淺談錄像帶的幾種錄像格式的記錄格式三
DVCPRO
DVC(DIGITALVIDEOCassette)是松下等世界上50多家公司聯(lián)合制定的家用DV數(shù)字分量錄像機(jī)。DVCPRO是一種充分挖掘和拓展了家用DV數(shù)字錄像機(jī)格式，其最大的特點(diǎn)是小盒帶和長(zhǎng)重放時(shí)間。由于使用1/4英寸的磁帶，使得磁帶傳送機(jī)構(gòu)也相應(yīng)縮小了。它的壓縮方案對(duì)所有可能的參數(shù)如壓縮的損傷、運(yùn)動(dòng)碼率、圖像主觀質(zhì)量、耐用程度、多代復(fù)制性等進(jìn)行了綜合考慮，從而產(chǎn)生了一種從普通數(shù)字電視到高清晰度電視，包括各種級(jí)別的綜合系統(tǒng)。對(duì)普通電視信號(hào)采用4：2：2、4：1：1或4：2：0數(shù)字分量，由于保持了亮度分量的全部樣值，分辨率是很高的（與D1、D5一樣），4：2：2使用的壓縮比為3.3：1，碼率為50Mbps；4：1：和4：2：0使用的壓縮比為5：1，碼率為25Mb/s。絕對(duì)數(shù)碼率的減少使DVCPRO可使壓縮系統(tǒng)工作在幀內(nèi)，因此可進(jìn)行幀精度的控制和編輯。壓縮方案雖然不一致，但是對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、帶盒、記錄格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精確的描述和定義。并使大部分電路能包裝到兩片集成電路中(即芯片組相同),使它們之間具有兼容性。
1、磁帶記錄格式
磁帶采用高可靠的金屬粒子帶(MP)，磁帶總厚度為9μm。因?yàn)榻饘倭Ｗ訋нm于進(jìn)行縱向記錄（與金屬涂布帶不同），這樣可以提供模擬音頻提示磁跡（在上邊緣）和控制磁跡（在下邊緣）。使用控制磁跡可使快速伺服系統(tǒng)在機(jī)器從停止到重放的轉(zhuǎn)換過(guò)程中快速鎖定，這是縮短預(yù)卷編輯時(shí)間和幀精度編輯的關(guān)鍵。提示磁跡不僅提供用戶第三個(gè)音頻通道，它在音頻搜索時(shí)，當(dāng)數(shù)字音頻得不到的情況下，提供另一種獲得音頻的方法。
DVCPRO的磁跡格式采用了21.7mm直接磁鼓與通常的1/2英寸盒式錄像機(jī)相比，DVCPRO錄像機(jī)的磁鼓直徑小3.5倍，這不僅減小錄像機(jī)總的機(jī)械體積和重量，而且同時(shí)也減小了錄像機(jī)的功率損耗和磁鼓旋轉(zhuǎn)的噪聲。錄像機(jī)磁鼓的轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/S，螺旋掃描記錄磁跡的寬度為18μm，磁跡指數(shù)（記錄磁跡的寬度與長(zhǎng)度之比）比D3格式大3倍，且與模擬格式差不多。磁鼓上安裝有六個(gè)磁頭，即兩個(gè)記錄磁頭，兩個(gè)即時(shí)重放磁頭和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)消磁頭。旋轉(zhuǎn)消磁頭用以輔助完成插入編輯功能，即時(shí)重放磁頭可用于記錄的同時(shí)重放圖像以便即時(shí)檢查記錄質(zhì)量，也可與錄放磁頭一起共同完成正、反方向的慢動(dòng)作重放。聲音通道以48kHz取樣,16bit量化，同時(shí)記錄兩個(gè)通道的非壓縮數(shù)字音頻信號(hào)。
磁跡起始部分的ITI（插入與跟蹤信息：InsertandTrackinginformation）碼，主要用于插入編碼時(shí)提供插入和跟蹤信息，新數(shù)據(jù)將記錄在ITI碼后面，除了重新記錄，ITI碼不重寫(xiě)。在隨后的音頻數(shù)據(jù)段和視頻數(shù)據(jù)段左右都加有編輯間隙共3段：G1、G2、G3。在G3后有子碼(Subcode)記錄有縱向時(shí)間碼或逆程時(shí)間碼數(shù)據(jù)。再后面還留有一定余量。每幀12條磁跡(625/50系統(tǒng)),±20度方位角記錄。磁帶速度為33.813mm/s，音頻是二通道PCM，1通道縱向提示磁跡，抽樣頻率48kHz。另外有兩路獨(dú)立的LTC/UITC時(shí)間碼。兩種時(shí)間碼可在任意磁帶速度時(shí)被讀出。
磁跡傾角θ為9.1784度,控制磁跡寬度0.4mm，提示磁跡寬度0.35mm，螺旋掃描磁跡總長(zhǎng)度32.842mm，視頻記錄長(zhǎng)度27.548mm。
2、視頻處理
