最适合非线性视频编辑的压缩格式

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不考虑非线性编辑使用的压缩格式,被普遍接受的最终产品是高质量的专业级磁带.它可以被大量复制用于发行,也可以通过广播进行传送,并且保持信号的高质量.其信号源的质量越好,编辑过程越简洁清晰,最终产品的质量越好.这使得高端产品通常使用完全非压缩的格式.考虑到系统的成本,多数的视频编辑人员都使用MotionJPEG或着DV格式进行视频编辑.现在新的MPEG2格式的编辑系统刚刚上市,那么对于非线性视频编辑,那一种压缩格式才是最好的呢?

在过去的7年当中,MotionJPEG作为一种低数据率,较好的图象质量并且系统成本低的压缩格式被广泛的使用,进行采集和编辑模拟视频信号.然而,由于缺乏较好的数据编排,一幅单独的图象帧可以是任意尺寸大小,因而限制其只能在PC环境使用,而不能成为适用于磁带摄录机的编码标准.

1996年,Sony和Panasonic推出了第一款DV摄录机,从而彻底改变了专业视频编辑人员与高级用户的未来.这是数字视频产品第一次以可以被接受的价格面向广大的使用者.它的价格约为$2000至$4500(现在Digital8的价格已降至$799),DV格式的数据量要小于MotionJPEG,并且通过摄象机内部的高质量电路来完成模拟信号向数字信号的转换,直接在磁带上采集视频信号.另外,DV摄象机采用了一种称作IEEE-1394的完全数字化的接口,它也被称作i.LINK或Fireware,可以保持在完美的同步的情况下直接向计算机传送纯数字的视频与音频数据.摄象机光学镜头和CCD技术的进一步改进使标准模拟S-Video/Hi8信号源的质量有了大幅度的提高.

随之而来的结果是纯数字设备以可以承受的价格被接受,用于编辑以及发行.DV消除了过去需要MotionJPEG完成的模数与数模转换,并且以相似的图象质量把MotionJPEG 7MB/s的视频数据率降低到3.7MB/s.因为每一次模数与数模转换都会降低图象质量,DV格式以数字形式保存视频信号,为的就是最高限度的保证图象质量.较低的数据率意味着您可以不必在DV编辑系统的配置上花费很多的资金,因为您可以价格较低的IDE磁盘阵列驱动器代替SCSI.再往前走一步,当专业视频人员在过去模拟设备的基础上增加DV摄象机,就可以用DV格式对模拟以及DV信号进行编辑.保存为纯数字信号并降低压缩的模拟视频的数据量.

最近,随着DVD影片格式被广泛接受以及直接数字电视在家庭中的普及.MPEG2压缩格式被认为是一种可进行视频编辑的格式.这似乎是合理的,因为它提供了比现在VHS录象带,广播电视,甚至激光影碟更好的图象质量,但MPEG2有一个明显的缺陷,它不象DV的数据流与图象质量在整个过程中保持恒定,MPEG2要受到编码系统使用与其他因素的影响,因此它的图象质量是变化的.您看到的DVD影片采用的是一种复杂的,多通道MPEG2编码,它使用特殊的数据率,最大限度的保证质量.不要希望在低成本,单通道MPEG2编辑解决方案中看到这样的图象质量.

MPEG2编辑的另一个缺陷是视频数据流中IBP帧的应用.目的是要获得低数据率,因此在生成过程中丢失了大量数据.I-帧是一个完整的视频帧,它包含与MotionJPEG帧所含内容相同的信息.事实上它同MotionJPEG具有相同的格式和算法.P-帧和B-帧存储了大部分的帧差异,并指向最近的I-帧,以生成图象.P-帧参考了前一个I-帧,同时B-帧参考了前一个与后一个I-帧的信息以生成图象.通过使用三种帧,MPEG2的压缩比例可以非常高,同时保持出色的图象质量.直到现在,MPEG2的编辑系统只使用I-帧进行编辑.在效果上,它与MotionJPEG几乎有着差不多高的数据流,并且上面提到的模数转换也是继承了MotionJPEG的标准.

