2024年4月15日发(作者：)
标
准
与
测
量
云南广播电视台
陈 荣 黎朝华
摘 要
介绍了4K视频文件的视频编码方式，对Avid
文件转换成另一种视频格式文件的方式，在此过程进行
DNxHR、H.264、H.265、Sony
数据压缩。常见的几种4K视频编码包括Avid DNxHR、
Cineform、CineDNG等进行了具
XAVC
体的
、
介
Apple
绍；对
ProRes
MFX、
、
H.264、H.265、Sony XAVC、Apple ProRes、Cineform、
MOV、MP4等常用封装4K视频的文件格式进行了说明；
CineDNG等。
并以Avid DNxHR编码的使用为例介绍了网络存储环境下
的4K后期制作。
1. Avid DNxHR
Avid DNxHR
编码
是“Digital Nonlinear Extensible High
Resolution ”的缩写，是一种专为2K、UHD、4K技术标准
关键词
制定的编解码器，用于后期制作。从DNxHR 的编码系列中
4K视频制作流程
4K视频文件封装格式
4K制作网软硬件配置
4K视频编码
进行选择，以确定适合4K视频制作流程中使用的编码。可
从表1中看出，Avid DNxHR系列编码码率由高到低分别是
RGB 444 10bit、HQX 10bit 、HQ 8bit、SQ 8bit、LB 8bit。
随着媒体行业高分辨率技术标准不断发展，对网络带
其中LB 8bit色深、压缩率最高，质量最低，需求网络带
宽与网络存储的性能要求越来越高。电影、电视专业人员
宽最低；444 10bit色深、压缩率最低，质量最高，不适用
正面临着管理和编辑更大型文件，确定高效的后期流程，
于网络环境进行编辑。表中黄色表示网络带宽需求
1GB或
合理地使用存储空间的挑战。在已具备的硬件条件下，包
10GB，橘色表示网络带宽需求10GB。
括编辑工作站性能、网络存储性能，及非线性编辑软件支
持的视频格式；对4K视频文件的编码和封装格式知识点进
2. H.264
行学习和了解，有助于提高后期制作效率，控制好节目在
H.264通用性比较强，不用特别安装单独的编码器，无
后期转码过程中视频的质量。
论是苹果系统平台，还是Windows系统平台，非线性编辑
4K视频文件，包括两方面：4K视频内部编码，及4K
软件都可识别。H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比
视频文件封装格式。我们知道4K素材从前期拍摄就开始
率，具有高压缩比的同时还拥有流畅的图像。
获取了，每家摄影厂商制定了各自的技术标准。如索尼、
配置文件分三种：
Blackmagic、RED ONE等厂商不断推出新产品，不断更新
z
基本；码率低，对带宽需求低，可用在可视电话、
技术标准。本文介绍后期制作中遇到的4K视频文件封装格
无线通信等实时视频通信；
式与编码特点，使用的Avid DNxHR 编码在4K制作流程中
z
主要；支持隔行视频，算法采用算术编码，主要用
的一个应用实例。
于数字广播电视；
z
高级；支持码流之间有效切换、改进误码性能，但
一 关于视频编码
不支持隔行视频和算术编码，主要用于网络视频点播。
H.264级别分多种，配置文件选择主要，级别 5.1，对
视频编码就是指通过特定的算法，将某个视频格式的
应4K视频标准生成。最高码率300Mbps。
现代电视技术
2018.4
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标 准 与 测 量
表1 Avid DNxHR编码视频相关参数情况
3. H.265
分辨率
2K（2048×1080）UHD（3840×2160）4K（4096×2160）
H.265又称为HEVC（全称
帧率
（FPS）
DNxHR CodecMB/secGB/HrDNxHR CodecMB/secGB/HrDNxHR CodecMB/secGB/Hr
High Efficiency Video Coding，
44444
视频编码）。H.265是
H.264的升级版，算法进行了
24
HQX
HQ
23
156
HQX
444168591185
高效率
SQ
2379
79
HQ313
HQX
444
90
优化，压缩效率高于H.264的
LB
