索贝高标清一体化解决方案

索贝高标清一体化解决方案

 

 

一、中国广电开始向高清发展

　　当前，中国广电行业的节目内容编辑制作已逐步向高清发展过渡。各级电视台普遍开始尝试组建高清节目制作系统，中小批量采购高清前期和后期设备，为高清播出储备素材和节目。但由于目前节目播出仍以标清为主，所以电视台在设备采购时，首先要考虑的是如何兼容现有标清素材和节目，实现由标清向高清的平稳过渡。而各台已建成的小型高清网络，由于缺少和现有标清系统兼容的系统解决方案，通常也只能是单独组网，迫切希望和现有标清网络和单机兼容。与此同时，随着大量的低价准高清设备（如索尼的XDCAM HD）的问世，HD技术门槛开始降低并越来越普及，也亟需完善的综合解决方案。

　　当前各电视台在采购高清设备时考虑的因素和特点主要有：储备技术、节目和素材；尝试性投入，探索发展线路；保护即有投入, 兼顾现有网络升级；为全台高清化做技术和业务储备。

　　根据以上诸多因素，索贝认为：高标清一体化将是最佳的发展路径。它必须同时具备高标清上载能力；同时具备高标清编辑能力；同时具备高标清自动变换能力；同时具备高标清混合编辑能力；同时具备高标清节目输出能力；支持SD/HD 兼容的AVIT 接口；实现较低成本高标清混合制作；实现高标清混合环境下的最佳性价比。

二、索贝高标清一体化编辑的核心技术

　　索贝在高标清一体化编辑方面进行了充足的核心技术储备，具体说来主要有以下四个方面：格式和码率、上下变换器、特技及合成、图文及其他。

■ 格式和码率

　　基于我们对各应用领域实用摄录编码格式和码率的考虑和认识，我们认为高清非编编辑素材主要会采用以下格式和码率：

• 无压缩 4:4:4/4:2:2：适用于高端节目制作，如高清电影、包装等
• MPEG2 I Frame 4:2:2：150M – 200M，特点是码流占用较高，适用于中高端节目制作，包括电视剧，体育等
• MPEG2 LongGOP 4:2:2：50M  码流适中,但需要LongGOP高效编辑支持，适用于中端节目制作：电视剧，体育和新闻
• MPEG2 LongGOP 4:2:0 (1440 X 1080i)：18M,25M, 35M  低码率，需要LongGOP高效编辑支持，适用于低端节目制作：新闻，教育等

　　从格式和码率上看，实现高标清一体化编辑其中最重要的就是需要高质量、高效率的编解码器。由于HD 相对SD 处理带宽提高了5 倍以上，HD 软件编解码器就成为系统构架的关键，而HD/SD的高效全格式软件解码系统成为系统构架的必要条件。随着IT 技术的高速发展,使全面使用已经软件编解码成为可能。我们可以看到目前双核双CPU 构架已成为新一代图形工作站的主流，为CPU+GPU构架的高清编辑系统奠定了基础。从我们的测试数据上看单路高清解码CPU占用率已经小于20%，在最新的系统上我们已经能实现４到５路的实时高清解码。

　　索贝的MPEG LongGOP HD软件实时编码器于去年发布，这也是全球首家可支持18M-80M码率的实时编码、覆盖全部XDCAM HD及HDV码率的编码器。索贝同时也开发了高效全格式软件解码器，可同时支持上面提到的各种格式的高标清多路解码及混合编辑，同时具备高效率的Seek编辑性能。

■ 上下变换

　　如果要进行高清和标清混合编辑和输出，那么在系统中就必须能任意部署上变换和下变换器以保证素材格式，编辑及输出格式的匹配。因此，可灵活部署的高质量上下变换器成为高标清一体化编辑的关键。

• 高质量的上下变换器是节目质量的关键，高效率低成本的软件上下变换器是高标清一体化编辑部署到桌面的前提。高标清混编中素材编辑要能够自动上下变换，字幕, 特技及合成系统也应支持高标清一体化。同时，素材采集和节目输出也应实现自动上下变换。
• 索贝高质量的上下变换器，是基于GPU 和CPU 的高速高质量上下变换器。它可在采集, 编辑和播出系统内部灵活配置，这样可以无需外接的基于Video 的上下变换器或在系统内使用专业硬件，即可根据需要实现自动上下变换，可实现采集时HD/SD/Proxy 素材同步采集，编辑时解码后的素材基带自动在特技及合成前根据需要向SD/HD的变换以满足编辑时间先的格式，时间线输出可根据需要变换成HD/SD。

　　索贝高质量的上下变换器的应用：

• 视频服务器方面：在输入输出接口上实现自动上下变换，可将任意信号采集为SD/HD 格式素材，也可将任意素材按照SD/HD 格式播出。
• 编辑系统方面：可以实现多格式采集，多格式混编，多格式时间线以及多格式输出。

