前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇世界歷史論文范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞投資組合有效邊界無差異曲線實證分析
1證券投資組合的可行域和有效邊界
設有證券投資組合P,其期望收益率記為E(rp),標準差記為σP。則以E(rp)和σP為軸,可建立描述投資組合的坐標體系。在此坐標系中,所有可能的證券組合方式被定義為證券投資組合的可行域。對于只有兩個證券A、B的投資情形,其組合分析見圖1。
圖1中由證券A和證券B建立的證券組合位于連接A、B的直線或曲線上,該直線或曲線被稱為證券A與B的結合線。結合線的彎曲程度由證券A和證券B的收益率之間的聯動關系所決定,而與選擇的組合方式無關。證券間的聯動關系采用相關系數來衡量,取值介于-1和1之間。不同組合在連線上的位置取決于該組合投資于證券A、B的比例。如果市場不存在賣空機制,則證券投資組合的可行域即是證券A、B之間的結合線。類似地,對于三個證券A、B、C之間的組合分析情形,在不允許賣空的條件下,由三條結合線(每兩種證券形成)構成的所有投資組合的可行域見圖2。顯然,可行域內的每一點可以通過三種證券的二次組合來得到。例如,A、C的組合為D,B、D的組合為Z。一般來說,當存在n種證券可供選擇時,根據建立組合的限制條件(如是否存在賣空機制等),其可行域可能是有限域,也可能是無限域。但無論如何,可行域的左邊界總是向外凸的(允許線性部分),不會出現凹陷。
根據馬柯維茨均值方差模型的假設,在相同期望收益的投資組合中,投資者會選擇方差最小的組合方案。對于每一個可能的期望收益,均有一個方差最小的投資組合恰好構成可行域的左邊界。另一方面,在方差相同的投資組合中,投資者會選擇期望收益最高的組合方案。而對每一個可能的方差水平,都有一個期望收益率最高的投資組合恰好構成可行域的上邊界。綜上所述,投資者實際選擇的證券組合應位于可行域的左邊界和上邊界的公共部分,該局部邊界被稱為可行域的有效邊界(見圖3)。
2證券投資組合的無差異曲線
在投資實踐中經常會見到高收益伴隨高風險的情形,即:
E(rA)>(rB),σA>σB
此時,投資組合A比B承擔更大的風險,但同時也具有更高的期望收益,這種期望收益的增量可視為對風險增量的補償。
基于風險與收益之間的補償作用,不同投資組合的實際效用(即滿意程度)在投資者看來也許是相同的。將被投資者認為滿意程度相同的投資組合曲線繪制在均值方差坐標系中,形成圖4所示的無差異曲線族。顯然,族中無差異曲線的位置越高,該曲線上投資組合的滿意程度越高。由于不同投資者對風險的態度大不相同,故無差異曲線通常被劃分為風險偏愛、風險中立和風險厭惡等三種基本類型,其曲線形狀(見圖4)。
3最優證券組合的確定
統計調查的結果表明,絕大多數的投資者對風險持厭惡態度。為此,本文以風險厭惡型投資者的投資組合為代表分析最優證券組合的確定方法與過程。
如前所述,在馬柯維茨假設下,給定投資環境中的每個投資者將根據證券組合的收益和方差以及自身對風險的態度確定相應的無差異曲線族,并借助于無差異曲線在投資組合的有效邊界上選擇一個適當的投資方案。顯然,由于所選投資方案既不能離開有效邊界,又希望具有盡可能高的滿意程度,故該方案必然對應于某條無差異曲線與有效邊界的切點。其圖解過程見圖5,圖5中H點所代表的投資組合方案即為所求。
4實證分析
本文選取上證30指數的指標股作為實證分析的對象。研究時段為2000年1月7日~2000年12月29日,共計48個交易周的收盤價。首先計算股票的周收益率及其方差,期間凡有送股、配股和派發現金股利的股票,均根據其配送方案分別進行復權,以保持數據的完整性和一致性。然后構建組合投資的決策模型及確定投資組合的有效邊界,最終給出指標股的投資方案并進行必要的結果分析。
4.1周平均收益率及其方差計算
樣本股周收益率的計算公式為:
rit=■-1(1)
式中i=1,2,…,30;t=1,2,…,48;
rit:第i只股票從第t-1周到第t周的收益率;Pit:第i只股票在第t周的收盤價;Pi,t-1:第i只股票在第t-1周的收盤價;ai:第i只股票從第t-1周到第t周的送股比例;bi:第i只股票從第t-1周到第t周的配股比例;Bi:第i只股票配股價;di:第i只股票在第t-1周到第t周的每股現金紅利。
各樣本股在樣本時限內平均收益率和方差的計算公式分別為:
E(rit)=■,σ2i=■(2)
式中E(ri)是第i只股票的周平均收益率,rit是第i只股票在第t周的收益率,N=47為計算總周數。
上證30指標股在樣本時限內周平均收益率和方差的具體計算結果見表1。
4.2決策模型與有效投資組合
