论小型媒体数字视频、音频运用

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——非线性编辑系统在县级广播电视台的运用

毕业设计提纲

关键词：视频音频网络

摘要：本文简要介绍了关于数字视频及音频知识，以及在县级广播电视台的设计与实现

目录：

摘要------------------------------------------------1页

引言------------------------------------------------1页

一、数字音、视频------------------------------------2页

1.1.数字音视频--------------------------------------2页

1.2.数字与模拟音视频的比较分析----------------------5页

1.3.数字音频、视频优势------------------------------9页

二、广播电视数字化---------------------------------10页

2.1.音视频格式规范---------------------------------10页

2.2.目前县级广播电视台数字编播现状与问题的思考-----14页

三、广播电视媒体数字化理论基础---------------------16页

四、数字平台功能描述-------------------------------21页

五、音视频共享的设计与实现-------------------------24页

5.1.网络建设---------------------------------------24页

5.2.标准设定---------------------------------------27页

5.3.数据资料的共享与保存---------------------------28页

六、软件介绍与使用---------------------------------31页

七、结论（500字）----------------------------------32页

八、参考文献（200字）------------------------------32页

非线性编辑系统在县级广播电视台的运用

摘要

现在数字时代的概念强烈地冲击着我们生活的方方面面，人们正以不可预知的速度进入到数字时代。电脑、MP3、数码相机、以及DV正在飞速地融入我们的生活之中，并且逐步成为一种不可或缺的产品。在数码视频领域中，计算机技术可以说是叹为观止了。我们时时刻刻都能真实地感受到数字视频技术的发展力。而在影视制作的数字化历程中，非线性编辑技术可以说是最为引人注目的。作为小型媒体的县级电视台如何运用好数字音视频设备，达到与现代数字技术接轨，更好的发展起主要还在于数字技术的掌握和数字设备的运用。

引言

电视的产生，不仅扩大和延伸了人们的视野，而且以其形象、生动、及时的优点提高了信息传播的质量和效率。在当今社会，信息与电视己经是密不可分的了。现如今多媒体的概念虽然与电视的概念不同，但在将文、图、声、像等作为信息进行传播这一点上是完全相同的，所不同的是电视没有交互性，而且电视传播的信号是模拟信号而不是数字信号。运用多媒体计算机和网络的数字化、大容量、交互性以及快速处理能力，对视频信号进行采集、处理、传播和存储是多媒体技术一直追求的目标。今天，视频制作领域由于“数字化”理念的深入已产生了深刻的革命。非线性编辑系统迅速在国内各电视台、影视制作中心和多媒体出版物各个方面起到了主导作用。数字化浪潮正猛烈冲击着传统的影视制作、播出领域。县级广播电视台和小型媒体面临着从模拟制全面走向数字化的一场革命。

一、数字音、视频

1.1.数字音视频

数字音频就是首先将音频文件转化，接着再将这些电平信号转化成二进制数据保存，播放的时候就把这些数据转换为模拟的电平信号再送到喇叭播出，数字声音和一般磁带、广播、电视中的声音就存储播放方式而言有着本质区别。相比而言，它具有存储方便、存储成本低廉、存储和传输的过程中没有声音的失真、编辑和处理非常方便等特点。

知道了这些，对于熟悉电脑音频来说还不够，我们还得了解几个关于数字音频的基本知识：

采样率：简单地说就是通过波形采样的方法记录1秒钟长度的声音，需要多少个数据。44KHz采样率的声音就是要花费44000个数据来描述1秒钟的声音波形。原则上采样率越高，声音的质量越好。

压缩率：通常指音乐文件压缩前和压缩后大小的比值，用来简单描述数字声音的压缩效率。

比特率：是另一种数字音乐压缩效率的参考性指标，表示记录音频数据每秒钟所需要的平均比特值（比特是电脑中最小的数据单位，指一个0或者1的数），通常我们使用Kbps(通俗地讲就是每秒钟1000比特)作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2Kbps（也就是记录1秒钟的CD音乐，需要1411.2×1024比特的数据），近乎于CD音质的MP3数字音乐需要的比特率大约是112Kbps～128Kbps。

量化级：简单地说就是描述声音波形的数据是多少位的二进制数据，通常用bit做单位，如16bit、24bit。16bit量化级记录声音的数据是用16位的二进制数，因此，量化级也是数字声音质量的重要指标。我们形容数字声音的质量，通常就描述为24bit（量化级）、48KHz采样，比如标准CD音乐的质量就是16bit、44.1KHz采样。

模拟视频的数字化包含很多的技术间题，例如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式，而计算机工作在RGB空间;电视机是隔行扫描，计算机显示器大多是逐行扫描;电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此，模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一等。模拟视频一般采用分量数字化方式，先把复合视频信号中的亮度和色度分离，得到YUV或YIQ分量，然后用三个模/数转换器对三个分量分别进行数字化的转换，最后再转换成RGB空间。

数字视频的采样格式及数字化标准

1·数字视频的采样格式

根据电视信号的特点，亮度信号的带宽是色度信号带宽的两倍。因此其数字化时可采用幅色采样法，即对信号的色差分量的采样率低于对亮度分量的采样率。用Y:U:V来表示YUV三分量的采样比例，则数字视频的采样格式分别有4:1:1、4:2:2和4:4:4三种。电视图像既是空间的函数，也是时间的函数，而且又是隔行扫描万式，所以其采样方式比扫描仪扫描图像的万式要复杂得多。分量采样时采到的是隔行样本点，要把隔行样本组合成逐行样本，然后进行样本点的量化，再进行YUV到RGB色彩空间的转换等等，最后才能得到数字视频数据。

