剖析 MPEG-2 视频编码器
Betacam-SX盘带结合型录象机实现零帧编辑的关键是装备了两个相同的MPEG解码器,原理如下:(如图六所示)
1. 磁带中的素材上载到硬盘上。
2. 编辑时,将记录在硬盘上的素材(压缩信号)转换为基带信号(不压缩信号),生成编辑决定表(EDL)。
3. 最后复制到磁带上。EDL会控制两个MPEG解码器读取硬盘上的素材,然后在经过MPEG编码器记录在磁带上。
Betacam-SX磁带录象机实现零帧编辑的关键是装备有超前重放系统(Advance PB System)。超前重放系统主要是在录象机记录磁头之前安装了超前重放磁头(Advance PB Head),它可以先将磁带上的Betacam-SX信号重放,经过解压缩处理转换为基带信号,再进行编辑,然后将完成的节目进行压缩,最后记录在磁带上。但它的位置必须是十分精确,它超前的时间应该等于重放的时间与记录的时间之和。下面我们举例加以说明。(如图七所示)
以装在一个盒子中的两个圆形来表示处于一个GOP中的两帧压缩图象,以一个三角形表示外部的信号(如:SDI),我们将看到Betacam-SX是如何利用超前重放系统实现零帧编辑的。
1. 重放 超前重放磁头先读取记录在磁带上的Betacam-SX信号,即拿出一个装有两个圆形的盒子。
2. 解码 经过解压缩等的处理后,Betacam-SX信号被转换为基带信号,即将盒子打开,圆形可以显示出来。
3. 编辑 与外部的信号进行编辑制作(零帧精度),好比用一个三角形来替换一个圆形。
4. 记录 将完成的节目进行压缩,然后记录在磁带上,好比最后再用盒子将一个三角形和一个圆形包装起来放回去。
由此可见,Betacam-SX完全能够实现零帧精度的编辑,但是在此还存在一个问题就是会影响编辑图象的质量,主要指以下两点:
· 为实现零帧编辑,编辑过程的数据必须是解压缩的,不能直接使用压缩信号编辑。多次解压缩与压缩过程会影响图象质量;
· 放机输出的解压缩信号在录机再次压缩时,如果出现I帧与B帧的交换(几率为50%)会产生图象质量下降。但一般情况下的编辑图象质量仍可以接受,至于多次编辑图像质量到底会有多大损失,是否仍在允许范围之内还有待于实践来证明。
另外,值得说明一点,为了实现零帧编辑Betacam-SX加装了超前重放磁头,从而形成了Betacam-SX的双磁头结构。当其中任何一个磁头发生故障时,录象机会产生报警信号,不能再实现零帧编辑,但在重放过程中仍可以应用另一个磁头正常运行。可见这种双磁头结构在录象机的重放过程里无形中又提高了它运行的可靠性。
五.与现有设备的兼容性方面
最后,我们还有一个要着重考虑的方面,即为了节省资金利用原有设备要达到现有设备与新设备的兼容性。如果原有设备主要为Betacam-SP录象机,由于Betacam-SX录象机是由Betacam-SP发展而来的,该机向下兼容,使用磁带也完全相同,这样就充分保持了设备发展的连贯性。在使用过程中,可以完全忽略摄象机是数字还是模拟,回到台里要用哪一套设备编辑等一系列问题,这样就更充分 发挥了原有的Betacam-SP设备的使用能力,避免了选用新型设备而产生老型设备的问题。同时该格式的录象机的机械部分与Betacam-SP机型完全一致,保持了Betacam-SP的高稳定性,维护、保养的方法也基本相同,这样在后期服务上省去了大笔人员培训费和零配件费用。如果原有设备是其它的机型,则需要考虑与其它数字录象机的兼容性,在此不再加以分别说明。
详述了Betacam-SX的一些特点之后,再简单介绍一下Betacam-SX的主要记录参数。Betacam-SX使用的磁带是宽度为12.65mm的金属涂布带,磁迹的组织与其它录象机不同,不是按照帧来组织,而是按GOP(相当于两帧,即I帧和B帧)来组织。对于525/60制式,每个GOP加纠错码后组成10条磁迹;而对于625/50制式,使用12条斜磁迹。在磁速的安排上,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3条纵向磁迹,一条辅助磁迹,一条时码磁迹和一条控制磁迹。Betacam-SX的主要参数总结如下:
视频处理: 525/60 625/50
4:2:2处理 4:2:2处理
8比特/样值 8比特/样值
507行/帧 608行/帧
视频辅助数据:一行/场
磁迹数: 10条/GOP 12条/GOP
带速: 59.515mm/s 59.575mm/s
磁迹间距: 32um
磁鼓直径: 81.4mm
磁鼓转速: 75Hz
记录码率: 约40Mbps
视频压缩: 10:1压缩,输出码率约18Mbps
视频质量: Y:25HZ-5.5MHZ,金属带
R-Y,B-Y:25HZ-2.0MHZ,金属带
S/N>48dB
音频: 4声道线性PCM
16比特/样值
48KHZ抽样
硬盘容量: 90分钟 DN