摘要:基本过程:发送端摄像机光电变换将景物亮度、色度信息转电信号并传输;接收端接收机电光变换重现图像。
第三章 录像存储单元
一、电视原理
(1)电视传像
1.基本过程:发送端摄像机光电变换将景物亮度、色度信息转电信号并传输;接收端接收机电光变换重现图像。
2.像素概念:图像最小单元,有固定位置及随时间、位置变化的亮度和色度信息。
3.像素信息传输方式
①同时传输制(同时制):分解像素后同时转电信号并传输,需大量通路,电路技术难实现。
②顺序传输制(顺序制):按时间顺序传输像素信息,仅需一条通路,依赖收发端同步转换开关,利用人眼视觉暂留显完整画面,核心是扫描。
4.同步要求:收发端扫描同频(频率相同)且同相(行、幅起始时刻相同),否则图像无法正确重现。
5.扫描技术应用:摄像管电子束扫描转电信号,接收端电子束扫描荧光屏转光图像。
(2)逐行扫描
1.扫描分类:电视系统采用匀速单向直线扫描,分水平(左到右,又称行扫描)和垂直(上到下,逐行扫描中称帧扫描)方向。
2.扫描特点:仅单向扫描传图像信息,反向为回归过程不传信息,逐行逐帧扫描分解、重现图像。
(3)隔行扫描
1.技术背景:逐行扫描视频信号带宽高(约 13.56MHz),设备复杂成本高,借鉴电影遮光板原理发展隔行扫描。
2.扫描方式:一帧画面分两场,第 1 场扫奇数行,第 2 场扫偶数行,带宽降为 6.78MHz。
3.技术要求:采用奇数行隔行扫描,一帧总行数为奇数,每场扫整数行加半行,保证两场光栅精确镶嵌。
4.优缺点
● 优点:保证图像分解力、无大面积闪烁,减半视频信号带宽。
● 缺点:有行间闪烁效应、并行现象(真实与视觉并行)、垂直边缘锯齿现象,正常观看及设备良好时人眼难察觉。
5.与逐行扫描对比:逐行扫描无帧间闪烁感,但同场频下数据量更大。
(二)电视制式
1.定义:电视信号标准,含实现图像或声音信号的技术参数。
2.黑白电视制式:我国属 D/K 制,参数含扫描、视频带宽、射频带宽、调制极性等。
3.彩色电视制式:除黑白电视参数外,依三基色信号处理方式分类,主流有三种
1)NTSC 制:1953 年美国创立,日本、加拿大等采用,正交平衡调幅制。
①优点:色度信号组成简单,易信号处理,设备简单成本低,亮度与色度信号频谱差距大兼容性好,无行顺序效应和亮度闪烁,无信号失真时图像质量高。
②缺点:色调相位敏感性严重。
2)PAL 制:1967 年前西德创立,我国大陆(PAL-D 制式)、英、意等采用,正交平衡调幅逐行倒相制。
①参数:每秒 25 帧,625 扫描线,奇数场在前,标准数字化分辨率 725×576,宽高比 4:3,供电 50Hz,场频 50 场 / 秒,图像信号带宽 4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz 等。
②优点:对相位失真、色度信号正交失真、部分抑制边带失真不敏感,抗多径接收性能好,对传输设备和接收机技术指标要求低。
③缺点:易生爬行和半帧频闪烁现象,不利于信号处理,垂直彩色清晰度低于 NTSC 制。
3)SECAM 制:1967 年法国创立,俄罗斯、东欧等采用,行轮换调频制。
4.三种制式共性与差异
①共性:均为兼容制,用亮度信号和两个色差信号传输。
②差异:两色差信号对副载波调制方式不同;NTSC、PAL 属同时制,SECAM 属顺序 — 同时制。
(三)电视信号
(1)黑白全电视信号:由图像信号、复合消隐脉冲、复合同步脉冲组成。
1)图像信号
1.定义:经光电转换和扫描,将活动景象转的随时间变化的电信号,黑白电视中携带景物明暗信息,又称视频信号。
2.电平概念:黑电平(景物最黑部分对应电平)、白电平(景物最白部分对应电平),分正、负极性图像信号。
3.特点:单极性(亮度变化单极性,平均值反映平均亮度)、脉冲性(亮暗突变时电平跳变,跳变沿对应物体边缘及高频成分,高频丢失致图像模糊)。
2)复合消隐脉冲
1.作用:消除扫描逆程电子束,避免干扰图像,分场消隐脉冲(抑制场逆程)和行消隐脉冲(抑制行逆程)。
2.消隐电平:能截止电子束,至少同黑电平,可更低(正极性信号),与黑电平差值称台阶 / 肩电平提升,图像信号幅度为消隐电平到白电平峰值。