1553SQ
89
89313
HQ90
316
650
一倍左右，但视频质量没有下
DNxHR CodecMB/sec
415LB
56
18
197SQ
GB/Hr
63LB
59
316
18
207
降。因为封装格式未统一，
46
GB/Hr
63
及播放器支持不够普遍，所以
25
HQX
444
GB/Hr
163
DNxHR Codec
HQ23
23HQX
444
MB/sec
175615
DNxHR Codec
309
330
657
330
H.265没有得到广泛使用。在
SQ15
81
81
HQ
309HQX
444
MB/sec
187
LB
54
18
SQ
88
88
58
HQ
94
MB/sec
5LB18
204
63
SQ
94
LB
62218
Windows系统平台下，Adobe
DNxHR CodecDNxHR CodecGB/HrDNxHR Codec
2070
Premiere 2015.3可生成H.265编
44493
GB/Hr
3251230444
MB/sec
370
GB/Hr
1301
码的4K视频文件，最高比特率
50
HQX
HQ46
46163HQX
444
MB/sec
350
160Mbps，级别5.1，配置文件
SQ31
163175
175
选择主要，配置 10，色度格式
LB10
108
HQ
34
SQ
LB
115
615
615HQX
404
HQ
188
188
661
661
37130
SQ
LB
125
39137
439
Rec.2020基色可选。
4. 索尼 XAVC
索尼XAVC格式符合H.264 层级5.2，视频精华被封装
在行业标准MXF OP1文件中，附带音频和元数据元素。采
用XAVC格式的主要目的是建立一个能够经济地处理高帧
率、高清和4K图像的系列专业制作编码。XAVC 格式包括
了很多使用MPEG-4 AVC/H.264 视频压缩方式的视频格式。
XAVC格式由索尼摄像机拍摄获得，如F55、FS7K等。拍
摄时可同时生成代理（Proxy）用于后期编辑（见表2）。
5. Apple ProRes
1
Windows7系统 Adobe Premiere Pro CC 2015.3，导出H.264编码4K视频
苹果ProRes 编码是在专业后期制作中最受欢迎的编码
的参数设置
之一。主要使用在苹果工作站Mac系统平台。编码系列按
质量由低到高排列，也就是视频压缩率由高到低，它们是：
ProRes 422 Proxy、ProRes 422 LT、ProRes 422、ProRes 422
HQ、ProRes 4444（no alpha）、
ProRes 4444 XQ（no alpha）。可用于HD、2K、4K，
或者更高分辨率视频后期制作使用。
6. Cineform
Cineform 编码使用快速小波算法，数据压缩率在10:1
和3.5:1之间。Adobe软件系列After Effects、Premiere
Pro、Adobe Media Encoder 都支持CineForm编码。编码优
点包括：分辨率支持4K及以上，支持12位4:4:4 RGBA
2
Windows7系统 Adobe Premiere Pro CC 2015.3，导出H.265编码4K视频
和RGB、10位 4:2:2 YUV及RAW色度格式。可同时跨越
的参数设置
Windows和Mac系统使用。
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Advanced Television
Engineering
2018/4
Operation & Maintenance
Standard & Test
标
准
与
测
量
表2 XAVC编码 配置文件
Intra（帧内压缩）
达运动图画或视频流的每一个完
范围分辨率帧率颜色最大比特率
（/Long（帧内压缩）
音频
整帧。多个DPX文件可以表示运
4K
4096
动图画的片断和序列。DPX用于
3840
×
×
2160
2160
23.98p to 59.94p
4:2:0/8bit to
4:4:4/12bit
960Mbps
Long
Intra
24bit
Uncompressed,48k
×16ch（max）
2048
数字电影工作中。有多种应用软
