【技术文章】
| 一种新的媒体格式——MXF | |
| AI Kovalick | |
| 本文作者AI Kovalick先生，品尼高系统公司首席技术官。 | |
| 什么是MXF？ MXF(Material Exchange Format)是一种可以在服务器、流式磁带机之间交换节目素材，并使其转成数字档案的文件格式。这种格式可记录的内容可以是一个完整的节目，或一套系列节目，也可以是一条节目片段。它包含有为节目片段剪接及音频淡变所需的基本手段。以此，可以将影像片段串编成节目。总体来讲，MXF是一种完全自主地处理全部内容、不必借助外部素材的文件格式。 MXF把视频、音频和节目数据(如文本)等组合为一体，称为要素，同时加进元数据，然后将这些一起放进打包器。MXF文件的主体部分是以流式为基础的，带有要素和一些元数据。它含有视频帧序列，辅之以相关的音频、数据要素和以帧为基础的元数据，而后者一般包含每一帧视频的时码和格式信息等。这样的设计也叫做交织媒体文件。 MXF格式文件的主体部分的素材(要素)可以是MPEG、DV和未压缩的视频与音频资料。这种文件还可以使用已成为公认标准的SMPTE KLV数据编码体系。 为什么要推出MXF？ Pro-MPEG论坛在1999年开始了一项工作，就是创建一种能在文件服务器与工作站之间交换节目素材的通用文件格式。虽然联网与文件传输在广播中的应用已普及，但大多是基于一些功能有限的专用格式，而且缺乏良好的互操作性。典型情况下，尽管人们把视频和音频资料保存下来了，但大多数文件却都没有附带元数据——不是被忽略了，就是丢失了。 对用户来说，他们要求新的格式应具备：易于学习与应用；开放型，并能尽快实现标准化；与压缩无关；适合于常用的平台操作系统和网络。 MXF是为专业视频与广播应用而设计的，它没有考虑消费者方面的应用，也没有考虑复杂的编辑和创作。它是用来载运连续的节目素材和元数据，所以最适合新拍摄的素材和制作完成的节目。这种定位使MXF格式比较简单和高效，因为它避免了编辑和创作所需要的复杂性和开销，却又可以与这两个方面交互运作。Pro-MPEG和AAF(Advanced Authoring Format)早已开始了这方面的合作，以求达到其格式互相兼容的目的。 流式传输与文件传输 传统的电视广播就像是视频与音频信号的流式播放。这是合乎逻辑的，因为不管是原有的场景、动作，还是观众所期望的，都是由流式媒体支持的连续的实时视频及音频节目。PAL和NTSC制式的模拟复合信号、数字SDI和SDTI等都是流媒体，而计算机则以文件传输的形式交换数据。 流式媒体具有以下特点：在传输过程中即可观看，不必等待全部数据传送完毕；对场景的实况转播时延最小；在点对点传输中无瓶颈，传输连续、可靠。 网络化媒体具有下列特点：可以使用廉价的标准IT元器件；可以使用多种存储设备，包括盘或带；在数据交换、共享及分配等方面比较灵活。 实时的流式传输和文件传输各有优点，所以都会沿用下去。这就要求我们解决二者的兼容性问题。只有在一定程度上兼容，二者才能共存，并能互相交换素材。MXF正是为此而设计的一种文件格式，它不但可以用于流式传输，而且可以成为上述两种传输形式无缝连接的桥梁。 从操作的角度看，我们只关心传输的效果。所以，在后期制作方面，可以利用AAF的灵活性；而为将完成的作品播送到流式磁带机或服务器的存储单元，需要“不可察觉”、简单的文件转换，则采用MXF。这里要提到，如果视频和音频文件的压缩格式保持不变，则在文件转换中就不会有任何损失。 同样，操作和创作工作人员也希望集中精力于他们的工作，而不必操心压缩问题。但事实是，还没有哪种压缩格式适合于所有的应用，而且现有的各种压缩格式还要继续使用下去。考虑到这些，MXF被设计成与压缩格式无关的文件格式，对任何压缩格式均可提供同样的效能。这样，便于设备生产商在其产品上配置多个编解码器，从而实现在基于不同格式(如MPEG和DV)的系统之间无缝地工作。 开放的格式与标准化 作为一种开放的解决方案，MXF的标准化问题已提交到SMPTE。就此问题，Pro-MPEG论坛与AAF协会也已经从交叉行业的角度开始实质性的合作；此外，与欧广联(EBU)等用户群体的密切合作，也使MXF的技术标准更加贴近用户的需求。