DVW数字分量录像机

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1、DVW 数字分量录像机DVW 数字分量录像机磁带记录是目前记录电视信号的主要手段。录像机是实现磁带记录的专用设备,在一个节目制作系统中 ,录像机的技术指标基本决定着整个系统的技术指标。因为受各种条件的限制,模拟录像机的技术指标并不高,特别是多版复制,信号质量下降很多。因此提高录像机的技术指标,也就意味着整个系统技术指标可以得到提高。数字录像机记录的是数字信号,抗干扰能力强 ,因而重放信号的性能改善很多,使录像机可复制性能大大提高,多版复制信号基本没损失。因此,数字录像机的使用 ,将拓宽后期制作手段,极大地提高最后播出带的信号质量。一、概述SONY 公司于 1993 年推出Betacam 数字分

2、量录像机,引起了众人的关注,经过实践的严格检验,数字 Betacam 得到了广大用户的赞同。数字Betacam 与通常 Betacam 和 Betacam SP有相同的格式 ,与后者相比 ,以稍慢的带速和三倍的磁鼓转速录制,每场的视频信号及4-通道音频信号将以六个螺旋磁迹记录到磁带上,斜磁迹宽度 :24m,并与模拟Betacam 重放功能兼容。(有的机型不含此功能 )数字 Betacam 采用数字分量记录, ITU-R BT.601 标准,考虑到将来记录16:9 宽屏幕HDTV 数字信号的可能性;采用 1/2 英寸金属带 ,图像量化比特8/10bit 两种 ,正程取样点720576,抽样频率分

3、别为:13.5MHz 、6.75MHz 、6.75MHz, 即 4:2:2 取样方式 ,压缩比为 :2:1。声音抽样频率为 48KHz,量化比特为20bit,不压缩。 数字 Betacam 采用了大规模集成电路(LSI), 使得整机更为轻便 ,低功耗 ,与 BetacamSP 有相同的尺寸,在实况转播车这样有限的空间里使用更为方便、灵活、实效。二、特点1.优异的画面质量具有多代复制能力,突破了模拟记录的局限性。2.先读后写的预读编辑功能在 DVW-A500P和 DVW-500P 录像机中 ,用于数字信号的重放磁头位于记录磁头之前,先前记录的视频与音频信号经重放头读出后可送到外部设备中处理,然后

4、重新记录到相同的磁迹上,此功能尤其适用于叠加字幕、彩色校正、视频分层处理、音频混合和润色等处理。3.程式重放DVW系列录像机具有程式重放方式,可以在正常速度变化15%的范围内重放视频记录信号。 加装选购的BKDW-507 音频程式重放板后,可以将四路数字音频信号与视频信号一起压缩或扩展 (带音调校正 )这个功能可以适当延长或缩短节目时间,使节目能灵活地适于安排好的播出时间段。4.导频跟踪系统由 于DVW系 列 录 像 机 的 斜 磁 迹宽 度 较 窄 , 只 有24 m, 故 除 了 传统 的CTL跟 踪外,DVW-500P 、DVW-A500P 还采用了新开发的自动磁迹跟踪系统,这增强了磁迹

5、跟踪的能力,两个导频磁迹跟踪信号被记录在斜磁迹的特定通道上,并且通过参考由记录磁头重放这些信号的时间差及RF 电平信号 ,自动调整磁迹跟踪。这个系统可在伺服锁定期间纠正纵向磁迹跟踪的误差.而当执行编辑时,在预卷期间持续工作,以提供编辑所需的磁迹跟踪精度。在插入编辑时,同CTL 一样 ,旋消磁头不会擦除这些磁迹跟踪信号。5.可靠的防尘系统。有防止气流进入磁带运行机构的密封舱。磁带通路的清洁轮,可以清洁提示音频头、主导轴、压带轮,在每次穿带时清洗一次。有专门对磁鼓上的各种旋转磁头进行清洗的清洁轮。这些防尘性能足以保证录像机进行准确的记录和重放。6.易于维护。自身有先进的自我诊断系统,任何误操作都会

