录像机的各种格式
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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。
高清DVR的格式WD1、D1和4CIF的区别(2014/03/07 17:02)目录:安防技术浏览字体:大中小在模拟监控中,高清DVR的格式有WD1、D1和4CIF。
这三种格式很多时候也被商家混淆视听,说都是D1格式的高清。
其实这三种还是有一定的区别。
先说WD1与D1和4CIF的区别,WD1是在D1分辨率(704×576)基础上提出的更清晰的适应宽屏的分辨率(960×576),可充分发挥SONY Effio芯片方案的摄像机性能。
实际应用中我们起来就是普屏与宽屏的区别。
WD1与传统D1相比较,其分辨率更高、画质更清晰、画面更细腻,色彩还原度更真实,能够最大限度地将SONY Effio摄像机的效果体现出来。
一般来说,如果系统的摄像机芯片是SONY Effio,那么用WD1格式的DVR,这时候的清晰度就能被更好的体现出来。
故而用户选择WD1格式的硬盘录像机比选用D1格式的清晰会更好。
再看D1和4CIF,二者看上去差别很小,但是从技术上说4CIF的产品的原型是在CIF的技术上通过软件改变而来的,这个时候DSP的运算能力并不能足以完全支持大分辨率的实时运算,所以要切割成4个CIF大小的画面进行分布运算,最后合成一个大的画面,同时还要看DSP代码编写的功力,如果拼合稍微有点偏差很有可能在画面拼接处形成黑线或者部分像素重叠。
而D1本身就支持大分辨率的单个画面,也可以使用画面分割器变成4个CIF画面。
所以从理论上讲,D1是比4CIF有更大更清晰的图像。
理论上说4个CIF等于一个D1.但是d1分辨率要更高些,很多商家说4cif=d1其实是混淆概念。
以上三种格式虽然都是高清,但是实际应用中还是稍有区别的。
经过上面的介绍,用户在选用时可以根据自身的实际情况进行选择合适产品。
广州迪凡斯特电子科技有限公司(2014/03/07 17:02)目录:安防技术浏览字体:大中小在模拟监控中,高清DVR的格式有WD1、D1和4CIF。
AJ-MC多格式数字高清演播室录像机演播室级高清母版录像机AJ-HD3700B 的设计旨在满足今天的高清录制需求,同时也拓展了传统D5 的优质非压缩标清录制/回放能力。
这款5U 高度的录像机可以处理的高清格式有1080/50i 、1080/25P 、1080/59.94i 、720/59.94P 、1080/23.98PsF 、1080/23.98P 、1080/24PsF 、1080/24P 和1080/25PsF ,另外还可以处理576/50i 和480/59.94i 等格式。
AJ-HD3700B 对全部格式均提供了完全的编辑能力。
其内置的高清-标清格式转换器也允许在大多数格式之间进行转换。
AJ-HD3700B 为了提高制片的便利性,还增加了时码转换功能(用于24p 音频母版)。
将高清/标清、胶片母版、视频母版等统而为一的终极录像机频录制时间4 通道149 分钟配有高清-标清转换器AJ-HD3700B 还配有高清-标清格式转换器插板;该插板允许回放高清/标清磁带,还允许将输出转换为期望的格式。
高清/标清可以来回转换,也可以从24p 转换为高清。
同时AJ-HD3700B 还可以进行如下转换或调整。
幅型比转换:转换为最适合应用的幅型比。
●从最初的标清图像向上变换为高清图像时,可以选择Side Panel(照顾垂直方向)、Stretch(照顾垂直/水平方向)、Top Crop(顶裁剪)或Bottom Crop(底裁剪)等模式。
●从高清图像向下变换为标清图像时,可以选择Letter Box(照顾垂直水平方向)、Semi Letter Box 14:9(半信箱方式14:9)、Semi Letter Box 13:9(半信箱方式13:9)、Side Crop(照顾垂直方向)或Squeeze(照顾垂直/水平方向)等模式。
图像调整:色度转换功能负责校正因高清/标清转换而导致的色彩伽马偏差。
增益、设置和边缘强调都可以进行调整,而图像可以按照调整之后的样子输出。
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。
关于硬盘录像机分辨率CIF、DCIF、D1格式的介绍CIF简介CIF是常用的标准化图像格式(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QCIF全称Quarter common intermediate format。
QCIF也是常用的标准化图像格式。