2·数字视频标准

为了在PAL、NTSC和SECAM三种电视制式之间确定共同的数字化参数，国家无线电咨询委员会(CCIR)制定了广播级质量的数字电视编码标准，称为CCIR601标准。在该标准中，对采样频率、采样结构、色彩空间转换等都作了严格的规定，主要有:

(1)采样频率为fs=13.5MHzo

(2)分辨率与帧速率。

我们可以根据采样率，在不同的采样格式下计算出数字视频的数据量。这种木压缩的数字视频数据量对于目前的计算机和网络来说，无论是存储或传输都是不现实的，因此在多媒体中应用数字视频的关键是数字视频的压缩技术。

1.2.数字与模拟音视频的比较分析

模拟视频（AnalogVideo）是一种传输图像和声音的连续的变动电信号。就是将摄像头采集的光信号转换为以正弦波方式记录的电信号，常见的有专用格式的BetacamSP，以前，县级电视台还使用过家用格式的VHS、8mm和Hi8等，模拟视频及其常用格式有：

BetacamSP：广播级录象机的型号之一,由SONY公司制定并生产。

VHS：所谓的VHS即为俗称的“大带”，使用12mm带宽的录影带。水平解像度为280-300线。因为是12mm带宽的录影带，也有人称之为V12。

8mm：也叫V8。所谓V8是因为他所使用的录影带为8mm的带宽所致，全名为Video8简称V8。水平解像度为270线。

Hi8：Hi8与V8同为使用8mm带宽的录影带，但是水平解像度为400线。

数字视频及其常用格式

数字视频（DigitalVideo-DV）是定义压缩图像和声音数据记录及回放过程的标准。这就同时包含DV格式的设备和数字视频压缩技术本身。

其实，数字录像机的发展就其记录格式分有非压缩和压缩两大类。非压缩记录格式的录像机有D1、D2、D3、D5等系列，它是以原有信号码率直接记录输入信号，保持了信号的原有水平,为无损记录。记录方式又分数字分量（D1、D5）和数字复合（D2、D3），它们代表了录像机设备最高标准，图像质量最高，信号损失最小，但由于图像信号数据量很大，对机器硬件的要求极其苛刻，因此价格非常昂贵，虽然产品已问世数年，但仅有少数对画质要求极高的广告公司等单位少量使用，在国内各电视台未能推广。因此，通常意义上所说的数字视频格式指的是采用压缩技术的视频。采用压缩方式记录的产品有数字Betacam(DVW)、DV、DVCPRO、DIGITAL-S、DVCAM、Betacam-SX等。

当前有三种常用DV格式：miniDV、DVCPro和DVCam、miniDV最常见，通常是家用摄像机使用的格式。DVCPro和DVCam为专业格式。

DV格式采用宽度为6.35mm具有较高耐磨强度和较高磁性能的低噪声高输出金属蒸镀型磁带。带盒的规格有两种：标准尺寸为125mmX78mmX14.6mm，迷你型尺寸为66mmX48mmX12.2mm。

DV格式数字摄像机对视频采用4:1:1数字分量采样标准，8bit量化，基于离散余弦变换DCT的5:1帧内压缩，数据率24.948Mbps。对音频信号采用两种PCM脉冲调制编码方式：其一是采样频率48kHz、16bit量化的双声道立体声方式。其二是采样频率32kHz、12bit量化的四声道方式，这种方式可方便后期编辑中的配音配乐。

数字视频的信号质量：目前DV格式数字摄录机，其记录图象的水平分辨率为500线，信噪比高达54dB，达到了广播级的下限指标。在记录过程中，亮度信号Y与两个色差信号U、V，三者不在同一频带传输并分别记录，避免了相互串扰和影响。此外，视频和音频信号在输出时先要进入数字存储器，然后以新的时间码标准输出，这样就消除了使用模拟机常见的图象抖动、扭曲等时间码误差，图象和声音更加稳定。使用数字存储器还能有效的进行信号失落补偿，消除模拟机播放录像时常见的“雪花”现象。

同时，由于对声音的处理采用了与音乐CD和数字录音带相同的编码方式，重现最强与最弱的动态范围可达96dB，与音乐CD相似。所以，图象清晰度高、色彩还原逼真、音响效果好，是DV格式数字摄录机的一个重要特点。

1.2模拟视频及数字视频格式的比较

模拟视频

*专业格式（如BetaCamSP）比其他格式的分辨率更高，而噪声最少。我们知道VHS、BetaCamSP都是以模拟方式作记录，模拟方式记录手法虽然当成熟，但是因为记录方式的落后，容易发生失真，尤其在对编时，多次的倒录极易发生信号严重衰减。*家用格式（Hi8，S-VHS和VHS），这些家用格式与专业格式和DV格式相比，产生大量的噪声，且分辨率也很低。

