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第30章 高清晰度电视(3)

XPRI系统从标准清晰度升级到高清晰度,只需要添加较少的硬件、新的操作软件及增加一个硬盘存储单元。多种格式支持功能,使得XPRI可以满足MPEG和高清(HD)两种工作环境。XPRI非线性编辑系统可以支持HDCAM格式,480/50i、480/60i、575/50i、575/60i格式,以及1080/24P、1080/25P、1080/50i、1080/60i等高清格式。不但提供进行高端节目制作的强大功能,而且支持网络化解决方案。XPRI可以将视频流信号转换为MXF格式数据文件,并通过千兆以太网进行传送。

XPRI是一个开放的系统,支持QuickTime、AVL、TAG、TIFF、BMP、JPG、Photoshop、WAV、ATFF等格式,输出的EDL表支持BVE、GVG、CMX、Avid Media Log、OMF等格式,使得XPRI系统可以利用丰富的第三方资源,以及与其他产品组成更灵活的应用系统。与XPRI配套的磁带录像机是MSW-M2000P多格式录像机。XPRI可兼容重放Betacam、Betacam SP、Betacam SX、DigiBeta、MPEG IMX等多种标准清晰度格式1/2英寸的磁带。

特技切换台方面,汤姆逊的HD35-2现场高清晰度切换台具有最大90路高清晰度串行数字输入;1到4级的M/E可扩展应用;可支持1080i、720P和24P等格式。史诺伟思的高清晰度切换台兼容多种高清晰度和标准清晰度格式,具有1.5 M/E、24路输入、4路HD帧存,内部非压缩静止图像存储。Sony MVS-8000系列多格式制作切换台标准清晰度/高清多种格式可切换,具有2级、3级和4级M/E配置,每级M/E有4个全功能键,独立M/E功能,包括4∶3/16∶9、交叉点指配和母线切换模式,快拍、关键帧和各种效果。

高清晰度电视字幕机全面支持所有高清格式,是高清晰度多层图文创作合成系统,实时进行两层字幕图形制作,而且是完全三维图形。字幕图形系统制作软件可在任何一台有着一般配置的PC机上进行编辑制作,完成后使用HD输出即可,非常方便。

3.高清晰度电视转换设备

目前在建立高清电视中心系统时,都会面临系统建设成本高和高清节目源严重不足等问题,需要考虑标清信号源的使用和把高清节目下变换为标清节目用于标清播出等问题。

上下变换器是沟通高清晰度与标准清晰度的桥梁,Sony和松下新推出的录像机或摄像机内置或选配上下变换器板卡,以利于高清晰度与标准清晰度的平稳过渡。Teranex公司带降噪功能的上变换器Star-up采用PixelMotion反交错处理以及色彩空间转换和可变长宽比控制,无论变换到何种制式均能够在变换过程中保留输入信号的最大分辨率。

(1)HDTV SDTV的上下变换基本原理

连续的视频信号经过数字化后,从时域的电视图像变换成一个三维的时空取样点结构。在高清SDI信号和标清SDI信号的上下变换中,无论是场频变换,行频变换,还是隔行扫描与逐行扫描变换,宽高比变换等不同视频格式之间的变换,从本质上讲,都是对视频信号时空采样结构的变换,即在时间和空间上,实现分辨率的上下变换及其组合。由于扫描格式的不同,每行有效像素和每帧有效行数都不同,这些取样结构的变换主要是通过空间域的插值和抽取滤波器实现行速率和像素的变换。

所谓的上变换,在保持原视频基带信号频谱时,为提高数字信号的取样频率,可对原数字信号进行内插。所谓下变换,从高分辨率采样信号通过抽取滤波变换为低分辨率采样信号。

高清信号的分辨率为1920×1080,而标清信号的分辨率为720×576,高清信号分辨率是标清的5倍多,因此在上变换处理中面临最重要的问题是信号的分辨率,要从SD内容中获得高质量HD视频,需要进行一个超分辨率(Super-resolution)处理过程,该过程基于现有像素以最可能好的分辨率来计算缺失像素,它可以分为两个步骤:第一个步骤是去隔行(Deinterlacing)——计算输入的隔行视频每个区域内缺失的偶数行或者奇数行;第二个步骤是重采样(Resampling)——扩大图像尺寸提高输出分辨率。上下变换器最重要的评估准则是最终输出图像质量,在输入图像经过良好的降噪处理的前提下,图像质量由两个关键因素决定:去隔行算法和重采样算法的质量,即视频流的最后质量依赖于所选用算法的类型和精度。

(2)宽高比转换

宽高比是指图像的宽度与高度的比例,与图像的尺寸大小无关。因为大部分SD素材的宽高比为4∶3,而HD素材的宽高比为16∶9。宽高比转换是在上、下变换过程中必须涉及到的一个过程。宽高比转换是指如何调整图像大小和形状来适应不同宽高比的显示,主要是对图像进行裁剪、拉伸或者挤压等处理。

SD上变换有常用的三种变换模式:

拉伸模式:垂直方向充满,水平方向拉伸后充满,使物体变宽,产生几何失真;

信箱模式:在16∶9的光栅中插入4∶3图像,垂直方向充满,水平方向产生两个镶嵌的黑边;

切边模式:水平充满,垂直上下两边切边。

HD下变换有三种常用的变换模式:

压缩模式:垂直方向充满,水平方向压缩后充满,使物体变高;

信箱模式:水平方向充满,上下部分出现黑边;

切边模式:垂直方向充满,左右两边一部分信息被裁剪。

除了常用的三种模式外,有些上下变换器还提供14∶9模式和用户自定义模式。

目前许多电视台高标清混播,会给观众带来一些观看上的不便。

二、高清电视节目制作要点

1.高清电视节目

高清晰度电视是未来,多部高清晰度电视节目的拍摄完成以及高清晰度设备的不断推出,特别是北京申奥的成功都预示了高清晰度电视的美好前景。国家对5套数字电视标准方案进行测试,加快数字电视标准的确定。

2005年9月1日,中国第一个高清频道《央视高清》频道正式开播。CCTV新台址全部启用高清制作系统,开播5~6套高清节目,每天要达到50小时的高清节目的自产量。高清电视剧成主流,国内首部高清电视剧是2001年拍的《大宅门》。如今高清电视节目已经逐步增多,2008年制作的数量超过3200多集,重大题材的电视剧多数都采用高清拍摄,诸如《走西口》、《我的团长我的团》、《解放》、《闯关东中篇》、《红楼梦》、《地上地下》、《王贵与安娜》。

十二集高清电视纪录片《故宫》,是我国第一部全部采用高清电视技术制作的大型电视纪录片,《故宫》以全新的电视创作理念、优质的电视画质和声音效果等,讲述了故宫的历史故事,充分显示了当今中国高清电视的制作水平,被称为中国电视技术发展的里程碑之作。

中央电视台全高清直播国庆60周年大阅兵。在1999年,我国用自主研发的高清晰度数字电视样机系统完成了国庆50周年试验播出,实现了我国高清数字电视技术的历史性突破。2009年10月1日则是首次真正实现高清数字电视全国范围内正式播出,CCTV高清频道、CCTV-1都以高清的方式直播了60周年国庆阅兵盛况。同时9个卫视频道在2009年10月1日正式进行高、标清节目同步播出。

中央电视台国庆当天对庆祝活动进行全程、全天候现场直播,转播全程采用全高清制作,这也是中央电视台首次全高清制作的电视转播(CCTV-1高清与标清节目同播),在庆典现场采用高清电视信号进行直播,高清微波、高清光缆进行传输。中央电视台启用了50多台高清摄像机、两辆高清转播车,一套箱载式高清转播车以及高清光缆和20多套高清微波传输设备。国庆当天50多路来自天安门广场的国庆庆典高清电视信号,全部汇总在中央电视台主控机房,随后传往中央电视台800平方米高清演播室,所有的高清电视信号在这里完成最后切换合成。

北方中视影视技术公司投资拍摄的高清晰度电视剧有《大宅门》、《天下粮仓》、《神医》、《好爹好娘》、《纽约丽人》,以及和著名华人导演唐季礼合作拍摄的电视剧《壮志雄心》,2001年首次尝试用高清晰度摄像机、24P的格式拍摄高清晰度数字电影《巧巧》。

国内首次采用高清晰度摄像机拍摄制作的电视连续剧《大宅门》所用的技术设备是SONY高清晰度摄录一体机HDW-F900。播出的版本是从HDTV母带上下变换的标准清晰度节目。

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