在H.323中,规定QCIF = 176×144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)”。
sub-QCIF 128×96 64 48QCIF 176×144 88 72CIF 352×288 176 1444CIF 704×576 352 288(即我们经常说的D1)16CIF 1408×1152 704 576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,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。
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。
一、监控录像机主要录像格式及相应分辨率目前DVR硬盘录像机的主要录像格式为CIF、D1;NVR硬盘录像机的主要录像格式为720P、960P、1080PCIF即前几年用的最多的一种格式,现在市场也占有很大份额,分辨率为352*288D1即我们通常所说的标清40万像素,分辨率为704*576720P即通常我们所说的高清100万像素,分辨率为1280*720960P即通常我们所说的高清130万像素,分辨率为1280*9601080P即通常我们所说的高清200万像素,分辨率为1920*1080二、主要录像格式的码流大小设置及所占硬盘空间大小1、计算的时候有几路图像乘以几就可以了。
2、此估算并不包括:后期如果接IPSAN的硬盘热备和RAID等的硬盘容量估算监控录像机所需硬盘容量计算器是一款非常实用的录像机所需磁盘空间计算工具,输入码流、通道数、天数和时间即可开始计算,欢迎下载体验。
我们一般使用CIF、DCIF、D1三种。
在不同的视频分辨率下,我们建议用户采用如下码流设置方式CIF:512Kbps。
例如:8路硬盘录像机,视音频录像,采用512Kbps定码流,每天定时录像12小时,录像资料保留15天,硬盘录像机所需硬盘容量=316 GB。
每小时录像文件大小×每天录像时间×硬盘录像机路数×需要保存的天数每小时录像文件大小=码流大小÷8×3600÷1024 单位:MB/小时 1G = 1024M常见录像格式的码流大小:QCIF:256Kbps CIF:512Kbps DCIF:768KbpsHalf_D1:768Kbps 4CIF:1536Kbps Full_D1:2048Kbps 720P:3096Kbps1080P:10240Kbps一般CIF格式一路一小时 225MB,D1格式的一路一小时900MB,720P格式的一路一小时1360MB1080P格式的一路一小时4500MB录像硬盘容量与天数与压缩方式、分辨率、帧率、录像方式、画面质量、是否带音频等有关根据码率计算公式先计算单个通道每小时所需要的存储容量S1 , 单位MByte。
安防监控系统CIF、D1、Qcif、4cif等格式的解释在目前国内监控行业中,涉及视频采集卡、压缩卡、硬盘录像机(DVR)等产品时,经常会遇到诸如SIF、CIF、4CIF、D1等等分辨率标准名词。
而在实际上,由于安防行业缺乏行业规范和标准,业内很多名词多来源于其它行业的标准,因此CIF、SIF、D1等几个词不但来源不同,甚至连名词本身都已经被讹以传讹而相互混淆,令人一头雾水。
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)”。
sub-QCIF 128×96 64 48QCIF 176×144 88 72CIF 352×288 176 1444CIF 704×576 352 288(即我们经常说的D1)16CIF 1408×1152 704 576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,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。
目前市场接受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HALFD1、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的。
录像机的各种格式磁带录像机自1956年美国Ampex 公司发明第一台磁带录像机以来,随着磁头和磁带制造技术的不断提高,电子技术的发展,录像机(VTR)已经发展到相当完美的和度,成为电视中心必不可少的设备。
磁带录像机的类型1.广播用录像机属于高档机,其录放的图像质量极好,但设备复杂,价格昂贵,主要用于广播电视台。
广播用录像机主要有三种:2英寸四磁头横向磁迹录像机,1英寸B型螺旋扫描录像机,1英寸C型螺旋扫描录像机。