*制作过程将导致生成损失，因为复制视频意味着丢失一些数据。

*模拟格式的视频需要用捕捉卡、帧控制卡将视频信号数字化后才能在计算机上处理。捕捉和录制是逐帧进行的，不实时。

数字视频

*影像质量好、设备价格较低

*不会导致制作过程的质量损失

*不需要视频捕捉卡和帧同步卡，捕捉和录制是实时的。

数字视频的兴起突出显示了模拟技术在监视系统中的缺点，包括麻烦费力的因素（即手工进行录影带更换与存储）、无法升级、难以与其它系统集成，还无法进行远程访问。由于数字视频具备可编成功能，这是数字信号处理的内在功能，也是数字视频技术的基础所在，这就消除了上述障碍。

1.3.数字音频、视频优势

数字音视频的优势不仅在于效果好、易于存储和分发，更在于容易编辑处理。不再需要复杂而昂贵的专业设备，仅仅凭借一台普通的电脑和相应的软件，就能够处理各种数字音频文件，对其进行编码、修饰，在资金并不宽裕的县级电视台这一点很重要。在视频方面，一般的县级电视台使用的多为DVCAM或DVCPRO格式摄像机。DV视频的54dB信噪比BetacamSP的51dB要好一些，DVC5.75MHz的亮度带宽比BetacamSP的4.1MHz高出一截。然而现在市场上，专业的BetacamSP的摄像机还是拥有比DV更好的CCD，而同时以BetacamSP摄像机为例，其价格至少是SonyDCR-VX1000市场价格的5倍。大部分专业质量的可互换的摄像机镜头（Fujinon，Canon）比整套DCR-VX1000还贵。直接压缩为DV，而要达到BetacamSP的图像质量，需要使用带DV接口的专业级数字摄像机。无论如何，大部分专家认为DV与BetacamSP相比，DV令人难以置信地“物超所值”。

二、广播电视数字化

2.1.数字音视频格式规范

音视频数字资源主要格式：

数字音频是指一个用来表示声音强弱的数据序列，是由模拟声音经采样、量化和编码后得到的。简单地说，数字音频的编码方式就是数字音频格式，我们所使用的不同的数字音频设各一般都对应着不同的音频文件格式。下面我们就来介绍几种常见的数字音频格式。

l·WAV格式

WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被windows平台及其应用程序广泛支持。WAV格式支持许多压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，采用44.lkHZ的采样频率，16位量化位数，因此WAV的音质与CD相差无几，但WAV格式对存储空间需求太大不便于用户的交流和传播。

2·MlDl格式

MIDI格式又称作乐器数字接口，数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其他设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的硬件及设备间传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。

3·"红皮书"格式

用户一定都很熟悉CD这种音乐格式了，扩展名CDA，其取样频率为44.lkHz,量化位数。CD存储采用了音轨的形式，又叫"红皮书"格式，其记录的是波形流，是近似无损的格式。

4，MP3格式

MP3全称是MPEG-lAudioLayer3，它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。

5·MP3Pro格式

MP3Pro格式可以在基本不改变文小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情抄最大程度地保持压缩前的音质。

6·WMA格式

WMA格式是微软在因特网音频、视频领域中的力作。WMV格式是以减少数据流量但保持音质的方式实现了更高的压缩率，其压缩率一般可以1:18。

7·MP4格式

MP4在文件采用了保护版权的编码技术，只有特定的用户才可以播放，有效址了音乐版权的合法性。另外MP4的压缩比达到了1:15，体积较MP3更小，但音质封下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件，因此其流传性与MP3相比差距毛

8·VQF格式

VQF格式压缩率1:18，因此在相同条件下压缩后，VQF的文件体积比MP3小，更加有利于网上传播，同时音质极佳，接近CD音质。但VQF末公开技术，所以至今为止未能流行开来。

数字视频格式：

首先，我们来明确一下数字视频(DigitalWdeo-DV)的概念，数字视频是定义压缩图像、声音数据记录及回放过程的标准。下面介绍几种常见的视频格式。

l·ASF格式

ASF格式是一种可以直接在网上观看视频节目的文件压缩格式。由于它使用MPEG4的压缩算法，所以压缩率和图像的质量都很不错。

2·NAVl格式

NAVI格式是newAVI的缩写，概括来说，NAVI就是一种去掉视频流特性的改良型ASF格式。

3·AVI格式"

AVI格式是AudioVideoInterleave的缩写，这个视频格式在Win3·1时代就开始出现，这种格式的好处是兼容好、调用方便；图像质量好，但缺点是尺寸大。

4·MPEG格式

MPEG格式它包括了MPEG-l、MPEG-2MPEG-4(注意，没有MPEG-3，大家熟悉的MP3只是MPEGLayer3)MPEG-l相咱家接触得最多的了，因为它被广泛应用在VCD的制作和一些视频片段下载的网络上。MPEG-2是应用在DVD的制作(压缩)方面，同时在一些HDTV清晰电视广播和一些高要求视频编辑、处理上也有相当的应用空间。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。

5、DlVX格式

DIVX格式由MicrosoftMpeg4修改而来的，使用MPEG4压缩算法。它也可以说是为了打破ASF的种种协定而发展出来的。

6·QuickTime格式

QuickTime(MOV)格式是Apple(苹果)公司创立的一种视频格式，在很长的一间里，它只在苹果公司的MAC机上存在。后来才支持WINDOWS平台，是一种优秀的视频编码格式。

