Видеоносители и видеостандарты

Министерство образования и науки РФ

ФГОУ СПО Уральский радиотехнический колледж им А.С.Попова

 

 

 

 

 

 

Видеоносители и видеостандарты

 

Реферат по дисциплине «Видеотехника»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент гр.Рт-439

Насонов С.М.

Проверил:

Шестаков А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012

Введение:

В эпоху зарождения массового  рынка домашних мультимедийных систем, пришедшуюся на последнюю четверть двадцатого века, практически все  устройства были аналоговыми. Информация записывалась на сравнительно большие  кассеты. В процессе развития их сменили компактные варианты носителей

В данном реферате будут рассмотрены  как аналоговые, так и цифровые носители видеоинформации. 
VHS, S-VHS, C-VHS, Hi-8, Video-8

VHS

VHS (англ. Video Home System) — аналоговый формат видеозаписи, разработанный корпорацией JVC и представленный на японском рынке в 1976 году. Формат VHS использует наклонно-строчную видеозапись с двумя видеоголовками на барабане. С 80-х годов занял лидирующию позицию в войне форматов с Бетамаксом от Sony и Video 2000 от компаний Grundig и Philips. Особенно широкое распространение формат получил в СССР, с появлением первых отечественных видеомагнитофонов и первых же записывающих дешевых зарубежных (преимущественно японских) видеоплееров. О событиях тех лет и сопротивлении японского министерства торговли снят документальный фильм «Dawn of a New Day: The Man Behind VHS» На 2002 год, по оценкам JVC, в мире было продано свыше 900 млн видеоустройств этого формата и ещё больше видеокассет. С середины 2000-х уступил лидирующую позицию цифровому формату DVD.

Техническая спецификация формата:

Ширина ленты: 12,70 мм (½  дюйма);

Номинальная скорость ленты (режим SP — англ. standart play, "стандартное  воспроизведение"): 3,335 см/с для NTSC, 2,339 см/с для PAL;

Время записи[2]: до 6 часов (SP). Наибольшее распространение получили кассеты с временем записи до 3 часов;

Полоса пропускания  видеосигнала: приблизительно 3 MHz;

Разрешение: около 240 ТВЛ (вертикальных телевизионных линий), что в терминологии цифрового  видео примерно соответствует 335 х 576 (PAL/SECAM) или 335 х 480 (NTSC) точек.

S-VHS

S-VHS (Super VHS) — полупрофессиональный  стандарт аналоговой видеозаписи,  разработанный фирмой JVC в качестве  дальнейшего развития формата  VHS, позволяющий получить цветное  изображение более высокого качества. Представлен в Японии в апреле 1987 года с первым магнитофоном HR-S7000. Особенностью формата являлась раздельная запись яркостного «Y» и цветового «С» сигналов вместо одного композитного. Это позволило значительно повысить четкость и улучшить детализацию изображения. Для передачи раздельного яркостного и цветового видеосигналов JVC также представила стандарт S-Video, который предусматривал новый разъем и схему передачи.

Техническая спецификация формата

 

В видеокассете S-VHS используется лента шириной 1/2 дюйма (аналогичная ленте VHS, только более высокго качества — в рабочем слое используется кобальтированный оксид железа или диоксид хрома CrO2), разрешение около 400 твл, сигнал/шум около 45 дБ.

Ширина ленты: 12,70 мм (½  дюйма);

Номинальная скорость ленты: 23,39 мм/с;

Скорость лента-головка  — 4,85 м/с

Каждый кадр записывается на 2 дорожки, ширина наклонных дорожек  — 49 мкм

Полоса пропускания  видеосигнала: приблизительно 5.4 МГц;

Угол наклона дорожек  — 5,96 градусов.

Разрешение: 400—420 ТВЛ (вертикальных телевизионных линий)

Запись Hi-Fi стереозвука  вращающимися (в составе БВГ) видеоголовками.

