数字录像机的格式及应用
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dvr是什么意思DVR是数字录像机的缩写,即Digital Video Recorder。
它是一种用于录制和存储视频的设备,可以将模拟视频信号转换为数字格式,然后进行压缩和存储。
DVR通常与闭路电视摄像头系统配合使用,用于监控和记录视频。
DVR的出现,为视频监控系统带来了很多便利。
首先,DVR能够将视频信号转换为数字信号,这样可以提高视频的质量和清晰度。
其次,DVR能够将视频信号进行压缩,这样可以节省存储空间,延长视频的保存时间。
此外,DVR 还具备远程访问的功能,用户可以通过互联网远程查看和管理视频,提高了监控系统的可用性。
DVR可以广泛应用于各个领域。
在家庭中,可以安装DVR来保护房屋的安全。
在商业场所,DVR可以用于监控和管理员工的工作,防止偷盗和安全事故的发生。
在公共场所,DVR可以用于视频监控和记录,对违法犯罪行为进行监测和取证。
然而,DVR也存在一些问题和挑战。
首先,DVR需要大量的存储空间来保存录制的视频,这就需要购买硬盘或者其他存储设备,增加了成本。
其次,DVR 的视频存储时间有一定限制,一旦存储空间不足,就需要及时清理或备份视频,这对用户来说可能会增加一定的工作量。
此外,DVR在数据安全方面也存在一定的风险,因为存储的视频可以被破坏或丢失,需要采取相应的安全措施来保护数据的完整性和安全性。
总的来说,DVR作为一种用于录制和存储视频的设备,已经成为现代监控系统中不可或缺的一部分。
它通过数字化、压缩和远程访问等功能,为监控和记录视频提供了更加方便和高效的方法。
然而,DVR也面临一些挑战,需要不断完善和提升,以满足不断变化的监控需求。
几种数字记录格式的比较J/!.,【JZ,【摘要】本文主要阐述几种常见数字格式s参数.以便给甩选择备时作参考.【关键词】压缩编码GOPMPEG一2格式随着数字技术的成熟.数字记录,编辑已成为当今电视领域技术发展的主流.数字技术的运用.使多年来困扰电视工作者因后期制作而导致图像质量下降的问题得到了彻底的解决.目前.市场上推出的各种格式的数字设备.在质量上都各有所长.众多的数字格式.既给用户提供了很大的选择余地.也给设备选型带来了困难.在这种情况下.各电视台要在充分了解市场的基础上,根据现有的设备和资金选择性价比较高的和适合自己的数字格式和设备.数字设备的概况数字设备的发展就其记录格式分有非压缩和压缩两大类.非压缩记录格式的录像机有D1,D2,D3,D5等系列.D1,D5为分数字分量和D2,D3为数字复合.它是以原有信号码率直接记录输入信号,保持了信号的原有水平,为无损记录,代表了数字设备最高标准.图像质量最高.信号损失最小.但价格非常昂贵.未能得到广泛使用.由于数字视频码率压缩在广播电视各个领域迅速得到普及.M-JPEG,MPEG一2压缩标准为各界广泛接受.近年来出现了一批使用码率压缩的数字设备.如索尼公司推出的BetacamSX,数字Betacam,DVCAM,IMX.松下公司推出的DVCPRO25,DVCPRO50.JVC公司推出的Digital—S等.在保证图像质量没有明显降低的前提下.采用压缩技术来降低码率.从而降低信号处理,记录的难度及成本.同时在此基础上实现了后期编辑处理均在数字环境中进行.极大地提高了节目制作质量和功能.其综合性能价格比明显优于模拟设备.为电视台设备由模拟向数字过渡提供了技术上和经济上的可能性.二电视台选择数字设备应考虑的因素1.图像质量数字设备所采用的视频取样结构,量化比特,压缩方式及压缩比等从根本上决定了其图像质量.DigitalBetacam是唯一采用10bit视频量化的数字格式.压缩比仅为2:1,码率高达88MbPs,具有很高的图像质量.DVCPRO25,DVCPRO50,BetacamSX,IMX,Digital—S及DVCAM都采用8bit量化.其中DVCPRO25采用4:1:1取样.色度的水平分辨力降低了一半;DVCAM采用4:2:0取样.色度的垂直分辨力降低了一半.其压缩比都为5:1.码率为25Mbps.图像质量较DigitalBetacam要差.但DVCAM能提供与模拟BetacamSP一致的色度带宽.在DVE和色键等操作中效果不比BetacamSP差.DVCPRO50和Digital—S都采用4:2:2取样.压缩比为3.3:1.码率达50Mbps.可以得到较好的图像质量.BetacamSX采用了一种高性价比的压缩编码(运动补偿)方式.采用I帧B帧的压缩方式.但其编辑中的”时域漂移”现象和高达10倍的压缩.使之在多代复制中信号会有一定的损失.MPEGIMX采用I帧MPEG一24:2:2P@ML压缩方式,8bit量化,码率高达50Mbps,图像质量~BetacamSX更胜一筹.在纠错编码方面.BetacamSX所采用的二维RS码中的校验码附加率最高.达到41.7%.误码纠错能力也最强.其他几种格式所采用的Rs码的校验码附加率基本相20042慢代电接技术47中心技术当.接近20%.都有着较强的误码纠错能力.2.兼容性DigitalBetacam与BetacamSX(选择机型)都可重放BetacamSP.IMX(选择机型)可重放BetacamSP/SX/Digi? talBetacam.Digital—S能重放S-VHS.DVCPRO25能重放DV 格式,DVCPRO50能重放DVCPRO25/DV.DVCAM则能与DV格式双向兼容.有些机型可重放DVCPRO25.3.可靠性数字磁带录像机因记录数据率高,都采用场分段记录方式.因而磁鼓转速很快.DigitalBetacam,BetacamSX及Digital-S的磁鼓转速都为4500转/分钟.IIVlX磁鼓转速为3000转/分钟.而DVCPRO和DVCAM的磁鼓转速高达9000转/分钟.这对伺服系统,走带系统,磁头及机械部件的可靠性是一种考验.Digital Betacanl,IIVlX与BetacamSX都采用和BetacamSP录像机相似的机芯.这种结构的机芯应用较久,成熟可靠.Digital?S采用与S-VHS相同的机芯.DVCPRO与DVCAM都是在民用DV格式上发展起来的,使用1,4英才磁带,其机械结构显得过于精巧, 机芯结构的应用时间也不长.这会增加维护难度.4.系统匹配在一个系统中若混杂多种格式及多种品牌的设备,这会造成信号损失并增加费用.4:2:2的取样结构符合CCIR?601建议的演播室标准.在演播室中应用的数字设备最好采用这种取样结构.5.向高清过渡目前码率压缩高清录像机有索尼的HDCAM,松下的DVCPROHD等.JVC推出的基于Digita1.S的高清格式D9HD.使用与Digital—S相同的磁带.可兼容重放Digital—S.这对将来标清节目资源的利用相当重要.而标清录像机通过增加SD/HD变换板或变换器.也可将SD信号转换为HD信号. 6.接口与数据的高速传送数字录像机都采用sDI作为标准数据接口.此外,各厂家设备还利用高速压缩数据流接口实现2倍速或4倍速的数据传送. 三各种数字格式的综述1.数字Betacam数据格式数字Betacam格式是索尼公司最早投入使用的压缩数字48瑾代电提技iIi2004.2设备,10bit量化,场内压缩,一场为一个GOP(GroupOf Picture),88Mbps视频码流.每一个GOP记录6条磁迹.在数字Betacam中.4通道20bit音频数据可全部记录.数字BetacamiE录的磁迹宽度是模拟的1/3.只有20um.因此在记录的磁迹上加SA T(SupplementalAutomaticTracking)信号.利用此信号进行正确的扫描控制.但价格相对较高.对于资金较紧张的中小电视台来说并不十分可取.数字Betacam视音频处理框图如图1所示.2.BetacamSX的数据格式Betacam—SX是索尼公司盘带结合型数字录像机.它采用了MPEG一2MP@ML的扩展4:2:2P@ML标准.帧间压缩,将两帧(I帧和B帧)图像打包成一个GOP.其中B帧是一种在动作上双向补偿的图像,通过动作预测.大量的冗余信息被删除.因此,该录像机在保证高图像质量的同时有较高的压缩比(10:1),配合硬盘的机型可现场作非线性编辑.对于625/50制式,每个GOP加纠错码后组织成l2条斜磁迹在磁迹的安排上,视频磁迹放在两侧.中间安排8段音频数据和两段系统数据.另外还有三条纵向磁迹,一条辅助磁迹.一条时码磁迹和一条控制磁迹.SX设备配备SDDI(SerialDigital DataInterface)接口的录像机可用同轴电缆以4倍重放速度传送记录的数据.SX设备使用112英寸的金属涂敷带.也可使用BetacamSP磁带记录SX格式的数据原来90分钟的磁带可记录190分钟的节目.SX的磁迹宽度为32mm.S/N比高.数字信号的码率小.SX数字视音频处理方框图如图2所示.