因為我國證券交易市場不存在賣空機制,相應的組合投資決策模型可寫成以下數學規劃的形式:minσ2(rp)XT∑X
s.t.XTEn=1
XTR=R0(3)
Xi≥0,i=1,2,…,n
式中:X=(x1,x2,…,xn)T為證券組合投資比例向量;r=(r1,r2,…,rn)T為各單個證券投資收益率向量;R=(R1,R2,…,Rn)T為收益率向量的期望向量;∑(σij)n×n為收益率向量r的協方差,σij=Cov(ri,rj),i,j=1,2,…n;En為元素全為1的n維列向量;E(rp)=XTR表示證券組合的預期收益率;σ2(rp)=XT∑X表示證券組合的風險。
該模型的內涵是在給定預期收益率R0的條件下,力求使證券組合投資的風險達到最小。其中,R0為投資者所要求的最低收益率水平。
借助于Lingo軟件平臺,通過編程計算,不難求解上述數學規劃,從而確定證券投資的有效組合。實際運算結果表明,上證30指數指標股的有效投資組合一共有14組,每一投資組合中各樣本股所占的投資比例見表2。
5.3投資組合的有效邊界及結果分析
由表2的數據可以看出,隨著組合投資方案中證券數目的增加,用方差代表的投資風險在迅速降低,最終穩定在某一固有的風險水平。該風險水平在某種意義上可視為投資環境的系統風險,必須由投資者個人承擔,而無法通過投資組合的方式來化解。
根據表2的數據可以繪制出上證30指數指標股投資組合的有效邊界,其界面曲線見圖6。
圖6中的B點表明,投資者在上證30指數指標股投資組合中可以實現的最高周收益率為1.4721%,折算成年收益率為75.71%,同時需要承擔方差為45.08%的投資風險。其具體投資方案為將全部資金投資于龍騰科技,屬于單一證券的投資選擇模式,是高收益、高風險的集中體現。
另一方面,圖6中的A點表明,如果將資金按一定比例分投于所選擇的9支股票(詳見表2),則投資風險降低到最低程度(σ2=5.2%),同時可實現0.249%的周平均收益率,對應年收益率為12.78%。顯然,該證券組合投資的收益率仍然遠高于銀行同期年利率2.25%的水平。
參考文獻
1小詹姆斯L.法雷爾.齊寅峰譯.投資組合管理理論及應用[M].北京:機械工業出版社,2002
關鍵詞: 圖式理論 新聞聽力理解 語言圖式 內容圖式 形式圖式
一、圖式與圖式理論
圖式(schema)一詞來自希臘語,最早出現在古希臘哲學和心理學著作中,18世紀康德曾論述圖式的哲學意義,他認為人的大腦中存在純概念的東西,圖式是連接概念和感知對象的紐帶。[1]安德森(J.Anderson,1983)、皮爾遜(L.Pearson,1984)和巴特爾特(F.Bartlett,1932)將圖式概念用以講述和追憶故事,他們得出的結論:記憶不是復制,而是根據大腦中已有的圖式重構將要記憶的內容,即改變新認識的事物使其與已有的圖式融合的過程。[1]對“圖式”含義的理解各家不盡相同,但總的來說,圖式是大腦為了便于信息儲存和處理,而將新事物與已有的知識、經歷有機地組織起來的一種知識表征形式,使相互關聯的知識構成的完整的信息系統。人們對新事物的理解和認知在一定程度上依賴大腦中已經形成的圖式。
二、圖式理論與新聞聽力理解
聽力是人們獲取信息與相互交流的有效途徑之一。其中,新聞聽力一直是聽力理解中的一個難點,因此圖式理論與聽力理解的關系的探討適應于新聞聽力理解。如何對聽力材料達到最有效理解,一直以來都是心理學家與語言學家們研究的重點。在20世紀60年代以前,受行為主義心理學的影響,傳統聽力理解觀認為聽力理解是一種基于語音、詞匯和句法知識的信息被動接收過程。聽者在整個過程中,只要通過語言符號的刺激就可作出反應,通過逐詞逐句的解碼就可獲得意義,聽者的能動作用完全被忽略,聽力理解成了一種機械的刺激反應過程。20世紀60年代末,心理學、語言學、心理語言學及應用語言學等領域的研究都取得了重大的突破,極大地推動了聽力理解研究的發展,尤其是現代認知心理學的圖式理論被廣泛應用到對閱讀、聽力與理解等心理過程的研究之中,聽力理解得到了科學的解釋。
這些研究表明,聽力理解是一種極其復雜的動態的心理活動和信息處理過程。它并不是一種單向的信息接受活動,也不是通過對詞、句、篇的解碼而獲得意義的過程,而是聽者已有的語言知識、背景知識等與聽力材料之間相互作用的動態過程。在這一動態過程中,聽力材料以其語言文字形式、內容和結構作用于聽者,向聽者提供信息,同時聽者也以自己已有的知識作用于聽力材料。也就是說,在處理聽力材料時,除了由材料輸入的信息外,聽者還必須利用他們的語言知識和背景知識,并使之同材料信息相互作用、產生共鳴,以達到理解的目的。圖式理論學家們稱之為“材料驅動”(data-driven)和“概念驅動”(concept-driven)。[2]前者促進讀者能獲得與先驗圖式相符合的信息,后者幫助讀者通過對輸入信息進行擬合優度評價從而作出合適選擇與解釋。[3]從而達到對聽力材料的理解。
