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发烧档案 为什么选择了HDV(4)

http://www.sina.com.cn 2005年07月07日15:25 DV时代

  2HDV是使用4:2:0 MPEG-2 IBP帧编码方式,25Mbps编码,比刚刚提到的对标清图像8-11Mbps的编码显然高了,但相对于比DV原始数据大近4倍的HDV原数据来说,25Mbps一点也不高,尤其是HDV采用了6/12帧的GOP结构,对码率的要求更高。采用什么方法再降低一点压缩对图像的损失风险呢?一般是采用予压缩,即在有损的编码之前,先对数据进行处理,降低参与有损编码的数据量,先甩掉一部分不敏感的数据,如降低清晰度。采用1440×1080代替1920×1080的取样也有类似的效果,也是出于同样的考虑。所以对HDV而言,未必是取样越多越好。具体是如何采用予压缩技术的,在哪里做了手脚,这可是厂商的核心机密,用户只能通过测试进行检测。但真正规范有说服力的检测,一般用户是不可企及的,只有寄希望于国家级的检测机构。

  3同样的MPEG-2压缩方法对不同制式的影响是不同的,MPEG-2对图像的压缩损失与图像的相关性有关,对同样内容的图像,帧的相关性越好则对图像压缩损失越小。那么可以说,帧频越高则帧的相关性越好,再可以引申为,同样的HDV压缩方式,对720/50p的压缩损失要小于1080/50i。从这个方面理解,720/50p方式是比较实惠的。

  4HDV毕竟是高清,我们有理由相信,HDV的第1代质量是不错的,3代以内的编码也是完全可以接受的。对于编辑,我们应考虑到,HDV是4:2:0 MPEG-2 IBP帧间压缩方式,6/12帧一个GOP,对帧间的相关性要求高,不像DV是帧内压缩。这是与DV差别最大的。如果编辑点过于密集,在一个GOP内有多个,则帧间的相关性很差,HDV压缩对图像的损失就很大。所以编辑的时候就应当注意,首先注意在什么文件环境下编辑,在MPEG-2IBP帧环境下,编辑尽量少;在下载为"中间"文件(当前HDV非编普遍采取的文件形式,AVI格式)环境下虽然可以做连续单帧的编辑,但要注意编辑后的节目以什么方式输出,如果输出到高档高清的录像机或以帧内压缩的文件输出,则没有明显的质量问题。如果是回到HDV格式或到其它MPEG-2IBP帧方式,对编辑点密集的图像是有明显损失的,可能出现的故障有马赛克、图像分裂、跳帧等。

  HDV的后期制作与周边环境

  HDV录像机不具备进行线性编辑的基本条件,所以HDV没有编辑录像机。HDV的后期制作有其它的解决方案。

  1解码下载到高档的高清编辑录像机再进行编辑,这种方法基本上保留了HDV的原始质量。这种方式要求HDV录像机具有HD-SDI信号的输出能力,目前所了解的HDV摄像机没有这种输出能力,寄希望于未来HDV的录像机了,或者是其它厂商的1394到HD-SDI转换器了。(最近的信息显示生产HDV的厂商都配套生产了有HD-SDI信号输出的录像机)

  2HDV摄像机的信号接口有1394接口和下变换的Y/C和复合视频输出接口,有些摄像机具有模拟分量信号输出。当前的高档高清编辑录像机和非编系统都没有标配的模拟分量输入接口,所以摄像机的模拟分量输出只有到高清监视器的实际意义。目前,HDV到非编只有依靠1394接口,HDV摄像机磁带上的MPEG-2文件以TS流的形式下载到非编。非编通常把TS流转换成便于编辑的"中间"文件,从MPEG-2文件到"中间"文件的重要变化是从帧间压缩方式到帧内压缩方式,占用空间从25Mbps扩大到100Mbps以上,增加了约4倍。这样的"中间"文件的压缩水平是什么样的量呢?我们可以对比标准清晰度环境下的DV文件, 是5倍压缩;100Mbps的"中间"文件相对于HDV原始信号(467和553)也压缩了约5倍,如果考虑到HDV的高清信号进行了予压缩,压缩比可能小于5。所以,这样一个编辑平台比DV在标清的编辑平台略好。但不同的是,DV格式非编可以以DV文件的形式输出到磁带,对文件质量是无损的,而HDV非编的"中间"文件输出到HDV摄像机要经过再次的MPEG-2压缩到TS流,是有损的。所以,这样的转换不益多次进行。