3)复合同步脉冲
1.作用:给接收端提供扫描规律信息,保证收发端扫描同步,分行同步脉冲(控制行扫描逆程开始)和场同步脉冲(控制场扫描逆程开始)。
2.同步电平:叠加在复合消隐电平上,处图像信号电平另一侧(比黑电平还黑),1.0Vpp 黑白全电视信号中同步脉冲幅度 0.3V。
(2)标准彩条信号
1.用途:计算、测量彩色电视系统性能,调整、校准寻像器和监视器。
2.信号图像:荧光屏水平方向 8 个等宽竖条,按亮度排为白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑,黑白显像管显不同灰度竖条,含标准黑、白电平及纯基色、补色。
3.基本参数:白条及彩条的幅度和饱和度,常见类型有 100-0-100-0(100% 幅度、饱和度,未经压缩)、100-0-75-0(我国采用,EBU 彩条,基色电平为白条 75%)、SMPTE 彩条(增 ±3 或 ±4 黑条)。
4.监视器调整
①亮度调整:调黑电平,避免亮 / 暗区信号混叠,影响细节分辨。
②对比度调整:调亮度层次,无严格标准,依主观经验调,防高亮度降清晰度。
③颜色一致性调整:用 “只看蓝色” 按键,调色度钮使蓝信号区域一致。
④调整步骤:输入彩条信号→调彩色钮至最低显灰度,调亮度和对比度使灰度清晰→调彩色钮显彩条,按蓝色按键调色度→以记录监视器为准统一各监视器。
二、电视信号类型及接口
(一)电视信号类型
(1)模拟信号
1.特点:时间、幅度均连续,长期用于音视频、文字信号处理传输。
2.缺点:易受干扰,杂波难区分;电路调整复杂;存储、延迟难实现;不便多媒体化、网络化。
(2)数字信号
1.特点:时间、幅度均离散,电路处理数据流。
2.优点:抗干扰强(限幅除振幅干扰);杂波不积累;电路易调整,自动化、一致性、互换性好,稳定且适合大规模集成;便于存储、延迟、变换及多媒体化、网络化。
3.缺点:数字化后数码率高(彩色分量超 200Mb/s)需压缩;传输处理中易丢数据或出错,需检错纠错。
(3)电视信号数字化
1.步骤:取样(时间离散化,不丢信息)、量化(幅度离散化,用有限幅度值替代连续值)、编码(转二进制数码,含三步骤的全过程也叫数字编码)。
2.信号冗余:含行逆程(18%)、场逆程(8%)及图像数据冗余(空间相关、时间相关、结构相关、人眼视觉冗余)。
3.数据压缩编码
①按图像质量损失分:无损压缩(重构数据与原数据相同,可逆 / 信息保持)、有损压缩(重构数据不同但不误解信息,不可逆 / 信息非保持)。
②按处理像素范围分:帧内编码(单帧 / 场内消空间冗余)、帧间编码(相邻帧间消时间冗余,对静止 / 慢动图像压缩强,快动图像弱)。
③按方法 / 原理分:预测编码、变换编码、熵编码、量化编码,及自适应量化、矢量量化编码等。
(二)视频接口简介
(1)模拟接口
1)复合视频接口(AV/Video 接口)
1.结构:三独立 RCA 插头,黄(复合视频)、白(左声道)、红(右声道)。
2.特点:音频视频分离,无 RF 调制等,保真度较好;分辨率 350-450 线,线材影响大;数字设备用需模转数,损信噪比。
2)S-Video 接口(Separate/Super Video 接口)
1.结构:五芯,含两路视频亮度、两路视频色度、一路公共屏蔽地线。
2.特点:分离亮度和色度,免亮色串扰致失真,提清晰度;仍混合 Cr、Cb 为 C 传输,有信号损失,色度带宽受限,应用普遍。
3)YPbPr/YCbCr 色差接口
1.结构:分 YPbPr(逐行扫描)、YCbCr(隔行扫描)。
2.特点:在 S 接口基础上分 Cb、Cr,分辨率超 600 线;支持 480i-1080i 等信号;依 Y=0.30R+0.59G+0.11B,仅需 Y、R、B 得 G,免混合解码分离,保色度带宽,是佳模拟视频输出接口。
4)VGA 接口(D-Sub 接口)
1.结构:15 针 D 型接口,分 3 排每排 5 针。
2.特点:显卡常用,方便连计算机显示器;传模拟信号,数字显示设备用需数转模,损图像效果。
(2)数字接口