图2另外,BetacamSX首次采用了多头跟踪技术.一个录制磁迹分配了两个重放磁头.提高磁迹跟踪能力,使重放可靠性大大地提高.这种技术能在不使用DT磁头的情况下实现变速重放(.1倍到+2倍之间).通过使用多头重放技术,它能在只改变带速而不改变磁鼓转速的情况下,实现磁带到信号处理电路间的高速数据转化.3.IMX的数据格式IMx是索尼公司新推出的标清设备.与松下的DVCPRO50和JVC的Digital—S等产品同一档次.采用MPEG一24:2:*******帧内压缩.8bit量化.50Mbps视频码流.可提供8通道16bit或4通道24bit无压缩音频信号.为将来扩展到多频道,多种语言广播,数据广播等做好了准备.IMX采用新开发的高品质磁头和动态跟踪(DT)技术.提供高稳定性的高密度记录和重放.该设备还装有符合SMPTE 305M标准的SDTI输入/输出接口.可以将MPEG一2数据音频数据,元数据等信号传输到其他录像机或非线性设备.其中IMX格式中M型设备(M200P/M2100P)可兼容重放数字Betacam,BetacamSX,BetacamSP格式的磁带,是真正意义上的多格式兼容.加装选购板BKMW一104可产生1080/1035HDTV格式上变换.IMX视音频记录处理框图如图3所示. 图54.DVCAM数据格式DVCAM设备是索尼公司生产的惟一使用1/4金属带的机型,采用4:2:0压缩技术,8bit量化,25Mbps视频码流,压缩比为5:1,DVCAM格式机型很多,可兼容重放DV格式磁带,有些机型可兼容重放DVCPRO25的磁带(如DSR一2000P).DVCAM格式设备提供了非常复杂的磁迹跟踪伺服,通过拾取ITI数据区的导频信号来保证磁迹的有效跟踪. DVCAM设备SDI标准接口和QSDI接口,QSDI为DVCAM专用接121,提供DVCAM设备之间及Es一7非线性系统之间连接.另外还提供另外符合IEEE1394标准的i-LINK接13. DVCAM还提供了索尼独有的记录数据管理Clinplink系统,在摄像机拍摄时,索引画面和记录数据被存入摄像机的内存中,拍摄完毕退带的瞬间将缩sJ~64倍的索引画面和记录数据存储到磁带的尾部和磁带盒中的半导体存储器里.素材带放到录像机上后,索引画面和记录数据会在几秒钟内被读出并上载到ES一7编辑工作站,编辑人员可迅速将有用素材上载.16KB的磁带可记录198幅索引画面.DVCAM格式的设备价格低,为中小电视台组成低成本高效率的专业级数字制作系统提供了支持.由于采用1,4磁带,机芯设计比较精密,磁鼓转速很快,记录磁迹窄,维修维护成本高.DVCAM田4格式数据处理框图如图4所示.5.DVCPRO数据格式DVCPRO采用DV压缩方式,利用D(以消除空间域上的冗余,以运动估值与运动补偿消除图像时间上的冗余,从而达到压缩视频数据的目的.但由于缺少帧间压缩处理,在相同的数码率时,图像质量低于MPEG一2.目前.用于广播电视的DVCPRO的机型主要有两种,一种是DVCPRO25,一种是DVCPRO50,DVCPRO25是4:1:1采样.8bit量化,数码率为25MbpsDVCPRO50采用两组2:1:1芯片并进行运算来达~iJ4:2:2 采样,50Mbps码流.兼容重放DVCPRO25格式.两种机型都采用1/4金属带,但单位时间的走带速度和记录数据有所不同. DVCPR0还可以重放DVCAM和DV磁带,只要在设备选项中选择FORMA TSEL—下的相应格式,不过在重放和编辑DV带时需加AJ.CS75磁带适配器.DVCPRO开放性大,采用IEEE1394接口技术,已经和许多生产的非线性设备视频厂家达成共识.实现数字化的链接.由于DVCPRO采用家用DV 机芯,与DVCAM一样对使用环境要求比较高,特别是走带通道设计精密需定期的维护保持清洁,否则会影响走带精度, 导致伺服无法锁定.DVCPRO格式数据处理框图如图5所示. 田5DVCPRO的磁迹格式如图6.一磁带运行方向去磁头记录放大6.Digital—S数据格式Digital—S录像机格式是1995年4月日本JVc公司推出的一种新型的广播专业级数字录像机.它是以S—VHS技术为基20042琨代电茂技ili49T1—3中心技术础开发的具有高效编码数字技术S格式的录像机.它重放S—VHS的图像信号.录像带宽度为l/2英寸.完全按CCIR601标准设计.采用4:2:2取样.以50Mbps的数字取样速度对之进行内部帧编码(M—JPEG).压缩比为3.3:1.