三、新聞聽力理解的圖式類型及意義
根據圖式理論,新聞聽力理解的效果主要受三種圖式的影響,即語言圖式、內容圖式和形式圖式。語言圖式是關于語言方面的知識;內容圖式是指有關文本內容的背景知識,即聽者掌握的有關材料主題知識,它是聽力理解的核心和關鍵;形式圖式則是關于語篇結構方面的知識,即聽者對新聞材料體裁的了解程度。大腦中儲存的這三種圖式分別與聽力材料的語言、內容和形式相互作用,從而產生對材料的理解。
1.語言圖式
理解和掌握基本的語言知識是聽力理解的前提。實踐證明,語言知識的多寡對聽者的聽力理解有著重大的影響,特別是在學習的初級階段。如果語音錯誤、詞匯貧乏、語法薄弱,聽力技巧和策略再好,聽力理解也難以達到應有的效果。具體而言,新聞聽力理解中的語言圖式,就是關于聽力材料的語音、詞匯和語法等方面的基礎知識。
(1)語音方面
英語新聞播報語速較快,而且經常伴有連讀、同化、弱化、省略等發音現象。英音與美音為英語兩大標準變體,BBC和VOA是其主要的代表節目,兩者發音略微有區別。
(2)詞匯方面
英語新聞詞匯可分為一般新聞詞匯、縮略詞、新詞、借用語等。一般新聞詞匯指在新聞報道中經常出現的穩定詞匯;縮略詞又分為縮寫詞和簡縮詞。縮寫詞,又稱首字母縮寫詞,如:WTO.簡縮詞主要是通過截頭去尾,或是將一個詞的首部加上另一個詞的尾部構成,如:Expo.。英語新聞中的新詞非常重要,主要有三種形式:如:euro屬于新事物催生新詞;headhunt(出自原始部落獵取敵人人頭作為戰利品這一習俗,現用來比喻“以高聘金等方法從同行業隊手中挖走人才;獵頭”等)屬于舊詞衍生新義;cyberspace(cyber-表示“網絡的”)屬于舊詞派生新詞。新聞中的借用語通常借用地名、建筑名指代該國或其政府及有關機構,如Pentagon指代美國國防部等。
(3)語法方面
英語新聞的語法特征主要有以下幾方面:前置定語種類繁多,經常出現多重修飾語;時態呼應不拘規則;被動語態占較大比重;廣泛使用直接和間接引語,一則顯示出該新聞的真實感,二則增添新聞的生動性。
由此可見,聽者一定要加強語言基礎知識的學習,牢固掌握足夠的新聞詞匯,熟悉習慣的新聞報道的語音語調,把握新聞報道的語法結構知識規律,建立完整的語言圖式,為達到良好的新聞聽力理解打下扎實的基礎。
2.內容圖式
要想獲得頗為有效的聽力理解僅有語言圖式還不夠,還需要“關于文本內容的背景知識”[4]。換而言之,對聽力文本所涉及的主題的熟悉程度,是決定聽力理解的核心和關鍵。任何聽力文本,都不是語言基礎知識的簡單組合,它還在各個層次上體現著使用該語言的民族的文化,因為語言是文化的載體。
文化背景知識構成聽者內容圖式的重要部分。內容圖式在一定程度上可以彌補語言圖式的不足,幫助讀者預測和選擇信息,排除歧義,提高聽者對材料的理解程度。新聞內容包羅萬象,涉及生活各個層面。如果聽眾對英語國家的政治、經濟、歷史、地理、文化、習俗、宗教等背景知識不了解,對新聞的內容就缺乏認同感,那聽力活動就很難進行或者產生聽力理解錯誤。
3.形式圖式
形式圖式是指對各體文本篇章結構的知識。[5]對聽力材料體裁的了解程度,與語言圖式和內容圖式一樣,影響其對內容的理解。英語新聞聽力中的形式圖式主要指它的三種主要的結構特點。
(1)“倒金字塔結構”
又稱“倒敘法”,為新聞中最常用的結構。這一結構主要包括導語和主體。導語通常是首句或首段,概括新聞的要點,一般含有“新聞六要素”(五個W――Who,What,When,Where,Why;一個H――How)中的幾個甚至全部要素。主體部分則會圍繞導語按重要性依次遞減的順序展開,對導語內容進行擴展或補充,適于報道“硬新聞”。
(2)“金字塔結構”
此將報道的事實按時間順序排列,逐漸進入,故又稱“編年史結構”。其通常由開頭、正文、結尾三大部分組成,展開情節的節奏較緩,適于報道“軟新聞”。
(3)“倒敘―順序”混合結構
這種結構由導語、主體、結尾構成。導語為概要性導語,交代事情的輪廓,主體按照事情發展的順序報道,結尾可以是一個精彩的尾聲,這種結構較適用于較長的報道。
參考文獻:
[1]趙艷芳.認知語言學概論[M].上海:上海外語教育出版社,2001:188,188-189.
[2]張必隱.閱讀心理學[M].北京:北京師范大學出版社,1992:247-248.
[3]Carrell,P.L.Theory and ESL reading:Classroom implications and applications[J].The Modern Language Journal,1984,VOL68:332-342.
1保障建筑節能施工管理的整體性
要實現建筑節能施工管理工作的優化,就要在整個工程項目的壽命周期之內,盡量地減少管理工作的委托現象。而減少管理委托,就避免了管理工作的割裂,保障了建筑節能施工管理工作的整體性,使得整個工程項目能夠在計劃內發展,減少違約情況的發生,避免了能源的浪費。堅持這一原則,就能夠保障建筑施工的節能管理,使工程項目到達較高的質量。
2保障建筑節能施工管理的信息交流
在現如今的建筑施工單位中,施工管理過程中,往往存在著管理工作的分離,在一個建筑項目施工的整個周期之內,在項目的不同部分之間,會有不同的管理人員進行著分工管理。這就需要每一位管理人員之間的進行不斷地交流。然而,由于管理人員較多,負責的工作也很繁雜,難免會出現信息交流的問題。因此,應當適當地調整建筑節能施工管理的模式,減少管理工作的分離,加強建筑施工的不同時期、不同部分管理之間的交流,保障信息的真實性、及時性,為建設更高質量的建筑奠定基礎。
3保障建筑節能施工管理工作經濟效益最大化
建筑施工中的節能管理,其最終目的就是為建筑施工單位節約更多的能源,降低施工的成本,一方面,利用更少的資源建設出質量更高的建筑,另一方面,為我國建設節約型社會做出貢獻。因此,在建筑節能施工管理中,應當將增大建筑施工單位的經濟效益為管理目標。這也就要求建筑節能施工管理工作應當將從項目的整體出發,充分考慮施工的整個周期、建筑的每個部分,從而尋找出一種能夠為建筑施工節約最多能源的一種管理方案,實現建筑施工最終的節能目標。
二優化建筑節能施工管理工作的措施
1實現施工管理集權與分權的統一
在建筑節能施工管理工作中,既需要管理權利的集中,有需要將管理權利進行分離。集中權利,是要能夠使管理者具有足夠的權限,在對建筑施工的整個過程進行整體性地把握,并對管理工作進行指揮和引導;而將權利進行分離,則是為了避免管理者過于使用權利,而不接受他人的意見和建議。權利過于集中,管理者就有可能會忽略更好的管理方式,其決策也許并非是最優方案,這就會使得建筑節能施工管理達不到最佳效果。從整體來看,實現建筑節能施工管理的集權與分權的統一,能夠達到更好的管理效果。
2完善施工管理分工協調合作
建筑施工過程中,節能管理不僅僅是在對項目工程的質量進行監督和管理,更是對于全體工作人員的監督。從根本上來說,要對建筑節能施工管理工作進行優化,首先就要做好對于全體人員的管理。管理好領導者與基層員工的關系,加強各個部門之間的配合,賦予不同的人員、部門應有的權利和應當負擔的責任,就能夠避免因為權利、責任不明確和利益的沖突而導致相互之間的矛盾。才能夠進一步相互配合,做好整個項目施工的節能管理,共同為施工單位爭取更大的效益。
3實現施工管理跨度與管理層次的統一
管理的跨度指的就是管理工作所能夠涉及到的管理范圍,而管理層次則指的是管理的深度。增大管理跨度,能夠有效地加強管理人員之間、管理部門與施工單位其他部門之間的溝通,保障信息的交流,為節約施工能源提供信息保障,然而,其弊端則是淡化了管理層次。而深化管理層次,則能夠加強上級領導對下層員工的管理,直接深入的管理有利于管理方案的實施,而其弊端則是縮小了管理的跨度。管理跨度與管理層次各有利弊,最好的方法就是權衡兩者,實現兩者的統一。
4保障管理中的責任、權利與利益的對等關系
一、總分結構
不管是先總后分,還是先分后總,這是議論文常用的一種結構。分述部分應圍繞總述的中心進行,總述部分應是分的總綱或水到渠成的總結。下文為學生習作。
去留肝膽兩昆侖
感動于譚嗣同“我自橫刀向天笑,去留肝膽兩昆侖”的大義凜然;感動于林則徐“利國家生死已,豈因禍福避趨之”的一身正氣。他們因面對利益的抉擇名垂千古,他們因稟承的堅定信念留史丹青,那就是以國家利益為重。(提出觀點)
“國家”,如此神圣的兩個字眼,讓無數忠臣義士畢生頂禮膜拜。國家利益是比個人生命還要重要的重量。國家安危是一條條信念,一句句諾言之間的點滴丈量。(總的議論)
多少熱血男兒為國不惜馬革裹尸。“一生事業總成空,半世功名在夢中。死后不愁無勇將,忠魂依舊保遼東”。袁崇煥以國家利益為重!……
多少巾幗女子為國不惜一切。那句“持謝鄰家子,效顰安可希”被人吟誦,還記得那個越國女子嗎?……(分別論述)
“死去元知萬事空,但悲不見九州同”。這樣的絕響依舊時刻在我們胸中回蕩。潺潺國之大義,綿綿情之深長,這樣的旋律寫滿了古人的堅定,匯滿了今人的誓言。時時提醒我們以國家利益為重,國家利益重于泰山!(總結)
這是學生議論文寫作中最頻繁使用的結構形式,收放自如,便于充實論據,也能做到論點鮮明突出。
二、并列式結構
這種結構是把文章分成若干部分,從若干方面入手,不分主次,并列地敘述事件,說明事物,或以幾個并列的層次來論證中心論點。常常是正文中分論點并列出現,呈三國鼎立的形式。如有的學生用并列式結構,在正文中詳寫了三個例子:
1.“風蕭蕭兮易水寒,壯士一去兮不復返。”
――荊軻
2.“惶恐灘頭說惶恐,零丁洋里嘆零丁。”
――文天祥
3.“茍利國家生死以,豈因禍福避趨之。”
――林則徐
此種結構形式需要對主題有縱深的分析,將其條分縷析為幾種類型或者幾個方面、角度等,需要作者具有稍好的事理分析能力。
三、遞進式結構