  HDV给我们带来的机会和挑战

  美国的调查公司发现,有一大半民众分辨不出HDTV与普通DTV的画质差异,这说明了什么哪?我们前面谈到数字电视的多样性正是显示了当代数字电视时代的特征。首先,数字电视播出使标准清晰度电视的收看效果得到提高,消除了重影、噪波这类由于传输造成的严重影响画面质量的因素,普通电视节目更清楚、更好看了。收看的满意度受多种因素影响,清晰度只是一个方面,逐行扫描的应用,帧频的提高都是对收看满意度的提高,数字电视的多种规格如1080i,720p等使HDTV本身存在收看效果的差异。HDTV的最终收看质量取决于拍摄制作质量,传输质量和显示质量,也和拍摄对象有关。电视台制作高清,传输公司播高清,电视机能显示高清,观众才能看到高清。且不说电视台制作和传输设备的差别,收看端电视机的质量差别就太大了。走进现在电器商场,号称能接收各种HDTV信号的接收机比比皆是,价格从3000元到几万元,真正使用标准信号源信号显示真正1920×1080图像质量的一台也没有看到。笔者有幸观看了中央电视台对各种高清监视器的测试,专业的监视器也存在明显的差异,好的监视器价格几十万元之巨。所以不同的用户看到的高清也是不同的,在这种情况下,哪一个是高清哪一个是标清呢?数字高清时代带有明显的多样性特征,像素从标清的44万(720×576)像素提高到高清的最大200万(1920×1080),在这个大范围中存在中间的状态和内容是很正常的。这里,既有制式所规定的因素,也有技术和价格上的因素。HDV正是这中间的某个部分,也是一个范围,它比标准清晰度电视规定的范围大大提高了。

  由于数字电视的多样性特征,在高清领域出现比标清更多的数字格式是一点不希奇的。那么为什么选择了HDV呐?有DV的存在是最重要的一个原因,由于记录数据都是25Mbps,机芯的结构基本相同,减少了开发和生产的成本。HDV相比广播级高清,价格的差别是非常明显的,刚推出的机型的价格几乎和标清的DVCAM一样。HDV对DV向下兼容有利于从标清到高清的过渡。非编的发展是第二个原因,在传统编辑时代,根本无法想象如何对MPEG-2IBP帧方式文件进行编辑。计算机速度的提高使MPEG2 IBP帧方式编解码完全摆脱了依赖硬件的束缚,非线性无卡编辑已经成为现实。因为使用了MPEG2 IBP帧方式压缩,HDV庞大的数据量可以压缩到和DV文件同样大小,记录到同样的DV磁带上。1394接口成为HDV到非线性编辑的桥梁,数据流的传输对信号质量没有影响,保证节目传输质量。1394接口还可以搭载HDV文件到D-VHS录像机和兰光盘,作为节目保存和传播的媒介。

  HDV作为低成本的高清,摄像机方面也与之同步,首先进入市场的是3×1/3寸CCD的手持摄像机,像素在130万左右。这个水平与标清的手持摄像机相比,像素有所提高,可以达到1280×720的水平,但对满足1920×1080还明显不足,即使是对应1440×1080略有差距。镜头方面,为避免增加太多的重量和价格,还没有应用真正的高清镜头,只是采用了16:9的规格。由于HDV摄像机的镜头和寻像器的体积较DV摄像机更大,当前手持HDV摄像机的体量还是偏大,完全不是一个掌中宝摄像机。在保证高清图像的前提下,HDV摄像机还有很多的上升空间,如采用真正高清规格的镜头,增加CCD的面积,提高像素达到200万左右水平等。这样的条件下,摄像机的体积和重量肯定会增加,预见 HDV摄像机会发展成一个产品系列,有手持的,更多是肩扛式的产品,技术规格也会相应提高,直到与高标准高清摄像机衔接。

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