走带机构以成熟可靠的S-VHS走带机构为基础.磁鼓尺寸为62mm,分三层.上,下鼓固定,中间鼓旋转带有旋转磁头(与DVW录像机一样).这种形式可以减小磁带张力.编辑录像机的录,放磁头分开且重放磁头超前90度.因此使该机具备先进的图像预读功能.1帧的视频数据在625/50系统中用l2条磁迹予以记录.Digital—S为了确保磁带的互换性.使用了在数字磁迹上三个ITI信号(IT10,ITI1,ITI2)来进行跟踪伺服.以±15度方位角进行记录,磁迹宽度为20m,重放磁头的宽度为磁迹的1.4倍.由于采用了方位角记录.所以不易受相邻磁迹噪声的影响,从而能获得良好的重放图像.在进行插入编辑时.由于残留有上一次相同方位角信号的噪波.其影响较相邻磁迹噪波更为严重.为了解决这一问题.Digital—S在编辑时是采用旋转消磁头抹去大于两条磁迹宽度的信号.再用与磁迹宽度一致的记录磁头加以记录.可在入点与出点处各形成一定的保护带,从而防止了编辑切换点处的图像质量劣化.Digital—S的视音频处理框图如图7.表图7四各种数字格式的参数比较聱下面就前面所介绍的几种数字格式的各种参数作比较(625/50).如表1所示.“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,电视台在数字化改造时.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.并应适当考虑前瞻性.尽量做到物尽其用.以最少的投资.得到最大的效益.口参考文献:【l1《摄像,录像’j电手编辑技术》张琦等编着中国广播电视出皈社【2l《数掌电观中心技术》张琦畅盈昀等编着北京广播学院出I{叵社【3J《数字电视砾理》杜百川编着岫■■_■■■■■■■■■■■●■■■■■■.-_____________一--.IHIIU硼■删■啊u嵋_●啊■矗—IⅡ■蜀■_哪■■■lil■啊■■__髓硇啊——墨日■矗■_圈■码4:2:2分量4:2:2分■4:2:2分■4:2:2分■4:2:0分■4:1:1分■4:2:2分■圈像压缩方式帧内压缩场内压缩帧间压缩帧内压缩帧内压缩帧内压缩帧内压缩DCT方式DCT方式DCT方式DCT方式DCT方式DCT方式D(方式压缩比3-3:l2:ll0:l3-3:l5:l5:l3-3:l视囊码率50Mbps88Mbps18Mbps50Mbps25Mbps25Mbps50Mbps音频标准16bit/48KHz不压20bit/48KHz不压16bit/48KHz不压24bit/48KHz:~.4通16bit/48KHz不压16bit/48KHz不压16bit/48KHz不压缩.4通道缩.4通道缩.4通道道.orl0oit/48KHz~缩.4通道缩,2通道缩,4通道缩.8通道磁带标准1/2金属涂敷带1/2金属带1/2金属带1/2金属带1/4金属带1/4金属粒子带1/4金属粒子带记景时问最长104分124分钟/40分钟194分钟/60分钟220分钟,71分钟184分钟/40分钟123分钟123分钟磁鼓直径62mm81.4mm81.4mm81.4mm21.7mm21.7mm21.7mm磁鼓转速75rps75rps75rps50rps150rps]50rps150rps磁迹数/帧l2条l2条l2条(两帧)8条l2条l2条l2条走带速度57,8mm/s96.7mm/s59.575mm/s64.467mm/s28.246mm/s33.813mm/s33.8l3mm/s磁逮】|f度20in21.7in32Ⅱm21.7Ⅱinl5in18nl18in记景方位角土l5士l5土l5土l5土20土20磁逮倾角5.57.4.62644.4.621.4.626.9.1784.9.1784.■放I陪性兼容重放S-VHS兼容重放Betacam兼容重放Betacam兼容重放SX.DVW.兼容重放DV兼容重放DV兼容重放DVSPSPBAlTA.CAMSPDVCPRO25,圈像质量与DVCt~O标清产品中图像质相当与BVW水平与教字-S.DVCPR050相当与PVW相当与PVW与数字.SIMX卯.IMX相当.较好量最好当.较好水平水平相当,较好磁鼓寿命≥800小时约1000小时约4500小时约4500小时约1500小时≥1500小时≥1500小时50爱代电爱接il;20042。
摄像机录制方式详解磁带类VSH 格式:现在不用很少见的:(这种格式是JVC公司1976年推出的,我国家庭中使用的像机绝大多数是这种格式。
