Canopus HD 編解碼白皮書

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獲獎 EDIUS HD awarded 2004 STAR (Superior Technology Award Recipient) Award at NAB - TV Technology 　April 2004 EDIUS HD awarded Pick Hits 2004 Award at NAB - Broadcast Engineering, 　April 2004
全即時HD/SD編輯解決方案 　　EDIUS HD是一款專業即時的HD / SD線上編輯解決方案，他結合軟體、硬體帶給EDIUS HD無與倫比的即時性能。提供專業的HD編輯來滿足任何環境的編輯需要。EDIUS HD包括三個組成部分：EDIUS Pro即時HD/SD編輯軟體，Canopus HD軟體編解碼器和HDRX-E1 HD/SD輸入/輸出硬體。 Canopus HD 軟體編解碼器 　　EDIUS HD的核心部分是Canopus的HD軟體編解碼器。經歷了視頻編輯技術發展的進程，Canopus的HD軟體編解碼器支援高品質的即時編碼、即時解碼、效果及多通道的HD資料流程解碼。Canopus HD軟體編解碼器支援從HD-D5、HDCAM、DVCProHD錄影機信號的錄製及重播。 Canopus HQ編解碼器 　　EDIUS HD革命性的HQ編解碼器也是一大特色，他是一個不同於HD的全新的編解碼器，Canopus HQ編解碼器可提供最高畫質，並相容現今任意一台HD編輯平臺。 Canopus HQ編解碼器 　　這裏描寫的是最近加入令人稱道的Canopus多媒體技術編解碼器家族的Canopus HQ編解碼器的優點。Canopus HQ編解碼器是EDIUS HD重要的組成部分。Canopus全新的即時HD編輯解決方案，在品質上與下面提到的松下DVCPro HD編解碼器相當，現今Canopus HQ編解碼器提供了最高的解析度及最好的高清圖像品質。 圖像品質 　　本段下列的圖表中對Canopus HQ編解碼器和兩種主要的HD錄影機（松下的DVCPro HD和索尼的HDCAM）格式加以比較。壓縮前，亮度採樣資訊為1080i/30/1920samples/line，色度為960samples/line。當HD圖像壓縮時，某些參數的數值結果往往比壓縮前的低。低採樣率過程將降低圖像光譜的振幅頻率，影響整個的圖像品質。另外，在低採樣率過程中圖像可能自身會依靠採樣演算法人為修正。　 　 Panasonic DVCPro HD Sony HDCAM Canopus HQ Codec 亮度取樣(pixels) 1280 1440 1440 色度取樣 (pixels) 640 480 720 比特率 100Mbps 140Mbps 可變 　　在DVCPro HD中，亮度下降到1280 samples/line，色度低採樣遵循4：2：2的演算法，下降為640 samples/line，，結果頻率下降為原始無壓縮圖像的2/3。在HDCAM中，亮度下降為1440samples/line，亮度遵循3：1：1的演算法下降為480samples/line，最後的亮度頻率振幅，HDCAM要寬於松下DVCPro HD，但色度頻率振幅則變窄。 　　相對於這些編解碼器，Canopus HQ編解碼器保持了色度低採樣4：2：2的演算法和亮度低採樣1440samples/line的結果，這意味著亮度結果等同於HDCAM，但色度結果高於DVCPro HD和HDCAM。圖1顯示了從1MHz到30MHz震盪信號測試的頻譜圖例。 Sweep Test Signal comparison (1-30MHz) 1-1 DVCPRO-HD -Left:Y-1280 -Right: CbCr-640 　 1-2 HDCAM -Left:Y-1440 -Right: CbCr-480 　 1-3 Canopus HQ -Left:Y-1440 -Right: CbCr-720 (105Mbps equivalent) 　 　 可變比特率 　　Canopus HQ編解碼器另一個重要的特性是支持可變比特率。比特率可以根據圖像的需要調整到最大值，如非常複雜的場景。也可以在簡單場景時調整到最小值。可變比特率編碼是保證每一幀適當資料量來滿足高品質HD視頻創作的有效途徑。 　　EDIUS HD將計畫支持可變的低採樣以保證可升級性，將來在系統中可實現更高的圖像品質及更快的性能。這意味著最終將實現壓縮視頻畫面無需下載原始圖像。 　　Canopus享譽盛名的原始圖像處理技術及新的Canopus HQ編解碼技術展示了一條將來HD處理有效的途徑，通過發展的HD編解碼技術，Canopus將為市場提供一種性價比高的HD編輯解決方案。目前，還沒有一種軟體或硬體編解碼器被用做工業標準。同樣，大多數低價位的HD編輯系統使用無壓縮的HD編輯，結果非常大的檔資料量導致系統資源效率極低。為了HD編輯系統的高效性，有一種強調高速處理及圖像品質的高品質的HD編解碼器解決方案是基礎。Canopus HQ編解碼器就可以實現這樣的需求。 放大區域 原始圖像 原始圖像 Canopus HQ 180Mbps Canopus HQ 180Mpbs HDCAM 140Mpbs HDCAM 140Mpbs 放大區域 原始圖像 原始圖像 Canopus HQ 180Mpbs Canopus HQ 180Mpbs HDCAM 140Mpbs HDCAM 140Mpbs EDIUS Pro的即時能力 EDIUS Pro軟體通過多軌道的HD編輯、壓縮、色鍵、字幕和時間線輸出重新定義了視頻創作的即時能力。當運行大部分複雜的HD/SD時間線工程項目和操作大量素材時，EDIUS介面提供編輯人員直接的響應。實際上包括視窗位置、版面、按鈕、效果預製及素材視窗顯示在內的每個不同的用戶介面都可以自定義設置。

