數(shù)字視頻、音頻制作設(shè)備(第五章)

1、數(shù)字視頻、音頻制作設(shè)備 視頻特技與字幕機(jī) 視頻特技發(fā)生器一、視頻特技的概念 掃換是使用較多的一種電子特技，將一個(gè)畫面從某一個(gè)方向或幾個(gè)方向上，以某種特定的形式去取代另一個(gè)畫面，實(shí)現(xiàn)畫面變化的多樣化，以達(dá)到一定的藝術(shù)效果，這種方式又稱為“電子分畫面”。 鍵控也是使用較多的一種電子特技；鍵控是利用一個(gè)視頻信號(hào)中不同部位參量（亮度或色度等）的不同，經(jīng)處理成高/低雙值鍵控信號(hào)，去控制電子開關(guān)，使待合成的兩路信號(hào)交替輸出，形成一個(gè)畫面中的一部分被摳掉而填進(jìn)另一畫面的效果，俗稱“摳像”。二、 切換（CUT）1、視頻開關(guān) 視頻開關(guān)又叫視頻交叉點(diǎn)，由鍵控開關(guān)、視頻開關(guān)、控制電路和場(chǎng)控脈沖形成電路等組成。 2、

2、場(chǎng)控脈沖形成場(chǎng)控脈沖形成電路是一個(gè)受控脈沖觸發(fā)器。3、控制電路對(duì)控制電路的要求是：（1）要切換某一路視頻信號(hào)時(shí)，先按下這一路的按鈕，當(dāng)場(chǎng)脈沖到來(lái)時(shí)，才會(huì)發(fā)生切換動(dòng)作；（2）應(yīng)保證當(dāng)一路信號(hào)送出后，其它輸出端應(yīng)關(guān)閉，即實(shí)現(xiàn)電子互瑣，從而保證只有一路視頻信號(hào)輸出。三、混合（MIX） 混合又稱為慢切換，是以慢變的方式使電視屏幕上的畫面為另一個(gè)畫面所代替，即圖象的混合過(guò)渡。1、相加混合 兩幅圖象在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，圖象A逐漸減弱，圖象B逐漸增強(qiáng)，兩者始終迭加，直到B完全取代A，這種轉(zhuǎn)換稱為相加混合，又稱為X切換。加法電路的輸出表達(dá)式為：U0 = KA UA + KB UB （KB =1- KA，0KA1）

3、上述X切換也叫“化出化入”,還有一種相加混合的慢切換形式V切換，也叫“淡出談入”。 這種切換必須加入第三個(gè)圖象C，且C是黑色信號(hào)。 實(shí)際的切換過(guò)程是首先A畫面與C畫面進(jìn)行X切換，A畫面逐漸由黑色畫面代替，然后由C畫面與B畫面X切換，B畫面逐漸取代C畫面，即進(jìn)行兩次X切換。2、非相加混合 在兩幅畫面轉(zhuǎn)換過(guò)程中，圖象A的像素從暗到亮依次消失，即最暗的部分先消失，最亮的部分后消失；圖象B的像素則從亮的部分先出現(xiàn)，最暗的部分最后出現(xiàn)。在圖象轉(zhuǎn)換過(guò)程中，圖象A和圖象 B交錯(cuò)混合在一起，但不是迭加狀態(tài)，因此稱為非相加混合。 時(shí)基校正原理產(chǎn)生時(shí)基誤差的原因：1、磁頭旋轉(zhuǎn)的非均勻性2、走帶系統(tǒng)的非均勻性3、磁

4、帶自身的形變一、時(shí)基誤差產(chǎn)生的原因 稱標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)的時(shí)間軸為時(shí)間基準(zhǔn)(時(shí)基). 由于各種原因?qū)е麓艓Оl(fā)生伸縮變化時(shí)，使視頻信號(hào)在時(shí)域上產(chǎn)生壓縮或拉伸，這種時(shí)間軸基準(zhǔn)長(zhǎng)度發(fā)生的變化，稱為時(shí)基誤差。 時(shí)基校正器（TBC） 時(shí)基校正器實(shí)際上是一個(gè)延時(shí)量可以控制的延時(shí)電路，它給有時(shí)基誤差的視頻信號(hào)以不同時(shí)間的延時(shí)，使相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)提前的部分延時(shí)量大些，滯后的部分延時(shí)量小些，從而輸出時(shí)基得到校正的信號(hào)。二、數(shù)字時(shí)基誤差校正器原理（DTBC）非線性編輯系統(tǒng)的工作原理 非線性編輯系統(tǒng)存在一個(gè)格式統(tǒng)一的問(wèn)題，將RGB格式轉(zhuǎn)換成YUV格式進(jìn)行處理，或?qū)UV格式轉(zhuǎn)換成RGB格式進(jìn)行處理。視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 目前多

