二、非线性编辑系统中应用的硬件技术

视音频处理系统中的硬件之所以能够完成上述许多功能，主要在于各种硬件技术的应用。这些技术主要有：视频压缩技术、数据存储技术、数字图像处理技术和图文字幕叠加技术等。

1.视频压缩技术

在非线性编辑系统中，数字视频信号的数据量非常庞大，必须对原始信号进行必要的压缩。常见的数字视频信号的压缩方法有M-JPEG、MPEG和DV等。

（1）M-JPEG压缩格式

目前非线性编辑系统绝大多数采用M-JPEG图像数据压缩标准。1992年，ISO（国际标准化组织）颁布了JPEG标准。这种算法用于压缩单帧静止图像，在非线性编辑系统中得到了充分的应用。JPEG压缩综合了DCT编码、游程编码、霍夫曼编码等算法，既可以做到无损压缩，也可以做到质量完好的有损压缩。完成JPEG算法的信号处理器在上世纪90年代发展很快，可以做到以实时的速度完成运动视频图像的压缩。这种处理法称为Motion-JPEG（M-JPEG）。在录入素材时，M-JPEG编码器对活动图像的每一帧进行实时帧内编码压缩，在编辑过程中可以随机获取和重放压缩视频的任一帧，很好地满足了精确到帧的后期编辑要求。M-JPEG虽然已大量应用于非线性编辑系统中，但M-JPEG与前期广泛应用的DV及其衍生格式（DVCPRO25、50和Digital-S等），以及后期在传输和存储领域广泛应用的MPEG-2都无法进行无缝连接。因此，在非线性编辑网络中应用的主要是DV体系和MPEG格式。

（2）DV体系

1993年，包括索尼、松下、JVC以及飞利浦等几十家公司组成的国际集团联合开发了具有较好质量、统一标准的家用数字录像机格式，称为DV格式。从1996年开始，各公司纷纷推出各自的产品。DV格式的视频信号采用4：2：0取样、8bit量化。对于625/50制式，一帧记录576行，每行的样点数为：Y为720；CR、CB各为360，且隔行传输。视频采用帧内5:1数据压缩，视频数据率约为25Mbit/s。DV格式可记录2路（每路48KHz取样、16bit量化）或4路（32KHz取样、12bit量化）无数据压缩的数字声音信号。DVCPRO格式是日本松下公司在家用DV格式基础上开发的一种专业数字录象机格式，用于标准清晰度电视广播制式的模式有两种，称为DVCPRO25模式和DVCPRO50模式。在DVCPRO25模式中，视频信号采用4:1:1取样、8bit量化，一帧记录576行，每行有效样点为：Y为720；CR、CB各为180，数据压缩也为5:1，视频数据率亦为25Mbit/s。在DVCPRO50模式中，视频信号采用4:2:2取样、8bit量化，一帧记录576行，每行有效样点为：Y为720；CR、CB各为360，采用帧内约3:1数据压缩，视频数据率约为50Mbit/s。DVCPRO25模式可记录2路数字音频信号，DVCPRO50模式可记录4路数字音频信号，每路音频信号都为48KHz取样、16bit量化。DVCPRO格式带盒小、磁鼓小、机心小，这种格式的一体化摄像机体积小、重量轻，在全国各地方电视台都用得非常多。因此，在建设电视台的非线性编辑系统网络时，DVCPRO是非线性编辑系统硬件必须支持的数据输入和压缩格式。

（3）MPEG压缩格式

MPEG是MotionPictureExpertGroup（运动图像专家组）的简称。开始时，MPEG是视频压缩光盘（VCD、DVD）的压缩标准。MPEG-1是VCD的压缩标准，MPEG-2是DVD的压缩标准。现在，MPEG-2系列已经发展成为DVB（数字视频广播）和HDTV（高清晰度电视）的压缩标准。非线性编辑系统采用MPEG-2为压缩格式将给影视制作、播出带来极大的方便。MPEG-2压缩格式与Motion-JPEG最大的不同在于它不仅有每帧图像的帧内压缩（JPEG方法），还增加了帧间压缩，因而能够获得比较高的压缩比。在MPEG-2中，有I帧（独立帧）、B帧（双向预测帧）和P帧（前向预测帧）三种形式。其中B帧和P帧都要通过计算才能获得完整的数据，这给精确到帧的非线性编辑带来了一定的难度。现在，基于MPEG-2的非线性编辑技术已经成熟，对于网络化的非线性编辑系统来说，采用MPEG2-IBP作为高码率的压缩格式，将会极大减少网络带宽和存储容量，对于需要高质量后期合成的片段可采用MPEG2-I格式。MPEG2-IBP与MPEG2-I帧混编在技术上已经成熟。