各部分之間由淺入深,由簡單到復雜,由具體到抽象,環環相扣,層層推進。通常的思路是提出問題、分析問題、解決問題。下文為學生習作。
國家利益與個人利益
因為無數水滴的凝聚,才形成了廣闊的海洋,正是因為海洋,一滴水才不會干涸;因為無數小草的凝聚,才形成了廣袤的草原,正是因為草原,一棵小草才能夠“春風吹又生”;同樣的道理,正是無數的個人利益才組成了共有的國家利益,因為國家利益的存在個人利益才有了更好的保障。因此國家利益與個人利益并不矛盾,而是統一存在,相輔相成的。(提出論點)
當個人利益與國家利益產生沖突時,我們以國家利益為先。……
以國家利益為先,也要兼顧個人利益。 國家利益與個人利益在根本上是一致的。……(三個層次層層深入)
個人利益組成國家利益,國家利益的存在才能更好的保障個人利益,因此我們要正確處理個人利益與國家利益的關系,既要維護國家利益又要維護個人利益,使兩者相輔相成。(總結)
遞進式結構能使文章嚴謹細密,說服力強,但要求作者具有較強的邏輯推演能力。
四、對照式結構
把兩個事物進行對比,從而突出說明其中一個方面的正確。下文為學生習作。
舍魚而取熊掌
國家為根,個人為葉。根為一切能源之本,只有根扎得深,扎得穩,葉才能繁茂。……要以國家利益為重。(提出論點,闡釋道理)
憂國家之百姓。大禹治水。
憂國家之戰亂。辛棄疾。
憂國家之權力。岳飛。(正面論證)
當然,并不是所有的人都以國家利益為重。秦檜就是以個人利益為先的賣國求榮的小人。……(反面論證)
可見,個人利益必須服從國家利益,以國家利益為重。……(對比后,重申觀點,體現觀點的正確性。)
“利國家生死已,豈因禍福避趨之”。所以,個人利益我所欲也,國家利益亦我所欲也,二者不可兼得,舍個人而取國家者也。(結束)
隨著計算機信息技術與視頻技術的發展,出現了穩定高效的數據壓縮方式,高速寬帶計算機網絡,以及大容量數據存儲系統,而且國際互聯網及企業內部網的超前發展也給電視臺節目擋案的網絡化存儲,查詢,共享,交流提供了可能。寬帶網絡技術及視音頻壓縮技術的成熟,為電視臺網絡化鋪平了道路,今后傳統意義上的電視節目制作,播出設備及帶庫管理將逐步向多媒體網絡設備過渡,網絡所具有的高效率與靈活性等優勢,會充分體現在電視臺的節目傳輸,分配,制作,播出及存儲領域。
今天,越來越多的電視臺裝配了基于計算機系統平臺的非線性編輯設備,新聞制作網及自動化播出設備,但是作為實現共享的數據源——節目資源的存儲及管理卻還停留在早期磁帶庫階段,究其原因,雖可舉出種種理由,但無庸諱言的是該環節已阻礙了現代化的視頻資源共享方式的展開。本文就是想在這方面做一些積極的探索。
一.電視節目的存儲
1.存儲方式的選擇
電視臺所存儲的內容以視音頻素材為主,在選擇存儲方式時,應綜合考慮過去,現在,將來已經使用或將要使用的方式,選擇高質量,高效率,便于利用的方式存儲各種不同類型數據。圖1給出了電視臺的節目生產流程。
在專業視頻應用領域,不管是壓縮還是非壓縮,大都集中在分量格式領域,因此在做格式選擇時要特別注意。根據具體應用情況,不同階段選用相適應的信號格式,使整個生產流程平滑過渡,盡量減少信號轉換造成的損失,以達到最佳質量效果。
若信號采用不壓縮方式記錄存儲,信號質量最好,無損失。但存儲數據量非常大,以1小時無壓縮數字視頻信號D1計算,其數據量就達100GB以上,對電視臺數以萬計盤的磁帶來說,如此龐大的數據量會使存儲成本,管理費用及日維護費用非常高。隨著壓縮技術的成熟,由壓縮所帶來的信號損失也越來越小,已完全達到了制作及播出要求,因此選擇適合的壓縮技術和格式,對信號進行壓縮后再存儲,降低存儲成本是必然的選擇。
3、圖像質量足夠高,滿足記錄重放復用的要求。
7、壓縮效率高,在保證圖像質量的前提下,降低存儲成本和維護費用,減少網絡傳輸壓力。
9、較好的兼容性。兼容HDTV和DTV等數字電視的飛速發展,壓縮格式應較易向數字電視過渡且損失較小。
12、良好的互操作性,壓縮格式必須可應用于節目制作及傳輸播出的全過程,以減少格式轉換帶來的損失。
13、較長的技術生命周期。
MPEG-2是目前全球電視行業都普遍接受的專業視音頻信號壓縮格式。已經廣泛應用于信號傳輸中,且在高清晰度電視,數字電視中也已采用了MPEG-2壓縮技術,同時MPEG-2在前期素材采集,后期節目制作領域的應用技術也在不斷發展成熟。
利用存儲的節目進行二次編輯時,無論何種壓縮格式,一般均要求采用4:2:2取樣格式,因為4;1:1或4:2:0取樣格式做二次編輯時,色度還原性較差。
對于現存的JPEG,M-JPEG和MPEG-2壓縮方式而言,只有I幀的MPEG-2實際上與JPEG編碼相仿,兩者均采用DCT(離散余弦變換)算法,但兩者在內部處理上有所不同,MPEG-2更加專注于視頻信號的處理,而JPEG對圖片處理擁有更大的靈活性,而對于電視編輯人員及眾多電視觀眾,這種靈活性對他們是沒有意義的。MPEG-2在處理單幀視頻信號的壓縮效率稍高于JPEG約15%--20%左右,由于兩者壓縮算法不完全相同,當由M-JPEG轉換為MPEG-2時,不單要進行再壓縮,同時還要進行壓縮格式轉換,這種格式的級連轉換會造成較大損傷,而對于MPEG-2之間格式轉換來說,I幀不必再進行格式轉換,僅需進行再壓縮即可,因此損失比MPEG與JPEG之間轉換小,這就是整個鏈路最好采用一種格式的原因。
