在8月21日下午舉行的“中國國際廣播影視博覽會科技發展論壇BIRTV2007主題報告會”上,松下電氣産業株式會社AVC社系統AV事業部開發部部長坂內達司作了題為“開創高清電視採集製作新時代”的報告。
以下為報告全文:
坂內達司:大家知道由於技術的進步,以前認為不可能的事情都已經轉為現實了,那麼今後將使用怎樣的技術壓縮技術呢?首先我們看到電視在圖象壓縮處理朝着數字化方向發展,高清電視的廣播已經成為可能,最近,全球化之內高清化製作浪潮逐漸明化,明年的奧運會將是首次採用高清技術作為主格式的廣播,因此備受全球的矚目。
我們看看半導體技術發展的進程,半導體的進程已經從50納米發展到60納米,這使大規模高速處理已經成為可能。隨着IT技術也取得迅猛發展,我們CPU的性能進步,計算機可以進行更複雜的處理,而且更高圖象質量的利用也已經成為可能。在這兒,想探討一下,在這樣一些技術的進步的發展過程中,對今後高拍攝製作使用的圖象壓縮技術我們應該有怎樣的認識。
在這兒,對今後圖象壓縮所追求的目標,我們進行一下歸納和總結,在這兒歸納的內容都是從中央電視臺和製作公司的客戶那兒聽取他們的意見總結歸納而成的。
第一點,是與多數的廠家能夠技術共享,便於搭建設備和系統,在集成IT網絡中,眾多的廠商往往是以合力協作的形式共同推進,因此需要國際標準規格,而且容易利用編解碼的系統環境。第二點,可以得到與被攝場景無關的高清圖象,比如體育、音樂等節目,這是專業的基本要求。第三,是希望節目內容製作中能夠保持高的圖象質量,不會出現圖象略化和損失的現象。第四點,目前的半導體技術可以實現實時編解碼,而且相對過去的技術效率提高至少兩倍以上,並且具有前瞻性的技術。第五,CPU可以實現軟體處理的發展,今後軟體處理將會越來越重要。
基於以上的觀點,我想我們應該選擇什麼樣的圖象壓縮技術,並且推動它的發展。我們在進入具體的討論之前,先把圖象壓縮技術基本工具進行一下分析和整理。圖象壓縮技術大體上可以分為幀內壓縮和GOP壓縮。在這兒我們給出壓縮工具整個的信號處理的一個框圖,淺紅色的是通用工具,我們過去的壓縮工具就是根據這個而來的。預測編碼分為兩種,分別是在圖象內預測圖象的幀內預測,以及多個畫面進行補償的預測。這些壓縮技術每年都有更新和改進。
在選擇幀內壓縮和GOP壓縮上,怎樣得到高水平質量的畫面是我們應該考慮的問題,當然還有軟體性能等等方面。在達到此前所要求的目的方面,我們對幀內和GOP各自的優點來做下比較。幀內壓縮方面,它是對每個畫面進行處理,利用畫面中的縱向和橫向象素關聯來進行壓縮,而在GOP壓縮方面,它是把多個幀放在一起進行處理,在縱向和橫向的基礎上又引入了時間軸概念來進行壓縮處理,也就是説,即使拍攝對象移動,只要將移動的方向加以傳送,在接收端就可以復原這一過程。
因此,GOP從專業級應用觀點來看,存在着很多難以解決的問題,我們知道攝像機拍攝的視頻圖象總是在變化,在閃光交織的報道現場和動作劇烈的體育視頻,依靠GOP無法進行預測,而圖象也會因此出現損失。
另外我們從編輯的一程度和保持畫面的質量角度出發,幀內壓縮只需要通過數據排列就可以,而GOP中,長GOP的結構發生變化後,需要重新的壓縮,結果必然導致圖象質量的變化,這是長GOP自身原理上本身固有的問題。在CPU發展的適應性方面,能不能很容易進行並行處理,也就是是否能在電腦中進行流暢的視頻編輯也是很重要的一個方面。通過以上的分析,我們可以得出結論,幀內壓縮是適合編輯素材的壓縮方法,而長GOP的壓縮是適用於允許失幀的低碼率的壓縮手法。
下面是我要談的第二個選擇方面,針對幀內壓縮方面,包括了很多壓縮方式可以供我們選擇,但是哪種壓縮方式最合適,下面我來加以論證。我們選擇幀內壓縮的時候,一般提到目標裏面的第一第四第五作為我們選擇的重點。
最後我們來總結一下AVC幀內的一些特點,首先採用了多種改善手法,達到了與原有的壓縮圖象質量相比兩倍的效率,和被攝物體場景無關的圖象略化很小,並且形成了實用化,具有符合高清演播室規格的100兆的模式,此外基於軟體的非線編輯也已經成為可能。
今天為了滿足眾多客戶迫切希望了解今後圖象壓縮的需要,我對相應的壓縮圖象技術進行了説明,面向中國廣播電視事業的數字化,高清化的需要,為了迎接明年北京奧運會的成規舉辦,松下電氣將不斷擴充圖象壓縮機器的性能。感謝各位聽我的演説,謝謝大家!
責編:常穎