HD
1920
×1080
440Mbps
件支持DPX格式，如合成
软件
1440
×108023.98p to 59.94p
50i/59.94i
4:2:0/8bit to
4:4:4/12bit
Long
Intra
24bit
Uncompressed,48k
×16ch（max）
Flame、三维软件Maya、非线性
1920
1280
×
×
1080
720
1280
×
编辑软件Adobe Premiere 等；
Prox
640
×
1080
720
23.98p to 59.94p4:2:0/8bit28MbpsLong
480
×
×
360
270
256kbps for stereo
AAC LC
z
另外，还有ARRI摄像机
使用的文件格式.ari；RED ONE
摄像机使用的文件格式.R3D，都可记录原始拍摄信息。
7. CineDNG
CinemaDNG是Adobe公司提出的开放视频编码格式，
三 在网络存储环境下的4K后期制作
是基于DNG的单帧RAW图像。RAW就是摄像机拍摄场
景中的光照强度和颜色信息都最大化记录下来的原始文件。
本文以Avid DNxHR编码的使用为例进行介绍。
拍摄好的原始4K信号通过Atomos
记录仪封装成CinemaDNG编码格式
文件，进入后期工作流程使用。可在
Windows和Mac系统平台下的非线性
编辑软件中使用。
3
最终交付4K视频制作流程图
二 常用的几种文件封装格式
1. 4K制作网软硬件配置情况简介
在Windows系统平台，制作网网络存储使用群辉NAS
文件封装格式称为多媒体容器，与Avid DNxHR、
存储，容量不低于100T，万兆光纤网，存储网络带宽读取
H.264、H.265这类编码格式不同的是，它只是为多媒体编
速度279MB/s，写入速度71.7MB/s。使用Adobe Premeire
码提供了一个包装盒子，也就是把所有的处理好的视频、
CC 2015.3进行非线性编辑，Adobe Media Encoder 2015.3
音频都打包到一个包装盒子内。这个打包的过程就叫封装。
CC 进行转码，达芬奇软件进行调色。使用Avid DNxHR系
常用封装4K视频的文件格式有以下几种：
列编码对视频进行编码，需要安装插件AVID QuickTime
z
MXF是英文Material Exchange Format的缩语。
CODECs Pack PE v2.6.0，在Media Encoder软件中文件格式
MXF主要应用于视频内容的录制、编辑、交付和存档等环节。
选择DNxHR/DNxHD MXF OP1a。
MXF可用于封装索尼的 XAVC系列编码 、Avid DNxHR
编
码、松下的AVC Intra编码等。可被多种编辑软件支持，如
Adobe Premiere、Grass Valley Edius、Sobey等；
2. 后期制作流程
对4K源码素材先进行转码，转为2K低码素材后迁移
z
MOV即QuickTime影片格式，它是苹果公司开
进入网络盘阵，编辑机房通过万兆光纤网调用素材进行剪
发的格式，用于存储视频、音频。包括Apple Mac OS，
辑。2K低码素材剪辑完成后生成EDL文件或XML文件交
Windows7在内的主流电脑平台支持。可用于封装Avid
精编机回套4K源码素材，进行调色合成。其中剪辑环节
DNxHD、Avid DNxHR、Apple ProRes系列、H.264等很多
使用MXF封装格式，Avid DNxHR LB 8位编码设置，码率
编码；
在40Mbps，分辨率2048×1080，帧率与原素材一致。使用
z
MP4 是一套用于常用媒体素材的压缩编码标准。该
Avid DNxHR进行转码有较好压缩率，10个索尼摄像机拍摄
格式的主要用途在网络数据传输访问，以及电视广播。可
原格式MXF文件7.83GB转码后为1.38GB，压缩比约0.176。
用于封装H.264、H.265、XAVC 编码文件。可跨Windows
和Mac平台使用；
z
DPX是基于位图的文件格式。它是用来储存和表
3. 经验小结
z
转码为2K分辨率低码素材，因为画面分辨率刚好
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标 准 与 测 量
是4K的一半，可以更好地保留原始画面信息，有利于剪辑
