資源簡介

幾種視頻格式簡介????
DV格式詳解
1. DV格式具有優異的圖像質量
　　DV格式是一種國際通用的數字視頻標準，是由10余家公司共同開發的，可以在一盤1/4英寸的金屬蒸鍍帶（MimDV格式）上記錄高質量的數字視音頻信號。?
　　DV格式具有如下視頻特點：
　　·高清晰度，水平分解力達到約500線；?
　　·寬色度帶寬，還原色彩絢麗的圖像；?
　　·無抖動的穩定畫面（提供標準的TBC）。 請參看DV格式的下列指標：取樣頻率及取樣比、量化深度、壓縮比。
1.1取樣頻率及取樣比?
　　視頻亮度取樣頻率為13.5MHz--與D-1格式相同--而色度信號被處理為兩個不同的色差信號（R-Y和B-Y）。分量的記錄方式減少了色度的衰減，確保了彩色的還原。R-Y和B-Y的取樣頻率是3.375MHz，是13.5MHz的1/4。換句話說，為了保證最適宜的記錄質量，DV使用的是4:2:0（PAL）數字分量記錄系統。?
1.2量化深度?
　　對取樣后的亮度及色差信號進行8-bit量化。例如亮度信號，將由28=256個灰度級進行描述，即由白到黑有256個灰度層次。?
1.3視頻信號壓縮比?
　　經采樣及量化后的視頻信號數據量很大，為了降低記錄成本，可以根據圖像本身存在的冗余進行壓縮。DV格式采用的是幀內壓縮方法，壓縮比為5:1，壓縮后視頻碼流為25Mbps。 這時我們就得到了高質量的DV視頻信號，此信號將會在進一步處理后記錄在磁帶上。
2 .DV格式能對聲音進行數字記錄?
· 48kHz，16-bit高保真立體聲記錄（質量同DAT）?
· 32kHz，12-bit立體聲記錄（質量高于FM廣播）?
　　為了與優越的圖像相配合，DV格式提供了優質的PCM音頻記錄。用戶可以在兩聲道16位48KHz和4聲道12位32KHz中進行選擇，動態范圍超過85dB。?
3 .MiniDV帶倉的便攜性?
　　由于采用了最新的ME技術，MiniDV盒帶比VHS盒帶小巧許多。這樣，MiniDV的帶倉、磁鼓和帶盤機構等也相應變得更加精巧。?
DV盒帶體積（WDH，單位mm）：66×48×12.2；?
VHS盒帶體積（WDH，單位mm）：188×104×25。?
4 .DV（IEEEl394）接口的使用?
　　IEEEl394是標準的高速、短距數據傳輸交換協議。開發自蘋果電腦原始的"火線"計劃（火線是蘋果電腦公司的注冊商標），IEEE1394已經被數字VCR聯盟確認為標準的數字接口，被數字視頻協會確認為數字傳輸標準。VESA（視頻專家標準協會）認同1394用于家庭網絡，并且歐洲數字視頻廣播（DVB）也認同將IEEE1394用于數字電視接口。?
　　使用IEEEl394的優點是您可以通過1394輸入/輸出接口在兩臺DV設備之間做復制，而拷貝與原件一模一樣。您也可以直接從DV設備上把視音頻信號無損失的傳送到NLE（非線性編輯）系統上。?
1　CCIR 601建議所確定的數字分量編碼4∶2∶2標準?
　　(1)抽樣頻率的選擇?
　　電視信號數字化抽樣頻率的選擇首先應滿足奈奎斯特抽樣定理，即抽樣頻率至少要等于視頻帶寬的兩倍。對于數字分量編碼，CCIR 601建議亮度抽樣頻率為525/60和?625/50三大制式行頻公倍數2.25MHz的6倍，即13.5MHz。對現行電視制式而言，亮度信號的最大帶寬是6MHz，13.5MHz>2×6MHz=12MHz，所以它符合奈奎斯特定理。而色差信號的帶寬比亮度信號窄得多，所以在分量編碼時兩個色差信號的抽樣頻率可以低一些。因同時考慮到抽樣的樣點結構應滿足正交結構要求，兩個色差信號的抽樣頻率均選為亮度信號抽樣頻率的一半，即6.75MHz，這樣亮度信號與兩個色差信號的抽樣頻率之比為?4∶2∶2。?
(2)數字分量視頻信號有效行取樣點數的確定?
　　每行數字分量信號的取樣點數為：?