■ 特技和合成

　　在高标清一体化编辑系统中，需要具备高质量、高效率的特技处理功能。这就要求系统必须实现高速高带宽信号处理、高复杂度运算和处理和高质量图形图像运算算法。可喜的是新一代GPU 已经使HD 编辑更为轻松，PCI-E X 16已经可以实现高速上下行带宽，我们可以实现基带高清同时4-5路以上的上行传输，和1路以上的下行传输。现在的GPU已经具备多管线，高主频的核心处理单元，支持双核的GPU 已经发布，并支持双卡同步工作技术（SLi）。

　　索贝提供的高质量的特技合成算法，使用了全新的HD/SD 兼容的GPU 特技算法，支持多层HD/SD 实时特技及合成。它内部全YUV 处理，无需转换到RGB，避免了色彩空间域转换带来的损耗，同时最大限度地提高了运算性能，处理速度是RGB的２倍。

■ 图文

　　索贝高标清一体化图文系统的高质量可以同时保证SD/HD指标，同时高兼容性可支持图文任意在SD或HD上使用。索贝目前提供的高质量的HD/SD图文算法，采用了全新的图文抗混叠算法，并配置了高质量的图文生成引擎，使用了矢量级的自动上下变换，图元和工程文件可兼容高标清并保证质量。同时，系统使用了与视频通用的特技算法和处理机制，保证了字幕在特有特技的基础上还可以可任意使用视频的特技。

■ A.R.T引擎

　　索贝全新开发 A.R.T引擎。这是索贝第二代CPU+GPU 编辑引擎技术，我们称之为先进实时技术（Advanced Realtime Technology ），其特点就是强调实时。引擎全面发挥核心技术优势，并充分利用最新IT技术，支持双核CPU，支持双核GPU；全面支持AV-IT 接口；系统具备高质量，高性能，高可靠和高性价比，从单机编辑性能上为HD 编辑到桌面作好准备。

　　A.R.T引擎数据流程和构架优势：

• 从构架上支持素材格式，编辑格式（时间线格式）和输出格式完全独立。
• 自动根据需要实现上下变换。
• 图文采用归一化坐标系统

　　A.R.T引擎在支持的多格式HD/SD 混编的同时，还可以用插件形式支持多种格式编辑码器并可在需要时随时扩充；引擎可以支持多种多层实时复杂特技，并支持图文视频特技一体化，满足实时多层HD/SD 编辑和复杂包装需要；以插件形式支持多种类型的HD/SD IO板卡，实现实时HD/SD输出，并全面支持 HD/SD AVIT接口；引擎提供了自动增益调整，声音遮盖等多种音频特技，同时支持VST 音频插件。

■ 高标清编辑系统E7

　　编辑单元是整个高标清一体化解决方案中的基础。索贝Editmax7非线性编辑系统是以桌面为核心的编辑平台，具备强大的素材编辑和管理能力。它以具有高效便捷的操作手段、强大的时间线编辑能力、便捷的特技编辑和强大的特技效果、完善的音频处理功能、强大的字幕系统和高效的生成和下载功能，并全面支持 XDCAM HD/SD 业务流。

　　尤为值得一提的是，E7全面支持插件结构：

• 核心界面采用插件形式：支持界面以插件形式定制，可支持不同规格的系统，并可灵活配置以适应不同场景，同时支持第三方业务入新闻文稿界面的插入；
• GPU 和Audio 特技采用插件形式：可支持第三方特技，并可支持特技、特效等扩充和升级；
• 可通过插件实现不同的产品变形和定制，能适应更为广泛的应用环境，从单机功能上为HD 编辑到桌面作好准备；
• 可支持不同类型的编解码器接口：Sobey/Sony MPEG HD/SD，Matrox提供的HD/SD编码器；可在未来兼容其他HD码率格式并无缝升级，如：MPEG4 AVC (H.264)、VC1 (WMV HD)、Motion JPEG2000等；系统兼容全部现有标清格式和低码流格式，如：MPEG2、DV、DVCPro、WM9、MPEG4 …
• 可支持不同类型的IO接口：Matrox Xmio、BMC Decklink & HDPro以及Sony HD 编码卡（该卡可提供高质量实时生成及采集）

　　E7充分考虑了与现有产品的兼容问题，支持E1素材和时间线的导入，支持直接使用E1网络中的素材和时间线。E7全插件结构也为网络化应用作好了准备，能够以插件形式支持网络应用模块，并以插件形式完成网络应用单元的开发和部署。

　　此外，索贝专为新闻系统开发的E7 News新闻专用编辑系统，以E7 的A.R.T 引擎为基础，提供更为贴近新闻实际操作的快速编辑能力，提供审片, 配音, 合成等专业工作站，与上载和播出结合更为紧密的流程设计，全线兼容SD/HD。

三、索贝高标清一体化解决方案