S-VHS 格式:这是VHS格式的高带方式,亮度信号信噪比提高4dB 以上,使S-VHS 格式的图像清晰度达到水平400线,也能应用于广播业务领域。
Betamax 格式:这是索尼公司研制的,对抗VSH的。
VHS-C 格式:磁带盒几乎是VHS 型磁带盒大小的一半。
8mm 型/Hi8 型等。
1.U型机:3/4英寸专业录像机(有高/低带)。
磁鼓上装有两个相隔180度的(Y/C)视频录放磁头,每旋转一周两个磁头各记录一场信号,磁头鼓的旋转频率为25Hz。
磁鼓直径比较大,记录速度较高视频磁迹较宽,相邻迹间有空白保护区。
音频磁迹共有两条,控制磁迹为一条,记录控制脉冲(CTL)信号。
2.Betacam SP型录像机:使用1/2英寸金属磁带。
它采用分量记录两对磁头同时而又独立地在磁带上分别记录亮度和色度信号。
色度信号采用时间轴压缩(CTDM)技术,克服了清晰度降低,彩色失真,信杂比降低的缺点。
3.MⅡ格式分量录像机:了解资料不多。
4.DV 数码格式:DV(Digital Video Cassette)。
DV 系统的亮度信号的取样频率高达13.5MHz,而色信号的取样频率也可达3.375MHz,清晰度理论上可达500线,视频信噪比可达54dB。
在音响方面也很考究,有16比特/48千赫 44.1千赫 32千赫两声道及12比特/32千赫四声道几种规格。
5.DVCPRO 格式:DVCPRO是1996年松下公司在DV格式基础上推出的一种新的数字格式。
它采用 4:1:1取样,5:1压缩,18微米的磁迹宽度。
1998年又在 DVCPRO的基础上推出了DVCPRO50,它采用4:2:2取样,3.3:1压缩。
1999年开始推出更高级的产品DVCPRO100,又称DVCPRO HD,向数字电视的更高水准--高清晰度电视领域发展。
数字电视时代的几种专业DV格式介绍2003-8-7 13:35:12 文章来源:中华宽带网浏览次数:640随着电子技术、数字技术和计算机技术的迅速发展,广播电视系统设备的数字化、网络化发展日新月异,令人始料不及。
1998年11月美国开始数字电视广播,计划2006年将全面实现数字电视广播并全部收回模拟电视的NTSC频道,西欧和日本等发达国家也都制定了各自的数字电视广播计划。
我国的数字电视广播HDTV已于1998年9月在中央电视塔上进行广播试验,并将于2000年正式试播。
数字电视的时代即将到来,模拟电视终将被数字电视所取代。
所以广播电视技术工作者急需知识更新。
今年上半年北京广播学院举办了《数字电视》远程教学,学习中我作为辅导员发现许多同志对电视设备的数字格式理解不深,现把广播电视设备的数字格式做一简单介绍。
格式是指表达、记录图像信息的方式,如视频标准中最基本的参数是扫描格式,规定了每行像素数、每帧行数、每秒场数和帧数。
录像机的记录方式也称为格式,如D1、 D5格式,DVCAM 格式,DVCPRO及Digital-S格式等。
模拟电视存在着许多难以克服的缺陷:多次传输或复制后会形成噪声积累,信号的线性、非线性失真,亮色互扰,行间闪烁,爬行,微分相位和微分增益失真等等,致使图像质量不断下降。
但这些缺陷大多可通过将模拟信号转变为数字信号进行处理、存储、控制和传输来解决。
为了用数字处理和传输电视信号,首先要将模拟电视信号数字化,即对电视信号进行抽样、量化和编码。
电视信号是通过摄像机对自然景物的扫描并经光电转换形成的。
对于PAL制,扫描后的图像每秒包含25帧,1帧分为两场,每场有效行为287.5行,这就是说电视信号一经产生,实际上已对自然景物在时间轴及图像垂直方向上完成抽样,留给数字电视系统的是如何在水平方向上完成抽样和量化。
1CCIR 601建议所确定的数字分量编码4∶2∶2标准(1)抽样频率的选择电视信号数字化抽样频率的选择首先应满足奈奎斯特抽样定理,即抽样频率至少要等于视频带宽的两倍。
高清和标清摄像机区别高清的发展必然趋势得到绝大多数安防界企业的认同,尤其是最近一两年,国内出现了一窝蜂大大小小的企业试图挤入百万高清领域,这些企业有原先的模拟摄像机厂家、传统"网络摄像机+视频服务器"厂商、DVR背景研发厂家,甚至还有非安防企业与非视频监控厂家。
什么是高清?高清是在广播电视领域首先被提出的,最早是由美国电影电视工程师协会(SMPTE)等权威机构制定相关标准。