 

D-VHS

D-VHS — цифровой видеоформат,  разработанный JVC, совместно с  Hitachi, Matsushita, и Philips. Принцип записи  и кассеты аналогичны с форматом S-VHS (но с более качественной и дорогой лентой). Возможна запись сигнала как стандартной, так и высокой четкости. Данные записываются в формате MPEG-2. Формат представлен в 1998 году. Из-за массового внедрения записи на оптические носители DVD и жесткие диски не получил распространения.

 

Преимущества  и недостатки

 

Между видеомагнитофонами производства JVC и Mitsubishi были проблемы совместимости. Записи в форматах PAL и NTSC также были несовместимы. На рынок  было выпущено всего несколько моделей  видеомагнитофонов, цены как на них, так и на кассеты были чрезмерно высоки, что привело к низким продажам. К тому же потребители были плохо информированы о новом формате из-за слабой рекламной кампании. Запись на D-VHS магнитофоны была возможна только по интерфейсу Firewire, которым практически не оснащались телеприемники и спутниковые ресиверы. Видеокассеты были громоздкими и стоили больше чем жесткие диски.

 

Основным преимуществом D-VHS была возможность записи кодированного  сигнала высокой четкости со спутниковой  или кабельной трансляции, поскольку запись велась в формате [по]битового потока ([BitStream]/a pure bit-for-bit). Дека JVC, выпускавшаяся в Великобритании позволяла записывать сигнал с аналоговых источников на кассеты формата S-VHS. На кассету Е-240 в режиме записи LS-3 помещалось более 17 часов видео с качеством, неотличимым от стандартной телетрансляции, что делало этот аппарат привлекательным для домашнего применения.

 Недостатками этой  деки было отсутствие выхода DV и входа RGB (RGB-input посредством SCART-connector’а). Версия для формата NTSC имела компонентный выход.

 

Betacam

Betacam — семейство форматов  профессиональной видеозаписи, разрабатываемых  фирмой Sony. Основано на наклонно-строчной  магнитной записи на 1/2 дюймовую  ленту в кассете. Широко распространён  в телекомпаниях, многие годы «де факто» является стандартным профессиональным видеоносителем. Среди профессионалов телевизионной индустрии «Betacam» зачастую используется для обозначения видеокамер, видеокассет или видеомагнитофонов стандарта Betacam.

 

Семейство форматов профессиональной видеозаписи Betacam по мере развития включало в себя устройства и носители как для аналоговой видеозаписи Betacam (1982 год) и Betacam SP (1986 год), так и для цифровой видеозаписи Digital Betacam (1993 год), Betacam SX (1996 год), HDCAM (1997 год), MPEG IMX (D-10) (2001 год) и HDCAM SR (2003 год).

 

Во всех устройствах  формата Betacam применяются видеокассеты одинаковой формы, что предполагает, при обновлении аппаратуры и переходе на новый формат, отсутствие необходимости  заменять стеллажи и другое оборудование для хранения кассет.

 

Доступны два размера  видеокассет: S (156x96x25 мм) и L (245x145x25 мм). В  видеокамерах Betacam используются видеокассеты S размера, в тоже время студийные  телевизионные видеомагнитофоны, применяемые  для видеозаписи и монтажа, могут воспроизводить кассеты обоих размеров S и L. Кассеты разных форматов семейства имеют различную цветовую маркировку для упрощения визуальной идентификации. Также в видеомагнитофонах и видеокассетах используется механический ключ, позволяющий определить, кассета какого формата находится внутри магнитофона.

 

Video8

Video8 — аналоговый формат  наклонно-строчной записи видеоизображения  на 8-ми мм магнитную ленту,  разработанный фирмой Sony. Представлен  в 1985 году. Применялся в бытовых  видеокамерах. Характеризуется повышенным качеством видеосигнала и звука относительно VHS и VHS-C, главными конкурентами на то время. Имеет горизонтальную чёткость 250 твл при частоте полей 50 Гц. Частотный диапазон канала звукового сопровождения 20—20000 Гц, динамический диапазон 50 дБ. Такие параметры достигнуты путём записи звукового сигнала на поднесущей 1,5 МГц с частотной модуляцией.