1)DVI 接口(Digital Visual Interface)
1.背景:1999 年 DDWG 推出,基于 TMDS 协议。
2.特点:传数字信号,免数模 / 模数转换,提速度和清晰度,减信号损失。
3.类型:DVI-D(仅收数字,24 针,右上角空 1 针)、DVI-I(兼容模拟和数字,需转接头连模拟 D-Sub 接口)。
2)SDI 接口(Serial Digital Interface,数字串行接口)
1.特点:不能直传压缩数字信号,需解压后输出;常嵌入数字音频信号于行场同步脉冲期间传输。
2.兼容接口:索尼 SDDI(Beta cam-SX 系统,4 倍速上载)、索尼 QSDI(DVCAM 系统,4 倍速传数据)、松下 CSDI(DVCPRO 等系统,4 倍速传数据),互不兼容但均兼容 SDI,270Mb/s 系统中高速传输,用同步网络技术无延时。
3)FDDI 接口(Fiber Distributing Data Interface,光纤分布式数据接口)
1.特点:LAN 中速率高(100Mb/s),依 ANSIX3T9.5 标准,支持多拓扑,用光纤。
2.光纤优势:传距长(相邻站 2km,最大 200km)、带宽大、抗电磁射频干扰、安全防窃听。
3.结构:逆向双环(主环 + 备用环),故障时切换备用环,有容错能力。
4)HDMI 接口(High Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)
● 特点:带宽 5Gb/s,传无压缩音视频,免数模 / 模数转换,保画质;单线缆传音视频,简化家庭影院安装;针脚与 DVI 兼容,封装不同。
5)IEEE 1394 接口(火线 / Fire Wire/iLink)
1.特点:传数字音视频及机器控制信号,带宽高稳定;分 6 针(供电)和 4 针(不供电);数字传输免模数转换,降设备复杂度保信号质量;支持热插拔。
2.应用:连数码摄像机、DVD 录像机等,通用连接电子设备,传多种数字信号。
6)BNC 接口
● 特点:75 欧同轴电缆接口,非平衡信号连接,收 / 发双通道;连高端影院和专业视频设备,5 个连接头分传红、绿、蓝、水平同步、垂直同步信号,减干扰,连接紧防接触不良。
(三)音频接口简介
1)RCA 模拟音频接口(莲花头)
● 特点:用 RCA 线缆传模拟信号,单线缆传单声道,立体声需一对,多声道依数量配线缆;右声道红标,左声道蓝 / 白标,应用普遍。
2)XLR 接口(卡侬头)
● 特点:属平衡模拟音频接口,双通道传同幅反相信号,接收端相减消干扰;含三针插头和锁定装置,连接牢靠;高端模拟音响或专业音频设备用,另有耐磨损的大三芯接口(6.35mm)。
3)S/PDIF 接口(Sony/Philips Digital Interface Format)
● 特点:索尼、飞利浦联合制定,传数字信号,保音质,广泛用于 CD 播放机、声卡等;含数字同轴和光纤接口。
4)数字同轴接口
● 特点:S/PDIF 输出,同轴线缆含两同心导体,阻抗 75 欧,带宽高保音质;标准接头 BNC,实际多 RCA。
5)光纤(Optical)
● 特点:S/PDIF 输出,玻璃 / 有机玻璃材质,光脉冲传数字信号;带宽高、衰减小,长距传输(节目制作系统);支持 PCM、Dolby、DTS 数字音频信号。
6)凤凰头:常用作音频输入输出端口。
一、存储介质及录像机类型
(一)磁带与磁带录像机
(1)磁带
1.用途:存储图像、声音及其他相关信息,质量直接影响录放质量与记录密度。
2.结构:由黏合剂、带基、磁性层、背涂层组成。
3.各部分功能:带基(对酞酸聚乙烯等塑料制成,承载磁粉,具足够弯曲和拉断强度);磁性层(决定磁带电磁特性,涂布型含氧化铁带、金属带等)。
(2)磁带录像机
1.工作原理:利用电磁感应,将音视频信号以剩磁形式记录在磁带上,也可还原剩磁为音视频信号重放。
2.应用领域:家庭、工业、科研等多领域。
3.发展历程:从模拟到数字、从复合到分量,当前主流为数字分量录像机。
(二)硬盘与硬盘录像机
(1)硬盘
1.定位:主流电子信息存储介质之一。