　　對于625行/50場制式：?
　　每行亮度取樣點=13.5Mhz/15625Hz=864點/行?
　　每行每個色度取樣點=6.75Mhz/15625Hz=432點/行?
　　對于525行/60場制式：?
　　每行亮度取樣點=13.5Mhz/15734.266Hz=858點/行?
　　每行每個色度取樣點=6.75Mhz/15734Hz=429點/行?
　　可見，這兩種制式選用了相同的抽樣頻率，但每行取樣點數卻不相同。所以把兩者取樣點數之差別放在數字有效行以外的部分，而使每個數字有效行內的取樣點數相同。?
CCIR 601建議兩種制式有效行內的取樣點數亮度信號取720個，兩個色差信號各取360?個，即每個數字有效行包括720個亮度數據和720個色度數據(兩個色度各360個)，這樣就統一了數字分量編碼標準，使三種不同制式便于轉換和統一。所以有效行亮度信號與兩個色差信號的取樣點數之比也為4∶2∶2(720∶360∶360)。?
　　上述兩點即為獲取高質量的后期制作由CCIR 601建議所確定的數字分量編碼標準：?
亮度信號的抽樣頻率為13.5MHz，每個色差信號的抽樣頻率為6.75MHz，其抽樣頻率之比為4∶2∶2，或者說，每數字有效行亮度信號的取樣點數是720個，每個色差信號的取樣點數是360個，其取樣點數之比也為4∶2∶2，這就是數字分量編碼的4∶2∶2標準，也稱為4∶2∶2格式。用作演播室數字設備及其聯接或國際節目交換時的數字化標準。?
(3)4∶1∶1與4∶2∶0格式?
　　除了標準的4∶2∶2格式之外，還有將色差信號的抽樣頻率取為3.375MHz的較低標準的4∶1∶1和4∶2∶0格式。另外還有為適合更高圖像質量要求而將色差信號抽樣頻率取為13.5MHz的更高標準的4∶4∶4格式。這里只對4∶2∶2格式與4∶1∶1和4∶2∶0格式數字取樣結構進行比較。?
　　4∶1∶1和4∶2∶0格式不僅色差信號的取樣頻率相對于4∶2∶2格式來說減半，而且使場取樣比減半，丟失了后期制作中的一些重要信號信息，如色鍵。由于彩色信號帶寬信息的減半，此信號也就不再適合作高質量的多代編輯。然而，對于普通的新聞采訪和窄帶傳輸編碼可采用4∶1∶1或4∶2∶0非標準取樣方式，結果是犧牲帶寬換得節省設備費用的益處。4∶2∶2格式同4∶1∶1規格及4∶2∶0格式系統相比，其高質量視頻圖像的效果是顯而易見的。
數字錄像機格式?
　　錄像機是電視節目制作的基本工具，磁帶錄像機的發展歷程也是從模擬信號形態過渡到數字信號形態的。由于視頻信號處理有4∶2∶2、4∶1∶1、4∶2∶0格式之分，壓縮方式有場內DCT、幀內DCT和MPEG－2之分，碼率壓縮比不同，記錄碼率有200Mbps左右、90Mbps左右、25Mbps和50Mbps之分，磁帶寬度有3/4、1/2、1/4英寸以及MP與ME之分等等，數字錄像機的格式十分多樣。例如，不壓縮的D1、D5格式，2∶1壓縮的?Digital Betacam格式，5∶1壓縮的DVCPRO(D7)和DVCAM格式，10∶1壓縮的Betacam SX?格式，3 3∶1壓縮的DVCPRO 50和Digital－S(D9)格式等等。?
　　(1)Betacam SX格式?
　　該格式系列產品的數字一體化攝錄機及數字視頻磁帶錄像機采用先進的MPEG－2 4∶2∶2 P@ML壓縮算法，壓縮比10∶1，可錄制8bit 4∶2∶2數字分量視頻信號，并可記錄重放4通道16bit不壓縮數字音頻信號，使用1/2英寸金屬粒子帶，還可兼容重放模擬信號的Betacam和Betacam SP格式帶(DNW－A65P和DNW－A75P提供)，從而使Betacam SX向全數字化環境過渡更經濟合理。?
DVCPRO及DVCPRO 50格式?