由于目前技術條件的限制,長GOP結構的MPEG-2做編輯尚不成熟,但只有I幀或IB幀的GOP結構的編輯技術已步入實用階段,隨著逐幀MPEG-2編輯技術的逐步完善,從素材采集一直到存儲播出整個鏈路均采用MPEG-2一種大格式成為可能。在不同的應用場合,采用不同的“級”和“類”組合,配以合適的碼率,可滿足不同的使用要求,如在采集,編輯,制作階段采用只有I幀和IB幀的短GOP結構組合的MPEG-24:2:2編碼方式,碼率選擇30-50Mb/s,重點保證編輯質量與編輯精度;傳輸播出時可根據使用場合要求的不同選用有IBP幀的GOP(12幀)結構組合的MPEG-24:2:2或4:2:0編碼方式,碼率選擇4--10Mb/s的低碼率;存儲時也可采用長GOP結構的MPEG-24:2:2編碼方式,碼率選擇15--20Mb/s。這樣一來,整個鏈路均采用MPEG-2一種格式,最大限度的減少了由于數據格式轉換帶來的圖像質量劣化,使系統組合更為合理統一。
2.存儲介質的比較
計算機技術的飛速發展,也使其擁有的成熟技術及先進理念,迅速滲透進其他行業與領域,存儲技術就是如此。計算機的存儲系統是由內存,硬盤及輔助海量存儲器(硬盤陣列,光盤庫,數據流磁帶機)構成。根據不同的應用場合,大中小型計算機應用系統配備不同的數據存儲設備。我們知道各種存儲介質有其各自不同的特點和適用范圍,其容量,性能,價格關系構成一金字塔結構,如圖2所示,塔尖為內存即芯片級存儲,以下依次為硬盤,光盤,數據流磁帶。內存由于是芯片級的存儲,完全為計算機CPU專用,不能用于大容量視頻數據的存儲,本文不再詳述。下面重點對其他幾種介質的性能,價格及其在電視領域的應用前景進行分析比較。
2.1硬盤
硬盤在計算機的硬件配置中是不可缺少的部分,主要用于計算機數據,程序,軟件的存儲。
硬盤的容量決定于盤片數與面密度,問題是盤片數的增加會使硬盤體積增厚。目前高端硬盤產品SCSI硬盤采用的是正反面都記錄的多盤片結構,都有磁頭用于數據的讀寫,存儲密度可以達到每盤片1820MB。
硬盤的數據傳輸分為CPU通過總線在內存與硬盤之間進行數據傳輸,以及硬盤管理系統驅動磁頭尋道并將數據讀出或寫入盤片。其中后者是決定硬盤總體數據傳輸率的關鍵。SCSI硬盤的最小尋道時間為6.5ms。至于CPU與SCSI硬盤之間的數據傳輸率目前已能達到80MB/s,而且傳輸距離也可達到12m(采用68芯或50芯扁平電纜)。
盡管單個SCSI硬盤的容量與數據傳輸率已相當可觀,但為了支持海量存儲,業界一直在研究開發獨立硬盤陣列冗余技術即RAID技術,將多個SCSI硬盤做為一個邏輯硬盤,保證大型數據文件存儲的整體性。RAID技術是目前提高硬盤陣列速度和冗余的主要手段。
硬盤雖然具有讀寫速度快,數據容量大的特點,但是是否就適應于電視臺的各個環節的節目信息存儲呢?做個簡單的計算就可以得出結論:以中型電視臺10萬盤磁帶的存儲量為例,大約需要近20萬GB的信息存儲量,如果采用18GB的SCSI硬盤,售價9000元,將需要約10000個以上硬盤組成陣列,造價也成了天文數字,顯然是不現實的。因此在少量的信息存儲應用中硬盤的確有較大的優勢,比如在制作領域就大量用于非線性編輯設備,在播出環節也有硬盤錄象機大量用于自動播出,以FibreChannel構造的新型新聞制作網也多采用硬盤陣列作為節目存儲的硬平臺。
2.2光盤
最新一代的大容量存儲設備是DVD,其存儲數據的格式為MPEG-2,完全能夠滿足廣播級視音頻信號的要求,它達到了目前技術上最理想的容量。DVD光盤的幾何尺寸與普通CD相同,但其容量卻是CD的8倍-15倍。對于單層DVD,其容量是4.7GB,可存放132分鐘的MPEG-2影片,這意味著標準長度的電影和數字音頻都可以記錄在一張DVD光盤上。要實現必須將所有數據按一定的格式存放在DVD盤上,DVD播放機才能讀出這些數據,播放出高品質的畫面和優美動聽的音樂。其中影像采用MPEG-2壓縮,音效可采用MPEG-2Audio、DOLBYAC-3、LPCM及DTS,基本上是把視頻訊號壓縮至1/40左右,但是MPEG-2的壓縮率是可變的,MPEG-2速率平均為3.5Mbps,最高約11Mbps,DVD的分辨率為720*480,35萬像素,水平掃描超過500條,而且還有多國字幕。那么132分鐘是怎么算出來的呢?它是MPEG-23.5Mbps+AC-35.1CH384Kbps*3+字幕10Kbps*4=0.59M/S除以單面單層4.7G,大約就是132分鐘了,其中AC-35.1CH表示6個聲道。而采用雙層雙面技術的DVD盤存儲容量達17GB,能連續播放8小時的廣播級節目。
通常說的DVD實際上可分為只讀(DVD-ROM,DVD-Video,DVD-Audio),只寫一次(DVD-R(Recordable))和可重寫三種規格。DVD—Video和DVD—Audio多用于影音電視設備,而DVD—ROM、DVD—R、可重寫DVD則多用于計算機設備中。其中DVD—VIDEO和DVD—ROM標準已經統一。