7·REALVlDEO格式

REALVlDEO格式开始就是定位在视频流应用方面的，它可以在用56KMODEM拨号上网的条件下实现不间断的视频播方然，其图像质量和MPEG2、DWX等比起来是有一定差距。

2.2.目前县级广播电视台数字编播现状与问题的思考

针对以上数字音视频文件格式，目前比较成熟而且具备高清晰、高保真的数字音视频格式，一般县级电视台常选用WAV的数字音频格式和AVI的数字非线性编辑格式和MPEG-2格式的数字视频播出格式。运用较普通的非线性编辑系统是县级电视台的必然选择。非线性编辑系统是传统设备同计算机技术结合的产物，它利用计算机数字化地记录所有视频片段并将它们存储在硬盘上。由于计算机对媒体的交互性，人们可以对存储的数字化文件反复更新和编辑视频节目。从本质上讲这种技术提供了一种方便、快捷、高效的电视编辑方法，使得任何片段都可以立即观看并随时任意修改。

1、非线性编辑的特点及优势

（1）利用非线性编辑在素材采集时能获得高质量的信号。非线性编辑的素材是以数字信号的形式存入到计算机硬盘中的，可以随调随用，采集的时候，一般用分量采入，或用SDI采入，信号基本上没有衰减。非线性编辑的素材采集采用的是数字压缩技术，采用不同的压缩比，可以得到相应不同质量的图像信号，即图像信号的质量是可以控制的。

（2）.非线性编辑具有的强大编辑功能是线性编辑所不可比拟的。一套完整的非线性编辑的功能往往有录制、编辑、特技、字幕、动画等多种功能，在编辑时工作流程比较灵活，可以不按照时间顺序编辑，它可以非常方便地对素材进行预览、查找、定位、设置出点、入点；具有丰富的特技功能，字幕功能和音频处理功能，可以充分发挥编辑人员的创造力和想象力。编辑同时还可以进行“预视”，即随时可以看到编辑的结果，预视是随时为编辑人员提供最终结果的工具。编辑节目的精度高，可以做到不失帧。便于节目内容的交换与交流。同时，只要是存储在计算机里的其他影视素材同样可以调出来使用，和传统的线性编辑相比较，改变了传统的串行为并行的制作工具，而且还能直观的浏览所有画面编辑组合的效果，实现了资源共享且大大提高了工作效率。一般非线性编辑系统可以兼容各种视频、音频设备，也便于输出录制成各种格式的资料。

（3）.非线性编辑系统的投入资金比较少，设备维护、维修和工作运行成本费用大大降低。传统的一套线性编辑设备价格不菲，而非线性编辑系统只要一个能支持它运行的硬件平台（计算机），一块视频卡和一个非线性编辑软件就行了，这些设备的费用相对于传统设备来讲是非常便宜的。如果传统设备出现了故障，必修专业人员才能解决，而非线性编辑的设备硬件方面只要是对计算机懂得基本维修的人员就可以进行维修，软件坏了可以及时重新安装，这就大大减少了维修费用和维修时间。

2、非线性编辑的发展趋势

目前非线性编辑已经成为电视节目编辑的主要方式，由于其数字化的记录方式，强大的兼容性，相对较少的投资等特点，目前在县级电视台和小型媒体已被广泛应用。多个非线性编辑系统通过网线连网后，可以成为一个独立的资源平台，不仅能起到资源共享的作用，同时还能为音像资料的保存工作节约相当的成本。现在许多电视台，电视节目制作公司在节目制作，播出时，通过非线性编辑技术已经实现了无磁带编辑，无母带播出。

三、广播电视媒体数字化理论基础

近年来，数字技术取得了长足发展，M-JPEG、DV、DV50及MPEG-2等数字压缩格式广泛应用于电视节目制作。为了生产出高质量的电视节目，人们希望采用数字技术进行制作，并把由于格式转换、解压缩和再压缩等数据处理带来的图像质量损伤减至最小。许多广播电视机构和专家对这一问题进行了深入的研究并完成了许多客观测量，取得了很好的效果。

电视图像信号的数据处理一般可分为量化编码、数据压缩和压缩格式转换等，这些处理过程将对图像质量带来不良影响。

在数字电视技术发展初期，对于数字电视图像质量的测评，一直沿用主观评价方法。近年来，泰克公司生产的PQA200图像质量分析系统，可以模拟人的视觉系统进行客观测量，再现人眼的主观视觉评价，计算出图像质量的PQR值，即图像质量比率值。PQR值为10，表示人眼能明显观察到的图像质量损伤；PQR值为3，表示人眼通常可以观察到的图像质量损伤；PQR值为1，表示人眼几乎感觉不到的图像质量损伤。

在相关的研究中，曾采用过三种测试图像信号，测试了多种图像格式的PQR值。第一种是一个简单的女性头像特写，侧重表现肤色和头发的细节；第二种是一个比较复杂的游戏转轮，侧重表现快速运动；第三种是经常用到的以“运动和日历”图像，主要表现含有许多饱和色彩的复杂图像和细微的图像细节。表1列出多种被测格式对三种测试图像信号所呈现的PQR值。

