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Sony IMX数字录像机的性能分析和日常维护

2008-02-26 安徽电视台 刘利 依马狮广电资讯网


  2004年我台首次使用了六个频道的数字播出系统,对于播出线和节目素材上载系统我们全面引进了Sony公司的MSW—M2100P和Panasonic公司的AJ—D950两种数字录像机机型,其中数字录像机MSW—M2100P可以兼容BETACAM SP、BETACAM SX、MPEG IMX、DIGITAL BETACAM和HIGH SPEED这五种格式的录像带的播放,数字录像机AJ—D950适用于DVCPRO 50格式的录像带的播放,有了这两种录像机就足够满足数字系统各种带型节目的播出了。对于数字录像机我们相关的资料很少,很多的知识要在日常使用和维护中慢慢的总结和积累,经过两年多的使用和维护我把数字录像机的关键技术总结了一下,以便大家更好的使用和了解数字录像机,更多了解数字录像机MSW—M2100P。
  
一. 目前数字录像机中采用的几种关键技术
  1.提高记录密度的技术
  如果视频信号Y:CR:CB按照4:2:2格式标准采样,8bit量化,则视频的数据率为216Mb/s。若按照最高传输效率2b/s/Hz来计算,其传输带宽约108MHz是模拟录像机的四到五倍。为此,只有提高记录密度才能保证同一盘磁带具有和模拟录像机录制的磁带相同或更长的记录时间,所以解决数据率增加的问题主要是提高记录密度。目前提高记录密度的方法主要有以下三种:1.采用数据压缩技术;2.通过改善磁头与磁带的性能,减小最短记录波长;3.减小磁迹宽度,取消保护带。

  2.误码纠正与掩错技术
  数字信号在录放过程中因下列原因不可避免会出现误码:1.磁带本底杂波过大;2.磁带上磁粉脱落;3.传输系统带宽不合适引起码间干扰;4.时钟脉冲抖动等。根据原因不同,误码分两种类型:一是磁带次粉脱落引起的突发性误码也就是较长时间的连续误码;二是杂波、码间干扰等引起的随机误码。对于这些误码是利用纠错编码直接纠错,纠错编码主要采用二维RS(里德-索洛蒙)码。二维RS码具有两个优点,一是有利于纠正突发性误码;二是纠错能力强。

  3.数据交织技术
  交织也称交错、改错。对于无数据压缩的数字录象机,交织只在通道编码过场中进行,目的是减小误码的影响。

  4.通道编码(调制)技术
  在录像机中,数字信号通常是以非归零(NRZ)码形式进行处理的,但这种码包含有很高频率成分和极低频率成分,不适合于磁记录。通道调制实际上是一种码型变换,主要目的是减少数字信号中的低频与高频成分,使能量集中在中频范围,形成适合记录的码型。现在数字录象机的通道编码(调制)都采用扰码+交错非归零倒相(S-INRZI)。

  5.录放通道的传输特性
  录像机录放的数字信号是基带信号,理论上是矩形波,频道宽度几乎是无限的,而实际录放通道的宽度总是有限的,经录放后必定会出现波形失真。为此使录放通道具有良好传输特性是十分重要的,所谓的良好的传输特性是指通频带窄、能使脉冲信号经传输后又无码间干扰,并且电路容易实现的传输特性,根据传输特性设计录放通道。现在使用的所有格式的数字录象机中,录放通道的传输都采用部分响应4(PR4)。

  6.ATF跟踪技术
  在磁带录像机中,为了使重放图像信号有足够高的信杂比,重放时必须实现跟踪,即让旋转的重放磁头对准倾斜磁迹拾取信号。数字录像机等磁迹较窄的格式都采用ATF跟踪技术。ATF跟踪技术的特点是直接从重放的数字信号中找出跟踪误差(即磁带上的倾斜磁迹和磁头在磁带上扫描线的位置误差),然后通过主导伺服电路调整磁带运行的纵向位置实现跟踪。

二. 数字视频磁带录像机Sony MSW-A2000P
  我们台使用的数字视频磁带录像机Sony MSW-A2000P是基于MPEG IMX格式的数字视频磁带录像机。它不仅仅可以记录和重放MPEG IMX格式的磁带还重放Betacam SX格式和模拟Betacam格式记录的磁带。同其它传统的Betacam系列录像机一样,MPEG IMX格式也采用12.65mm宽度的磁带。这种经济型的格式使用50M高品质图像质量的MPEG-2压缩方式,可以提供最长3个小时的记录时间。它同Betacam SX一样,视频信号压缩采用MPEG-2压缩方式,并且压缩后的信号可以直接进行传送,而没有图像质量的损失,这种传送不仅仅可以向录像机传送视频信号,还可以向其它支持MPEG的设备例如非线性编辑系统和服务器系统传送。这样就同下一代使用MPEG-2压缩方式的数字电视格式保持了一致。音频磁迹允许最多记录8个声道,这就为将来扩展到多频道、多语种广播、数据广播等等做好了准备。此外该款录像机还具有:

  (1)高品质磁头和兼容重放功能:新开发的高品质磁头和动态跟踪(DT)技术,在狭窄的磁迹上提供高稳定性的高密度记录和重放。除了可以记录和重放MPEG IMX格式以外该机装有Betacam SX格式重放磁头和模拟Betacam DT磁头,提供了兼容重放功能,使多种记录资源可以被有效的使用。

  (2)MPEG IMX录像机视频信号压缩使用4:2:2类@主级MPEG-2帧内编码方式,压缩比为1:3:3;数据记录采用50Mb/s比特率。记录下来的MPEG-2数据可以直接传输给其它的非线性系统,提供了没有图象质量损失最适宜的编辑系统。该机支持高品质的16比特/48kHz音频。配备了8声道的数字音频输入/输出和4声道的模拟音频输入/输出。音频信号基于AES/EBU格式,仍然采用不压缩的数字信号处理。为了支持更高品质要求的记录和重放,可采用4声道24比特48kKHz编码模式。这样不仅可以满足多频道应用还可以用于高品质的声音编辑。

  (3)该机有符合SMPTE305M标准的SDTI输入/输出接口因此可以用来将MPEG-2数据、音频数据、元数据等信号传输到其它的录像机或者非线性设备。

  该机具有高品质可变重放和数字微动声音功能,还具备了DMC编辑、分离编辑、预读编辑、交叉-渐变编辑等编辑功能。这些特点和功能对我台在上载播出素材和录制、编辑节目等方面都带来了高质量的信号保障,使得节目质量一直保持领先水平。

三. 录像机的日常维护保养
  一个电视台播出质量的好坏,除了切换台及相关视音频处理设备外,最关键的质量保证莫过于信号源本身的质量好坏了,而还原优质信号的画质和音质莫过于录像机的品质保障了。录像机的日常维护和保养可以大幅度提高录像机的使用寿命,减少故障的发生率,为电视台的安全播出提供重要保证。录像机对机房使用环境条件要求较高,特别是数字录像机,如温度、湿度、灰尘、散热通风等。我台播出机房的实际状况却相去甚远。机房场地狭小、无隔离防尘设施、不通风、温度高、散热慢、机房呈开放式,管理困难。针对我台播出机房上述实际情况我们加大了对录像机的清洁保养频度,加强对机房室内环境的清洁、吸尘及管理,才保证我台节目得以高质量的安全播出。

  前面提到我台播出部的录像机主要分为两种,一种是IMX,一种是DVCPRO 50,我们对录像机的保养分为日常维护和定期保养。

  1.日常维护主要是清洁机器,吹扫灰尘
  一般每1~2月用皮老虎吹一次灰。每周用清洁布浸透清洗液后清洗视频磁头等。

  磁鼓清洗方法如下:一只手拿浸湿高纯度乙醇的麂皮微用力按在上下磁鼓接缝处不动。另一只手扶按上磁鼓内沿轻轻转动2-3圈即可,清洁过程中注意手不可碰磁鼓外沿。

  如果磁头上粘附了硬脏或磁头被小沙子碰伤,则必须使用清洗带。清洗方法如下:将清洗带插入录像机中按下PLAY键,运行5s即可,用此方法一般清洗1~2次就可见效。

  2.定期保养
  定期保养可根据机器的小时表进行,小时表分4个时间来记录其中T1:开机时间;T2:磁鼓运行时间;T3:磁带运行时间;CT:穿带和退带操作的总时间。我们一般根据T2时间进行定期保养。定期保养主要有录像机厂家定期对机器检查和维护。

  一般录像机每使用50小时后就应用清洗带清洁一次。在录像机磁头每使用100-200小时后用清洁剂与清洁纸配合进行一次清洁,这种情况下录像机应处于关机状态,切勿使清洁纸接触到录像机中有油的部件,否则清洁纸则会将油渍带到录像机其它部件下,若发生清洁纸脏了应及时更换,切勿使用脏清洁纸保养,清洗完毕要等清洁剂完全挥发,机器内部干燥后方能试机。

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