6、被录像机检测到,然后在计时器上显示相关的错误号码 ,并将此信息加以保存,在更换磁鼓后 ,可简单地得到机械和电子的校正。7.内置信号发生器。可提供 16 个视频测试信号,包括彩条、斜波、多波群、黑场、红场等。也可提供音调信号,用于音频通道基准调试。三、基本原理从 DVW 数字录像机的记录通道框图,可了解它是怎样处理视、音频信号的。1. DCT 分块各种不同的数字变换往往能把时域中的复杂图像在变换域中变得更加简单或具有更好的统计特性 ,从而达到压缩数码率的目的。其中一个常用的编码方法是DCT(DiscreteCosine Transform)即离散余弦变换, DCT 先将整体图像分成NN 个像素块

7、 (一般 N=8), 然后对 N N 个像素逐一进行 DCT 变换。 数字 Betacam 将亮度 720576 编成 9072 个宏块 ,CB、CR 分别为 4572 个宏块,任何一个宏块可以看成由88 即 64 个不同幅度的基本图像组成。2. 节内编织数字记录最好采用分通道的方法,它是将整个数字信号分成几个独立的录放通道,使各通道的数码率降低到原数码率的通道数分之一,所有器件的速度和所需记录通道带宽相应减小,节间数据编织实际上是按照一定规律将每段50 行视频数据分为4 节,进行组合 ,由于数据进行纠错编织,所以提高了当一个磁头失效时所缺像素被其他正常像素所包围的概率,这就可能用掩错的方法,

8、由相邻像素的内插值来代替所缺少的像素。数字 Betacam 在使用 4 磁头情况下 ,即使缺少一个磁头 ,图像的主观感觉仍不会出现明显的恶化,这就大大提高录制、播出的安全性。3. 码率压缩严格说 ,DCT 并不能进行码率压缩,因为 64 个样值仍然得到64 个系数。是在经过量化后,特别是按人眼的生理特性对低频分量和高频分量设置不同的量化,使大多数高频分量的系数变为零。一般来说 ,人眼对低频分量较敏感,而对高频分量不太敏感,利用这个特性,对低频分量采用较细的量化 ,而对高频分量采用较粗的量化,在这里是变字长编码(VLC:V arable Length Coding), 就是对概率大的符号低频给短

9、码,对概率小的符号高频给长码。变字长编码后所需的信道容量与信源相匹配。4. 纠错编码数字 Betacam 格式采用了里德索罗门码,并采用了内外码串联的两级纠错处理方式。其中音频数据与视频数据的内码组结构相同,采用同一电路纠错编码,而二者外码组的结构不同,音频与视频数据有各自的外纠错编码电路。外纠错编码具有纠正每个码组中2 个误码字的能力。由于在外纠错编码后数据进行了编织,当出现较长时间的失落式磁带划痕时,编织后数据中的误码能均匀分布在不同的外码组中。即使有一段数据丢失,经去编织后 ,每个外码组也只有很少的码字是误码，这仍在外纠错编码的纠错范围之内。5.视频数据记录视频通道和音频通道通过时分复用

10、组合到一起,送入扰码单元。扰码属于通道编码的一种。不能通过直流电,而且即使记录了直流信号,也不能被磁头读出。 扰码的目的就是要在记录之前降低视频和音频数据中的直流分量。扰码按原数据速率将数据转换成为随机序列。这种序列的随机性不是像数据编织那样体现在数据的空间分布上,而是体现在码列中“1”出现的概率上。扰码去除了原序列的相关性,减少了连“ 1”和连“ 0”出现的概率 ,从而减少了直流分量。尽管如此,还是存在连“ 1”和连“ 0”序列的概率 (此时特别容易出现误码),但数据经扰码后,由于出现连“1”和连“0”而增加的误码率已小于磁粉失落引起的误码率,因此纠错系统能有效地加以纠正。扰码前的数据加入识

11、别数据,扰码后的数据加入同步数据( 同步码和识别码可以区别码字的界限和节、段、场、帧的界限),经映射编码后送往磁头。映射编码的目的是为了降低误码的主观灵敏度,使误码在低比特位集中,通过映射编码把输入的权重码转换成非权重码。任何一位误码效果大致相同,只是增加一个“1”或减少一个“1”(假设只发生一个错误),所以引起的输出电平误差不大。6.音频数据记录数字音频输入、输出信号满足EBU/AES 数字音频插口,包括四个抽样频率为48KHz,20 比特线性编码的数字声音通道。在磁带的使用面积上,音频数据所占比例低于10%,磁带缺陷对音频数据造成的危害比视频严重。人耳比人眼对误码更敏感,眼睛具有积分接收特

