Digisuite 视频板卡剖析及其与第三方软件的配合

来源: 网络整理　作者：　日期：2002-06-19 21:59:56 　我要评论

本文力图从实践运用的角度剖析比较Matrox公司的几款非线性编辑板卡，并就作者的实际操作经验，以Sobey公司的创意21非线性编辑系统（基于DigiSuiteDTV板卡）为例，详细介绍DigiSuite板卡与第三方软件的配合使用。

2002中南地区广播电视技术年会优秀论文二等奖

1．MatroxDigisuite家族

加拿大的Matrox公司是视频编辑领域著名的公司之一，它推出的MatroxDigiSuite系列非线性编辑板卡，以其稳定、高性能和易于开发的特点，深受广大用户和OEM厂商的青睐，目前国内几家著名的视频技术公司几乎都推出有以其为硬件基础的非线性视频组件。

DigiSuite视频板卡是一个产品家族，包括有DigiSuite、DigiSuiteLE、DigiSuiteDTV和DigiSuiteLX，其中DigiSuite产品是以Motion-JPEG格式为基础的，可以提供最高级别的视频质量（无压缩）；DigiSuiteLE在没有更改视频通道的所有处理方式与通道指标的情况下，适当地减少了部分特技运算电路，降低了售价，是前者的简易版；DigiSuiteDTV板卡是面向多媒体环境下的各种任务的，它既可以接受DV格式的帧内压缩信号，也可以接受MPEG方式的帧间压缩信号，其设计思想是为了满足从广播领域到网络发布到家庭或商业刻录的跨平台应用的。2001年Matrox公司又推出了MatroxDigiSuiteMAX实时三维特技板卡，可分别配合在DigiSuite系列的其他板卡上使用从而有了基于DigiSuiteLEMAX、DigiSuiteDTVMAX和DigiSuiteLXMAX产品线。这些产品适用于实时非线性编辑、数字合成、绘画、字幕合成、三维动画、音频处理、DVD刻录等。

DigiSuite系列产品拥有一些共同的硬件特性，包括多通道二维特技、色彩校正、对每一层的透明度控制等。所有产品都可以选配三维DVE选件，在应用过程中可以进行加速打包、加速图像传送。还提供有灵活的软解压编辑软件及DV1394和SDI输入／输出方式。

其中DigiMIX、DigiMotion、DigiLinx、GenieDVE和DigiDesktop这几块板卡不是通过PCI总线，而是通过Matrox发明的Movie-2总线传输视音频数据流。
图一给出了一个典型的DigiSuite非线性编辑设备的内部结构和信息流程示意。

图一DigiSuite非线性编辑设备的内部结构和信息流程

1.2DigiMix卡

DigiMIX卡是一块视频/图像二维特技合成卡,对系统视频信号的输入/输出的选择以及信号格式的设置需要通过这块卡来实现。该卡还提供了测试面板功能,可直接选择板卡内部信号发生器产生的100%彩条信号、75%彩条信号和SMPTE测试图等测试信号进行输出测试或显示。

该卡的硬件主要包括视频接口、数字视频多层处理、2D特技处理、32比特R、G、B和Alpha键处理。通常含4个线性键处理器（亮度键、色度键、Alpha通道键和特技窗口键），可用其实现5路视频实时叠加；5个2维的DVE处理器，可完成多层视频、图文穿插和2DDVE特技；2个DSP控制扫换（wipe）发生器，其效果与大型传统切换台的硬件控制扫换功能相同，可完成200种基本划像图案；4个专业级的静止背景发生器和2个复杂背景发生器，可产生噪音、单色、渐变色和动态渐变色等背景。采用不同的DigiMix版本和工作模式，会在各种处理器的数量上有一定的差别，表现在应用程序的功能上就会有一定的差异。

图形处理器的效率和功能将直接影响图文字幕的速度和效果。DigiMIX采用先进matrox独特设计的MGA2064图形芯片，内有4MB的图形帧存，实现32bit全PAL分辩率（720x576）图文。采用PCI总线进行数据的访问，60MB/秒的帧存读写速度，完成全分辩率的真彩色动画实时合成播出。硬件支持OpenGL标准，可使图形设计在某些方面达到SGI工作站的水平。
DigiMIX技术指标如表一所示。

1.3DigiMotion卡

DigiMotion是一块双通道（两个编/解码器）Motion-JPEG编解码卡，卡上有两路独立于主板PCI总线的Fast-20SCSI接口，控制硬盘完成两路视频信号的读和写，提高了数据传输率（可达40MB/S），减少了PCI总线的压力。两路Motion-JPEG视频压缩/解压缩，压缩比最低达1.6:1（无失真压缩），最高可达85:1，压缩比软件可调。两路同时录放的最佳压缩比可达3:1（每路），达到真正的D1数字视频质量。可以在一路回放时，另一路录入。双通道处理支持通过DigiMIX卡上的视频混合器实时完成对两路信号的切换、淡入淡出和一些两路特技操作。