2.专业用录像机这种录像机属于中档机,其录放的图像质量较好。
业务用机主要为3/4英寸螺旋扫描U型盒式录像机。
3.家庭用录像机这种录像机一般供家庭使用,属于低档机,其录放图像质量比前两类机要差,特点是磁带盒小型化录放时间长使用方便。
目前广泛使用的是VSH方式录像机。
录像机的格式目前世界上的录像机的格式大致可分为:复合式和分量式。
而这两类又各自可分为模拟复合式和数字复合式;模拟分量式和数字分量式。
具体的格式可分为以下几种:1. 2 英寸机这种录像机使用51毫米(2 英寸)宽磁带,磁头鼓直径52.5mm,上面装有四个相隔90度的视频磁头,以280转/秒高速旋转方向与磁带方向垂直,扫描磁迹在磁带上呈横向,因而称为四磁头横向磁迹录像机。
2. C型录像机(1 英寸)25毫米(1英寸)录像机使用率5毫米标准盘式磁带,采用Ω形绕带方式,不分段螺旋扫描和1.5磁头系统。
是1978年世界电影和电视工程协会审议通过的。
3.B型录像机B型机采用1英寸标准盘式磁带,Ω缠绕,在直径为50.3mm的磁头鼓上安装两个视频磁头。
当磁鼓以150r/s旋转时,两磁头交替在磁带扫描,形成视频磁迹,一场信号由6条磁迹组成,每条磁迹包含52.5行,这种记录格式称分段记录格式。
4.U型机U 型机全称是螺扫非分段两磁头卷绕3/4英寸专业录像机。
磁鼓上装有两个相隔180度的视频录放磁头,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。
由于磁鼓直径比较大,记录速度较高视频磁迹较宽,相邻迹间有空白保护区,无邻迹串扰现象。
音频磁迹共有两条,控制磁迹为一条,记录控制脉冲(CTL)信号。
5.Betacam型录像机使用1/2英寸磁带,Ω缠绕,包角稍大于180度。
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信号和色度信号。
色度信号采用时分压缩复用制(CTDM)与M 相同。
其中亮度和色度信号之间的定时脉冲与M 格式不同,它是由Y信号和色差信号中的Y/C定时基准脉冲沿来保证的,而不是脉冲串。
这样定时精度没有M 高,另外在消隐期没有插入副载波控制信号,因此,Y/C重合较困难。
与Betacam兼容的Betacam-SP格式录像机,是在前者基础上发展的,前者使用氧化带,后者使用金属带,其图像质量与C B型录像机不相上下。
6. MⅡ格式分量录像机该机采用1/2英寸金属盒带,采用时间分割-时间压缩法(CTDM)记录视频信号。
磁带上图像磁迹的记录有两条,一条记录的是亮度调频信号;另一条记录的是(R-Y)(B-Y)经压缩的调频信号。
为了减少分量信号之间的抖动,采用3.375MHz的脉冲串作为Y/C定时脉冲,并在场消隐期插入副载波控制信号来进一步改善图像质量。
7.S-VHS 格式这是VHS格式的高带方式,由日本JVC公司于1987年推出。
它的亮度载频信号从3.4-4.4 MHz 提高到 5.4-6.9 MHz,向高频端移动2-2.5MHz;频偏由原先的1.0 MHz加宽到1.6MHz 以上,亮度信号信噪比提高4dB 以上;这些措施,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。
8.VSH 格式这种格式是JVC公司1976年推出的,推出之后便迅速占领了家用录像机的市场。
我国家庭中使用的录像机绝大多数是这种格式。
9.Betamax 格式这种机型是日本索尼公司于1975年研制成功的。
但是在推向市场方面比VHS 迟了一步。
绝大多数市场已经让VHS格式占领。
因为这样,这两种格式在对抗了13年之后,索尼公司终于放弃了Betamax格式机型的生产。
10. VHS-C 格式JVC公司于1982年生产出了VHS-C摄录机。
这种机使用的磁带盒几乎是VHS 型磁带盒大小的一半。
VHS-C磁带虽小,但带宽与VHS一致,加上适配盒就可以在普通VHS 型家用机上播放。
11. S-VHS-C 格式S-VHS-C 是S-VHS 的小型化,它的外型和VHS-C尺寸相同,只是用S-VHS-C摄录机和磁带记录,重入图像在400线左右。
12. 8mm 型1985年,索尼公司推出了第一台商品化的家用8毫米摄录机。
虽然在家用录像机领域是VHS格式的一统天下,但在摄录机领域,8mm机型占领了半壁江山。
8mm摄录机的图像记录方式与VHS摄录机相同,即先分解为亮度信号和色度信号,亮度信号进行频率调制,色度信号进行降频变换,然后两者叠加,记录在磁带上。
它的体积只有VHS的1/5。
13. Hi8 型这是8毫米机的高带方式。