定网络带宽及硬件条件下，需要对其进行转码。在转码
时镜头的挑选；
环节中，使用哪一种编码，需要综合考虑多个因素。转
z
索尼拍摄的视频文件，一般是MXF封装，XAVC
码后的低码视频文件，能保证码率小于网络带宽、存储
编码。转码时使用MXF封装，Avid DNxHR LB编码。可
容量占用低，不超过制作系统运转负荷；文件格式得到
保持源码文件与低码文件封装格式一致，有利于在调色环
编辑软件支持，能够保证编辑阶段整个系统稳定运行，
节回套源码素材时，保证调色系统的稳定，后续合成输出
编辑过程流畅高效；及最终调色合成阶段输出高质量视
工作顺利进行；
频文件。
z
使用Avid DNxHR LB 8位编码，在现有网络存储条
对于4K视频文件，只有仔细学习了解它的采集工具、
件下可保证5台编辑工作站进行多轨编辑。编辑人员可与
特点特性、适用环境等，才能进行合理使用，顺利完成4K
编辑工作站顺畅交互，且整个制作系统稳定运行；
视频制作任务。
z
关于4K视频文件转码，由于拍摄设备的不同，导
致4K素材格式有多种类型。有的素材文件可直接在后期
参考文献
编辑软件中使用，有的却必须使用配套专用转码软件，插
[1] 刘峰《,视频图像编码技术及国际标准》,北京邮电大学出版社出版的图书，
件程序或者是第三方编辑软件，对其原始格式进行转码之
2005.
后才能使用。如大疆无人机拍摄RAW的DNG序列，可用
[2]DNxHR Codec Bandwidth Specifications [EB/OL],
CINE LIGHT软件转码；RED ONE拍摄的R3D文件可用
/pkb/articles/en_US/White_Paper/DNxHR-Codec-
REDCINE-X_PRO软件转码。
Bandwidth-Specifications.
[3] XAVC Profiles and Operating Points [EB/OL],
四 结论
/xavc/share/data/XAVC_Profiles_and_
OperatingPoints_120_.
4K视频文件因其文件体积大、码率高的特点，在特
[4] 李韵，《浅谈4K素材在后期制作中的全流程》，科技传播，2017,8.
（上接第147页）
对动态范围的作用非常巨大，线性的系统所拥有的动态范
在日常使用中，摄像机伽马曲线应该是一开始设定不
围远远小于使用了非线性伽马的系统。BBC的研究报告基
变的，当然尽可能选择弯曲程度大的伽马曲线来实现更高
于韦伯定律给出了一个可以用于定量计算数字电视系统动
的动态范围（当然伽马取值够用即可，高压缩的伽马曲线
态范围的公式，即 。其中L
会带来画面偏灰的效果，需要后期调色软件细调）。如果
是数值范围0~1的经过归一化后的相对亮度值，V是显示
不是刻意追求摄像机的最大动态范围，还可以使用负增益
器输入信号电平的归一化相对值，N是总量化级数，γ则
（-3dB）来降低噪点，如果曝光不足，首先考虑最大光圈，
是显示器的伽马值（传统SDR电视系统中，按照ITU-R
其次是减小或者关闭电子快门，最后考虑增加增益，3dB
BT.1886的规定为2.4），根据一些主观测试的结果，一般
以上的增益需要慎重考虑。如被摄景物的亮度范围超过了
来说当两个相邻量化级对应的亮度差小于5%的时候不容
摄像机能够反映的亮度范围，可用以下方法来改善：为被
易被人眼察觉出来，即不容易看到banding现象应该满足
摄景物的暗部补光或者调整画面中的高光景物占比，达到
。将不同的量化规格和伽马值代入
缩小光比的目的；使用DCC电路（拐点控制）和AGC电
的话，计算结果如表
3所示。可以看出8bit的数字电视有
路（增益控制）；根据艺术需要，采用暗部、中部、亮部分
效动态范围只有5.34档，不采用伽马曲线的线性系统动态
别曝光法或者改变拍摄构图景深等。在正常的电视光照条
范围更小。伽马非线性曲线更有效率地利用数字量化级数，件下，有效地使用摄像机参数设置，可以实现最合适的动
在低比特的条件下重现高比特的动态范围。
态范围和最细腻的画质表现。
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Advanced Television
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