非线性

编篡者 TV-io 发布于 2005年04月07日 (3608 人次阅读)

编辑是电视节目后期制作的核心，自从出现了磁带录像机，便出现了基于磁带的线性编辑，目前，线性编辑已在电视节目制作领域使用了近四十年。20世纪90年代，随着计算机技术，多媒体技术，以及视频信号压缩编码技术的发展，出现了基于计算机平台的以硬盘为存贮介质的非线性编辑。由于线性与非线性编辑各有优缺点，且有很强的互补性，于是出现了取线性与非线性编辑之所长，将二者有机结合起来的混合编辑系统。

一、线性编辑系统

线性编辑系统是指只能按照一定顺序存取和处理素材的编辑系统，通常都是指磁带编辑系统。由于线性编辑系统是以磁带作为存贮介质，磁带不仅容量大，而且价格低廉，因而到目前为止，磁带编辑系统仍是各级电视制作部门后期制作的主要设备。

线性编辑系统的构成要件主要有磁带、编辑录像机和编辑控制器，磁带是贮存视、音频及辅助信号的介质，主要有氧化物磁带和金属磁带二种，另外，不同格式的录像机所用磁带的规格亦不同，一般不能互换使用。编辑录像机是线性编辑系统中存取视、音频及辅助信号的主要设备，它与普通录像机是有区别的，一般来说，编辑录像机必须具备完善的伺服系统、旋转消磁头、音频组合磁头和场消隐切换功能，才可完成编辑任务。编辑控制器是线性编辑系统中对编辑录、放像机及其它设备进行集中控制的设备，该设备的控制功能是通过编辑接口来实现的，目前通用的编辑接口为RS-422A 9芯接口，编辑控制器根据其控制功能的强弱可分为普通编辑控制器和具有时间码功能的A/B卷编辑控制器二种。

由于线性编辑系统的构成要件中各要素的功能和属性不同，系统的档次和规模各异，因而其分类方法也是多种多样，若从编辑录像机的格式来分，则有同格式编辑系统和各格式混合编辑系统二种，在同格式编辑系统中，又有VHS编辑系统、S-VHS编辑系统，U型低带编辑系统、U型高带编辑系统、U型超高带编辑系统，8mm编辑系统、Hi8编辑系统、Betacam编辑系统、Betacam?SP编辑系统、MII编辑系统、数字Betacam编辑系统、Betacam?SX编辑系统、Digital-S编辑系统、DVCAM编辑系统、DVCPRO编辑系统、DVCPRO 50编辑系统、MPEG IMX编辑系统、HDCAM编辑系统、DVCPRO HD编辑系统等。在各格式混合编辑系统中，由于其编辑录、放像机的格式不同，因而可以是同格式编辑系统中所介绍的任何二种相异格式组成的系统。若从系统的功能和规模来分，则有一对一编辑系统、二对一编辑系统、二对一A/B卷编辑系统、二对一A/B卷特技编辑系统，多对一编辑系统等。

典型的一对一磁带编辑系统如图1所示，二对一A/B卷特技编辑系统如图2所示。

配置磁带编辑系统时主要应考虑以下一些问题：

1.磁带编辑系统中的录像机格式（至少放机格式）应与前期摄录像设备中录像机的记录格式一致。 2.编辑录、放像机的遥控接口应与编辑控制器的遥控接口一致，目前一般均为标准的RS-422A 9芯接口。

3.根据所用设备的档次和接口配置情况，应尽量采用高质量的视音频接口连接编辑录放像机。

二、非线性编辑系统

非线性编辑系统是指能够随机存取和处理素材的编辑系统，通常是指以计算机为平台，以硬盘为存贮介质的编辑系统。由于非线性编辑具有成本低，信号损耗小，素材存取方便，便于修改，集成化程度高等优点，因而近年来在各级广播电视制作部门获得了广泛的应用。

非线性编辑系统的构成要件主要有计算机平台、非线性编辑板卡和非线性编辑软件三部分。其中计算

机是非线性编辑最基本的硬件平台，早期的非线性编辑大多采用MAC平台，随着微机技术的发展，目前非线性编辑的计算机平台已由早期的MAC平台逐渐转向采用PC机下的Windows NT操作系统和Windows 2000操作系统。非线性编辑板卡是非线性编辑的核心部件，它主要完成视、音频信号的实时采集、压缩、解压缩和回放等功能，非线性编辑板卡有单通道和双通道之分，单通道板卡只能处理一层画面，二层以上画面的处理和特技功能全部由软件完成。因而不能满足对实时性和复杂画面的处理要求。双通道编辑板卡能够处理二层以上的画面，可以实时完成部分特技功能，因而其一推出，便在国内外各厂家生产的非线性编辑系统中获得了广泛的应用。其中尤以加拿大Matriox公司的Digisuite双通道编辑板卡功能最强，使用最多。非线性编辑软件一般具有编辑、特技、动画、字幕等功能。

