數字視頻處理技術在電視節目編輯制作中的應用

王 鑫

（作者單位：白山廣播電視臺）

數字視頻處理技術在電視節目編輯制作中的應用

王 鑫

（作者單位：白山廣播電視臺）

隨著現代多媒體技術地快速發展，數字視頻處理技術已經在電視節目編輯制作中得到了大規模的應用。數字視頻處理技術一改傳統電視處理技術的繁瑣性，可極大地提高電視節目編輯制作的效率與質量，現已成為了電視節目制作所主要采用的一項技術手段。本文重點對數字視頻處理技術中的硬件技術、壓縮技術、壓縮編碼技術以及編輯技術等內容展開探究，以期為同行提供參考和借鑒。

數值視頻處理技術；電視節目；編輯制作；應用

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的物質生活在得到極大富足的同時，也對文化生活有了更高的要求。在當今時代，傳統的電視節目制作手段已經難以滿足于人們的需要。而隨著計算機技術與現代多媒體技術的快速發展，數字視頻處理技術也越來越多地應用到了電視節目的編輯制作中。數字視頻處理技術的優勢明顯，而其在電視節目編輯制作中的具體應用內容究竟有哪些，下文將就此展開具體探究。

1 硬件技術

在電視節目編輯制作時應用的視頻處理硬件設備包括視頻捕獲、視頻壓縮及視頻重放等，進行電視節目制作的計算機設備在處理相關數值視頻內容時要先具有以上幾項硬件設備。

1.1 計算機主機

當前，在電視節目編輯制作時，對計算機設備的性能和配置要求較高，同時還需具備以下幾項特征：數字化；專項拓展設備；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為：P4的CPU；256 MB的內存；80G的硬盤容量，數據傳輸速率為10 MB/s，采取上述配置參數可促使計算機主機的數據運行處理速度得到顯著提升，可較為有效保障系統穩定。

1.2 視頻采集卡

將各類不同制式的模擬信號輸入系統當中進而轉化為適宜計算機進行處理、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由處理后轉換為數字信息，進而將此類數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時性的動態視頻壓縮及回放功能，最為突出的一項特征即為壓縮比越大，相應的等效圖像質量便會越差，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到較好的節目質量水平。模擬攝錄機所輸出的為非數字格式視頻信號，在對其進行處理之時要經由視頻捕獲卡獲取并通過轉化處理，使之成為計算機所能夠讀取出其中信息內容的格式

具備DV數值輸入與輸出接口的攝像機能夠確保和非線性編輯系統的無損耗傳輸，其中的DV信號在經過DV接口傳輸時無須采取轉換及壓縮處理。

2 壓縮技術

在將視頻信號進行數字化轉換時，可利用壓縮降低圖像所需數據量、存儲空間等方式來提升數據信息的存儲與取出速度，視頻壓縮技術除了采用空間、心理視覺和頻譜等不同的冗余方式來對視頻圖像實施幀內壓縮外，還可采用所臨近的圖像幀相似性所出現的時間冗余來實現對視頻圖像的幀間壓縮處理。

一般來說，在應用數字電視、DVD等設備之時可利用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當中會選用多類碼率壓縮技術進行處理。

第一，在需對電視圖像信號時間冗余信息去除時，可采用運動補償預測編碼的方式。一般主要是應用在預測編碼圖像、幀內編碼圖像、雙向預測編碼圖像等三類電視圖像信號當中。現將這三類圖像信號分析如下：預測編碼信號（P-pictures），最初源自于最近的一項預測編碼信號或幀內編碼信號來對運動補償信號予以預測，具有編碼速度快的優勢特征，而其缺陷也十分明顯，即編碼在傳播時的誤差較大；幀內編碼信號（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圖像；雙向預測編碼信號（B-pictures），這一編碼信號同時采用了預測編碼信號和幀內編碼信號為基準，通過對運動補償編碼的預測所獲得，可以達到最高的壓縮率，且在編碼傳輸時不會造成較大的誤差出現，而其缺點問題也十分明顯，即解碼器之中應增裝存儲器，并且有著較常的等待時間。

第二，在需對經運動補償過的圖像信號空間冗余信息進行處理時，可采用離散余弦轉換方式來將其去除。

第三，為促進通道帶寬能夠得以提升，可選用長度可變的編碼技術對其運動向量及變換系統進行編碼處理。

3 壓縮編碼技術

視頻信息進行數字化處理后，會獲得巨大的數據量信息，通過分量編碼電視信號來進行舉例說明，其數據率能夠達到216 Mbit/s，在這一狀況之下，一小時內的電視節目播出便要應用到80 GB左右的存儲容量，若要就此類高速率的數字電視信號帶寬進行長距離的傳輸，便需應用到160 MHz左右的信號帶寬，很明顯在當前所現有的媒體上進行傳輸其所需要付出的成本是極其巨大的。針對計算機圖像基于VGA顯示模式之下，如果分辨率在640×480，要達到30幀/ s的圖像系那是，相應的數據率最少也應達到9.2 Mbit/s，因而為了促進信號利用率的提升，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，便需對圖像數據采取壓縮處理。

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

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

在數字視頻技術和計算機多媒體設備的大規模應用基礎上，對于電視節目的制作也開始越來越多的應用計算機非線性編輯技術。這一技術即為數碼技術和計算機多媒體技術的結合體，進行非線性編輯時，計算機設備將會對所有的視頻段落采取計算機數字化的之路方式，同時將之存儲于計算機硬盤當中，因計算機同媒體所具備的交互特性，人們可對所存儲的數字化文件不斷更新，對視頻進行高效化的編輯處理。

采用非線性處理的具體操作為：創新編輯平臺，置入于數字化的視頻素材，此平臺也可自由設定視頻信息，能夠逐幀或逐秒展開，其中的間隔時間可自主選取，同時調取出編輯軟件進行剪輯、排序、素材連接、特效添加、實時特技及增加字幕等處理。

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

5 結語

在制作電視節目時，通過應用數字視頻處理技術能夠極大地提高節目質量，使電視節目播放出的視頻效果更佳。選用更專業化的采集、編輯及播放設備，同時配備以最新型的軟件設備支持，便能制作出質量上乘的電視節目。希望本文對數字視頻處理硬件技術、壓縮技術、壓縮編碼技術及編輯技術在電視節目編輯制作中的應用介紹，能夠為相關電視節目編輯提供一些可供參考的內容。

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[4]WANG Gang,王鋼,MENG Limin等.DVR系統中多路視頻處理技術的研究與實現[A].浙江省電子學會2012學術年會論文集[C].2012.

王鑫（1962-），男，吉林集安人，大專，研究方向：電視編輯。