2.结构:由 1 个及以上铝制或玻璃制碟片组成,碟片外覆铁磁性材料。
3.分类:
1)固态硬盘(SSD 盘):新式硬盘,采用闪存颗粒存储。
2)机械硬盘(HDD 盘):传统硬盘,采用磁性碟片存储。
3)混合硬盘(HHD 盘):集成磁性硬盘与闪存的新型硬盘。
4.特点:多数为固定硬盘,密封固定在硬盘驱动器中。
(2)硬盘录像机(Digital Video Recorder)
1.核心功能:以计算机硬盘为存储介质,存储前端设备(如摄像机)传输的图像信号。
2.分类(按系统结构):
1)PC 式 DVR:基于传统多媒体计算机,配备专用图像采集卡 / 采集压缩卡、声音采集卡。
2)嵌入式 DVR:软硬件融合的专用音视频录放设备,脱离计算机平台,操作简单、稳定性高,常用于电视节目制作系统。
3.优点:数字化录存实现模拟节目高保真存储,反复播放音视频质量不下降;接口丰富(天线 / 电视电缆、AV 端子、S 端子等输入输出),支持大容量长时间存储;依托硬盘快速随机存储特性,可灵活进行实时特技播放,快放平滑、慢放细节分辨率高。
(三)蓝光盘与蓝光盘录像机
(1)蓝光盘(Blu-ray Disc,BD)
1)定位:DVD 之后的下一代光盘格式,用于高品质、高容量存储音视频信号。
2)命名原因:采用 405nm 波长蓝色激光光束读写(DVD 用 650nm 红光,CD 用 780nm 光束)。
3)优势:比 DVD 耐用性更高、容量更大;单层碟(尺寸与 DVD 相近)存 27GB(2 小时以上高清视频或 13 小时左右标准视频),双层碟最多存 50GB(4.5 小时左右高清视频或 20 多小时标准视频)。
(2)蓝光盘录像机
1.存储介质:蓝光盘。
2.功能特点:存储容量大,支持多种帧频记录,具备下变频与上变频功能;接口丰富(支持 HDSDI、SDSDI、AES/EBU、模拟音视频等);有简便播放与搜索功能(重复播放、缩略图扩展、场景选择、基本标志搜索等);可将音视频剪辑记录为文件格式,通过计算机显示屏缩略图列表操作。
(四)存储卡与存储卡录像机
(1)存储卡
1.用途:用于手机、数码相机、便携式电脑、MP3 等数码产品的独立存储介质,多为卡片形态。
2.共性优点:体积小巧、携带方便、使用简单,多数兼容性好,便于数码产品间数据交换。
3.分类及特性:
1)CF 卡:存储容量大、成本低、兼容性好,缺点是体积较大;由控制芯片和存储模块组成,50 针接口,分 CFI 与 CFⅡ 型(后者厚一倍),目前小体积 CF 卡不断推出。
2)SD 卡:全新存储卡,核心特点是加密功能,保障数据安全保密。
3)记忆棒(MS 卡):可移除式快闪记忆卡,具版权保护功能,速度快(如索尼 MS-HX 系列 Memory Stick Pro-HG Duo)。
4)P2 卡:松下开发的专业插卡,为专业音视频设计的小型固态存储卡;符合 PC 卡标准(2 型),可直接插入笔记本卡槽;音视频数据为 MXF 和元数据文件,无需数字化处理,可直接用于非线性编辑或网络传送。
(2)存储卡录像机
1.存储介质:存储卡。
2.核心属性:非线性记录媒体。
3.功能特点:采用编解码器可进行高清记录,能依所需画质与记录时间选择比特率;通过高效压缩格式实现较长记录时间,基于文件的 MP4 等记录格式,可同时提供多种格式,便于 IT 环境中复制、共享、归档;信号自动记录在存储卡空白区域,避免覆盖原有图像;录制起止时间段为 “剪辑”,可对任意剪辑重复播放。
二、存储卡录像机的使用(以索尼 PMW-1000 为例)
(一)录制
(1)准备工作
1.视频输入信号选择:通过功能菜单 P1 INPUT 页的 V INPUT 设置。
2.音频输入信号选择:借助功能菜单 P1 INPUT 页 A1 INPUT 至 A4 INPUT、P2 INPUT 页 A5 INPUT 至 A8 INPUT 选择。
3.时间代码设置:在功能菜单 HOME 页的 CNTR SEL 中,选择要显示的时间数据类型。
4.音频通道监视选择:利用功能菜单 HOME 页的 MONITR R 和 MONITR L 选择需监视的音频通道。
5.音频相关调节:
1)监视器音频音量:调节 LEVEL 旋钮。
2)音频记录电平:
①VARIABLE 开关设为 “PRESET”:按预设参考电平记录音频信号。
②VARIABLE 开关设为 “REC”:手动调整,通过 CH-1/ALL CH、CH-2 到 CH-4 旋钮调 CH-1 至 CH-4,功能菜单 P3 AUDIO 页 A5 VOL 到 A8 VOL 旋钮调 CH-5 至 CH-8,确保音频电平表指示不超 0dB(最大音量)。
(2)记录操作
● 步骤 1:插入格式化后的可记录 SxS 存储卡(SxS 存储卡需先格式化)。
● 步骤 2:同时按下 REC 键与 PLAY 键,启动记录;SxS 存储卡存满后自动停止,监视器显示 “Alarm Media End”;录制中不可更换当前 SxS 存储卡,更换需先停止记录,按 SLOT SELECT 键转换插槽或插拔存储卡,更换后录像机依 HDSDI 信号中嵌入的 REC 命令恢复操作。
● 步骤 3:按下 STOP 键,停止记录。
● 注意事项:录制片段(起止时间段)称 “剪辑”;录制剪辑时取出 SxS 存储卡,无法保证该剪辑质量。
(二)播放
1)播放前设置与调节
1.时间数据显示:在功能菜单 HOME 页 CNTR SEL 中选择要显示的时间数据类型。
2.音频通道监视:通过功能菜单 HOME 页 MONITR L 和 MONITR R 选择需监视的音频通道。
3.监视器音频音量:调节 LEVEL 旋钮。
2)播放模式及操作
(1)常规播放模式
1.子模式:
①连续播放模式:播放 SxS 存储卡上所有剪辑。
②单个剪辑播放模式:播放当前选择剪辑,需将菜单 SINGLE CLIP PLAY MODE 设为 “on”;播放类型含正常、正向 / 反向高速、慢速、快速、变速播放;播放至剪辑起止点停止,不播放相邻剪辑。
③重复播放模式:仅重复播放所选剪辑;切换剪辑需按 PREV 键、NEXT 键、SHIFT+PREV/Shift+NEXT 组合,或执行缩略图搜索。
2.操作:
①开始:连续播放模式下按 PLAY 键,存储卡有 2 个及以上剪辑时连续播放;也可通过 PREV 键、NEXT 键、慢速 / 快速拨盘跳转至目标剪辑后播放;播放非声音信号时无音频输出。
②停止:按 STOP 键;播放至最后一个剪辑结尾帧自动停止,此时按 PLAY 键监视器显示 “Media End”;需再次播放可通过 PREV 键、慢速 / 快速拨盘移动到目标剪辑。
(2)慢速模式播放
1.速度控制:播放速度由慢速拨盘转动速度决定,范围为正常速度的 - 2 至 + 2 倍。
2.操作:按 VAR/JOG 键开启;按所需方向转动慢速拨盘,依速度需求控制转动速度,开始慢速播放;反向播放时绿色◀指示灯亮,正向播放时绿色▶指示灯亮;停止转动拨盘,播放停止。
(3)快速模式播放
1.速度控制:播放速度由快速拨盘转动角度决定,范围为 ±20 倍速或最大速度。
2.操作:按 SHTL/JOG 键开启;将快速拨盘转动到与所需速度对应的角度,开始快速播放;拨盘中央有定位槽,用于静止图像播放;反向播放绿色◀灯亮,正向播放绿色▶灯亮,图像静止红色■灯亮;将拨盘转回中央位置或按 STOP 键,播放停止。
3)使用注意事项
1.数字录像机功能更新快,使用时需关注新功能。
2.需熟悉各按钮作用并熟练操作,为电视节目制作奠定基础。
1.简述逐行扫描与隔行扫描各自的优缺点。
【参考答案】
一、逐行扫描的优缺点
1.优点
无帧间闪烁感:电子束逐行依次扫描,画面显示连续流畅,不会出现隔行扫描特有的帧间闪烁问题,观看体验更舒适。
图像稳定性好:扫描过程中像素呈现连续且规律,不会因场扫描的间隔产生画面分裂、移位等畸变,尤其在显示快速运动画面时,稳定性优势更明显 。
2.缺点
数据量较大:相较于相同场频的隔行扫描,逐行扫描需同时处理更多像素信息,导致视频信号的数据量更大。
对传输与设备要求高:视频信号带宽约为 13.56MHz,要求传输通道具备更大带宽,配套的传输设备、存储设备等电路结构更复杂,成本也更高 。
二、隔行扫描的优缺点
1.优点