从表1中可以看出，高码率的数据处理对图像质量的影响比较小，当然其设备价格也比较高，并且需要占用较大的数字存储空间。低价位的DVCPRO25和消费类的DV等格式设备，在较低码率情况下也能获得与BetacamSP相当的图像质量。DVCPRO50是一种更高质量的记录格式，测试表明，它可以提供接近于数字Betacam的图像质量水平。同样，码率为50Mb/s的MPEG-2I帧格式，其图像也呈现出相当于DVCPRO50的质量水平。

如何避免数据处理的不良影响？在节目制作中，多次数据处理有可能对图像质量造成不良影响。为了保持数字视频信号的质量必须注意以下几点：

(1)避免转码。如果要在一个非线性编辑系统中输入与之格式不兼容的节目素材，则首先要把素材转码成非编系统可以接受的格式。主要有M-JPEG、DV、MPEG-2I之间的转换，以及MPEG-2I和MPEG-2IBP之间的转换，这些转换都需要解码后再重新编码。而解码和再次压缩编码必然对图像质量造成不良影响。表2是将DVCPRO25转码成M-JPEG后对图像质量产生影响的PQR值。如果使用较高的码率转码，不良影响会变小，但是以增大数字存储空间为代价。

(2)避免A/D和D/A转换。A/D转换涉及抽样、量化和编码处理。抽样前要用低通滤波器对原始信号滤波，以防止高频信号产生频谱混叠。滤波器的截止频率是抽样频率的一半，频率响应曲线比较陡峭，它是影响数字系统质量的一个重要因素，可能造成图像信号的边沿过冲或振铃，以及图像过渡边沿不清楚等，这就会影响到原始图像的清晰度和细腻感等特性。在D/A转换时，也要通过低通滤波器，这同样会对图像质量产生影响。

在量化时，要采用四舍五入的方法来处理量化样值，这样就会产生量化误差。量化误差是数字图像系统中特有的损伤源，通常称之为量化噪声，它会造成图像信号的波形失真和图像的伪轮廓效应。一个优质的图像信号，在经过8b量化之后，其量化信噪比的理论值最高为59dB，当然实际值会低一些。有关研究表明，当图像信号经过两次A/D和D/A转换后，信噪比下降3dB，相当于模拟磁带多复制一代带来的损失。人们在聆听CD唱盘时，常会感到声音比较生硬和刺耳，人们称之为“数字声''''感觉。图像信号数字化以后，也会给人以类似的感觉。与原始模拟图像相比，数字图像的细腻程度与柔和度似乎要差一些。这也说明，电视节目的数字化并不是无代价的。

另外，测试还表明，在一个DV非编系统中，如果要输入模拟复合或模拟分量视频信号，那么经过A/D或D/A转换后，输出的图像质量就会明显降低。例如，在DV非编系统中，以DV输入、DV输出，PQR值仍然是正常值4.89；以DV输入、Y/C输出，PQR值升为6.52；以Y/C输入、Y/C输出，PQR值升为7.28。由此可见，A/D和D/A转换对图像质量的不良影响比较大。

(3)避免解压缩和再压缩。在数字电视节目制作中，对某一压缩格式的图像信号解压后再以另一种格式压缩，图像质量的损伤将比较明显。比如，M-JPEG、DV和MPEG-2I帧之间的格式转换，虽然都是帧内压缩格式之间的转换，但由于它们的码流组织方式和宏块结构不同，所以都要先转换成基带信号，然后再压缩编码，从而实现格式转换。如果要把MPEG-2I帧格式转换成MPEG-2IBP帧格式，也要先转换成基带信号，然后再压缩编码；反之也一样。这些转换，都会对图像质量造成损伤。值得一提的是，如果将4:2:2取样格式转换成4:1:1或4:2:0取样格式，则图像的彩色清晰度在水平或垂直方向将分别损失一半，这也会对图像质量造成明显的损伤。长GOP结构的MPEG-2图像信号，经过解压缩和再压缩处理，对图像的损伤也会比较明显。为减少损伤，可将长GOP帧间压缩的MEPG-2图像信号的视频再编码数据与图像信号压缩数据一起传输，再压缩时参考这些历史再编码数据，使压缩再编码参数与上一次的相同，从而减小图像质量的劣化。这种技术已经成为SMPTE的建议标准并已公布，如SMPTE319M、SMPTE327M、SMPTE328M和SMPTE329M等。Sony公司生产的MSB-2000多格式数据桥，能够实现历史数据的再利用，从而可以减小解压缩和再压缩时图像质量的劣化。

在制作视频特技效果时，对数字压缩格式的图像信号一般都要解压缩。因此，必须合理地设计特技制作系统，最好一次性完成特技制作，以避免多次解压缩和再压缩造成的图像损伤。另外，以较高码率再压缩，对图像质量的损伤较小。

从某种意义上讲，数字电视节目的制作与过去采用1''''录像机编辑母版录像带的时代并没有大的改变。节目制作的目的是生产最高质量的母版，然后用于复制、广播、分配传输和交换。只是现在分配和交换的途径更为广泛了，可以是模拟或数字磁带、VCD、DVD等，也可以是SDI、SDTI、DV、DV50、MPEG-1、MPEG-2甚或实时视频信号、数据码流等。

多格式的非编系统，集成了DV、DV50和MPEG-2I帧压缩格式，允许模拟、SDI和SDTI信号的输入和输出，可提供灵活的数字电视节目制作和最好的图像质量。一般来说，以某种格式采集的节目素材，再以同一格式制作直到最后输出，可确保图像质量最佳