在非线性编辑的发展过程中，压缩格式始始终是决定非线性编辑板卡压缩效率和编辑功能的主要因素，到目前为此，非线性编辑系统中采用过的压缩标准主要有小波变换、M-JPEG、DV和MPEG-2等。其中小波变换是一种高效的压缩编码方法，曾在早期的非线性编辑系统中采用过，近年来，有关小波变换的压缩方法仍处于研究和完善的过程中。M-JPEG是在静止图象压缩标准JPEG的基础上演变而来的，它把活动的视频图像当作连续的静止帧来处理，对每一个静止帧仅采用基于DCT的帧内压缩，因而特别适合帧精度的后期编辑，由于其具有良好的可编辑性，因而在非线性编辑中获得了广泛的应用，并一度成为非线性编辑的主要压缩格式。DV压缩格式最早应用于家用数字录像机、SONY公司的DVCAM格式录像机、松下公司的DVCPRO和DVCPRO 50等格式录像机中，也是采用基于DCT的帧内压缩方式，目前DV压缩方式已开始在非线性编辑系统中采用。MPEG-2是一种针对活动图像的压缩标准，它既采用了基于DCT的帧内压缩，也采用了基于运动补偿的帧间压缩，因而比其它几种压缩方式的压缩效率要高，最早采用MPEG-2压缩方式的是1996年SONY公司推出的Betacam?SX盘带结合型录像机，该录像机中采用的是将MPEG-2推广到演播室制作领域而形成的4∶2∶2P@ML标准（采用I、B帧，GOP=2），2000年SONY公司推出的MPEG IMX录像机中亦采用了只有I帧的MPEG-2压缩方式。2000年以来，随着支持MPEG-2帧精度编解码芯片的推出，很快使其在Matriox和Pinacle等公司生产的MPEG-2非线性编辑板卡中获得了应用，与此同时，采用MPEG-2压缩方式的非线性编辑系统开始推向市场。目前，支持DV、DV50、MPEG-2的不同GOP结构的多格式混合编辑系统正成为非线性编辑市场的主流。

典型的纯非线性编辑系统如图3所示。

三、混合编辑系统

为了充分发挥线性、非线性编辑各自的特点与优势，目前计算机厂家和传统的视频厂家生产的非线性编辑系统均不同程度地考虑了与磁带编辑系统相结合进行混合编辑的情况，这种将线性与非线性相结合而组成的编辑系统称为混合编辑系统。目前混合编辑系统的使用方式主要有以下几种：

1．非编兼具录机和编辑控制器功能的混合编辑系统

该系统的连接方式如图4所示：

该系统既可实现纯非线性编辑，亦可实现线性编辑，在纯非线性编辑中，图4中的录像机作上、下载用，上载后的素材利用非编系统进行非线性编辑。在线性编辑中，图4中的录象机作放机用，非编兼具录机和编辑控制器的功能。

2．非编兼具录机功能的混合编辑系统

该系统的连接方式如图5所示。

图5与图4实现的功能基本相同，二者的主要区别在于，实现线性编辑时，图4中的非编系统处于主

控地位，而图5中的非编则处于受控状态，受控于外接的编辑控制器。

以上两种混合编辑系统以计算机厂家生产的产品居多，其优点是兼具线性和非线性编辑功能，在素材量较大时无需全部上载素材，节约了编辑时间，在大量长段无技巧组接编辑中使用非常方便。

3.线性、非线性和半非线性混合编辑系统

该系统的连接方式如图6所示：

该系统中的非编系统兼具控制、特技、字幕、调音台等多项功能。可实现：

（1）纯非线性编辑。该状态下图6中的编辑录、放像机可作上载素材用，编辑录像机作下载素材用。 （2）二对一A/B卷线性编辑。该状态下图6中的非编系统兼具编辑控制器和切换台的功能（需选购二维、三维特技板卡，亦可在该系统中接入切换台，省去非编的二、三维特技板卡），实现由非编控制的A/B卷特技编辑。

（3）半非线性编辑。在素材量较大或所用素材在同一盘磁带上时，可将一部分素材上载到非编的硬盘，利用该系统实现磁带和硬盘素材之的A/B卷编辑。该编辑方式综合运用了磁带的线性和硬盘的非线特点，故称为半非线性编辑。

该系统中，放像机和录像机可多格式（如BETACAM-SP，DVCAM等）、多接口（复合，分量、Y/C、QSDI等）混合使用，若编辑放、录像机与非编系统的压缩格式一致时，可通过数字压缩接口实现高速的数字编辑。

该方式的典型示例为SONY公司的DVCAM（或BETACAM-SP）与ES-7组成的编辑系统。

4．线性与非线性组合编辑系统

该系统可由用户根据现有设备的具体情况灵活配置，一种可行的组合方案如图7所示。

在该系统的配置中，需合理地分配编辑放、录像机和切换台的视音频接口，尽量将高质量的接口用于主信号的传送。一般来说，该系统可实现下列功能： （1）由编辑放、录像机作上、下载素材用的纯非线性编辑。

（2）由编辑放像机、编辑录像机、切换台、调音台和编辑控制器组成的二对一A/B卷线性编辑。 （3）若非编的功能许可，亦可实现由编辑放像机和作为录机的非编之间的线性编辑，以及半非线性编辑。

5.非线性脱机与线性联机编辑系统

由于非线性编辑的存贮容量有限，在素材量很大（如电视剧制作）时，为了保证节目的制作质量，可利用非线性编辑系统在大压缩比下进行脱机粗编，待粗编完成的样片通过评审后，再利用非编得到的EDL数据，通过高质量的线性编辑系统编辑成品母带。