新近推出的MPEG2编辑系统使用主要级别上的主要轮廓方式(MP@ML,IBP)或者主要级别上的简单轮廓方式(SP@ML,IP)具有最高质量并且最低带宽的是MP@ML,之后是SP@ML,SP@ML只使用I-帧和P-帧,这要
求较高的带宽并增加不必要的损失,因为P-帧不是一个完整的图象帧,MPEG2解码器与编辑软件必须从最后一个I-帧的信息中重新构造一个完整的图象,并改变P-帧中所指代的部分.一个典型的B-帧和P-帧只包含I-帧数据量的5%.这个被重新构造的帧几乎不能达到与完整的I-帧相同的质量.这看起来象照片印刷,图片本身的质量很高,但是一经复制或编辑后,质量就不会与原本相同,您必须用原来的负片来保持最高质量.对于MPEG2的IBP编辑,负片就不存在,它不是用这种方式采集的.

在所有的都说完并被完之后,视频采集与编辑的基本原理其实并未改变,为了获得最高的输出质量,在编辑的过程中减少原素材到其他格式的转换的次数是很重要的.每一次不必要的数模,模数转换,或在压缩格式之间进行码转换都会降低质量.另外,压缩大纲必须在编辑过程中保持足够的数据以保证图象完整.对于高质量图象输出的最佳选择是保持原始采集格式的数据---如果信号源是数字格式,在编辑过程中保持数字格式---并在整个过程中保持数字格式.随着DV摄象机越来越普及,并且DV格式保证高图象质量的同时提供低数据流,整个编辑格式变得很简洁.结论就是用DV进行编辑.并且由于MPEG2现在已成为视频制作与发行的最佳格式,最佳解决方案就是用原始的DV格式编辑,用MPEG2格式保存最终产品.

在今年的拉斯唯加斯NAB大展上,Canopus公司发布了RexRT.由于它在一块板卡上集成了双通道引擎，为DVRex编辑系统增加实时非线性编辑功能.RexRT是第一套纯DV压缩格式，提供双通道功能的基于PC的系统，RexRT将于1999年第三季度现货上市.

通过控制双处理器计算机系统，RexRT实时处理的能力可淋漓尽致的发挥出来，包括色度与亮度调节；渐变，波纹，滑动与推动变换；最多达10个可单独运动的字幕轨；慢运动；以及色彩调节；RexRT同样提供实时的具有复杂特性的带阴影边或渐变的画中画功能.RexRT支持双路视频回放，同时的DV和模拟输出，多条音轨，以及原始的YUV编辑. RexRT为Canopus的旗舰视频产品DVRex增加了以上强有力的实时特性，

DVRex是一套具有突破性的非线性编辑解决方案.它支持DV与模拟音频视频格式(IEEE 1394/i.LINK,SPDIF,Composite和S-Video,YUV). DVRex使用高级的PCI总线接口，集成了软件与硬件CODEC技术.同样值得关注的是DVRex突破了AVI文件2GB的限制，可实现无缝采集与回放.DVRex包括Canopus公司的RexEdit软件和Boris FX 3.5三维特技软件.RexEdit是一套功能强大的视音频采集与编辑软件.可制作字幕与特技,并且有极快的生成速度.Boris FX 3.5为使用Canopus产品的编辑们提供了大量专业级的效果,包括真三维造型,曲线扭转,二维粒子,快速模糊,色彩效果,专业键效果与子象素选择技术.

DVRex和RexRT均支持Windows 95,98与NT,您可从中国总代理北京雷特公司或授权的代理商处购买.
[注]

Hiro Yamada是Canopus公司的总裁兼首席执行官,总部位于San Jose,California.

Canopus设计并制造基于PC的获奖视频编辑产品,包括DVRex、RexRT、DVRaptor、Amber等.