非线性编辑系统实质上是一个扩展的计算机系统。也就是1台高性能计算机加1块或1套视音频输入／输出卡(俗称非线性卡)和一些辅助卡。再配上一个大容量SCSI硬盘阵列便构成了一个非线性编辑系统的基本硬件。硬件结构配以非线性编辑软件组成一个完美的非线性编辑系统。非线性编辑软件大致可分为专用型和通用型。其中专用型软件大都由非线性编辑系统开发商根据他们所选用的非线性卡的特点而专门开发的，这就形成了硬件基本相同，软件开发各显其能的竞争格局。因为专用型软件是针对硬件的设置而专门开发的，它们可以直接调用非线性卡内设置的硬件特技或专门的特技卡内的硬件特技而形成实时特技或短时间的生成特技，从而加快节目的编辑速度。
作为非线性编辑的专用软件，它首先要满足节目编辑的需求。电视节目具体可分为新闻、专题、文艺、电视剧等不同类型，在这些节目的编辑工作中，镜头的硬接，过渡性特性占了绝大多数，故非线性编辑系统的节目制作层数只需两、三层便可满足制作需求，也就是相当于线性编辑中的A／B卷已能完整地制作出上述类型的节目，再加上图文字幕层便构成了一个齐全的A／B卷编辑系统。通用型是许多非线性卡自带的输入／输出软件，它只能完成信号的采集和输出工作，不能进行编辑。编辑工作需要其它软件来完成。在广播电视行业一般不采用此类软件。
现在的非线性已经将视音频采集、压缩与解压缩、视音频回放、部分实时特技全部集成在同一块卡或一套卡上，使得整个系统的硬件结构非常简洁。这些卡实际上是模拟信号与数字信号的分水岭，所有模拟视音频信号在此经过A／D变换后，每一段素材都成为了一个视频文件存放在SCSI硬盘阵列中，供计算机进行数字域的处理。需要输出的视音频数码流经过D／A变换成为可供记录或直播的模拟视音频信号。非线性卡上的模拟信号接口有复合、分量、S－VIDEO，已涵盖现有模拟电视系统的几乎所有接口形式，所以非线性编辑系统与现有的模拟电视系统有良好的兼容性。
压缩与解压缩是非线性卡的核心内容。在数字视频信号不能被有效而高质量地压缩时，非线性编辑都是在昂贵的计算机工作站上实现的。因为庞大的数字视频数据量使苹果机和普通PC机都不堪重负，不能正常处理数码率高达216Mb／s的无压缩数字分量视频信号或者142Mb／s的无压缩数字复合数字视频信号，从而无法胜任无压缩数字视频信号的非线性编辑工作。然而，随着数字图像压缩技术的发展，各种图像压缩算法日臻成熟，使得在苹果机(Power PC 9600)和性能提升后的PC机这些比工作站低一档次的计算机上进行视频非线性编辑成为了现实，这些图像压缩算法是实现相对廉价的视频非线性编辑的关键所在。目前，我国拥有的非线性编辑系统无论是进口的或是国产的，大都是采用M－JPEG算法。这种压缩算法对活动的视频图像通过实行实时帧内编码过程单独地压缩每一帧，可以进行精确到帧的后期编辑。M－JPEG的压缩和解压是对称的，可以由相同的硬件和软件来实现，这对压缩／解压电路实现高度集成化有帮助。由于这种算法不太复杂，可以用很小的压缩比(2：1)进行全帧采集，从而实现广播级指标所要求的无损压缩。 若采用广播级指标进行2∶1压缩，经过压缩的数字视频信号其数码率虽然仍有108Mb／s(分量视频)或71Mb／s(复合视频)，但对苹果机(PowerPC9600)和提升了性能的PC机(采用PCI总线、奔腾Ⅱ350以上CPU、Windows NT操作系统)而言，已能应付自如，进行实时操作。
数字视频信号进入计算机系统后，为了更有效地对其进行处理，整个计算机硬件平台还可以采取一些措施加强非线性编辑系统的性能：(1)外挂大容量SCSI高速AV硬盘阵列作为视频文件存储器，并配以硬盘加速卡。SCSI高速AV硬盘阵列的容量大小视用户的需求来选取，作为电视台来说，该阵列至少需要18G以上，才能有实际使用意义。(2)除了非线性卡上已赋予的部分实时特技，另外增加特技效果卡。将一些复杂的二、三维特技转换效果做成硬件插卡，使之能够方便调用并缩短生成时间。而且不同公司的特技卡有不同的特点，就会有另外意想不到的效果，还可不断升级。
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