视频监控领域同样也广泛沿用了广播电视的标准,将“高清”定义为720p(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)与1080p(1920×1080,逐行)三种标准形式。
高清对于视频监控来说并不是件容易做到的事情。
它涉及到监控系统的颇多环节,从前端摄像机到传输,再到记录存贮和显示设备,为了到达“高清”指标都需要做出相应调整,只要一个环节满足不了要求,就达不到系统的“高清”要求。
一些厂家在宣传高清时主要针对的是前端摄像设备,诚然,高清的视频效果首先来源于高清信息的采集,如果没有前端高清视频采集,无法谈及后端的高清效果。
但是,只能拍摄高清的图像是不够的,这些图像只有通过传输设备到达存储设备以及显示设备才有意义。
以传输设备为例,安防监控系统中采用的视频有线传输技术大致可以分为同轴基带传输、同轴调制传输、光缆传输、双绞线传输、IP网络传输等几种传输方式。
以上这几种传输方式各有利弊,但是目前应用较为普遍的是光缆传输和同轴电缆传输。
那在高清监控系统中这两种方式表现又如何呢?什么是标清?标清,英文为“Standard Definition”,是物理分辨率在720p以下的一种视频格式。
720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。
具体的说,是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等“标清”视频格式,即标准清晰度。
而物理分辨率达到720p以上则称作为高清,(英文表述High Definition)简称HD。
QCIF,CIF,4CIF,D1,720P,1080I,1080P 分辩率、清晰度及其应用)(收集整理)1、 sub-QCIF128×96目前监控行业中主要使用Qcif(176×144)、CIF(352×288)、HALF D1(704×288)、D1 (704×576)等几种分辨率。
2、QCIF全称Quarter common intermediate format.在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率.QCIF = 176×144像素.3、CIF(Common Intermediate Format).在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率.CIF = 352×288像素CIF格式具有如下特性:(1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System,VHS)的分辨率,即352×288.(2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan).(3)使用NTSC帧速率,电视图像的最大帧速率为30 000/1001≈29.97幅/秒.(4) 使用1/2的PAL水平分辨率,即288线.(5) 对亮度和两个色差信号(Y、Cb和Cr)分量分别进行编码,它们的取值范围同ITU-R BT.601.即黑色=16,白色=235,色差的最大值等于240,最小值等于16.下面为5种CIF 图像格式的参数说明.参数次序为“图象格式亮度取样的象素个数(dx) 亮度取样的行数 (dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2)”CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用CIF分辨率.市场接受CIF分辨率,主要理由有四点:1、目前数码监控要求视频码流不能太高;2、视频传输带宽也有限制;3、使用HALF D1、D1分辨率可以提高清晰度,满足高质量的要求,但是以高码流为代价.4、采用CIF分辨率,信噪比在32db以上,一般用户是可以接受的,但不是理想的视频图像质量.4、4CIF704×576 (即我们经常说的D1)什么是D1? 做闭路电视监控系统这一行久了,大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率,实际上不是的,D1是数字电视系统显示格式的标准,共分为以下5种规格:D1:480i格式(525i):720×576(480?)(水平480线,隔行扫描),和NTSC模拟电视清晰度相同,525条垂直扫描线,483条可见垂直扫描线,4:3 或16:9,隔行/60Hz,行频为15.25KHz,相当于我们所说的4CIF(704×576)D2:480P格式(525p):720×576(480?)(水平480线,逐行扫描),较D1隔行扫描要清晰不少,和逐行扫描DVD规格相同,525条垂直扫描线,480条可见垂直扫描线,4:3 或 16:9,分辨率为640×480(?),逐行/60Hz,行频为31.5KHz。