1988年由索尼松下日立佳能等10个公司联合制定的格式标准,与标准毫米录像机相比,它的亮度信号载波由原来的5MHz 提高到7MHz ,白色峰值从5.4MHz 展宽到7.7MHz ,使水平清晰度提高到400线以上。
14. DV 数码格式日本各大公司组成了一个名为"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DV(Digital Video Cassette)。
这种DV 数码格式被定位在家用级。
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。
15.Digital 8(数码8毫米)格式1999年3月,日本索尼公司在国内发布了Digital 8录像格式,简称D8。
在技术上,数码8毫米格式和DV格式并无大的区别。
它们的亮度信号采样频率同为13.5MHz ,色度信号的带宽也同为1.5MHz ,压缩比也一样都是5:1,信号结构也同样是4:2:0,也同样是以帧为单位的帧内压缩方式,音频记录也同样是16比特和12比特两种方式。
主要的不同点在于DV格式是每帧10条磁迹(525/60制)或12条磁迹(625/50制),数码8毫米格式是每帧5条磁迹(525/60制)或6条磁迹(625/50制),这主要是为了和原有的模拟8毫米格式相兼容。
16.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。
DVCPRO 家族可满足现场演播室以及更多广播级和专业级应用的需要。
17.Digital-S 格式Digital-S 格式是日本JVC公司于1995年4月推出的一种新型的广播专业级数字分量录像机。
它是以S-VHS技术为基础开发的具有高效编码数字技术S格式的录像标准,它可以重放S-VHS的图像信号,录像带宽度为12.7毫米(1/2英寸),采用4:2:2取样,以50兆位/秒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。
1998年,Digital-S 格式被正式命名为D-9格式。
18. DVCAM 格式SONY 公司在盯住大用户的同时,也没有放弃小用户。
1996年推出了DVCAM 格式的数字设备,DVCAM 格式又分成高中低不同档次供不同用户选购。
DVCAM 格式设备的价格低于Betacam-SP,但是节目制作质量不低于Betacam-SP。
DVCAM 系列产品小巧轻便,采用5:1的压缩比,4:2:0 (PAL) 取样方式,8比特数字分量记录,保证了画面的高质量,并可兼容重放家用数字DV 录像带,具有优越的性价比。
SONY 公司推出的DVCAM 摄录机在磁带盒中装入固态半导体储芯片,在拍摄录像时将每段的编入点图像静止画面(索引画面)在缩小64%面积后自动暂存在芯片中,当每盒录像带摄录结束时,所有的入点画面会自动记录在磁带最后一段素材的尾部,每盒录像带可以记录198幅索引画面。
当进行编辑时,索引画面都会显示在显示屏上,编辑人员通过这些索引画面可以直观地了解拍摄的各素材段落的内容,以便迅速地确定编辑方案,因此,DVCAM 不仅是一种专业级录像格式,也是一种非线性摄录编系统。
19. Betacam-SX 格式Betacam-SX是SONY公司推出的一种数字录像格式,它采用了MPEG-2 MP@ML 的扩展4:2:2P@ML 标准。
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,配备SDDI(Serial DIGITAL Data Interfare)接口的录像机可用同轴电缆以四倍重放速度传送记录的数据。
Betacam-SX 格式向后兼容性较好,对于使用Betacam-SP的用户来说,这是一个值得考虑的因素,但开放性较差,价格相对贵些。
20. Digital-Betacam 格式数字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24微米,并与模拟Betacam 重放功能兼容。
数字Betacam 采用数字分量记录,考虑到将来记录16:9 宽屏幕HDTV 数字信号的可能性,采用1.27厘米(1/2英寸)金属带,图像量化比特8/10比特两种,正程取样点720 576 ,抽样频率分别为13.5MHz 6.75MHz ,即4:2:2 取样方式,压缩比为2:1 。
声音抽样频率为48千赫,量化比特为20比特,不压缩。
Digital-Betacam 采用了大规模集成电路(LSI),使得整机更为轻便,低功耗,与Betacam-SP 有相同的尺寸,使用更为方便灵活实效。
Digital-Betacam 格式的机型,属于专业广播级摄录机,由于性能优良,价格昂贵,一般只能用于拍摄一些投资较大的广告MTV 电视剧等。