我們介紹了如何做臺標(biāo)及做臺標(biāo)應(yīng)避免的一些問題，那么對于一個理想的臺標(biāo)，應(yīng)如何選擇K值的范圍和顏色深度才算合適呢？通過對國內(nèi)、國外先進(jìn)臺標(biāo)機(jī)的考察，我們發(fā)現(xiàn)，要實現(xiàn)理想的臺標(biāo)，它的顏色深度應(yīng)選擇：

填充信號圖象：

24Bit/Pixel（R、G、B各8Bit）

鍵信號圖象：

8Bit/Pixel（亮度或灰度）

滿足這種條件的臺標(biāo)機(jī)可以避免臺標(biāo)邊緣的鋸齒、閃爍和抖動。并可產(chǎn)生金屬、玻璃和彩色有機(jī)玻璃等不同質(zhì)感、不同光線效果、半透明或全透明等效果。

3臺標(biāo)機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性

由于臺標(biāo)機(jī)大部分都用在播出系統(tǒng)中，必須滿足24小時全天候播出的要求。所以，臺標(biāo)機(jī)除了要能做出理想的臺標(biāo)，還要具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。

目前國內(nèi)高檔臺標(biāo)機(jī)的設(shè)計主要采用兩種方式，一種是采用計算機(jī)的方式，這種方式基本類似于字幕機(jī)，它的優(yōu)點在于靈活性大;但由于計算機(jī)不是為連續(xù)全天候工作設(shè)計的，并且受到病毒等影響，所以這種機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性會受到一定的影響。

另一種方式是采用全硬件設(shè)計，由于是專為播出系統(tǒng)設(shè)計的，所以這種方式的可靠性和穩(wěn)定性會得到保證;但不足的地方是靈活性不太好，但由于臺標(biāo)一般不會頻繁改動，所以不會造成大的影響。

4結(jié)論

綜上所述，一個理想的臺標(biāo)機(jī)需要滿足兩個基本條件：

（1）采用8Bit線性鍵、24Bit真彩色的鍵控器;

（2）采用全硬件設(shè)計。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊偉超，楊新權(quán).Alpha穩(wěn)定分布噪聲下衛(wèi)星雙信號調(diào)制識別[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，2017（3）：309-316.

[2] 潘承寶，趙利平，李星霞，等.一種改進(jìn)的串匹配參數(shù)編碼算法及在Alpha圖像中的應(yīng)用[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)），2019（2）：68-73.