带宽低,成本可控:将一帧画面分两场(奇数行、偶数行)扫描,视频信号带宽降至 6.78MHz,仅为逐行扫描的一半,大幅降低了对传输通道带宽的要求,设备复杂度和生产成本随之降低 。
兼顾图像质量与显示效果:在保证图像分解力无过多下降、画面无大面积闪烁的前提下,实现了带宽优化,可满足常规场景下的观看需求 。
2.缺点
存在行间闪烁效应:由于两场扫描存在时间间隔,相邻行的显示存在细微时差,可能出现行间闪烁,尤其在近距离观看或画面亮度变化明显时较易察觉 。
产生并行现象:包括真实并行(相邻行信号干扰)和视觉并行(人眼对隔行扫描的视觉误判),影响画面的细腻度 。
垂直边缘出现锯齿现象:快速运动的物体在画面垂直边缘处,因两场扫描的错位,易呈现锯齿状失真,不过在正常观看距离、扫描电路工作良好且景物运动速度一般时,人眼通常难以感知 。
2.简述目前世界上三种主要的彩色广播电视制式以及它们各自的优缺点。
【参考答案】
目前世界上主流的彩色广播电视制式为 NTSC 制、PAL 制 和 SECAM 制,三者均属于兼容制(可与黑白电视兼容,以亮度信号和两个色差信号为传输信号),核心差异在于两个色差信号对副载波的调制方式,具体优缺点如下:
一、NTSC 制(正交平衡调幅制)
1. 基本信息
1953 年由美国创立,日本、加拿大等国采用,属于 “同时制”(两个色差信号同时传输)。
2. 优点
信号处理简便:色度信号组成方式最简单,易于实现数码化、亮度与色度分离等信号处理,接收机、电视中心设备及录像设备结构简单,成本最低。
兼容性与抗干扰性优:亮度信号和色度信号的频谱差距最大,与黑白电视的兼容性好,亮度串色和色副载波干扰极小。
无行顺序效应:每一行对亮度和色度信号的处理、传送方式一致,不会出现爬行现象(行顺序效应)和亮度闪烁现象。
图像质量高:无信号失真时,色彩水平清晰度和垂直清晰度较高,画面细腻度有优势。
3. 缺点
色调相位敏感性严重:对信号传输过程中的相位失真极为敏感,易出现色调偏移(如肤色偏色),需严格控制传输链路的相位稳定性。
二、PAL 制(正交平衡调幅逐行倒相制)
1. 基本信息
1967 年由前西德创立,我国大陆(采用 PAL-D 亚型)、英国、意大利等西欧及北欧国家采用,属于 “同时制”,核心特点是色度信号逐行倒相,参数标准为:每秒 25 帧、625 扫描线,奇数场在前,标准数字化分辨率 725×576,宽高比 4:3。
2. 优点
抗相位失真能力强:对相位失真(含微分相位失真)不敏感,对传输设备和接收机的技术指标要求较低,适应复杂传输环境。
抗多径接收性能优:相较于 NTSC 制,可更好地抵抗多径传播(如信号反射导致的叠加干扰)带来的信号劣化。
对色度信号失真耐受性高:对色度信号的正交失真、部分抑制边带引起的失真不敏感,信号传输稳定性更强。
3. 缺点
易出现行顺序效应:因色度信号逐行倒相,色副载波相位 8 场一循环,易产生 “爬行现象”(画面局部缓慢滚动的视觉偏差)和半帧频闪烁现象。
信号处理难度大:色度信号的逐行倒相特性,导致数字信号处理、亮度与色度彻底分离等操作复杂,不利于后期编辑与传输。
彩色清晰度较低:垂直彩色清晰度低于 NTSC 制,画面色彩的纵向细节表现稍逊。
三、SECAM 制(行轮换调频制)
1. 基本信息
1967 年由法国创立,俄罗斯及东欧各国采用,属于 “顺序 — 同时制”(两个色差信号按行轮换传输,与亮度信号同时传输)。
2. 优点
抗干扰性强:采用调频方式传输色差信号,且两个色差信号逐行轮换,可有效避免 NTSC 制的色调相位失真问题,对传输链路的干扰更不敏感。
色彩稳定性好:因信号调制和传输方式的特性,画面色彩受外界干扰影响小,不易出现偏色、串色等问题。
3. 缺点
信号处理复杂:两个色差信号逐行轮换传输,需额外的同步与分离电路,接收机和设备结构复杂,成本高于 NTSC 制。
存在行顺序效应:与 PAL 制类似,因逐行轮换传输色差信号,易出现爬行现象(行顺序效应),影响画面连贯性。
兼容性与扩展性差:与 NTSC 制、PAL 制设备不兼容,跨制式信号转换难度大;且因传输方式限制,不利于高清信号扩展和数字化处理。
3.简述录像机新存储介质的特点。
【参考答案】
