| Betacam digital | |
| Tipul suportului | Caseta video |
|---|---|
| Codificare | NTSC , PAL |
| Dezvoltat de | Sony |
| Bazat pe | Betacam |
Betacam Digital ( Digital Betacam în franceză) este un format de bandă profesionale de înregistrare video dezvoltat de Sony în 1993.
Digital Betacam de la Sony se dezvoltă ca succesor digital al venerabilului Betacam SP. Utilizarea masivă a circuitelor integrate specifice, asociată cu recentele progrese tehnologice în procesarea datelor digitale de mare viteză și evoluția suporturilor magnetice (benzi metalice), a făcut posibilă dezvoltarea de înregistratoare video componente digitale accesibile pentru o companie. Producție sau televizor canal .
Este un format care reduce cu un factor 2 rata de biți a semnalului digital 4: 2: 2 codificat pe 10 biți. Unele modele de VCR-uri digitale Betacam sunt compatibile în redare cu casete analogice înregistrate pe o mașină Betacam SP.
Un nou transport de bandă dezvoltat special pentru înregistrarea digitală permite o presiune intensivă asupra mașinii. Pentru a crește eficiența împotriva înfundării, Digital Betacam este echipat cu un sistem de curățare automată la capetele fixe și rotative; banda însăși este supusă și unei curățări permanente. Viteza de citire poate fi ajustată cu +/- 15% pentru a permite, de exemplu, să sincronizeze între ele două aparate video care joacă același program.
Rezoluția PAL este 720x576, în timp ce în NTSC este 720x480. Rata de biți este de 90 Mbit / s.
Diametrul tobei capului , care este de 74,5 mm pentru aparate video analogice în format Betacam SP a crescut la 81,5 mm , pentru a permite viteze de scriere suficientă, cu un unghi de înfășurare de 180 °. Rata totală de biți înregistrată (video și audio) este de 125,58 Mbit / s. Viteza de rotație a tamburului a fost, de asemenea, mărită cu un factor de 3 pentru a ajunge la 75 de rotații pe secundă.
Pe tambur sunt așezate paisprezece capete: patru pentru înregistrare, patru pentru redare (urmărire dinamică), patru așa-numite capete de „încredere” pentru a citi semnalele audio și video în timpul înregistrării lor și în cele din urmă, două capete pentru ștergere.
Modelele care permit compatibilitatea de citire cu formatul Betacam SP au patru capete suplimentare montate pe două blocuri de tambur. Această serie de înregistratoare video detectează prin orificiul de identificare al casetei dacă este în format Digital Betacam sau Betacam SP. VCR comută și adaptează automat viteza benzii și viteza de rotație a tamburului pentru a obține urmărirea optimă a pistei.
În modul normal de redare a unei benzi digitale în format Betacam, sunt utilizate capetele de redare avansate. În modul de asamblare sau inserare, capetele avansate de citire citesc semnalul înainte de ștergere (pre-citire), iar capetele de încredere citesc semnalul înregistrat.
În ceea ce privește capetele staționare, găsim configurația Betacam tradițional și anume, un cap de ștergere generală, un cap de înregistrare al CTL, un cap de înregistrare a ștergerii și codului de timp , un cap de „înregistrare și urmărire a codului de timp.
Banda utilizată pentru formatul Digital Betacam este o bandă cu particule metalice acoperite, cu grosime similară cu cea utilizată în Betacam SP. Cu toate acestea, a fost optimizat pentru a înregistra spectrul codului de canal utilizat în Digital Betacam. Viteza de rulare a benzii este cu aproximativ 5% mai mică în formatul Digital Betacam decât în formatul Betacam SP (96,7 mm / s față de 101,5 mm / s pentru Betacam SP): timpul maxim de înregistrare este astfel mărit la 124 de minute.
Pentru ca răspunsul unui reportofon să fie optim la frecvențe înalte, este esențial ca spațiul de aer al capului citit să fie perfect paralel cu cel al capului care a scris piesele. Dacă unghiul capului de citire diferă de cel al capului de înregistrare, există o slăbire a frecvențelor înalte, care este mai mare cu cât unghiul diferenței de azimut este mai mare. Pentru a remedia această problemă, se utilizează înregistrarea azimutului. Urmele sunt scrise cu capete al căror spațiu de aer are un anumit unghi de înclinare față de perpendicular pe axa pistei. Și acest unghi este alternativ opus de la o pistă la alta. Astfel, dacă un cap de citire revarsă puțin pe pista apropiată de cea pe care ar trebui să o citească, semnalul parazit că se va recupera va fi foarte atenuat, deoarece unghiul azimut nu va corespunde. În formatul Digital Betacam, acest sistem de înregistrare azimut este utilizat pentru a efectua înregistrări cu densitate ridicată. Unghiul azimutului este de aproximativ 15 grade între două piste adiacente.
