4. Формат d9. Достоинства. Недостатки. Применение.

Развитие видеозаписи продемонстрировало, что ни один формат цифровой записи не смог удовлетворить всем требованиям телевизионного вещания. Фирма JVC, создавая формат Digital S, стремилась занять определенную нишу в сфере телевизионного производства, в связи с чем разработка этого формата была подчинена следующим основным целям:

- создать видеомагнитофон, качественные показатели которого должны превосходить параметры любого аналогового аппарата и цифрового магнитофона с дискретизацией входного видеосигнала в соответствии с форматом 4:1:1 или 4:2:0; - обеспечить интерфейс с существующими цифровыми и аналоговыми телевизионными системами, создавая возможности для эволюционного развития и совершенствования техники телевизионного вещания; - выйти на рынок с приемлемыми для большинства покупателей стоимостными показателями видеомагнитофона.

Сочетание сравнительно высокого качества с низкой ценой должно было сделать основными покупателями аппаратов Digital S владельцев существующих аналоговых телевизионных систем со сравнительно скромными финансовыми возможностями. Однако при анализе экономических проблем перехода к цифровым технологиям необходимо учитывать не только капитальные вложения, эксплуатационные расходы и затраты на видеоленту. Важным фактором является также скорость, с которой аналоговое оборудование заменяется на цифровое. Имея интерфейсы с существующими аналоговыми телевизионными системами, Digital S должен был обеспечить эволюционный путь технического переоснащения телевизионных компаний. Приобретение всего лишь одного монтажного видеомагнитофона формата Digital S, оснащенного аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, должно было привнести много преимуществ цифрового производства программ в действующую телевизионную систему.

Видеокомпрессия стала важным фактором современной технологии видеозаписи. Способ и степень компрессии формата Digital S были определены после установления следующих основных требований:

- дискретизация изображения в компонентном формате 4:2:2; - лента шириной 12,65 мм с металлопорошковым покрытием в кассете типа S-VHS; - время записи около 2 часов; - обеспечение возможностей многократной перезаписи при сохранении вещательного уровня качества.

Удовлетворение этих требований привело к установлению сравнительно небольшой степени компрессии - 3,3:1. Был выбран способ компрессии, основанный на внутрикадровом кодировании с использованием дискретного косинусного преобразования. На выбор способа повлияли также соображения, связанные с обеспечением монтажа с точностью до кадра и приемлемого качества при ускоренном в несколько десятков раз воспроизведении в прямом и обратном направлениях, а также, конечно, экономические факторы.

Важным элементом концепции формата Digital S стала совместимость. В данном случае совместимость означает возможность воспроизведения телевизионных программ, записанных в формате S-VHS, что обеспечивает преемственность между существующими фильмотеками в формате S-VHS и библиотеками в формате Digital S.

Формат Digital S предполагает использование современной металлопорошковой магнитной ленты с двухслойным рабочим покрытием. При использовании ленты толщиной 14,4 мкм длительность записи составляет 104 минуты, применение более тонкой ленты позволит увеличить это время до 2 часов.

Лента помещается в кассету, подобную видеокассете S-VHS. В магнитофоне Digital S используются автоматическая очистка ленты от пыли и система очистки головок, которая активизируется при загрузке и выгрузке кассеты. Эти меры обеспечивают более высокий уровень защиты от выпадений, вызванных пылью. Механизм транспортирования ленты Digital S представляет собой усовершенствованную версию S-VHS. Использование в качестве близких прототипов хорошо отработанных и проверенных в течение многих лет кассеты и механизма S-VHS позволило не только сэкономить время и средства на разработку, но и повысить надежность аппаратов Digital S. Кроме того, это позволяет сравнительно простыми средствами обеспечивать совместимость видеофонограмм S-VHS и Digital S с целью создания видеомагнитофонов Digital S, которые могут воспроизводить телевизионные программы, записанные в формате S-VHS.

Важнейшим компонентом любого видеомагнитофона является барабан видеоголовок. Конструкция барабана Digital S была существенно усовершенствована по сравнению с системой S-VHS. Вращающийся барабан с видеоголовками находится между двумя неподвижными, тогда как в обычной системе S-VHS вращается верхний барабан, а нижний является неподвижным. Высота вращающегося барабана сравнительно невелика, что обеспечивает стабильность контакта "головка-лента" и улучшает линейность наклонных дорожек на ленте. На вращающемся барабане монтажного видеомагнитофона находятся две пары головок записи, две пары головок воспроизведения и две вращающиеся стирающие головки.

В формате Digital S предусматривается использование компрессии с симметричной схемой кодирования-декодирования. Интервалы времени, затрачиваемые на кодирование (компрессию) и декодирование (декомпрессию), - одинаковы, они равны примерно двум кадрам. Для реализации при монтаже предварительного воспроизведения головки воспроизведения располагаются на вращающемся барабане примерно на 1 мм выше, чем головки записи, что соответствует опережению во времени около четырех кадров. Это позволяет воспроизвести сигнал, записанный на ленте, и после обработки записать его на тех же дорожках ленты с использованием одного видеомагнитофона.

Кодирование входных сигналов

Формат Digital S предполагает использование структуры дискретизации телевизионного изображения в соответствии с Рекомендацией ITU-R 601. Яркостный сигнал дискретизируется с частотой 13,5 МГц, цветоразностные сигналы - с частотой 6,75 МГц (табл. 2). Применение стандарта дискретизации 4:2:2 обеспечивает резкость и разрешение цветных деталей изображения на уровне, необходимом для качественного осуществления разнообразных операций в процессе компоновки и монтажа телевизионных программ.

Компрессия, предусматриваемая форматом Digital S, основана на применении дискретного косинусного преобразования (DCT - Discrete Cosine Transform), в процессе которого матрица элементов изображения трансформируется в матрицу коэффициентов косинусного преобразования, называемую также DCT-блоком. В формате Digital S, как и во многих других стандартах компрессии, предполагается использование DCT-блоков с размерами 8 точек по горизонтали и 8 точек по вертикали. Четыре DCT-блока, которые складываются из двух блоков, образованных отсчетами яркостного компонента изображения, и двух - отсчетами цветоразностных компонентов, составляют макроблок формата Digital S (рис. 3). Макроблок соответствует области телевизионного изображения с размерами 16 точек по горизонтали и 8 точек по вертикали, то есть в его состав входят отсчеты яркостного и цветоразностных компонентов в 16 точках восьми соседних строк кадра. Макроблок представляет собой основной элемент в процессе маскирования обнаруженных, но не исправленных ошибок. 27 соседних макроблоков, которые представляют собой массив из девяти макроблоков по горизонтали и трех по вертикали, образуют структуру, называемую суперблоком (рис. 4). Телевизионный кадр представляет собой массив суперблоков с размерами 5 блоков по горизонтали и 24 (в системе с разложением 625/50) или 20 (в системе 525/60) - по вертикали (

Один существенный минус: камеры Digital S много весят, даже последние модели фирмы JVC. Это сказывается тогда, когда необходимо ехать в командировку в регион.

Если у Betacam SP после десятка перезаписей начинаешь сомневаться в качестве и бояться выпадений, то здесь количество перезаписей на одну кассету доходит до ста.

- хорошая картинка, компактная кассета, по сравнению с монтажной кассетой Betacam SP; - явным преимуществом является совместимость с S-VHS - можно иметь два формата;

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №11