电视技术基础知识（三）
2008年11月05日 星期三 16:43
DV /mini DV
随着模拟摄录技术越来越走向极限，以及日、美、欧、港台等等诸多消费“大户”民用摄录机市场的趋于饱和，模拟向数字化发展成为必然。因此日本的 “高清晰数字录像机协会”(HD Digital VCR Conference)的组织，制定了统一的规格，叫作DV(Digital Video Cassette)。DV格式分为两种：一种是迎合将来家用的DV录像机，录像时间为270分钟，带子长7.8cm×宽12.5cm×高l.46cm，比V8/Hi8略大一点儿；另一种为家用数码摄录机专用的DV录像带，录像时间为60分钟(LP长时间模式90分钟)，带子长4.8cm×宽6.6cm×高l.22cm，大约只
有V8/Hi8的一半大，因外观小巧迷你又称Mini DV。
D8
毫无疑问，MiniDV格式代表着未来小型摄像机的发展方向。当然，问题也不是没有，尽管价格一路下降，但MiniDV格式的摄像机目前的售价仍然相对较贵，一般消费者很难买得起。也正是为了缓解数码摄像机的价格瓶颈，索尼公司不失时机地推出了数码DV机的过渡版本，Hi8的数码版Digital 8mm，这种摄像机的大小与Hi8相仿。由于D8既兼容8mm和Hi8又拥有MiniDV的数码画质和音响效果，同样具有i.LINK端子，而且价格相对MiniDV来说比较便宜，一推出就受到Hi8用户的欢迎。不过D8在摄像时只能使用Hi8或D8的金属盒带，若使用普通盒带就会发生问题。
D-VHS
为了延续VHS的市场以及因应数字化的影音时代，以Victor、Philips、Matsushita、Hitachi为主的几家公司正积极的推广一种名为D-VHS的数字录像机，D-VHS是VHS的鼻祖--JVC推出的。其实D-VHS即 Data VHS，是1995年由日本 JVC公司提出的一种采用1／2英寸磁带，数字压缩技术新型家用数字录像机格式。它可以向下兼容 VHS，并且相对于 DV格式来说，突出的优点是价廉，而且记录时间长，在标准状态下，用普通氧化铁带可记录5小时节目，如改用长时间记录方式可达49小时，是一种很有前途的录像机格式。D-VHS和VHS有很大的关联，最重要的一点是 ，传统的VHS录像带依然可以在D-VHS录像机上播放。而D-VHS的录像带也和S-VHS的录像带完全相同，唯一不同的是D-VHS录像带多了一个D-VHS的识别孔。VHS所用的机械结构和VHS完全相同，带数是每秒16.67mm，磁鼓的转数为每分钟1800转。D-VHS可以分为STD以及ED两种模式，采用STD时一卷标准的D-VHS录像带可以使用约5小时，而在ED模式时更可以录下7小时的画面。D-VHS内部也有应用到数字压缩技术，使用的则是和DVD、DV完全相同的MPEG-2，由于D-VHS目前还是属于Prototype试作机的阶段，而且照目前的情势看起来，D-VHS的摄录机暂时还不会出现，初期D-VHS将锁定使用BS以及CS的玩家，因为D-VHS可以直接进行数字对拷录下从卫星发射出来的数字影音讯号，如果您想录下卫星电视的节目，采用传统模拟录像机的话一定会降低它的画质及声音表现，经由D-VHS录下来的卫星节目只要再经过一台MPEG2译码器就可以播放。目前市面上还无法买到任何D-VHS的录像机，因为在数字VCR的市场上DV已经成功的攻占了摄录机的空间，而一般家庭想汰换模拟录像机的意愿还不是很高，D-VHS真正的普及可能还要一段时间。
除了上述介绍的数字格式录象机外，还有鲜为人知的几种专业格式，如D1格式：数字分量式录像机，场分段记录方式，信号不压缩，使用19mm盒式带，格式按ITUR601
标准，以4∶2∶2采样、8bit量化进行分量编码记录视频。对于音频，以48KHz频率采样、20bit量化，具有4个的音频通道。D2格式：数字复合式录像机，和 D1格式一样都使用19mm盒式带，但不能与 Dl格式兼容。Dl、D2格式的主要生产厂家均为日本索尼公司。 D3格式：数字复合式录像机，使用 l／2英寸磁带，主要用于取代 l英寸 C格式录像机，具有非常好的慢动作功能，主要生产厂家为日本松下公司。 D5格式：数字分量式录像机，能重放 D3格式录像带，是目前最高质量和最高性能的数字录像机，主要生产厂家为日本松下公司。以上四种数字式录像机，信号处理都没有采用压缩方式，性能是非常好的，但因价格昂贵，就是国家级电视台也很难大量采用，所以还是前述的几种采用压缩方式的数字新格式较为流行。
以上介绍的录像机，目前除数字DV/MINIDV之外，已逐步被淘汰或目前未被推广，下面介绍几种目前电视台常用的几种格式：
采用基于MPEG-2压缩格式技术的数码录像机，主要有数字Betacam格式、Digital-S格式、Betacam-SX格式、DVCPRO格式、DVCAM格式、MiniDV格式和MICROMV格式。它们都采用了数码分量记录方式，所以也称为数码分量录像机。
专业广播级数码摄录格式
数字Betacam的信噪比能达到62dB，采用4∶2∶2采样格式，10bit量化的数码分量处理，并使用基于DCT的电平自适应帧内压缩方式，压缩比为2.3∶1，采用1/2英寸金属带，具有4通道48KHz采样，20bit线性量化的数码音频。具有复制30代而无质量损失的图像质量，并能兼容重放Betacam-SP模拟分量格式的录像带。
Digital-S（D9格式）的信噪比优于55dB，采用4∶2∶2采样格式，8bit量化的数码
分量处理，使用DCT帧内压缩方式，能达到广播级质量。其压缩比为3.3∶1，记录码率为50Mb/s，具有2通道48KHz采样，16bit量化的数码音频。Digital-S格式充分考虑了与S-VHS录像带的互换性，采用1/2英寸金属带，机械结构与VHS相同，具有编辑处理图像功能，向下兼容重放S-VHS录像带。其图像质量接近数码Betacam水平。
Betacam-SX采用4∶2∶2采样格式，8bit量化的数码分量处理，压缩采用MPEG-2 442P@ML方式，输入的图像以2帧为1GOP（图像组），每个GOP的数据为固定长度。其压缩比达10∶1，记录码率为18Mb/s，图像质量优于标准型Betacam-SP。对于音频采用4通道48KHz采样，16bit量化的数码音频。Betacam-SX格式采用1/2英寸金属带，其DVW－A系列录像机可向下兼容重放Betacam-SP录像带。Betacam-SX录像机还首次采用了无循迹重放方式，通过加装4个重放磁头，提高了可靠性。
DVCPRO（D7格式）是在前面将要谈到的MiniDV格式的基础上开发成功的专业用数码分量录像格式。它采用4∶1∶1采样格式，8bit量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25Mb/s，信噪比大于54dB，具有2通道48KHz采样，16bit量化的数码音频。它使用1/4英寸金属微粒带，磁迹宽度18μm，具有兼容重放家用DV格式录像带的能力，其图像质量相当于标准型Betacam-SP。另外，松下（Panasonic）公司在DVCPRO的基础上还推出了4∶2∶2采样、记录码率为50Mb/s的DVCPRO50格式，图像信号压缩为比3.3∶1，旋转磁头数和走带速度都比DVCPRO增加了一倍。
DVCAM也是在MiniDV格式的基础上开发成功的专业用数码分量录像格式。和DVCPRO一样，其目标是高画质、小型、轻量和低价格。它采用4∶2∶0采样格式，8bit量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25Mb/s，信噪比大于54dB，具有2通道48KHz采样，16bit量化的数码音频。它采用1/4英寸金属微粒带，磁迹宽度15μm，与MiniDV格式双向兼容，即MiniDV格式磁带可以在DVCAM录像机上重放，
DVCAM录像机也能在MiniDV格式录像机上重放。其图像质量相当于标准型的Betacam-SP。
以上为数字格式录像机，现在电视台常用的格式还有一种Betacam-SP。它是模拟分量格式。
8．电子编辑和编辑机