12、性,可以忍受个别不正常的样值 ,而耳朵具有微分接收特性,个别的误码听起来也是很不舒服的噪声。把音频磁迹安排在磁带中部 ,就可以得到较小的失落概率和较高的跟踪精度。记录磁迹安排如图所示。四、菜单设置为了能快速设置录像机,DVW 系列录像机配备了三个记忆设置参数的存储器,可及时将设置值改为存储值。这里,将介绍常用的菜单设置,在对菜单设置之前,要将 SS-52 板上 S100的 1、5、7 开关打在OPEN 状态 ,分别可进入系统菜单,改制菜单 ,维护保养菜单。1.系统菜单DVW 系列的许多菜单与Betacam SP 系列相同，这里只将其新增的常用菜单介绍如下。ITEM 012: 状态显示。 打在

13、ON,将显示视、 音频的重放质量的优劣。其字符打上 .并将 SUPERVIDIO OUT连接器接在监视器上，重放时,在 V、 A 后面会出现一些标识信号,分别代表A、 B、C、D 四个重放通道的优劣。V - - - - A- - - - 信号良好。V * - * - A* - * - A/C良好， B/D 应注意。V A 信号太差，需调整。ITEM 305: 编辑精度 ,建议设置为“0 ”,此时编辑精度的目标值是0 帧。ITEM 306:DMC( 动态控制 )编辑的带速设置。DMC 编辑的带速可在此菜单由-0.03 2 具体控制 ,也可在搜索盘上设置初始带速。建议设置为“ 00”,由搜索盘控制

14、。ITEM 316: 动态跟踪范围。Betacam sp 只能在 -1 +3 倍内变化。设置为“1” ，则 DVW 的变化范围是 -1.15 到+3.45 倍正常带速。ITEM 510: 在直接机对机 (machine - to - machine) 编辑时 ,必须设为“0”,即时码发生器自动重复产生信号。ITEM 710: 选择录像机内部测试信号发生器输出何种测试信号。选择非 OFF 状态时 ,按住已亮灯的视频输入选择键不少于3 秒,则所有的输入选择键都亮灯,内部测试信号发生器开始工作, 所选择的测试信号由录像机输出, 并可被记录。ITEM 715721:如果将副面板上PROCESS CON

15、TROL SWITCH( 处理控制开关 )打在 MENU, 则ITEM 715 721 可调整视频输出的增益、相位、黑电平等，此时副面板上相应的处理控制开关都失效。ITEM 808: 选择内部音频测试信号发生器的操作。非OFF 状态时 ,按住已亮灯的音频输入选择键不少于 3 秒,则“ 1”或“ 2”选项被激活。建议设置为“2”,1KHz 音频信号输出。ITEM 901: 选择视频输出数据的压缩比。0:当 D-1 规格设备或8-bit 系统连接本机上时。1:当 DVW 系列连接在一起或10-bit 系统连接时。ITEM 902: 选择 EE 系统功能是否有效,如果有效 ,选择信号路径。0:正常情

16、况 ,EE 系统无效。1:EE 系统 ,信号在 DPR 电路板内返回。2:EE 系统 ,信号在 EQ 电路板 (在 IC 内)的端点返回。3:EE 系统 ,信号在 EQ 电路板内返回。当 EE信号不正常时,用此方法 ,可判断故障的范围。ITEM F00系列 ,在正常操作时都不显示,以免引起错误操作。2.隐含菜单要在系统菜单状态下显示隐含菜单“F00”系列 ,先做如下操作 : 按住 MENU 键不少于3 秒 ,进入改制菜单（customize menu）状态。按住 PLAY 键,顺时针旋转搜索盘,直到出现“ FOO”系列开关菜单。将需要调整的各项打到ON 。按 SET 键,以确认上述设置。按 MENU 键 ,进入系统菜单。按住 PLAY 键,顺时针旋转搜索盘,直到出现“ FOO”系列菜单 , 此时可进行隐含菜单设置。F02: 本项仅用于伺服和机械调整。调整完毕,一定要返回“ 0(enable)”态 ,当录像机发现磁带传输机构有毛病 ,即张力检测出有故障时,选择是否采用应急磁带保护措施。0:采用保护措施。1:不采