只讀DVD的發展狀況見表1。只讀DVD技術相對比較成熟,也有一些應用于電視領域的實例,主要是被建成光盤庫,用于自動播出或對臺存節目資料進行長期保存。這種方式不僅具有容量優勢,而且還克服了傳統錄象帶質量易劣化,占用空間大,查詢管理困難,利用率低等缺點,并且它在保存圖象清晰度,音響保真度,數據傳輸率,糾錯能力及用戶間交錯功能等方面也優于傳統的磁帶。表2以DVD-Video為例給出了DVD存儲視頻,聲音和字幕子圖象編碼的有關參數。
從表2可以看出,只讀DVD-Video的傳輸碼率范圍為1--10Mbps(視頻),遠小于電視節目制作所要求的30--50Mbps的碼率,它只能剛剛達到傳輸播出的4--10Mbps的低碼率要求,對于存儲要求15--20Mbps的碼率要求而言,也顯低。要想真正利用DVD于電視節目制作和存儲,必須使用更先進的DVD技術。
只寫一次的DVD-R使用有機染料作為信息記錄層,可以說它是DVD版本的CD-R。目前DVD-R刻錄機只有整盤刻寫和增量刻寫兩種刻錄方式,一臺售價約為5000美元左右,相當昂貴。與只讀DVD相比,技術指標上沒有更多改進,主要用于DVD節目的編輯,檢驗和小批量發行,不適宜于電視臺節目的制作與大量存儲。
對于可重寫DVD,目前存在DVD-RAM,DVD-RW和DVD+RW三種相互競爭的規格,各大公司至今還未達成一致意見,也沒有統一的國際標準。1997年4月,由10家公司組成的DVD聯盟發表了單面存儲容量為2.6GB,雙面存儲容量為5.2GB的DVD-RAM標準,該標準采用了相變介質記錄方式,它的記錄和讀出完全采用光學技術,利用激光使記錄介質在結晶態與非結晶態之間的可逆相變結構實現信息的記錄和擦除。與MO(磁光)技術相比,相變光盤存儲技術具有記錄密度高,記錄成本低,介質壽命長,驅動器結構簡單,讀出信號信噪比高和不受外界磁場環境影響等突出優點,因此已成為光存儲技術的主流,具有廣闊的應用前景。DVD-RAM可進行反復多次的存取,數據率從4--15Mbps可選。非常適合于大容量節目的長期保存,并允許多人同時對其進行查詢和讀/寫操作,而DVD光盤的非接觸性激光數據讀取方式,不會由于多次檢索和讀/寫操作造成視音頻質量的損傷和劣化。
DVD-RW是日本先鋒公司基于DVD-R提出的,它也使用相變介質進行信息的記錄,擦除和重寫,其容量為4.7GB。但一直沒有正式產品推向市場。
DVD+RW是由PHILPS,SONY和HP三家公司于1997年5月聯合推出的另一種單面容量為3GB,雙面容量為6GB的可擦寫DVD規格。DVD+RW光盤不需要附加盤盒,性能更優于DVD-RAM,并且兼容性也優于DVD-RAM。表3給出了各種可重寫DVD規格的比較。
DVD的制作,首先必須利用非線性編輯系統將視頻,音頻信號采集進入計算機,然后利用DVD制作系統完成制作,包括:DVDirector軟件、硬件DVD回放卡、MPEG壓縮程序及字幕生成調用程序四部分。DVD-RAM光盤在寫入數據的時候只能使用包格式寫入,并且需要在光盤上記錄部分文件系統數據,由于其的影響以及激光不斷的開關切換動作,DVD-RAM驅動器的實際速度要比標識的速度慢約10%。通常DVD-RAM驅動器的速率是以“X(倍速)”來標識的,這是沿用了CD-ROM的用法。一個“倍速”DVD-RAM讀取數據速度為1.35MB/s。另外,在描述DVD-RAM驅動器的讀取速度時,“倍速”的概念還反映了一臺驅動器要用多長的時間才能在連續方式下刻寫完一張光盤,以4倍速DVD-ROM為例,刻錄一張單面單層4.7G的DVD光盤,約需15分鐘。以制作一部標準長度90分鐘電影為例,從上載到完成刻錄約需2小時。表4給出了各代DVD機芯的特征。
從使用的角度看,DVD光盤具有廣闊的市場前景,它也應該代表了高速大容量存儲設備的發展方向。但目前它所面臨的主要問題在于格式的統一,速度與容量的提高,價格的降低等。其中格式的不統一,制約了DVD的發展應用,也給用戶帶來了風險。同時傳輸速率還是比較低。對于專業視音頻領域要求的大容量,高速度,低價格存儲來說,目前光存儲技術發展的程度,容量及讀/寫速度,價格等指標均顯勉強。
2.3數據流磁帶機
數據流磁帶機也是利用磁記錄技術保存數據的,是目前工業系統廣泛應用的一種備份設備,例如銀行業,證券業,氣象臺等。它與電視臺使用的傳統磁帶很相似,可以說是由其發展而來的。只不過它是配屬于計算機的存儲外設,記錄的數據不是以幀為單位的圖像信息,而是以計算機文件形式存在的數字信息。與前面介紹過的硬盤,光盤記錄方式相比,磁帶備份具有下列優勢:
.成本低,每GB的存儲成本低于1.3美元。
.易于存儲,保管,可通過更換磁帶無限擴充容量。
.可靠性高,存儲時間超過30年。
.允許無人操作的自動備份。
.容量高,一盒磁帶中可以存儲高達70GB的數據。
.傳輸率高,壓縮后可以達到10MB∕秒。
磁帶備份技術一直在發展。更有效的磁帶方法,更新的格式一直在不斷涌現,四分之一英寸盒帶(QIC)是為數據儲存應用而專門設計的。在四分之一英寸磁帶上,數據可以以連續迂回的方式記錄在最多為144個軌道上。Traven技術是QIC格式的一種體現。
數字視頻技術(DAT)最初是為數字視頻記錄而設計的。當在4mm磁帶上實現了大容量的數字數據存儲、快速的數據傳輸速率和可靠性之后,DAT就被用作磁帶備份的媒質。