5、媒體技術(shù)常用的壓縮編碼方法主要有JPEG和MPEG，用于非線性編輯系統(tǒng)的壓縮方法為MJPEG，它的運(yùn)算速度比一般的JPEG快，可用于視頻圖象的壓縮。但是MJPEG沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且壓縮后的高數(shù)據(jù)率 不適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。 MPEG格式有統(tǒng)一的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，MPEG2是廣播級(jí)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，其壓縮效率大大優(yōu)于MJPEG，可節(jié)省存儲(chǔ)空間，還有極高的圖象質(zhì)量，今后將逐步取代MJPEG。 非線性編輯系統(tǒng)的組成與配接1、主機(jī) 主機(jī)是系統(tǒng)的核心部件和運(yùn)行平臺(tái)。目前主流的主機(jī)平臺(tái)有三種：一是蘋果機(jī)，運(yùn)行Macintosh操作系統(tǒng)；二是高性能的微機(jī)，運(yùn)行Windows NT操作系統(tǒng)；三是基于RISC技術(shù)的視頻工作站，

6、運(yùn)行UNIX操作系統(tǒng)。2、圖象處理卡 圖象處理卡是系統(tǒng)主要視音頻處理部件，主要完成信號(hào)的采集、壓縮、解壓縮、播放、數(shù)字特技變換等處理。 一、典型的非線性編輯系統(tǒng)的組成 3、數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備 系統(tǒng)都配有比較高速的存儲(chǔ)設(shè)備，常見(jiàn)的是磁盤陣列，一般數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量都在10GB以上。 4、顯示設(shè)備 它是人機(jī)交互的窗口，一般系統(tǒng)都配有雙屏顯示功能。 5、模擬輸入/輸出設(shè)備 主要指存儲(chǔ)、播放、錄制模擬視音頻設(shè)備，如錄象機(jī)、攝象機(jī)、錄音機(jī)等。以PC為平臺(tái)的非編系統(tǒng)的組成與配置 1、硬件組成 2、系統(tǒng)的主要配置CPU：Pentium500以上； 內(nèi)存：256MB以上；主板：INTEL； 系統(tǒng)硬盤：20GB以上；光驅(qū)：2

7、4倍速以上；圖象處理卡：含音頻卡的雙通道實(shí)時(shí)卡；AV硬盤：32GB以上； 顯卡：顯示內(nèi)存16MB以上AGP卡；彩顯：19英寸以上，數(shù)控模擬彩顯，分辯率1280 X1024；編輯軟件：圖象處理卡專用軟件。系統(tǒng)的配接 圖象處理卡一、概述 任何非線性系統(tǒng)都只有兩個(gè)方面的核心部件，一是板卡，用于采集和輸出視音頻，做特技加工；二是軟件，好的軟件實(shí)時(shí)性好，特技功能強(qiáng)。 目前市場(chǎng)上的主流板卡有： Pinnacle公司的TARGA系列； 舉例：TARGA-3100板卡。特點(diǎn)：64位PCI卡，可在Windows NT4和Windows 2000上運(yùn)行，可采用DV25格式、MPEG4：2：2壓縮或無(wú)壓縮格式進(jìn)行混

8、合編輯，具有圖象縮放、劃像、摳像等特技功能。DPS公司的Vrlocity系列：Matrox公司的Digisuite系列； 舉例：Digisuite DTV?？刹捎枚喾N格式壓縮，允許在編輯過(guò)程中按原來(lái)格式保留素材，多層合成、色度鍵控、圖形加工方便DVD刻錄和網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸。 舉例：VelocityQ。特點(diǎn)：64位PCI板卡，10bit無(wú)壓縮采集，4軌無(wú)壓縮活動(dòng)視頻，6層活動(dòng)字幕實(shí)時(shí)剪編、合成，4通道二維、三維實(shí)時(shí)特技處理，是一款廣播級(jí)無(wú)壓縮編輯系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)有大洋、索貝、創(chuàng)意98等。二、單通道系統(tǒng)和雙通道系統(tǒng)1、單通道系統(tǒng) 只有一個(gè)壓縮/解壓縮通道的系統(tǒng)，一般在硬件上沒(méi)有數(shù)字特技、數(shù)字混合和字幕疊加

9、部分，只完成視音頻信息的采集、壓縮、解壓縮和轉(zhuǎn)換輸出。 單通道系統(tǒng)的核心部件是MJPEG圖象系統(tǒng)，由于單通道系統(tǒng)只有一個(gè)回放通道，因此無(wú)法實(shí)時(shí)完成常用的特級(jí)混合和切換處理，圖象的處理只能通過(guò)軟件來(lái)生成。采用軟件生成素材有兩大缺陷：其一是由于生成過(guò)程造成的視頻質(zhì)量損失大；其二是生成文件占用磁盤空間。較有名的單通道板卡：DPS公司的PVR3500和Miro公司的DC50。單通道板卡的信號(hào)采集方式：1）圖象卡不帶音頻通道，只進(jìn)行視頻信號(hào)的采集壓縮，音頻采集需再附加一塊聲卡；2）卡上自帶音頻通道，不需再附加聲卡。單通道卡疊加字幕的方式：1）字幕以圖象的形式與視頻畫面逐幀混合而完成制作，即軟件字幕的方式，其本質(zhì)是軟件特技合成；2）另加一塊字幕卡，在系統(tǒng)構(gòu)成上是將圖象的輸出再接至字幕卡輸入，相當(dāng)于增加了一個(gè)專用字幕通道。2、雙通道系統(tǒng) 雙通道系統(tǒng)有兩路視頻壓縮/解壓縮通道，其硬件結(jié)構(gòu)包括對(duì)視頻信號(hào)的編解碼、A/D、D/A信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理部分。 視頻采集是將輸入的復(fù)合視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變