În format Digital Betacam, semnalele video și audio (4 canale la 16 biți) pentru fiecare câmp sunt înregistrate în 6 piese elicoidale. În același timp, formatul Digital Betacam folosește trei piese longitudinale la fel ca colegii săi Betacam și Betacam SP: o pistă de control (CTL), o pistă Time-Code (LTC), precum și o pistă audio cue (CUE). Piesa clasică a canalului audio 1 este eliminată pentru a face mai mult loc pieselor elicoidale.
Datele primului cadru sunt înregistrate în prima jumătate a celor șase piese și datele celui de-al doilea cadru în a doua jumătate a celor șase piese. Fiecare piesă este construită astfel încât să poată găzdui patru sectoare audio în centru și două sectoare video la capete. Datele video într-un cadru sunt împărțite în douăsprezece sectoare, iar datele audio în șase sectoare pe canal.
Pentru fiecare canal audio, diferitele sectoare sunt aranjate astfel încât să evite erorile în timpul redării. Pentru a delimita fiecare sector, datele sunt adăugate la începutul și la sfârșitul sectorului. În plus, mărcile de editare sunt inserate între fiecare sector, astfel încât piesele să poată fi editate independent. În cele din urmă, a fost pusă în aplicare o nouă metodă de aliniere care să funcționeze în paralel cu procesul tradițional utilizând semnalele servo-longitudinale, astfel încât să se asigure alinierea corectă pe o pistă îngustă, în special în timpul operațiunilor de asamblare repetitive în același punct. Principiul său constă în utilizarea a două semnale pilot scrise pe piesele elicoidale dintre sectoarele audio și sectoarele video (unul fiind la frecvență joasă: 400 kHz și celălalt la frecvență înaltă: 4 MHz).
În formatul Digital Betacam, o pistă CTL, o pistă Timecode și o pistă audio cue sunt situate pe lungimea benzii.
Pentru sistemele cu 625 de linii, semnalul CTL este o tensiune de tip dreptunghiular, tactată la 50 Hz, a cărei margine ascendentă determină începutul fiecărui cadru. Fiecare slot al semnalului CTL nu are o durată constantă. Lungimea variază. Slotul corespunzător primului cadru al unei secvențe de 8 cadre are o durată egală cu 65% din perioada de semnal, iar cel corespunzător primului cadru al unei secvențe de 4 cadre are o durată egală cu 35% din perioada semnal.semnal. Aceste variații permit identificarea rapidă a primelor cadre ale secvențelor 4 și 8 cadre.
Semnalul Time-Code corespunde semnalului convențional al standardului EBU. O imagine este codificată pe 80 de biți. Datele corespunzătoare numărului cadrului, al doilea, minutului și orei sunt marcate bifazic codate și înregistrate pentru fiecare cadru. Principiul marcajului bifazic este după cum urmează: un „0” determină o tranziție și o menținere a nivelului pe parcursul întregii perioade de ceas, în timp ce un „1” provoacă o tranziție și o schimbare de nivel la jumătate din jumătate. perioadă.
Piesa audio cue este utilizată în principal pentru editare, pentru a localiza mai ușor o secvență sonoră. Este înregistrat la fel ca piesele audio longitudinale în formatele Betacam SP.
Interfață componentă digitală în serie, conformă cu standardele SMPTE 259M / EBU t. 3267 / CCIR 656-III, acceptă semnalul video component, precum și semnalele audio digitale cu 4 canale pe un singur cablu coaxial BNC. Semnalul component analogic și semnalul compozit (cu BKDW-506) sunt digitalizate ca date paralele, la standardul CCIR 601. Pot fi selectate datele audio ale interfeței digitale AES / EBU sau datele intrării analogice. Pentru înregistrare . Acestea sunt convertite în date seriale.