8mm磁帶技術最初是為視頻工業而設計的。其最初目的是將高質量的彩色圖象傳輸到磁帶上,供存儲和檢索。現在,8mm技術也被計算機工業所采納,成為儲存大量計算機數據的可靠方法。
數字線性磁帶(DLT)是磁帶備份技術的最新進展。它采用對稱相位記錄技術,交替改變磁頭的角度,幫助消除磁道間干擾。
表5給出了不同型號數據流磁帶的類型,記錄格式與特點。不同型號之間的數據流磁帶互不兼容。使用數據壓縮技術的數據流磁帶機的存儲容量,將取決于該驅動器是工作在自然模式(未壓縮)還是壓縮模式。壓縮技術一般能將儲存在媒質上的數據量加倍,實際獲得的壓縮程度對被壓縮數據的特點很敏感。
為了滿足大容量存儲以及備份的需要,業界還推出有能夠自動備份數據的數據流磁帶庫,通過使用存儲管理軟件,來實現自動按時備份。這種磁帶庫一般帶有多個DLT驅動器和兩個以上SCSI數據通道。容量可達到TB級(萬億字節以上),傳輸率可達10--20MB/S。由這些分析可以看出,數據流磁帶應該是目前最經濟合理的大容量,高速度存儲媒介,也比較適合于電視臺節目資料的長期保存。
二.電視節目資源管理系統
隨著技術的發展,幾種記錄介質的性能價格比均不斷提高,相互之間的互補關系也在加強。當設計一個存儲構架時,依據系統的使用要求如響應速度,訪問頻率,歸檔管理,介質維護,存儲成本等因素綜合考慮,實時監控調整,在不同的需求層次上選用不同的存儲介質,構成一層次型分級存儲介質管理構架,配以相關的動態,智能化管理軟件,實現智能化層次型存儲管理系統,才是一個完善先進的電視臺節目資源管理系統。
1.節目資源管理的功能
節目的資源管理不能僅局限于存放數據,而且必須針對系統的使用性質確定一套完整的策略,充分考慮可能發生的情況和應急措施,保證數據的安全性,保密性,可用性及可靠性。
由于上面提到的存儲介質都離不開計算機的調度和分配,而計算機在某些情況下可能發生系統崩潰或數據丟失,因而備份是保證系統安全最基本,最常用的手段。因此數據的自動備份與恢復是任何大型系統所必備的功能,有些重要資料甚至需要異地備份功能以防災難性事故的發生。
數據的保密性應從兩個方面考慮,一是數據的訪問授權,包括人員,地點,時間,可訪問數據類型等。二是防止非法人員的入侵,要有有效的網絡監控手段和防火墻。這樣基本可以保證被授權的用戶在所授權的范圍內調用數據,杜絕非法用戶的入侵,保障數據的安全。同時版權保護問題也應有所考慮。
對數據的分析,管理,再利用也是資源管理的主要功能之一。對電視臺來說,通過對數據庫的訪問.調用數據的分析比較,得到不同人員.不同層次.不同年齡對不同節目的需求等多方面數據,為電視臺欄目設置的科學化.合理化提供依據。
2.資源管理的工作流程
圖像和聲音以數字格式被采集.存儲,通常都會被區分為實質數據(essence)即圖像和聲音以及元數據(matadate),即所有用來描述真實媒體的數據,比如節目的標題,長度,編輯列表,特技參數等。數字資源管理系統(DAMS)就是一種計算機軟件系統,建于數據庫系統之上,對帶有元數據的數字化視音頻節目內容進行完善的管理。為了實現這種管理,必須能夠支持兩個主要的工作流程:(1)對圖像和聲音及相關的元數據進行采集,同時完成模擬信號的數字化。(2)被存儲的圖像和聲音及相關的元數據能有效地還原成電視節目提供再利用。
采集過程的工作流程如圖3所示。圖像和聲音素材首先進行數字化并自動錄入資源管理系統,為了編輯和再利用,要求素材以演播室質量被錄制(比如Betacam或DV格式)。為了便于瀏覽,系統會同時生成低分辨率(高壓縮比,MPEG-1格式)的備份,可由計算機的壓縮板卡實現。通常基本元數據(如素材長度,拍攝時間等)可以自動從瀏覽備份中提出,并與圖像聲音數據一起傳輸。當然在此之前免不了依靠編輯人員將其指定到視音頻素材的相應位置。許多系統還通過粗編等手段從素材中抽取關鍵畫面與描述信息來生成元數據,為圖像聲音素材作索引。圖像和聲音及相關的元數據被采集.分析并做索引后,將被計算機系統存儲,通常使用基于硬盤的存儲設備,以便進一步的編輯過程和技術過程。通過收集所有可用元數據并分析實質數據,DAMS也可以簡化文獻編輯和歸檔保存過程。管理員可以直接使用瀏覽備份件,快速選擇素材,完成編目,并將素材節目以高分辨率(高質量,低壓縮比,如MPEG-2格式)進行壓縮編碼后,傳輸至大型存儲系統(如自動數據流磁帶庫)進行長期保存。
圖3實質數據和元數據的采集輸入
檢索提供再利用工作流程如圖4所示。用戶輸入關鍵字開始檢索過程,有些系統提供有圖像相似性搜索功能,在大多數系統中,附加的元數據(如文摘,瀏覽備份,關鍵幀等)能夠被直接檢索,關鍵幀作為一種視覺文摘,能夠在不查看全部瀏覽備份件的情況下,快速提供圖像內容的概貌。一些系統還可以在瀏覽備份件中,設置時間標志,以便直接進行粗編。由此得到的編輯選定列表(EDL)直接傳輸已選素材給非線性編輯系統,為最終編輯制作提供圖像與聲音素材。
3.系統構造實例
下面具體分析一個電視臺節目資源管理系統的實例。
法國先進音視系統AAVS公司于1998年8月為印度國家電視臺設計建立了一套先進有效的全網絡化電視節目檔案管理系統(ARCHIVE)。系統由圖5所示的幾大軟件構件組成。