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          Canopus HQ Codecの特長
Canopus HQ Codecは画像に応じてダイナミックに圧縮率を調整し、HDCAMやDVCPRO HD以上の高画質をを実現しています。
テープメディアのようにフォーマットでビットレートが固定される場合、非常に複雑な映像においてディテールの再現性を欠くことがあります。しかしCanopus HQ Codecで採用している「可変ビットレート」ではそのようなことはありません。また、データが大きくなり過ぎるのを防ぐために、最高ビットレートのリミットを設定できるようになっています。画質を保ちながらデータ量を削減できる可変ビットレート方式は、ノンリニア編集システムにとっては大きなメリットとなります。

■プリフィルタの役割 HDCAM、DVCPRO HDは、ともにテープメディアに記録する際にはプリフィルタにより水平方向の1920画素を1440(HDCAM)、1280(DVCPRO HD)に縮小しています。ノンリニア編集システムでも同様にプリフィルタをかけることが一般的ですが、それをハードウェアで行うかソフトウェアで行うかによって画質には大きな違いが生じます。 現在のCPU処理能力では理想的な特性のソフトウェア・プリフィルタをリアルタイムに適用することは不可能です。そのため他社の製品では特性を犠牲にして処理速度を上げることで対応しており、画質劣化の原因となっています。 HDWSシリーズは、HDデッキレベルの理想的な特性のプリフィルタをハードウェアで実現することで、高画質を維持しています。

■1920x1080対応 Canopus HQ Codecは、1920x1080のフルHD解像度にも対応しています。スタジオHD録画や、CGを多用するCM制作で使用されるHDCAM SRやHD D5デッキとのワークフローを想定して開発されました。 プリフィルタを通して、ダウンサンプリングすることなく直接圧縮を施すため、オリジナルの周波数特性をほぼ完全に維持したままリアルタイム編集が可能となります。 Canopus HQ Codecの基本技術と可変ビットレート方式により、効率の良い圧縮を実現しています。オリジナルの映像の約1/5サイズに圧縮することが可能です。

■アルファチャンネル対応 HDのコーデックとして世界で初めて8ビットのアルファチャンネルに対応しました。Adobe After Effectsや3Dソフトウェアで作成したCGなどをCanopus HQ Codecで保存することで、連番静止画でのデータ受け渡しと比較して、工数も時間も、ファイルサイズも大幅に削減することができます。アルファチャンネル対応の詳細はこちら。 ビンウインドウ上でアルファ情報を付加したマットファイルを出力することも可能です。

HDデッキとCanopus HQ Codecの画質と容量

画質を左右するプリフィルタやビットレート値は、それぞれ以下のようになります。

	HDV 720p	HDV 1080i	DVCPRO HD	HDCAM	Canopus HQ	HD D5	HDCAM SR	Canopus HQ (フルHD)	非圧縮HD
水平解像度	1280	1440	1280	1440	1440	1920	1920	1920	1920
垂直解像度	720	1080	1080	1080	1080	1080	1080	1080	1080
圧縮時輝度画素数	1280	1440	1280	1440	1440	1920	1920	1920	1920
圧縮時色差画素数	640	540	640	480	720	960	960	960	960
ビットレート	19Mbps	25Mbps	約100Mbps	約140Mbps	可変	235Mbps	440Mbps	可変	995Mbps※

※オリジナルHDデータ YCbCr 4:2:2 8bit 30fpsの場合

ponytang

真是詳細的文章...