Datele video sunt procesate conform denumirii 4: 2: 2 (CCIR-601). Acestea sunt apoi multiplexate în ordinea „Cb, Y, Cr, Y, Cb, Y, Cr, Y, ...”. Referința de timp pentru operațiunea de conversie analog-digital este dată de marginea anterioară a impulsurilor de sincronizare a liniei. Acest front se întinde pe patru cuvinte și este adăugat înainte și după linia digitală activă. Determină începutul liniei active (SAV) și sfârșitul liniei active digitale (EAV).
În VCR-urile digitale Betacam, cuantificarea sunetului este liniară și se face pe 20 de biți. Două canale audio sunt multiplexate și stocate într-o „imagine” a cărei durată corespunde unei perioade de eșantionare. Fiecare imagine este împărțită în două subimagini. Datele primului canal audio sunt stocate în imaginea secundară A și cea a celui de-al doilea canal audio din imaginea secundară B. Fiecare imagine secundară este codificată pe 32 de biți și conține atât datele audio, cât și alte date. .
Rata de date video este redusă la aproximativ jumătate de sistemul de înregistrare a coeficientului. Datele video digitale sunt mai întâi convertite în spații de frecvență prin metoda DCT (Transformarea cosinelui discret). Aceste spații de frecvență sunt apoi ponderate în funcție de coeficienții DCT care corespund caracteristicilor viziunii umane. Datele unui cadru sunt apoi comprimate. Apoi, codurile scurte sunt atribuite datelor care apar frecvent. Aceasta are ca rezultat o comprimare de ordinul 2: 1, cu o adevărată pierdere relativă de date utile, dar interesul acestui cod constă în faptul că VCR rămâne capabil de editare la cel mai apropiat cadru.
Procesorul audio efectuează controlul automat al câștigului , controlul înregistrării, precum și adăugarea unor date.
Formatul Digital Betacam utilizează un tip de corecție a erorilor cu două coduri: codul ECC intern și codul ECC extern, ambele folosind codul Reed Solomon.
În acest tip de codificare, se codifică valorile A, B, C, D ale datelor, suma S a acestor date, precum și suma Q a datelor înmulțite cu coeficienți cunoscuți.
De exemplu :
La recepție se citesc valorile A, B, C, D, S și Q. De exemplu :
Circuitul de corecție recalculează sumele teoretice S '= 1100 și Q' = 3200 apoi diferențele DQ = Q'-Q = 200 și DS = S'-S = 100
Raportul DS / DQ = 2 dă coeficientul valorii la care a apărut eroarea. În acest caz, este valoarea B.
Când adăugați date de sincronizare la un bloc de cod intern de 180 de octeți, acest bloc se numește bloc de sincronizare. Este unitatea de bază a sectoarelor video și audio. Un sector video este format din 126 de blocuri de sincronizare, o pistă video din două sectoare video, un cadru video din douăsprezece sectoare video.
Un sector audio este format din 6 blocuri de sincronizare. Pentru fiecare canal, un cadru audio este format din șase sectoare, adică treizeci și șase de blocuri de sincronizare. Deci, două blocuri ECC constituie un cadru audio al unui canal.
Structura blocului de cod intern care constituie un bloc ECC este, prin urmare, comună pentru video și audio. Cu toate acestea, structura blocului de cod extern diferă.
Formatul Digital Betacam adoptă sistemul de codare a canalului S-NRZI sau Scrambled Non Return to Zero Inverted (Scrambled Non Return to Zero Inverted), care este superior în caracteristicile sale de zgomot. Particularitatea codificării NRZI este că un „1” determină o tranziție la jumătatea perioadei de jumătate de ceas, un „0” nu are efect. Prin urmare, dacă polaritatea semnalului este inversată, datele codificate rămân aceleași, în plus, acest tip de codificare face posibilă transmiterea cu datele, semnalul ceasului.
Datele de citire digitală sunt egalizate prin circuite de egalizare automate, iar erorile sunt corectate prin coduri ECC interne și externe, care pot corecta majoritatea datelor afectate de zgomot și căderi ale semnalului reprodus. Datele nerecuperabile sunt corectate de circuitele de ascundere a erorilor.
Datele video componente sunt convertite în date seriale și multiplexate cu datele audio, apoi sunt scoase în format de interfață digitală serială.
Pentru ieșirile analogice, datele video componente suferă o conversie digital-analog într-un semnal analog component, dar sunt, de asemenea, codificate în compozit digital și apoi convertite într-un semnal analog compozit.
Pentru ieșirile audio, sunt disponibile interfața digitală AES / EBU și datele analogice.