数字硬盘录像机(DVR)方案1.前言嵌入式DVR从2006年开始快速发展,目前高端DVR的回放达到D1格式已经实现,但是在预览输出方面,大部分还只能支持到标清或者通过VGA接口实现720P的显示。
随着高清显示器价格的下降和普及,监控系统已经开始进入显示的高清时代,预览和回放的显示效果成为下一代DVR的一个关键指标。
为了提升安防产品的显示效果,达到专业级视频播放器的显示水平,高清解码器逐步被应用到一些高端DVR方案中,通过使用其专业级的解码,后处理功能和显示能力,使得DVR的显示效果达到了专业级高清播放器的效果。
富瀚为适应DVR的高清化趋势,在2009年推出了FH8735多通道H.264编码芯片;同时在新一代的DVR产品方案中,引进和使用Sigmadesign公司的最新专业级高清播放器芯片SMP8655,SMP8655是SigmaDesign公司最新的高清解码芯片,具有强大的视频解码,显示处理功能,并具有丰富的接口。
此方案很好地满足了DVR发展趋势。
2.FH8735的介绍FH8735是一款高性能的音视频编码芯片,支持H.264Mainprofile和Baselineprofile视频压缩格式,可以进行八路标清或者2路720p高清的实时编码和多路音频编码。
在编码的同时,完成音视频同步,输出ES/PES/PS/TS。
除了高性能的视频编码能力,FH8735提供了丰富的视频预处理功能,如de‐interlace,de‐noise,OSD叠加,缩放,移动侦测等。
FH8735的视频输入接口可以同时接收8路标准BT.656。
也可以根据需要把视频输入接口配置为一路高清视频输入接口。
FH8735可以接收来自CMOS/CCDModule,视频解码器,LVDS接收器以及HDMI接收器等输出的数字视频。
除此之外,FH8735可以直接接收TW2815/TW2816输出的timemultiplexerQuad/CIF视频。
FH8735可以同时接收八路立体声音频输入。
数字录像机的格式及应用
作者:贵阳电视台何晓林张爱阳
随着数字技术的不断开发,标准的确定,大大地加快了数字录像机的发展,各种码率压缩数字录像机应运而生,今天数字录像机已成为主要的记录设备。
1.数字录像机的压缩编码原理概述
数字录像机可分为全数字记录和码率记录两类。
早在20世纪80年代,全数字分量录像机D1、D5问世后,又推出了全数字复合录像机D2、D3。
这几种数字录像机在技术质量上都非常好,但因其价格昂贵而未得到广泛应用。
在20世纪90年代中后期,码率压缩数字录像机面世。
由于码率压缩数字录像机采用了数字压缩技术,大大减少了记录数据量,降低了设备成本,从而被广大用户所接受。
至今码率压缩数字录像机主要有SONY的Digital Betacam、Betacam SX、DVCAM、MPEG IMX,松下的DVCPRO 50、DVCPRO和JVC的Digital-S等。
由于图像存储时所需空间特大,且图像传输时数码率非常高,故需要对原始信号进行必要的压缩编码。
根据ITU-RBT·601标准,首先进行A/D转换,变换为亮度分量信号Y,色差分量信号Cr、Cb,然后运用舍入处理法把每个分量用相同的字长表示。
例如:8bit表示亮度信号Y,8bit表示色差信号Cr,8bit表示色差信号Cb。
对亮度值,8bit量化可以得到从最暗(黑)到最亮(白)的256级灰度。
接下来需要对数据进行量化,这是一种像素级的副取样过程,主要对代表色差值的Cr、Cb信号进行量化。
对于连续的像素,其色差信号Cr和Cb隔一个像素记录一次。
例如,第一个像素用8bit亮度信号Y和8bit色差信号Cr表示,其相邻的下一个像素则用8bit亮度信号Y和8bit色差信号Cb表示。
量化后Cr和Cb两个色差信号的数据量分别被削减为原来的一半,即亮度分量信号Y为13 5MHz,色差分量信号Cr和Cb为6 75MHz。
它们之间的数据率之比为4∶2∶2。
量化过程之后,就对数据进行压缩编码。
不同格式的码率数字录像机采用不同格式的压缩编码方式,但它们的压缩编码方式均是以DCT(离散余弦变换)为基础进行的。
