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高清节目制作中如何选择高清编码格式
作者:陈瑞英 来源:传播与制作 日期:2012-2-6 浏览:13398 次
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2009年7月份,河源广播电视台电视中心采购了高清摄录设备和编辑设备用于制作一部八集电视专题片。选用的设备是索尼的PDW-700、PDW-EX1以及苹果高标清兼容非线性编辑系统。由于我单位以前一直使用标清设备制作,对高清的制作比较陌生,遇到了不少新鲜的问题。其中纷繁复杂的高清编码格式给编辑人员造成了很大的困扰,看到密密麻麻的各种高清格式就头晕。本文就我本人的理解对高清编码格式在制作过程中对高清视频编辑的影响进行论述,以解读编辑人员在制作过程中对选择编码格式的困惑。

高清的诞生对于编辑设备和编码格式产生了更高的要求。各主要非编厂家纷纷开发相应的格式来推广自己的设备。这些编码格式有来自摄录设备厂家制定的格式,如索尼的HDCAM、XDCAM HD、XDCAM EX格式,松下的DVCPRO HD格式、P2 HD格式,AVCintra格式,多品牌联合制定的HDV格式,有来自专业非编厂家的格式,如苹果的ProRess格式,AVID的DNxHD格式等等。

编码格式对视频质量的影响

视频压缩算法大概分成两种方式:仅压缩I帧,(I frame Only), 在单帧完成所有的压缩,叫帧内压缩;Long-GOP压缩方式,在多帧间进行压缩,也叫帧间压缩。AVCIntra,DVCPRO HD,ProRess,DNxHD采用了I帧方式,HDV,XDCAM HD/EX采用了Long GOP方式。 MPEG-4 AVC/H.264 标准则包含两种方式。

当相邻的图像比较接近时,Long GOP压缩算法比较有优势,可以以较低的分辨率实现高清的拍摄,占用存储空间少。但是在高清的制作中,这个特性就不太明显,尤其在不断亮闪光灯等的记者招待会,快速运动的体育节目,音乐秀等。帧与帧之间相差比较大,用Long GOP的优势就不明显。在现代的非编设备中,大多采用了多核多芯处理器,在一帧一帧压缩I帧时,CPU可以提供高速并行的处理,而处理Long GOP时,由于帧与帧之间相互依赖,就难以对一帧进行并行处理,加大了CPU的运行难度。这使I帧压缩算法更适合于非线性编辑。

另外一方面,高清制作对影像质量提出更高的要求,以往在标清中可以忽略的瑕疵在后期制作时需要小心去掉。一个片段可能需要不同的处理,包括剪辑,减震,色彩校正,特效,合成等,而每一个步骤都需要进行渲染等编解码处理。如果每一次编解码带来一次影像质量的损失,处理的步骤越多,影像质量的损耗更加严重。这就需要用到ProRess或DNxHD的经过多代编解码,影像质量不下降的技术。从附表可以看到相比DVCPRO HD,ProRess422格式在多代采集后,视频质量的损失(参考PQR值)。

编码格式对非编设备的要求和影响

昂贵的非线性编辑设备对于高清制作来讲是一个沉重的负担。如何在设备的成本和影像质量上找到一个平衡点,是一件棘手的事。这就需要我们寻找最佳的编码格式,既能找到价格适中的非编系统,又能满足节目质量的要求。

低码率的编码格式例如HDV,DVCPRO HD对设备的要求不高,一般采用四核的处理器配合先进的板卡就可以制作,但是制作出来的节目质量却达不到高清广播的要求。XDCAM HD422是一个很好的摄录格式,但由于采用帧间压缩,视频经过多代编解码后,视频质量下降。AVCIntra,ProRess, DNxHD等格式的导入就是为这样的要求而设的。

有些导演提出使用无压缩的高清格式来制作节目,目前比较先进的设备也只能编辑制作1到2轨1080/60i的视频,而采用Apple ProRess格式就能编辑制作高达4轨1080/60i的视频。

轨道的限制主要来自于系统的总带宽限制,从目前比较先进的存储阵列的测试结果,可以看到,稳定的网络带宽约为400MB/s,理论上可以支持3轨无压缩高清的播放,但在无压缩编辑制作的复杂情况下,考虑到音频,特效,图文等需要占用的带宽,实际上最多只能支持2轨,这对高清非编的设备提出了很高的要求,市场上大多数的设备都满足不了无压缩编辑制作。能够满足的则非常昂贵。

如何选择适当的高清编码格式

那么在节目的制作初期,压缩格式的选择就显得非常重要,因为前面选择的格式对于后期制作的效率、质量会产生很大影响。前面选错了,后面想要做更为精细的编辑就会受到影响,严重的可能需要重新做过。

如何选择适当的格式呢?这要从制作节目的要求来看。对视频质量要求不高,时效性高的新闻节目,可以采用原生的格式来编辑,可以省去视频转换的时间,这些格式包括HDV1080i、XDCAM HD 420/422、ACVIntra、DVCPRO HD、AVCHD等。当需要制作的片子会涉及到大量的特效、合成、调色等需要渲染的工作流程时,采用中间格式如ProRess等是高清编辑更为理想的选择,选用这种中间格式,即使多次渲染,压缩解压缩后影像质量都不会有太大的损失。

经过试验,苹果Final Cut Pro支持对XDCAM HD422原生格式的编辑,从长远考虑,我们决定选用Apple ProRess 1080/25(HQ)的格式作为制作这部专题片的通用格式。采用这个格式,码率更高(185Mbps),视频质量更好,帧内压缩方式更适合后期编辑。虽然这样做,需要将高清素材换成ProRess格式,增加转换的时间。但考虑到将来发行输出成例如HDCAM磁带,蓝光高清等的需要,这一点时间是值得“浪费”的。同时可以保证同一条时间线上素材格式的统一性,减轻设备的编解码运算负荷,而且也避免了Color调色工具不支持读取XDCAM HD422格式的缺陷,在使用多次特效合成时ProRess格式也可以达成更少的损耗。这个“浪费”的时间给后面带来了更高的效率。这就是采用中间格式带来的好处。

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关键词: 高清编码  非线性编辑  中间编码  
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