由摄像机和录像机产生的节目素材磁带，需要按照节目制作人员的预定目的，对其上的图像和声音信号进行编辑，使其成为完整的连接平滑的节目磁带。编辑机就是通过遥控录像机完成自动编辑的设备。它具有编辑点无跳动、编辑精度高等特点。如果简单地把一台磁带录像机（放机）上的节目转插到另一台磁带录像机（录机）上，是无法完成电子编辑的。这回出现以下问题：（1）编辑入点信号双重纪录，编辑出点信号记录缺失。由于全消磁头位于视频磁头位于视频磁头鼓入口处，音频、控制信号录放磁头位于位于视频磁头鼓出口之后，当录像机由重放转为纪录时（编辑入点），在全消磁头和视频磁头鼓出口之间的磁带没有被消磁，便出现了重叠纪录，当录像机由纪录转为重放时（编辑出点），在全消磁头和视频磁头鼓入口之间的磁带已经被消磁，便出现信号缺损的空白三角区。视频信号的双重纪录会引起重放图像拍帧，信号缺损空白区会使重放完全失去同步。（2）控制信号不连续。由于编辑入点控制信号的双重纪录和编辑出点控制信号的缺失，使其相位连续性受到了破坏。即使无此现象，人为的转编指令也无法保证编辑点正好落在场消隐区内，控制信号时帧脉冲，其间隔在编辑点处仍是不连续的。这将在重放时造成伺服系统的紊乱，破坏图像的同步。由此可见，两台普通录像机只能完成复制转录工作，不能进行编辑，进行编辑必须采用具有编辑功能的录像机，它具有以下特点：设置了电子自动编辑程序化控制电路、完善了伺服系统、实现了成帧功能、增加了变速搜索功能、增加了视频旋转消磁头等器件。视频旋转消磁头安装在磁头上每个视频磁头之前稍高的位置，随着磁鼓旋转对
视频磁迹进行逐场消磁，记录视频磁头紧跟着它扫描在相同的磁迹上。进行组合编辑时，在编辑入点处同时给全消磁头和旋转消磁头馈送消磁电流。此时位于全消磁头至磁鼓出口处之间的磁带被旋转消磁头逐场消磁，并同时由视频磁头记录上新的视频磁迹。待经过全消磁头消磁的磁带到达磁鼓入口处之后，切断旋转消磁头的消磁电流，只用全消磁头消磁。这样就避免了视频信号在编辑入点处产生双重记录的现象。进行插入编辑时，整个插入过程始终使用旋转消磁头逐场消磁，不使用全消磁头，不仅避免了编辑入点处的双重编辑，而且消除了编辑出点处的空白三角区，使插入记录的视频磁迹与原磁带上的磁迹能连续均匀地衔接。
电子编辑方式：组合编辑和插入编辑。
组合编辑：把节目素材磁带一段一段地首尾串联组合在新编辑节目的磁带上，主要用于对大段素材的剪辑，把节目素材按照事先编排好的顺序衔接起来。
它具有以下技术特点：（1）同时记录视频、音频、和控制信号；（2）只在编辑入点处使用旋转消磁头，全过程都使用全消磁头消磁。（3）只保证编辑入点处信号相位的连续性，在编辑出点会形成空白三角区，使信号相位不连续。进行组合编辑只选择编辑入点就行了。
插入编辑：是在原有的节目磁带中插入一段新节目，主要用于以图像配音编辑、以声音配图像编辑和在一个连续节目中修改某些图像和声音。特点：（1）它不纪录控制信号， 因此原磁带上必须录有连续的控制信号才能进行插入编辑;（2）它不仅可以同时记录视频信号和音频信号，而且可以单独纪录视频信号和音频信号。（3）插入编辑自始至终使用旋转消磁头消磁，不使用全消磁头消磁。（4）在编辑入点处和编辑出点处的信号相位都是连续的。进行插入编辑时，须准确地选择编辑入点和编辑出点。
由上所述组合编辑与插入编辑在用途和技术特点上都有所不同。编辑一个完整的节目带，往往两种方式都要采用。一般是先采用组合编辑方式构成一个有连续控制信号的节目带，然后采用插入编辑方式，进行配音、配图和修改。
编辑定时：在编辑过程中，准确地确定放像机和录像机的编辑入点和编辑出点是保证编辑精度、实现自动编辑的关键。编辑定时就是确定编辑入点和编辑出点。它包括：CTL脉冲计算法、提示（CUE）信号法和时间地址码法等。
（1）CTL脉冲计算法：录像带控制磁迹上记录的控制信号。优点是实现简单，缺点是编辑精度不够高。广泛用于业务级及家用级录像机的编辑定时。
（2）提示（CUE）信号法：是代表编辑点位置的一种辅助信号，是专门的提示磁头记录在磁带的提示磁迹上。这种编辑方法使用起来不太方便，编辑精度也比较低，不能实现全自动电子编辑，主要用于早期的录像机中。
（3）时间地址码法：采用专门的时间地址码法发生器对应于每帧图像在磁带上记录一个时间地址码。利用时间地址码可以寻找、指定编辑点，并可以与计算机联动实现全自动编辑。时间地址码编辑精度高，编辑速度快，但设备复杂，成本较高，主要用在广播级和准广播级录像机的编辑定时。根据时间地址信号记录方法的不同，目前国际上有两种通用的时间码