　　1DVCPRO格式　圖像處理中采用大量標準的4∶1∶1格式，即取樣頻率的亮度?fy=13.5MHz，色差fPB、R=3.375MHz。實際上DVCPRO的視頻信號輸入為4∶2∶2格式，經?4∶1∶1轉化后進行記錄，重放時對4∶1∶1離帶信號進行內插重新形成4∶2∶2格式信號輸出。從數據率看，4∶2∶2格式的凈數據率為〔（720＋2×360）?×576×8〕×25≈165.9Mbps,轉換成4∶1∶1后為〔（720＋2×180）?×576×8〕×25≈124.4Mbps,壓縮成25Mbps進行記錄，需要的壓縮比為?124.4Mbps/25Mbps≈5∶1。使用1/4英寸MP磁帶，還可同時記錄4通道16bit數字音頻信號。?
　　2DVCPRO 50格式為標準的4∶2∶2輸入和輸出，內部處理也是4∶2∶2格式，視頻數據率為50Mbps,壓縮比=165.9Mbps/50Mbps≈3 3∶1，確保了高畫質圖像，為高檔次廣播級數字錄像機。也使用1/4英寸MP磁帶，而且能夠以DVCPRO格式記錄并可重放DVCPRO格式記錄的節目磁帶。?
1 MPEG－2是一種對通用的活動圖像及其相關音頻的編碼方法，是至今為止最重要的視頻壓縮國際標準，適用于SDTV、HDTV視頻壓縮編碼。MPEG－2的視頻格式分為4級：低級視頻格式、主級視頻格式、高級窄屏幕視頻格式、高級寬屏幕視頻格式。各級視頻格式按每幀行數、幀頻和像素速率的不同分為5類，詳細內容請查閱相關資料。?
　　2?本表采用4∶2∶2視頻分量編碼格式，8bit均勻量化。?
　　3?根據MPEG－2的類和級中各視頻格式編碼的最大輸出碼率，可算出最小壓縮比，而且取樣格式不同，視頻碼率及壓縮比也不相同。?
　?a 4∶2∶2格式?
　　SDTV像素速率為：?
(720×576＋2×360×576)×25 =(720×480＋2×360×480)×30 =20.736兆像素/秒?
　　碼率=20.736兆像素/秒×8bit=165.888Mbps
　　主級視頻格式中最高傳輸碼率為15Mbps,則最小壓縮比?=165.888Mbps/15Mbps=11.06。?
　　窄屏HDTV像素速率為：?
　　(1440×1152＋2×720×1152)×25=(1440×960＋2×720×960)×30=82.944兆像素/秒?
　　碼率=82.944兆像素/秒×8bit=663.552Mbps。?
　　1440高級類的最高傳輸碼率為60Mbps，則最小壓縮比=663.552Mbps/60Mbps=11.06
　　寬屏HDTV像素速率為：?
　　(1920×1152＋2×960×1152)×25=(1920×960＋2×960×960)×30=110.592兆像素/秒
　　碼率=110.592兆像素/秒×8bit=884.736Mbps
　　高級類的最高傳輸碼率為80Mbps,則最小壓縮比=884.736Mbps/80Mbps=11.06
　　b?因為人眼對色度清晰度不太敏感，為了降低碼率可采用4∶2∶0格式，這時各視頻格式的碼率及最小壓縮比：?
　　SDTV像素速率為：?
(720×576＋2×360×288)×25 =(720×480＋2×360×240)×30=15.552兆像素/秒?
　　碼率=15.552兆像素/秒×8bit=124.416Mbps
壓縮比=124.416Mbps/15Mbps=8.29
窄屏HDTV像素速率為：?
　　(1440×1152＋2×720×576)×25=(1440×960＋2×720×480)×30=62.208兆像素/秒?
　　碼率=62.208兆像素/秒×8bit=497.644Mbps
壓縮比=497.664Mbps/60Mbps=8.29
　　寬屏HDTV像素速率為：?
　　(1920×1152＋2×960×576)×25=(1920×960＋2×960×480)×30=82.944兆像素/秒?
　　碼率=82.944兆像素/秒×8bit=663.552Mbps
壓縮比=663.552Mbps/80mbps=8.29
　　4DVCAM系列產品、Ditital－S系列產品及DVCPRO50系列產品均具有用于寬屏圖像錄制和編輯的16∶9格式與4∶3格式寬高比切換功能，可用來提供16∶9寬屏圖像，以適應下一代16∶9格式HDTV的發展。而且在BIRTV’99展覽會上，Sony公司推出了HDCAM系列及松下電器推出了DVCPRO HD系列，用于下一代HDTV的ENG和節目制作。

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