随着技术发展,录像机新存储介质呈现多样化,如硬盘、蓝光盘、存储卡等,各自具备独特优势,满足不同场景需求,在容量、性能、便携性等方面与传统磁带形成差异,推动了录像存储技术的进步。
1.硬盘
存储技术多元:包含固态硬盘(SSD)、机械硬盘(HDD)和混合硬盘(HHD)。SSD 用闪存颗粒存储,读写速度快、抗震性强;HDD 靠磁性碟片,技术成熟、容量大;HHD 结合二者优势 。
集成化与稳定性高:多为固定硬盘,密封于驱动器,免受外界环境干扰,数据存储稳定,减少因震动、灰尘导致的数据丢失风险。
适配能力强:广泛用于各类电子设备,从个人电脑到专业服务器,都能提供高效数据存储支持,通用性好。
2.蓝光盘
读写技术先进:运用 405nm 蓝色激光,与 DVD(650nm 红光)、CD(780nm 光)相比,存储密度更高、数据读写更精准 。
存储容量大:单层蓝光盘能存 27GB 数据,可存储超 2 小时高清视频或约 13 小时标清视频;双层可达 50GB,能存约 4.5 小时高清视频或 20 多小时标清视频。
耐用性好:材质和读写技术使其比 DVD 更耐用,数据保存时间长,适合长期存储重要视频资料。
3.存储卡
CF 卡:存储容量大、成本低、兼容性好,但体积相对较大,有 CFⅠ 与 CFⅡ 型之分,Ⅱ 型更厚,不过小体积 CF 卡也在不断研发推出。
SD 卡:加密功能可保障数据安全,防止数据泄露,适用于对数据保密性要求高的场景。
记忆棒:具备版权保护功能,速度快,如索尼 MS - HX 系列,为版权内容存储提供安全、高效解决方案。
P2 卡:专为专业音视频设计,符合 PC 卡 2 型标准,可直接插笔记本卡槽。卡上数据为 MXF 和元数据文件,无需数字化处理就能用于非线性编辑或网络传送,方便专业人士使用。
4.简述最主要的音视频数字接口的特点。
【参考答案】
根据文档内容,目前主流的音视频数字接口主要包括 DVI 接口、SDI 接口、HDMI 接口、IEEE 1394 接口、FDDI 接口 及数字音频相关的 S/PDIF 接口(含数字同轴、光纤),各自特点如下:
一、视频数字接口
1. DVI 接口(Digital Visual Interface,数字视觉接口)
技术基础:1999 年由多家企业联合推出,基于 TMDS(最小化传输差分信号)电子协议,以 PanelLink 接口技术为核心。
核心优势:
传输纯数字信号,无需经过 “数字→模拟→数字” 转换,避免信号损失,大幅提升图像清晰度和细节表现力,画面显示更精准。
速度快,节省信号转换时间,适配高清显示需求。
接口分类:
DVI-D:仅支持数字信号,接口为 3 排 8 列 24 针(右上角 1 针为空),不兼容模拟信号。
DVI-I:兼容数字与模拟信号,但模拟信号需通过转换接头连接,无法直接对接模拟 D-Sub 接口(如 VGA)。
2. SDI 接口(Serial Digital Interface,数字串行接口)
核心特性:
仅传输非压缩数字信号,数字录像机、硬盘等设备的压缩信号需先解压,才能通过 SDI 接口输出至 SDI 系统(反复压缩解压会导致画质下降、延时增加)。
支持嵌入数字音频信号,可将音频信号插入视频信号的行、场同步脉冲(消隐期),实现音视频同步传输。
衍生接口:为适配压缩信号高速传输,衍生出三类专用接口(均与 SDI 兼容,支持 270Mb/s 高速传输,用于数字音视频网络,采用同步网络技术避免延时):
SDDI(索尼):用于 Beta-cam-SX 非线性编辑 / 数字新闻传输,支持 4 倍速磁带 - 磁盘数据上载。
QSDI(索尼):用于 DVCAM 录像机编辑系统,支持 4 倍速磁带 - 磁盘、磁盘 - 磁盘数据传输。
CSDI(松下):用于 DVCPRO/Digital-S 录像机 / 非线性编辑,支持 4 倍速带基 - 盘基、盘基 - 盘基数据传输。
3. HDMI 接口(High Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)
核心优势:
高带宽:数据传输带宽达 5Gb/s,可传输无压缩的高分辨率视频信号及高品质音频信号,无需 D/A、A/D 转换,保障影音信号无损传输。