四、数字平台功能描述

随着科学技术的飞跃发展，现代摄录编制作设备不断更新，数字录像制作设备的进步更是日新月异。大量的数码电视专业制作设备也深入广大电视制作领域中。有人说，我现在前期制作设备有广播级的数码摄像机，后期节目制作有先进的三维实时非线性编辑网络系统。高档电视节目包装系统，甚至到电视虚拟演播室，似乎电视设备已经发展到头了。但是一个电视台的设备有两大类：电视节目制作设备和电视节目播出设备。的确您的电视制作设备已经相当先进，但是播出设备模拟、数字录像机、字幕机、台标机、切换器其中还包括大量的录像带、光碟消耗，使播出机房设备费用大增。另外，前端播出机房各类节目必须人工切换，须频繁地切换开关，机械故障率很高，容易产生操作失误，而且还增加值班人员的劳动强度，降低工作效率。所以必须建立一套相对稳定且适合县级电视台使用的数字播出平台；使用一种新型的数字硬盘播出设备来取代传统的落后的电视播出机房，前期的数字编辑能顺利的通过这一平台达到共享和数字播出使得是一种必然的趋势。

上面我们已对县级电视台非线性编辑系统作了一定的介绍，而在县级电视台数字平台建设中则应紧紧围绕数字播出环节建立的与播出系统想象统一的数字平台。

随着计算机技术、数字技术的发展及在广播电视领域中的应用。使得传统的播出系统越来越向自动化、数字化、网络化方面发展。数字化硬盘自动播出系统以其自身优越的性能和优点不但能够克服因通道设备陈旧老化而造成的播出节目质量下降、播出安全系数降低、易出现播出事故缺点，而且还使系统的可靠性大大提，因而被大多数的市级及其以上的电视台所看好，并广泛应用于实际当中。

(1)硬盘播出系统的定义组成及其分类

硬盘播出系统是指在计算机控制下，以硬盘播出代替传统人工播出的自动播控系统。具体来讲它由两部分组成，一部分是硬件，其核心设备为视频服务器，另一部分是软件，它是一套以节目单为线索涵盖节目编辑、审核、节目上载、审看、播出等播出流程所涉及到的所有环节的程序。

目前硬盘播出系统一般有两大类：一类是全硬盘式的自动播控系统，一类是盘带结合的一种自动播控系统。

(2)硬盘播出系统的优点

硬盘自动播出系统与传统的录相带播出系统相对比，有零帧预卷、非线性检测、素材反复使用、资源共享等特点，其优点有以下几个方面：

①提高效率

把重播率较高的广告素材经录像机录入到硬盘中，经节目编辑机编辑后，在硬盘中串成一个个播出段，由硬盘自动播出，或把每段广告下载到播出录像带上通过播控计算机自动播出。这样不仅减少了录像机磁头的磨损和人力劳动，而且节目调整十分灵活，提高了工作效率。

②安全性好

对硬盘播出系统而言，它首先把播出节目素材预先录入到计算机硬盘中，从根本上杜绝了错播、漏播等人为故障的发生，大大降低了错播率和误播率，其次，由于采用硬盘自动播出，减轻了值机人员的劳动程度及精神压力，加上减少了放像机数量及使用时间，从而减轻了值机人员手工切换操作及日常维护工作量，

第三，杜绝了像录像机那样的绞带、卡带等等一系列的机械故障以及人工切换造成的播出故障，使播出安全稳定、信号质量高，大大提高了播出安全性。

③运营成本低

采用硬盘播出系统可大大降低安全播出的运营成本，硬盘播出系统的寿命是放像机寿命的几十甚至上百倍，从长远观点看，采用硬盘播出系统远比放像机播出系统划算，加之120G以上大硬盘的出现以及大硬盘价格的降低，为实现全硬盘播出提供了可能。

④先进性强

硬盘播出系统还可以方便构建多频道播出系统和数字播出系统，对以后的系统升级非常方便。

3、播出系统的选择

全硬盘数字化的播出系统很明显是现在广大电视台的理想选择，对于大多数的县级电视台而言，播控系统的选择又往往受它的经济实力、节目制作技术的现状，数字化发展水平以及管理模式等方面影响，由于整个播出系统较大，也不可能淘汰原来设备另起炉灶。因此，在数字化过渡过程中，有较长的时间模拟与数字并存，要让原来的设备继续发挥作用，县级电视台就必须从实际出发，选择合适的自动播出系统。一般的播出文件格式应选择MPEG-2、MPEG-1的数字视频硬盘播出系统。

五、音视频共享的设计与实现

5.1.网络建设

目前，县级电视台广播电视节目制作、播出和存贮环节分别实现数字化和网络化，虽然在实际应用中取得了很好的效果，但是，这种方式是将制作平台、播出平台、存贮平台分离开来，各个系统之间相互独立，不能互连互通，业务环节没有形成有机的联系，网络化的优势不能充分发挥，仍然不能解决电视制播流程和信号质量方面的问题，不能适应未来电视台业务的发展要求。所以将制作、播出和存储所有环节有机的连为一体，实现电视台制、播、存一体化网络，则意义巨大，可以极大地提高电视台的视音频技术质量，简化工作流程，充分发挥出一体化网络的高效性。

