DVCPRO

    DVC(DIGITALVIDEOCassette)是松下等世界上50多家公司联合制定的家用DV数字分量录像机。DVCPRO是一种充分挖掘和拓展了家用DV数字录像机格式，其最大的特点是小盒带和长重放时间。由于使用1/4英寸的磁带，使得磁带传送机构也相应缩小了。它的压缩方案对所有可能的参数如压缩的损伤、运动码率、图像主观质量、耐用程度、多代复制性等进行了综合考虑，从而产生了一种从普通数字电视到高清晰度电视，包括各种级别的综合系统。对普通电视信号采用4：2：2、4：1：1或4：2：0数字分量，由于保持了亮度分量的全部样值，分辨率是很高的（与D1、D5一样），4：2：2使用的压缩比为3.3：1，码率为50Mbps；4：1：和4：2：0使用的压缩比为5：1，码率为25Mb/s。绝对数码率的减少使DVCPRO可使压缩系统工作在帧内，因此可进行帧精度的控制和编辑。压缩方案虽然不一致，但是对机械结构、带盒、记录格式和数据结构进行了精确的描述和定义。并使大部分电路能包装到两片集成电路中(即芯片组相同),使它们之间具有兼容性。

    1、磁带记录格式

    磁带采用高可靠的金属粒子带(MP)，磁带总厚度为9μm。因为金属粒子带适于进行纵向记录（与金属涂布带不同），这样可以提供模拟音频提示磁迹（在上边缘）和控制磁迹（在下边缘）。使用控制磁迹可使快速伺服系统在机器从停止到重放的转换过程中快速锁定，这是缩短预卷编辑时间和帧精度编辑的关键。提示磁迹不仅提供用户第三个音频通道，它在音频搜索时，当数字音频得不到的情况下，提供另一种获得音频的方法。

    DVCPRO的磁迹格式采用了21.7mm直接磁鼓与通常的1/2英寸盒式录像机相比，DVCPRO录像机的磁鼓直径小3.5倍，这不仅减小录像机总的机械体积和重量，而且同时也减小了录像机的功率损耗和磁鼓旋转的噪声。录像机磁鼓的转速为150转/S，螺旋扫描记录磁迹的宽度为18μm，磁迹指数（记录磁迹的宽度与长度之比）比D3格式大3倍，且与模拟格式差不多。磁鼓上安装有六个磁头，即两个记录磁头，两个即时重放磁头和两个旋转消磁头。旋转消磁头用以辅助完成插入编辑功能，即时重放磁头可用于记录的同时重放图像以便即时检查记录质量，也可与录放磁头一起共同完成正、反方向的慢动作重放。声音通道以48kHz取样,16bit量化，同时记录两个通道的非压缩数字音频信号。

    磁迹起始部分的ITI（插入与跟踪信息：InsertandTrackinginformation）码，主要用于插入编码时提供插入和跟踪信息，新数据将记录在ITI码后面，除了重新记录，ITI码不重写。在随后的音频数据段和视频数据段左右都加有编辑间隙共3段：G1、G2、G3。在G3后有子码(Subcode)记录有纵向时间码或逆程时间码数据。再后面还留有一定余量。每帧12条磁迹(625/50系统),±20度方位角记录。磁带速度为33.813mm/s，音频是二通道PCM，1通道纵向提示磁迹，抽样频率48kHz。另外有两路独立的LTC/UITC时间码。两种时间码可在任意磁带速度时被读出。

    磁迹倾角θ为9.1784度,控制磁迹宽度0.4mm，提示磁迹宽度0.35mm，螺旋扫描磁迹总长度32.842mm，视频记录长度27.548mm。

    2、视频处理

    DVCPRO有DVCPRO50和DVCPRO25，它可以在4：2：2、4：1：1、和4：2：0三种取样格式之间进行切换，压缩率也有所不同并可切换。它们的信号结构之间是兼容的，也可在525行和625行电视制式间转换，可以25Mb/s和50Mb/s两种格式记录和重放素材。DVCPRO是通过使用两组DVCPRO芯片组并行来实现4：2：2的记录。DVCPRO50的压缩比降到3.3：1，而DVCPRO25的压缩比为5：1。在此以4：1：1为例说明视频信号的处理过程。视频亮度信号的取样频率为13.5MHz，色差信号为3.375MHz和3.375MHz，亮度分辨率与D1、D5一样，色度带宽为1.5MHz，与Betacam-SP相同。视频数据压缩主要采用DCT和可变字长编码。

    首先4：2：2数字信号经过4：1：1变换由216Mbps变到162Mbps。经变换后输入到图像压缩编码单元,再从162Mbps压缩到24.948Mbps，然后到纠错编码并经扰码输出到记录符号化处理单元，通过旋转磁头记录在磁带上。

    码率压缩的具体流程如图9。每帧625行有526个有效行，奇数场从23行到310行，偶数场从335到622行，每场288行。亮度信号的量化级从1～254，白电平为235/黑电平16，色差零电平(灰电平)128共255量化级与S一样，亮度和色差样值都按8×8分成像块，像块按(X、Y)定位，水平为X，垂直为Y。Y、CR、CB分别按照帧组成像块,为此亮度有72×90=6480个DCT像块，CR、CB各有(18×2)×45=1620个像块，然后四个亮度像块和CR、CB各一个像块组成一个宏块。对于625/50来说形成1620个宏块，然后27个宏块组成一个超块，可得到60个超块。60个超块分成12行，每行5个超块记录在12条磁迹上，这和S是相同的，即每帧记录12条磁迹。

    总之DVCPRO50不仅在重放和记录与DVCPRO25兼容，它同样在数据流层次上也完全兼容，可实现无缝切换。这使得DVCPRO可以存储25Mb/s和50Mb/s文件的服务器中切换和创建系列节目。

    “格式之战”由来已久,对于用户来讲有喜也有忧:喜的是因众多的格式竞争,使各种机器的性能及价格有了选择的余地;忧的是选型不当会给工作带来很多不便,甚至造成积压和浪费。因此,在选购数字录像机时,应根据具体情况及使用场合选购，要注意资源使用配置的合理性、设备的系统化、开放性、兼容性和运行成本等，并应适当考虑瞻前性，尽量做到物尽其有，以最少的投资，得到最大的效益。

    从图像质来看,数字Betacam格式是4:2:2取样,10bit量化,帧内2:1压缩是当今压缩数字设备中的最高档次。Betacam-SX是帧间10:1压缩，码率18Mbps是现代几种录像机中码率最低者,因此降低了运行成本,其图像质量稍逊于数字Betacam但可达B水平。SONY在家用DV格式上开发的DVCAM格式4:2:2取样,8bit量化,帧内5:1压缩,图像质量接近PVW水平。

松下的DVCPRO50是DVCPRO的升级产品,帧内3.3:1压缩,码率为50Mbps,图像质量接近DVW而DVCPRO25码率25Mbps,图像质量可达到PVW水平。JVC公司的DIGITAL-S,帧内3.3:1压缩,码率50Mbps图像质量接近DVW水平。

    总之，目前这几种数字录像机仍处于发展阶段，某些技术问题尚待进一步改进。相信不久的将来这种数字录像机设备会越来越完善，价格会越来越便宜，图像质量也会越来越高。相关阅读>>>>>浅谈录像带的几种录像格式的记录格式（二）