与此同时，越来越多的软、硬件制造商和供应商都希望早日能用上这种格式。 如前所述，虽然MXF格式标准还在报批的过程中，但它早已符合SMPTE KLV(意为Key、Length和Value，是一种在网络上传输打包数据的方法)规范。 互操作性 互操作性是Pro-MPEG和MXF的共同目标，这主要表现在三个方面： (1)跨平台——可以在不同的网络协议和操作系统(如Windows、Mac、OS、Unix和Linux)之间工作。 (2)与压缩无关——MXF并不对不同的压缩格式进行转换，但它的确能简化同一环境中的多种处理。它也可以处理未压缩的视频信号。 (3)流式传输与文件传输的连接——MXF格式允许与流式媒体之间进行无缝的互操作，对实现全透明交换的SDTI更是如此。这种互操作性是双向的：可以是从MXF到流式媒体，也可以是相反方向；同时也表明，SDTI很容易适应基于文件的环境。这才叫真正的融合。 元数据 设计MXF格式的目的之一，是实现节目内容及其元数据的无缝传输。所谓元数据，可理解为“有关数据的数据”。实际上，现有的任何系统中都含有元数据。例如，时码就是一种元数据。 目前这些信息会因格式之间的不兼容性，使得内容在系统之间传输时丢失。采用MXF的系统之后，便可以使用视频、音频信号及其元数据通信。 MXF格式的元数据可能运载下列信息：文件结构；主体内容的格式(如MPEG、DV、525行或625行)；关键词或标题；字幕；基准信息数；编辑说明；位置、时间、日期及版本号。 除了上述以外，元数据还可以包括更多的项目。在一些极端情况下，一个文件中的元数据甚至会多于视频或音频内容。但是，有效地实施元数据，对于媒体素材的管理非常关键。为避免元数据过于庞大，可以对其进行过滤处理，留下只对特定操作环境有用的那部分信息。 有了MXF格式，就不必再运载EDL编辑信息。因为从编辑部门送出的节目内容，其中的编辑数据会是已被用来与素材相对应，不会再用到了。如果要求作完整的编辑归档，则要在输出到MXF之前作为编辑操作的一部分而完成。 业界对MXF格式的支持 MXF标准化的快速进展，是业内众多敬业技术人员围绕一个共同目标协力工作的结果。许多制造商和用户也从中看到了制订一个行业文件格式标准的机会。无论是信息技术、服务器还是视频都会更多地应用于广播及其相关的领域。他们认为，制订标准的工作越迟，其工作难度就越大，因为一些专用的解决方案不断会来抢占格式方面的这块空白区。 MXF与AAF AAF格式是一种用于多媒体创作及后期制作、面向企业界的开放式标准。它允许内容创造者在不同的技术平台与应用服务之间交换数字化媒体和元数据。这种格式具有简化项目管理、节省时间的优点。在以前的媒体传输过程中，很容易丢失重要的元数据，采用AAF格式后就不会再发生这种情况。 MXF由AAF改进而成，它简化了互换格式，主要适合于在服务器或流式磁带机之间传输完成制作的内容、全套节目或一个完成制作的部分。MXF格式还有助于使播放操作与较简单的制作系统引入标准的网络工作环境。 MXF与AAF这两种格式具有互补性。AAF可以对现有的各种媒体文件格式进行集成和补充；而MXF对AAF文件和现有的各种流媒体格式都有这样的效能。MXF和AAF都可以单独使用，它们在各自的应用领域各有所长；与此同时，用户对任何一者无须有依赖性。例如，一个单纯的广播系统可以使用MXF格式；一个后期制作室可以只使用AAF格式；而一个带有后期制作设施的广播机构，则可以同时使用这两种格式。 MXF与AAF的差异包括，AAF要对送往它处的媒体素材配上基准信息，用于编辑操作；而MXF总是完全自备全部信息，不需要访问外界的素材。此外，AAF含有基本的视频渡越处理；MXF因自带完整的节目素材，无此需要。 结论 MXF格式是面向用户需求的，所以它具有良好的商用基础。正因为如此，那些有竞争关系的制造商才能携起手来，以尽快推出这种用于文件交换的开放式行业规范。 这些合作的目标业已达到，MXF已被提交给SMPTE。这些，都显示出它在电视与电信融合方面具有良好的前景。 总之，借助MXF，最终用户可以改善其媒体资产的管理，并可以将其精力集中于他们在节目制作和创作方面的主要工作。 |
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来源：《世界广播电视》 |