DVCPRO有DVCPRO50和DVCPRO25，它可以在4：2：2、4：1：1、和4：2：0三種取樣格式之間進(jìn)行切換，壓縮率也有所不同并可切換。它們的信號(hào)結(jié)構(gòu)之間是兼容的，也可在525行和625行電視制式間轉(zhuǎn)換，可以25Mb/s和50Mb/s兩種格式記錄和重放素材。DVCPRO是通過(guò)使用兩組DVCPRO芯片組并行來(lái)實(shí)現(xiàn)4：2：2的記錄。DVCPRO50的壓縮比降到3.3：1，而DVCPRO25的壓縮比為5：1。在此以4：1：1為例說(shuō)明視頻信號(hào)的處理過(guò)程。視頻亮度信號(hào)的取樣頻率為13.5MHz，色差信號(hào)為3.375MHz和3.375MHz，亮度分辨率與D1、D5一樣，色度帶寬為1.5MHz，與Betacam-SP相同。視頻數(shù)據(jù)壓縮主要采用DCT和可變字長(zhǎng)編碼。
首先4：2：2數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)4：1：1變換由216Mbps變到162Mbps。經(jīng)變換后輸入到圖像壓縮編碼單元,再?gòu)?62Mbps壓縮到24.948Mbps，然后到糾錯(cuò)編碼并經(jīng)擾碼輸出到記錄符號(hào)化處理單元，通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁頭記錄在磁帶上。
碼率壓縮的具體流程如圖9。每幀625行有526個(gè)有效行，奇數(shù)場(chǎng)從23行到310行，偶數(shù)場(chǎng)從335到622行，每場(chǎng)288行。亮度信號(hào)的量化級(jí)從1～254，白電平為235/黑電平16，色差零電平(灰電平)128共255量化級(jí)與S一樣，亮度和色差樣值都按8×8分成像塊，像塊按(X、Y)定位，水平為X，垂直為Y。Y、CR、CB分別按照幀組成像塊,為此亮度有72×90=6480個(gè)DCT像塊，CR、CB各有(18×2)×45=1620個(gè)像塊，然后四個(gè)亮度像塊和CR、CB各一個(gè)像塊組成一個(gè)宏塊。對(duì)于625/50來(lái)說(shuō)形成1620個(gè)宏塊，然后27個(gè)宏塊組成一個(gè)超塊，可得到60個(gè)超塊。60個(gè)超塊分成12行，每行5個(gè)超塊記錄在12條磁跡上，這和S是相同的，即每幀記錄12條磁跡。
總之DVCPRO50不僅在重放和記錄與DVCPRO25兼容，它同樣在數(shù)據(jù)流層次上也完全兼容，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。這使得DVCPRO可以存儲(chǔ)25Mb/s和50Mb/s文件的服務(wù)器中切換和創(chuàng)建系列節(jié)目。
“格式之戰(zhàn)”由來(lái)已久,對(duì)于用戶來(lái)講有喜也有憂:喜的是因眾多的格式競(jìng)爭(zhēng),使各種機(jī)器的性能及價(jià)格有了選擇的余地;憂的是選型不當(dāng)會(huì)給工作帶來(lái)很多不便,甚至造成積壓和浪費(fèi)。因此,在選購(gòu)數(shù)字錄像機(jī)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況及使用場(chǎng)合選購(gòu)，要注意資源使用配置的合理性、設(shè)備的系統(tǒng)化、開(kāi)放性、兼容性和運(yùn)行成本等，并應(yīng)適當(dāng)考慮瞻前性，盡量做到物盡其有，以最少的投資，得到最大的效益。
從圖像質(zhì)來(lái)看,數(shù)字Betacam格式是4:2:2取樣,10bit量化,幀內(nèi)2:1壓縮是當(dāng)今壓縮數(shù)字設(shè)備中的最高檔次。Betacam-SX是幀間10:1壓縮，碼率18Mbps是現(xiàn)代幾種錄像機(jī)中碼率最低者,因此降低了運(yùn)行成本,其圖像質(zhì)量稍遜于數(shù)字Betacam但可達(dá)B水平。SONY在家用DV格式上開(kāi)發(fā)的DVCAM格式4:2:2取樣,8bit量化,幀內(nèi)5:1壓縮,圖像質(zhì)量接近PVW水平。
松下的DVCPRO50是DVCPRO的升級(jí)產(chǎn)品,幀內(nèi)3.3:1壓縮,碼率為50Mbps,圖像質(zhì)量接近DVW而DVCPRO25碼率25Mbps,圖像質(zhì)量可達(dá)到PVW水平。JVC公司的DIGITAL-S,幀內(nèi)3.3:1壓縮,碼率50Mbps圖像質(zhì)量接近DVW水平。
總之，目前這幾種數(shù)字錄像機(jī)仍處于發(fā)展階段，某些技術(shù)問(wèn)題尚待進(jìn)一步改進(jìn)。相信不久的將來(lái)這種數(shù)字錄像機(jī)設(shè)備會(huì)越來(lái)越完善，價(jià)格會(huì)越來(lái)越便宜，圖像質(zhì)量也會(huì)越來(lái)越高。相關(guān)閱讀>>>>>淺談錄像帶的幾種錄像格式的記錄格式（二）
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