非線性編輯視頻處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

非線性編輯視頻處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)階段，隨著基于gpu視頻編輯的特效技術(shù)的出現(xiàn)，中國(guó)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)和視頻處理技術(shù)都變得越來(lái)越成熟。這在制作影視節(jié)目中起著非常重要的作用和意義。它可以有效地避免使用電影節(jié)目時(shí)的連續(xù)性，并讓電影節(jié)目制作人員能夠清晰地向觀眾展示他們的作品。而且在影視節(jié)目制作的市場(chǎng)中，基于GPU的視頻編輯特效技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位，通過(guò)使用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，確保影視創(chuàng)造的工作人員能夠展示更加清晰的作品，進(jìn)而使觀眾對(duì)作品所蘊(yùn)含的內(nèi)涵進(jìn)行充分的體會(huì)。一、編輯特效的關(guān)鍵技術(shù)1.視頻編輯中的應(yīng)用因?yàn)榛贕PU的視頻編輯特效技術(shù)，不僅使影視節(jié)目圖像的處理效率得到提高，也大幅度的減少影視節(jié)目制作的時(shí)間，還在視頻編輯系統(tǒng)中對(duì)可控制圖形像素的編輯系統(tǒng)進(jìn)行植入。而且基于GPU的視頻編輯特效技術(shù)可以使圖形處理器為影視節(jié)目的制作提供更好的服務(wù)，以及使視頻編輯工作更加的流暢與簡(jiǎn)單，所以在各相關(guān)行業(yè)不同的編輯過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。同時(shí)原有的圖形處理器的編輯過(guò)程，不僅固定不變，也需要統(tǒng)一的作業(yè)，以及應(yīng)用程序在進(jìn)入變換與光照的階段，通過(guò)使用系統(tǒng)所設(shè)定的計(jì)算公式，光照計(jì)算每一個(gè)頂點(diǎn)。并且通過(guò)結(jié)合物體的坐標(biāo)系，對(duì)其進(jìn)行不同的變換，在光柵化階段，需要通過(guò)變換與光照光柵化處理所形成的三角形頂點(diǎn)，促使不同的三角形像素的顏色值不同，從而更加利于對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。其次在各種不同像素的三角形逐漸進(jìn)入霧化、紋理與顏色混合階段時(shí)，此階段所具有的功能就是在不同的紋理上，對(duì)區(qū)分好像素進(jìn)行映射，也就是按照不同坐標(biāo)值將經(jīng)過(guò)變換與光照的像素，在不同的紋理上進(jìn)行分配，確保通過(guò)使用各種不同的計(jì)算公式，進(jìn)而對(duì)創(chuàng)作工作人員預(yù)想的紋理效果與霧化效果進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。2.非線性編輯系統(tǒng)的應(yīng)用傳統(tǒng)的視頻編輯系統(tǒng)編輯存在十分的繁瑣，剪輯也具有較大的難度，制作一套滿足播放標(biāo)準(zhǔn)的視頻首先需要通過(guò)使用編輯控制器，對(duì)鏡頭進(jìn)行有序的組織，再利用錄機(jī)的磁帶進(jìn)行記錄，這種記錄方式屬于線性記錄方式。但是在播放視頻的過(guò)程中，如果出現(xiàn)需要?jiǎng)h減或者修改的鏡頭，因?yàn)榫€性記錄方式自身的局限性，只能夠在刪減或者修改鏡頭之后。重新組織排序編輯好的鏡頭，會(huì)使電視工作人員的工作難度越來(lái)越大，從而嚴(yán)重影響電視工作人員的工作效率。同時(shí)隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷快速的發(fā)展，促使我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)也在發(fā)展，確保非線性編輯系統(tǒng)能夠有效避免線性編輯系統(tǒng)工作中所存在的困難，大幅度的提高視頻剪切的自由度，從而對(duì)電視工作人員剪輯視頻的需求進(jìn)行充分的滿足。并且非線性編輯系統(tǒng)主要由磁盤與計(jì)算機(jī)所造成，與線性編輯系統(tǒng)中的放機(jī)、錄機(jī)、監(jiān)視器等存在較大的差異，在編輯控制器中磁盤具有隨機(jī)的存取功能，能夠使工作人員任意剪切視頻，對(duì)視頻剪輯工作的繁瑣性進(jìn)行減少，以及磁盤所具備的整合性能，能夠?qū)Υ笫构ぷ魅藛T重組鏡頭的工作量進(jìn)行減輕。因此，非線性編輯系統(tǒng)逐漸替代線性編輯系統(tǒng)，確保視頻編輯系統(tǒng)更加的便利與完善，進(jìn)而促使視頻編輯特效技術(shù)向新的方向進(jìn)行發(fā)展。3.通過(guò)方式排列介質(zhì)線性編輯就是指電子編輯，主要是通過(guò)使用具有編輯功能的錄像機(jī)，確保利用錄像機(jī)的錄像與放像功能，編輯、剪切與合成前期拍攝的素材，屬于以磁帶為媒體進(jìn)行不斷發(fā)展與完善，逐漸形成更加成熟、全面的編輯技術(shù)。