 

Hi8

 

В 1989 году был представлен  аналоговый формат Hi8, использующим аналогичные  кассеты, который вследствие усовершенствований магнитного слоя позволил достичь более высокого качества записи. Горизонтальная чёткость изображения - около 420 твл. Формат Hi8 активно использовался и был популярен вплоть до конца 90-х.

 

Digital8

 

В 1998 году компания Sony выпустила  на рынок новый цифровой формат Digital8, в которой цифровая запись изображения и звука осуществляется на обычную кассету формата Hi8 (или Digital8 ). Видеоразрешение — до 500 ТВЛ. Скорость ленты увеличилась в полтора раза, поэтому на двухчасовую кассету Hi8 помещается только 1 ч 20 мин цифровой записи, а на часовую — 40 мин.

 

Форматы цифровой видеозаписи

D-1 (D1) — первый формат цифровой видеозаписи. В 1986 году по проектной документации рабочей группы по записи цифровых телевизионных сигналов на ленту из SMPTE формат D-1 получил статус международного стандарта на цифровую видеозапись. В конце 1986 года BOSCH и Sony представили первое поколение цифровых магнитофонов формата D-1

Технические характеристики

 

Видео

Частота дискретизации, МГц — 13,5 (Y) 6,75 (R-Y/B-Y)

Стандарт кодирования — 4:2:2

Записываемый видеосигнал  — компонетный

Квантование, бит/отсчет — 8

Поток инфомации (полный), Мбит/с — 227

 

Звук

Частота дискретизации, кГц — 48

Квантование, бит/отсчет — 20

Число каналов — 4

 

Параметры формата

Число видеоголовок — 12

Диаметр барабана, мм — 75

Скорость вращения, об/с  — 150

Скорость лента-головка  м/с — 35,6

Угол видеострочки — 5,40

Ширина строчек, мкм  — 30

Шаг строчек, мкм — 45

Азимут — 90

Минимальная длина волны  записи, мкм — 0,9

Продольная плотность, Кбит/мм — 2,2.

 

Параметры носителя

Ширина ленты, мм — 19,01

Толщина ленты, мкм — 16 или 13

Рабочий слой — кобальтированный оксид железа

Скорость транспортирования  ленты, мм/с — 286,875

Размеры кассет, мм:

172 х 109 х 33

254 х 150 х 33

366 х 206 х 33

Время записи на кассеты, мин.: 11, 34, 76, 94

 

D-2 формат цифровой видеозаписи разработанный фирмой Ampex в 1988 году. Цифровые видеомагнитофоны формата D-2 осуществляют запись полного (композитного) сигнала NTSC или PAL.

D-3 — формат цифровой композитной видеозаписи был разработан компанией NHK совместно с Panasonic и последней аппаратно реализован. С этим форматом в 1991 году фирма Panasonic впервые вышла на рынок, поставив их ВВС. Специалистов поразил выбор ленты шириной в полдюйма (12,7 мм). Это позволило, наконец-то, создать компактные, с небольшой массой видеомагнитофоны. Более того, повышенная плотность записи (а это 13,7 Мбит на квадратный сантиметр) позволила сократить расход ленты, а значит и снизить эксплуатационные расходы. К декабрю 1991 г. в разные страны мира было поставлено около 1000 видеомагнитофонов этого формата.

 

Создав первую цифровую камерную головку AQ-20, Panasonic смог впервые  реализовать и цифровой камкордер. Добавив к этому и всю дальнейшую линейку аппаратуры телевизионного производства, фирма явила миру и  полную цифровую систему производств, охватывающую студии, внестудийное производство и видеожурналистику, монтаж и выдачу программ в эфир — словом, все известные процессы телепроизводства.