另外，通过DigiMotion卡可以设置系统音频部分的同步源、音频输入/输出信号的格式以及模拟音频信号的增益。同时通过对这块板卡上各种参数的调整，还可以更好地与第三方软件进行配合，比如用AdobePremiere回放与采集的音频素材为44.1KHz,而DigiSuite中的DigiTools工具采集的音频可能是48KHz，所以有必要在采集或回放前根据实际需要进行采集频率的参数调整。作为视频工程技术人员，面对一套非线性编辑系统应该知道哪些参数是可以实时调整的，以便在节目制作过程中正确的发挥系统的全部功效。

位于DigiMotion卡上的完全符合电视制作标准的音频处理系统，使DigiSuite成为真正的广播级音频硬件平台。音频采用ADPCM标准，16Bit、48KHz/44.1KHz专业音频采样，可达标准CD音质；4轨音频同时采集，8轨音频素材实时回放；32位音效DSP支持8轨音频的音量、均衡实时调整；支持变速搜索中音频同步和静音；支持视音频回放时同时录音。4轨平衡/非平衡音频输入输出，2轨立体声AES/EBU或S/PDIF数字音频输入输出，1轨立体声麦克风输入，一轨MIDI输入输出，独立的监听输出。

DigiMotion还提供有一个用户可操作的功能，那就是测试系统硬盘驱动器在工作时的读写速度，可分为单流（一路编解码）和双流（两路编解码）工作模式测试。当系统在编辑过程中出现声音与画面不同步，或者时间线回放画面出现停滞或跳帧时，可以利用这个功能快速检查并根据测试结果判断各个硬盘是否工作正常,这在检查判断系统故障时非常有用。

1.4DigiLinx卡

DigiLinxD1数字信号I/O卡提供10bit全数字分量串行接口，符合D1SMPTE259MSerial4:2:2@270Mbps标准，支持525和625线格式。三路串行数字输入接口，二路串行数字输出，三个TBC数字时基校正，8bit数字键盘输出。DigiMIX卡提供三路复合、三路Y/C、二路模拟分量信号输入，通过卡上的两个3x1、三个同步2x1视频矩阵开关选择输入，同时输出复合、Y/C和模拟分量信号；输出线性键信号，键延时软件可调；符合切换台概念的预监信号输出。视频信号均进行10bit量化、4：2：2：4结构采样和2倍过采样视频编码和解码，专业设计的滤波器有效消除锯齿和边缘爬行。广播级数字主同步机，可与外部设备联机锁相，行相位、副载波相位可调。一路TBC时基校正（四场补偿）。由于DigiSuite系统的每一块板卡和联结各板卡的Movie-2总线全部遵循10bit、4:2:2:4的统一格式，因此无论是画面切换、特技处理还是字幕叠加，形成了一个完整的全数字的视频制作核心。

1．6GenieDVE卡

GenieDVE卡是PINNACLE为DigiSuite设计的基于PCI总线和Movie-2总线的双通道三维数字特技处理卡。通过Movie-2总线可将两路4:2:2、10bit数字YUV信号送给GenieDVE卡的两个DVE通道，进行3DDVE处理和混合后，数字YUV信号再通过Movie-2总线送回DigiMIX的数字混合器，送回的信号又可以作为一层视频信号进行多层混合处理。GenieDVE卡全面体现了PINNACLE专利的三维特技算法，可实现三维波浪、卷页、三维翻转等几百种特技模型。

1.7MatroxDigiTools应用工具

DigiSuite设计有一套随卡的MatroxDigiTools应用工具软件。该软件的功能包括：从VTR采集高质量的视音素材，分别以.avi和.wav文件存储在计算机上，可以利用Windows的DirectShow直接预监或监听。支持将.tga图片序列转换为.avi文件，或将活动视频通过采单帧画面变为.tga图片。也可以通过它将选定的一个.avi文件转化为另一种压缩格式的.avi。具体可实现的转换类型如图二所示。还支持转换Matrox的视频文件为Windows环境下.avi直接用OpenGL预览。

1.8MediaTools应用工具

在DigiSuite中还提供有MediaTools应用工具。它使用MatroxSinglePass?实现对素材的自动批采集,可消除重复倒带和预卷，减少对摄录一体机、录像机和磁带的磨损。具体功能如下：

需要注意的是为了使用MediaTools的自动批采集功能，要求被采集的磁带必须具有连续的时间码，且必须是以同样的速度记录的素材，而且MediaTools要求必须有6秒钟的预卷时间，所以在磁带头部刚开始记录的6秒内不要录制有用信息。

1.9MatroxDigiDesktop卡