一体化网络设计的原则主要考虑：（1）网络一体化程度越高，对安全性的要求也越高。整个网络系统的安全可靠性主要依赖于系统软、硬件设备的可靠性。设计中必须对所选用的各类设备做全面分析、论证，进行稳定性运行状态的考查。在软件系统中设置防火墙、建立镜像备份数据库等多种措施确保系统具有极高的可靠性。（2）避免应用超前且处于实验性的技术，当前成熟先进技术才是首选的目标。（3）一体化网络系统涵盖了全台节目收录、上载、制作、播出、媒资、总控、节目等所有环节的工作，数据流传输要畅通，素材共享性要好且便利，新建的管理流程要兼顾各个环节的合理性和可靠性，确保提高全台的生产效率。（4）系统必须达到国家广电总局颁发的各类国家标准。（5）结合国际广播电视技术的发展趋势，使系统留有充分的扩展空间和灵活的升级性。但是，基于县级电视台自办节目量少非线性编辑机房与硬盘播出机房距离近而且相对资金有限的实际，在网络建设时应考虑低投入、安全性的维护简便的原则。一般采用百兆数据交换机星形连接方法既可。

1、设计方案

设计依据：一般县级电视台新闻部、广告部和专题部的设有非线性编辑系统，配合硬盘自动播出系统（含字幕系统）的情况，制作机房与播出机房之间传输距离，广电行业发展需求。

设计原理：在电视台新闻部、专题部、广告部，记者拍摄回来的新闻素材进行初编和撰稿，由台长或主编审查修改后交由各部门非线性编辑系统制作成品节目，在非线性编辑系统设备系统打包成MPEG-2的节目格式，与其它部门的节目一道在总编室汇总、审核无误后编排成当天的节目播出表实时上载到前端硬盘播出机房中，由前端的硬盘播出系统定时自动播出。

根据个县级电视台的实际情况设计通过视音频信号上载交换机、百兆数据交换机，将非线性编辑系统与字幕、硬盘自动播出系统相连接组成制作播出网。将需要播出电视节目VCD、DVD格式资料直接拷贝到硬盘播出系统中，1小时的素材只需花费5-8分钟左右就完成拷贝。可以将非线制作好的节目直接打包成MEPGⅡ格式文件上传到硬盘播出系统中；电视剧场的节目可通过视音频线传输到视音频信号上载交换机系统打包成MEPGⅡ格式文件，然后通过百兆数据交换机上传到硬盘播出系统中（播出机房），最后将硬盘播出系统中素材文件按要求编排节目播出表；在利用硬盘播出系统中字幕功能将台标、挂角广告、游飞字幕制作好以便播出时随时插播。制作完成节目单定时，通过多路切换器传输给播出前端。

5.2.标准设定

根据县级电视台采、编、播各部门特点和实际情况应制定相应的节目制作标准和工作管理办法。

1、所有自办节目必须在节目开播前半小时压缩成么MPEG-2文件视频文件发送到播控中心硬盘播出机相应文件夹内。

2、所有节目审片需在提前完成，一般应在节目开播前大于节目自身长度两倍以上时间审毕，给制作人员留有足够节目压缩、传输时间。

3、节目编排、插播由总编室统一安排，所有节目应尽量提前制作完成，如遇到紧急插播，由总编室视节目制作完成情况安排播出。

4、电视剧、VCD、引进节目必须在前一天上载并审查、剪辑完毕，上载文件名应与播出表一致。节目一旦生成MPEG－2文件则无法改动，如必须改动需经分管领导批准，并由于制作人员修改，经审核后替换原播出文件。

5、在硬盘播出机工作期间，严禁其他制作人员调用观看硬盘播出机上的节目、文件。

6、由总编室制定电子节目播出表，与现行节目播出表同时使用。电子播出表由总编室制作人员填报随同节目发送至播控中心，必须详细注明节目播出内容以及时间。现行播出表应另带附表，对节目播出内容详细记录。

7、节目制作生成中不得使用与节目内容无关的彩条、黑场等画面。

8、先将节目打包到本地硬盘，然后再复制到硬盘播出机硬盘，以免有丢祯现象或因网络不稳打包中断。

9、制作播出文件文件名必须统一规范，日期填写准确，严格按规范路径存放文件

10、计算机上要安装防毒软件，尽量避免使用因特网上的素材，或确保无毒后再使用，防止硬播染上病毒，影响正常播出。

11、资料存储。需长期保存的节目以MPEG-2数据形式刻录。凡不足15分钟的节目均用VCD光盘刻录，多于15分钟的节目则使用DVD数据光盘。

12、节目可以打包成MPEG-1、MPEG-2文件。MPEG-1文件基本上10M是一分钟节目，43分钟节目MPEG-2文件是2G，而微软操作系统对视频文件有个限制，既视频文件大小不能超过2G，否则播放不正常。所以，超过43分钟的自办节目，若要压缩成MPEG-2文件，需分成几段，每段不超过43分钟，分别打包。