D-5 — формат цифровой компонентной видеозаписи был разработан компанией Panasonic и представлен в 1993 году. 10-разрядный компонентный видеосигнал кодируется по стандарту 4:2:2 МККР 601. Частота дискретизации яркостного сигнала 13,5 МГц (для соотношения сторон кадра 4:3), может быть переключена на частоту 18 МГц (при 8-разрядном квантовании и соотношении 16:9). Компрессия видеосигнала не применяется, поэтому полный цифровой поток достигает 270 Мбит/с. При частоте дискретизации 18 МГц этот поток возрастает до 360 Мбит/с. В формате применяется полудюймовая магнитная лента, как в формате D-3, однако чтобы уместить весь поток на ленту скорость движения ленты по сравнению с форматом D-3 была увеличена вдвое, при этом время записи, соответственно, уменьшилось вдвое.

 

Изначально в формат D-5 была заложена возможность записи видео высокой четкости. Однако, реализована она была в дальнейшем развитии формата, получившим название D-5 HD.

HDCAM - формат профессиональной цифровой видеозаписи высокой четкости семейства Betacam, представленный фирмой Sony в 1997 году. Является HD-продолжением формата Digital Betacam и позволяет получать изображения исключительно высокого качества с прогрессивным или чересстрочным разложением. Он соответствует требованиям SDTV и ТВЧ (HDTV) и представляет собой эффективное решение для телевещания и кинопроизводства в современных форматах 24Р, 25Р, 30Р и 50i, 60i.

 

В формате используется 8-битный цифровой видеосигнал с  частотой выборки (дискретизации) 3:1:1 для  сигналов яркости и цветности. Для  уменьшения избыточности сигнала используется внутрикадровая компрессия на основе дискретного косинусного преобразования (DCT). Видео записывается с разрешением 1440х1080 пикселей с обеспечением совместимости стандарту 1080i и дополнительной поддержкой возможностей записи прогрессивных кадров в сегментированном виде и работе с кадровой частотой 24 (23.98) кадров/с. Кодек HDCAM использует «прямоугольные» пиксели и при отображении изображение «растягивается» до эквивалента 1920х1080 пикселей. Цифровая предварительная фильтрация и динамическое назначение бит для яркостной и цветовой компонент (на основе статистического анализа содержания изображения) и умеренный коэффициент сжатия 7:1 обеспечивают цифровой поток 144 Мбит/с.

 

Кассеты HDCAM отличаются ярко-оранжевой  антистатической крышкой.

 

miniDV

 

Формат бытовых и  полупрофессиональных видеокамер, в котором применяется видеокассета уменьшенного размера (65x47x12 мм). Запись ведется в формате DV 25 Мбит/с. Воспроизведение и запись возможны на видеомагнитофонах форматов DV, DVCAM, DVCPRO. В 1995 году компанией Sony была представлена первая трехматричная полупрофессиональная камера VX1000.

 

DVCPRO

 

Профессиональный формат DVCPRO, также  известный как DVCPRO25 был разработан фирмой Panasonic в 1995 году специально для  электронных репортажей (англ. Electronic News Gathering (ENG)) с помощью передвижной спутниковой станции (ПСС), где является конкурентом семейству форматов Betacam. Поддерживает вход/выход YUV и SDI с управлением RS-422. Стандартизирован в 1998 году SMPTE 306M-1998, как стандарт компонентной видеозаписи D-7.

 

В отличие от базового формата DV запись звука производится только в двухканальном варианте 16 бит/48 кГц. Однако, также есть дополнительная продольная звуковая дорожка, для удобства монтажа и поиска материала. В формате DVCPRO применяется цветовая субдискретизация 4:1:1 для обоих стандартов разложения с частотой полей 50 и 60 Гц. Транспортировка ленты в 1,8 раза быстрее, чем у базового DV. Запись ведётся на ленту с металлическими частицами, что увеличивает долговечность ленты при монтаже, с шириной дорожки 18 микрон, против 10 микрон у DV. Каждый кадр изображения записывается на 10-ти дорожках для стандарта NTSC (525/60) или 12-ти дорожках для стандарта PAL (625/50). Имеются две продольные дорожки - монтажная и управляющая. Режим увеличенного времени записи LongPlay - отсутствует.