DCT变换是将每帧图像划分为8×8像素小块,对每一个小块分别进行变换,变换后得到64个DCT 系数值。
这些DCT系数的第一个值为DC(直流分量),其它63个系数为AC(交流分量)。
然后在此基础上进行量化处理。
量化后会使一些图像信号损失,各像素之间细小的差别可以被忽略,但使用精确的编码技术对相同的像素进行编码后,在压缩2~5倍后图像质量不会劣化。
目前这种基于DCT 的压缩编码技术在各类码率数字录像机中得到了广泛的运用。
2. 各类数字录像机的技术参数及应用
码率压缩数字录像机图像质量的优与劣取决于视频的取样结果、量化比特、压缩方式及压缩比等。
各类码率压缩数字录像机的各质量参数如下。
2.1 Digital Betacam数字录像机。
它采用了基于DCT变换和量化技术,其压缩比为2:1,量化比特为10bit,取样结构为4:2:2,视频码率为88G-Mbit/s。
具有很高的图像质量。
2.2 DVCPRO 50和Digital_S(D9)数字录像机。
它们都是基于DCT的变换,采用8bit视频量化格式,4:2:2的取样结构,压缩比为3:1,视频码率为50Mbit/s。
另外,DVCPRO50和Digital_S(D9)的量化特性可以设定得比宏块小,在多代复制上有明显的优势。
具有较高的图像质量。
2.3 Betacam SX数字录像机。
它是一种基于MPEG-2 4:2:2 P@ML的格式,使用MPEG-2图像帧(I帧)和双向预测帧(B
帧)的方式,其取样结构为4:2:2,量化比特为8bit,压缩比为10∶1,视频码率为18Mbit/s。
具有能满足电视新闻制作对图像质量的要求。
2.4 MPEG IMX数字录像机。
它采用了比特率为50Mbit/s,只有I帧的MPEG-2 4:2:2 P@ML的压缩方式,与DVCPRO 50为同一档次的产品,其图像质量较好。
2.5 DVCAM和DVCPRO数字录像机。
它们同样采用DCT变换和量化技术,量化比特均为8bit,压缩比为5:1,视频码率为25Mbit/s。
DVCAM的取样结构为4:2:0,这样,其色度垂直分辨力降低了一半;DVCPRO 的取样结构为4:1:1,其色度水平分辨力也降低了一半。
由此可见,它们的图像质量比DVCPRO 50、Digital_S(D9)和MPEG IMX数字录像机的图像质量逊色多了。
DVCAM和DVCPRO是以牺牲带宽为代价换得节省设备造价的,在使用上它们是经济型的设备,在格式上是一种开放的压缩格式(这种压缩格式在非编系统中得到充分的应用),其机型轻巧,为新闻制作带来了方便。
其图像质量也能满足中小城市新闻制作的需要。
3. 其它因素
3.1 兼容性
不同格式的数字录像机为用户带来了许多不便。
现在,不论DV、DVCPRO、DVCAM 和Digital-S都采用了数字压缩编码方式。
DVCPRO25数字录像机多数能重放DV格式和DVCAM格式的磁带。
DVCAM数字录像机能兼容DV格式,一些DVCAM数字录像机(DSR-1600P、DSR-1800P、DSR-2000P等)都能兼容DVCPRO 25的重放。
Digital Betacam与Betacam SX(注意选择机型)可重放Betacam SP,MPEGIMX(选择机型)也可重放Betacam SP、Betacam SX和Digital Betacam,而DVCPRO 50则可以向下兼容。
3.2 接口与数据的高速传送
数字录像机都采用SDI作为标准的数据接口。
各种数字录像机都利用QSDI或CSDI接口(高速压缩数据流接口)实现2倍或4倍的数据传送。
DVCPRO和DVCAM还配备了IEEE1394接口,可实现摄/录、录/录之间压缩比特流的传送。
3.3 匹配问题
目前基于DV格式的数字录像机和基于MPEG-2的Betacam SX、MPEG IMX格式的数字录像机已被广大用户接受。
DV、M-JPEG、MPEG-2 4∶2∶2 P@ML等格式也被广大用户所接受。
在一个系统中可能有多种格式的设备,这就存在着不同设备间分配视频码流、A/D或D/A转换、压缩和非压缩码流的转换、不同压缩编码间的转换等。
例如:M-JPEG、DV、MPEG-2 I帧之间的转换,MPEG-2 I帧和MPEG-2 IBP帧之间的转换等。
这些互相间的转换会造成图像损失。
因此,在系统搭建时应尽量考虑选择一个开放式的系统平台,使其互相间匹配。
(西部广播电视)。