便捷性:单根线缆同时传输音视频信号,简化设备连接(如家庭影院系统),降低布线复杂度。
兼容性:针脚与 DVI 兼容,仅封装形式不同,可通过转接设备实现与 DVI 设备的信号互通。
4. FDDI 接口(Fiber Distributing Data Interface,光纤分布式数据接口)
技术定位:LAN 技术中传输速率最高的接口之一,基于 ANSI X3T9.5 标准,以光纤为传输介质。
核心特点:
性能优异:传输速率达 100Mb/s,带宽大;相邻站最大距离 2km,最大站间距离 200km,支持长距离传输。
抗干扰与安全性强:光纤不受电磁、射频噪声干扰,也不会干扰其他设备;且能防止信号被分接偷听或通过辐射波窃听,安全性极高。
故障容错:采用 “逆向双环” 结构(主环 + 备用环),主环设备失效或光缆故障时,自动切换至备用环,保障系统持续工作。
5. IEEE 1394 接口(别称 “火线”“iLink”)
核心优势:
多功能传输:可同时传输数字视频、音频及设备控制信号,带宽高且稳定性强,适配数码摄像机、DVD 录像机等设备。
便捷性与兼容性:支持热插拔(系统全速工作时可直接插拔),无需关机操作;适配多种电子设备(摄像机、电脑、数字电视等),是通用连接接口。
信号质量高:以数字形式直接传输信号,无需模数转换,降低设备复杂度,避免信号损耗。
接口类型:
6 针六角形接口:可向连接设备供电。
4 针小型四角形接口:不具备供电功能。
二、数字音频接口(S/PDIF 标准体系)
S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)是索尼与飞利浦联合制定的数字音频接口标准,数字同轴接口、光纤接口均属于该体系,核心特点为传输纯数字信号,避免模拟信号的干扰问题。
1. 数字同轴接口
传输介质:75 欧同轴线缆(含同心导体,导体与屏蔽层共轴心,外层为绝缘护套)。
优势:阻抗稳定,传输带宽高,能保障音频信号高质量传输,减少信号衰减与干扰。
接口适配:标准接头为 BNC,但实际多采用 RCA 接头(与模拟音频 “莲花头” 通用接口形式,便于设备兼容)。
2. 光纤接口(Optical)
传输方式:以玻璃或有机玻璃为介质,通过光脉冲传输数字信号。
核心优势:
带宽高、信号衰减小,适合节目制作系统中长距离音频传输。
支持多种音频格式:可传输 PCM 数字音频、Dolby、DTS 等多声道音频信号。
抗干扰性强:完全不受电磁、射频干扰,信号传输稳定性优于同轴接口。
5.存储卡录像机的优点有哪些?
【参考答案】
一、支持高清录制,画质与时长可灵活调整
作为非线性记录媒体,存储卡录像机通过编解码器处理,能够实现高清视频录制;可根据实际需求(如画质要求、录制时长)选择对应的比特率,兼顾图像质量与存储效率,适配不同场景(如专业节目制作、日常录制)的需求。
二、记录时间长,适配多格式存储与 IT 环境应用
采用高效的压缩格式,大幅提升单张存储卡的有效记录时长;支持基于文件的 MP4 等多种记录格式,可同时输出不同格式文件,便于在 IT 环境中快速完成复制、共享及归档处理,适配数字化工作流。
三、存储安全,避免数据覆盖风险
信号会自动识别并记录在存储卡的空白区域,无需手动规划存储分区,从机制上避免了新录制内容覆盖已存储图像的问题,保障数据存储的安全性。
四、剪辑管理便捷,支持灵活播放
将 “从录制开始到结束的时间段” 定义为 “剪辑”,可对任意剪辑进行重复播放,无需逐段查找;配合存储卡的快速读取特性,剪辑的调取、回放效率高,便于后期预览与编辑。
五、适配专业存储卡,提升工作流效率
可搭配专业存储卡(如 P2 卡)使用,这类存储卡支持直接插入笔记本卡槽,卡内音视频数据以 MXF 和元数据文件形式存储,无需额外数字化处理,可直接用于非线性编辑或网络传输,简化专业制作流程。
六、体积便携,兼容性强
依托存储卡 “体积小巧、携带方便” 的特性,存储卡录像机整体设计更轻便,便于户外移动录制;且多数存储卡(如 SD 卡、CF 卡)兼容性好,可在不同数码设备间灵活交换数据,拓展使用场景。
来源:迈希教育