13、只对自己负责的节目进行操作，不要动别人的共享文件夹里的内容。

14、制定网络硬盘播出表，每位制作人员根据节目按安排情况，完成节目制作后，将节目的有关情况填写在播出表上，由总编室统一填写，传送直播控中心。

5.3.数据资料的共享与保存

数据资料的共享与保存技术中数字压缩格式是首要问题。目前，由于不同压缩技术的同时存在，给一体化网络的统一运作带来了很大的麻烦。MPEG是一体化网络中最重要的压缩格式。MPEG主流格式包括MPEG-1/2/4三种。MPEG-2又分为I帧的帧内压缩、IB帧和IBBP帧压缩。MPEG-2不同码率和帧结构是不能直接兼容的，必须进行转码，转码的时间性要求很高，目前还没有满意的技术支持。折中的方法是将压缩数据解压为SDI基带信号，然后再压缩为需要的格式，如此转码会带来图像质量的降低。从目前的技术分析，存储和制作选用MPEG-2的I帧编码作为主流的格式是较为恰当的，至于节目的播出，选用MPEG-2的IBP长帧编码恰当些。

电视台一体化网络的核心之一是节目存贮，目前传统的磁带存储已经不能满足需求，促使媒体资产管理系统的应运而生，媒体资产管理系统是为客户提供一个集媒体资料数字化、数据资料编目存储、管理检索、浏览查询于一身的可行的完整业务解决方案。媒体资产管理系统的构建需求从根本上讲是使电视台运作方式从制、播为中心转换到以存贮即内容为中心。

采集制作素材时只需一次上载，上载同时在存储系统保存高码率的MPEG-2I帧压缩文件和低码率的MPEG-4压缩文件，这两种文件帧帧对应。无卡工作站可以通过以太网访问较低码率的视频文件，利用软解压技术、软件的视频特技算法，进行视频的编辑，如剪接、字幕、配音等，最终形成EDL。无卡工作站不仅能保证整个入出点设置的零帧误差，还能保证整个搜索过程的平滑过渡。目前硬盘播出系统都选用MPEG-2IBP帧编码，码流也都设置在15Mb/s以下，制作生成的节目不能直接被调用到播出系统播出，必须通过转码，才能被播出系统通过网络调用或者通过FTP文件传递方式调用。另外一个可行的办法就是利用SDI网络，将制作的节目传送到播出硬盘。通常，为了保障播出的安全性，我们将播出的视频服务器存储部分与存储系统分离，播出系统通过浏览低码率素材编辑播出表后，通过数据迁移，将播出节目镜像一份到播出服务器，进行节目的播出处理。

与传统的模拟线性编辑、磁带播出和存储相比较，实现数字非线性编辑、数字化播出、以媒体资产管理为中心的存储一体化网络有以下的设计特点：

（1）一体化网络能够提高全台工作效率、降低运营成本、大幅度增加媒体资产的新价值。同时制作、播出、存储网络之间相对独立，确保在实现全台联网的同时，单个系统内部运行的安全性、稳定性和可靠性。

（2）整个网络采用简单的百兆网络结构，充分利用网络的带宽资源传输不同码率的视音频数据，降低了整个系统的造价。

（3）改进了电视制作和播出的流程化模式，拓宽节目和信息交换的途径，促进全台业务的一体化，实现电视台运作管理的规范化。

（4）采用以数字媒体资产管理为中心的存贮网络有效的解决了目前模拟以及手工模式下视音频资料存储及管理的诸多问题，省去了资料查找时冗长的线性筛选过程，提高了整个系统信息处理自动化，并且解决了视音频资产在管理和利用工作中复杂的相互关系和处理过程，成为电视台业务运作核心和关键战略系统。

六、软件介绍与使用

1、非线性编辑

中文WIN2000操作系统

中文非线性编辑软件（二三维实时特技）

AdobeAfterEffects

AdobePremierePro

AdobePhotoshop6

3DMAX三维动画软件

COOL3D3.0三维汉字软件

ACID3音频软件

字幕软件（静态、左飞、上滚）

VCD/DVD制作刻录软件

2、硬盘播出

中文WINDOWS2000/XP操作系统

中文硬盘播控软件

中文台标、时标、游飞字幕叠加软件

MPEG(VCD/DVD)剪辑软件

中文ADOBEPHOTOSHOP7图象处理软件

超级解霸3000VCD/DVD媒体播放软件

3DMAX三维动画软件

COOL3D三维汉字软件

Adobe®AfterEffects®软件提供了一套完整的工具，能够高效地制作电影、录像、多媒体以及Web使用的运动图片和视觉效果。这样您就可以在2D或3D制作环境中使用精细控制尽现您无穷的创造力。AfterEffects与AdobePremiere®、AdobePhotoshop®和AdobeIllustrator®的集成可谓首屈一指，可用于制作专业化的效果。

AdobePremierePro是一个创新的非线性视频编辑应用程序，也是一个功能强大的实时视频和音频编辑工具，可以精确控制产品的每个方面。

七、结论

随着数字视频技术和多媒体技术的发展，非线性编辑网络已经进入一个蓬勃发展的新阶段，新型大容量硬盘、标准数字接口、新型的视频总线、光纤网络的发展将进一步改进非编网络，提高编辑工作效率，非编以及数字播出系统必将成为电视台编辑制作播出的前进方向；而数字音视频和非线性编辑的使用关键就是要根据本台的需求设计出相应的组建方案，相信只要本着求真务实的工作态度，你也必将通过建成一个完善的非线性编辑播出系统，使县级电视台的节目制作、播出异彩纷呈。

八、参考文献

1、AdobePremierePro完全征服手册崔燕晶编著中国青年出版社出版