而且線性編輯技術(shù)的主要特點(diǎn)與記錄介質(zhì)的本身性質(zhì)，以及介質(zhì)的操作方式具有緊密的聯(lián)系，例如在對(duì)磁帶這種帶狀介質(zhì)進(jìn)行使用時(shí)，必須在物理實(shí)體上依據(jù)信號(hào)的時(shí)間順序，對(duì)介質(zhì)的各部分進(jìn)行排列。同時(shí)在利用錄像機(jī)進(jìn)行播放時(shí)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭，需要對(duì)磁帶上所記載的視頻學(xué)習(xí)的磁信號(hào)進(jìn)行讀取，促使將其轉(zhuǎn)換為可以隨時(shí)間進(jìn)行變化的電信號(hào)，再對(duì)其進(jìn)行重放。并且在進(jìn)行記錄的過(guò)程中，磁頭需要將隨時(shí)間進(jìn)行變化的電信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡S空間進(jìn)行變化的磁信號(hào)，在磁帶上對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)存。其次主要是因?yàn)榘凑諘r(shí)間、空間的順序?qū)Υ艓нM(jìn)行排列，所以基于磁帶編輯的方式為線性編輯，雖然線性編輯十分的直觀與實(shí)時(shí)，但是無(wú)法選擇隨機(jī)的素材。另外在視頻的編輯過(guò)程中，或者編輯完成之后，如果某一片段與鏡頭不合適，需要進(jìn)行修改、加長(zhǎng)與縮短時(shí)，因磁帶記錄媒體的物理特征，進(jìn)而導(dǎo)致線性編輯無(wú)法滿足視頻編輯的需求。二、視頻編輯改造基于GPU的視頻編輯特效技術(shù)主要是通過(guò)使用非線性編輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，促使在GPU中視頻編輯特效技術(shù)屬于極其重要的一種功能，而且YUV(4:2:0）不僅屬于解碼視頻之后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，也可以直接編碼為壓縮的視頻數(shù)據(jù)，從而是非線性編輯系統(tǒng)中極其重要的組成部分，所以視頻編輯特效技術(shù)處理子系統(tǒng)時(shí)，主要為以下三個(gè)運(yùn)行流程。第一，通過(guò)使用非線性編輯系統(tǒng)，對(duì)視頻進(jìn)行解碼之后，從而對(duì)YUV(04:2:0）平面格式的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行形成。第二，通過(guò)使用特技處理子系統(tǒng)，對(duì)解碼之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行特效編輯，但是仍然需要對(duì)平面格式的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。第三，需要利用非線性編輯系統(tǒng)，對(duì)通過(guò)特效技術(shù)處理子系統(tǒng)所輸出的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，從而確保工作人員能夠完成十分完整的特效編輯。三、視頻編碼技術(shù)基于GPU的視頻編輯特效技術(shù)的步驟為以下六步，第一，需要選定進(jìn)行特效技術(shù)處理的視頻文件，然后在對(duì)其進(jìn)行技術(shù)解碼。第二，必須科學(xué)合理的設(shè)置各種系統(tǒng)所需要的參數(shù)；第三，對(duì)參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，確保參數(shù)的正確性。第四，初始化Direct3D，同時(shí)在GPU中對(duì)特技參數(shù)，以及解碼之后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入；第五，渲染GPU。第六，并且GPU需要輸出渲染之后的視頻數(shù)據(jù)，然后捅咕使用系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行重新編碼，進(jìn)而確保對(duì)新的特技視頻進(jìn)行輸出。而且視頻解碼之后所輸出的數(shù)據(jù)，以及特效技術(shù)處理子系統(tǒng)所輸出的數(shù)據(jù)都屬于平面格式數(shù)據(jù)，特效技術(shù)編輯被劃分為單軌特效技術(shù)與雙軌特效技術(shù)兩種，如果特效技術(shù)處理子系統(tǒng)所輸出的視頻幀數(shù)，與輸入的視頻幀數(shù)相同，就表明在特效處理子系統(tǒng)所輸入的為一組YUV視頻序列數(shù)據(jù)，就屬于單軌特效技術(shù)。其次雙軌特效技術(shù)主要是指特效技術(shù)處理子系統(tǒng)，對(duì)兩組YUV視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，促使兩組數(shù)據(jù)分別為切入的視頻序列與切出的視頻序列，進(jìn)而對(duì)一組N幀的YUV序列數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。四、視頻分辨率綜上所述，隨著我國(guó)不斷快速發(fā)展數(shù)字技術(shù)，促使視頻的非線性編輯越來(lái)越成熟，但是在傳統(tǒng)的非線性編輯系統(tǒng)中，一般情況都是基于CPU進(jìn)