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（2） 磁路模式
在格式中，為了錄制不同的信息把一個磁跡分為8個區：3個ITI區，2個音頻區，2個視頻區，1個副碼區。在區與區之間錄有一定的編輯間隙，這些間隙能吸收編輯過程中可能發生的定時錯誤。625／50系統的1幀視頻信號被分為24等份后，由上到下分別記錄在指定區上。
如果用CH1的“＋”方位角磁頭重放1幀中的區（1）的信號，那么，下一幀的同一區將由CH1的“－”方位角磁頭重放，如果雙磁頭中的一個發生故障，那么對面的磁頭將捕捉信號并且每隔一幀重放一次。
5 磁鼓組件
（1） 磁鼓組件的結構
磁鼓組件包括固定的上部磁鼓、下部磁鼓和旋轉的中間磁鼓。因為旋轉的中間磁鼓的滑動幅度很窄，所以它具有能夠穩定地連接在磁頭與磁帶之間的優點。由于滑動部分越寬或磁鼓旋轉速度越高，空氣膜就變得越厚。空氣膜越厚，磁鼓與磁帶的接觸越不穩定，這是因為空氣膜把磁鼓和磁帶隔絕開來。盡管其運行速度是VHS方式的3倍，但由于旋轉磁鼓滑動幅度很窄，旋轉磁鼓不增加磁鼓入口處的氣體隔層（空氣膜）。
（2） 磁頭的結構
BR－D85E／D80E的磁頭結構如圖2所示。
圖2 磁頭結構（BR-D85E/D80E）
DIGITAL－S磁帶錄像機的REC和PB磁頭由具有不同方位角的對磁頭構成。所以可以同時進行兩個磁跡的錄像或放像，因為一幀的視頻數據被分為12份并分別被錄制在12條磁路上。所以磁鼓運轉速度是VHS系統（4 500轉／min）的3倍（由于VHS磁鼓的磁頭磁跡是一場一跡，而DIGITAL－S是由具有不同方位角的雙磁頭構成，且一幀12條磁跡）。
只要預讀編輯功能把PB信號輸入特殊效果裝置等，便可以在同一磁帶上錄制已經處理過的信號。為了實現這一功能，安裝時使PB磁頭高于REC磁頭1 mm左右（4幀）。注意：只有BR－D85E才具備預讀錄像功能。
6 視頻系統
（1） 信號流程如圖3所示
圖3 視頻信號流程圖
（2） 各塊的功能 ①A／D轉換器 因為視頻信號為模擬信號，A／D轉換器的作用是把視頻信號由模擬量轉化為數字值。模擬波形時間軸上的分割被稱為“取樣”，而電壓的分割則稱為“量化”。在DIGITAL－S系統中，取樣頻率Y＝13．5 MHz，R－Y或B－Y＝6．75 MHz，量化比特為8 bit的數字色差分離（4∶2∶2）。
因為有效像素為720（像素）×576（線），1s內的數據為166 Mbps＝720（H）×576（V）×2（Y＋C）×8（bit）×25（幀）。
② 改組
改組的目的是將作為固定長度的單位的五大塊內包含的情報量均一化，使由于壓縮而產生的失真顯得不明顯。具體地說，改組即是按照某種規則，將從圖像各處選來的情報匯集成五大塊的過程。
.DCT塊
在改組之前，一幀的數據被分為8×8像素的塊（稱作DCT塊）。各塊都是DCT的基本單位。因為Y信號和色差信號的取樣頻率不同，Y信號被分為72（V）×90（H）塊，而色差信號被分為72（V）×45（H）。
.MB宏塊
一個宏塊由一個圖像中的相同位置的4個DCT塊組成。4個DCT塊由Y塊和各色差信號（Pb或Pr）的兩個DCT塊組成。在宏塊單元上進行ECC遮掩。
③ 數據壓縮
如果把視頻信號轉換為數字信號，并按原樣錄制的話，記錄數據量就非常大。所以，從錄像時間及磁帶消耗的觀點出發，需要對數據進行壓縮。電視畫面由每秒25幀（PAL）連續移動的圖像構成。且各連續幀之間的區別很小。如果只錄制這些變化了的數據，從理論上講錄像數據將被縮減。這種視頻數據壓縮系統被稱為幀間編碼，采用MPEG－1。雖然基于幀間相互關系的這種數據壓縮系統可以提高壓縮率，但是為了再現一幀需要前一幀的視頻數據。鑒于這種情況，很難把基于幀間相互關系的這種系統用于DIGITAL－S磁帶錄像機，因為DIGITAL－S錄像機要求把前一幀作為一個單位進行編輯，并且以不同的速度重放。所以，DIGITA－S磁帶錄像機采用在各幀內壓縮數據的幀內編碼系統。在這種壓縮系統上，畫面被分為細小的塊（宏塊），并且組成以5個宏塊為一個單元的固定長度數據。因此，可以把一幀的視頻數據壓縮到不超過按照視頻錄像率計算的一定比特。具體地說，用高度數字處理手段如DCT（離散余弦變換），再量化、VLC（變長編碼），將視頻數據壓縮到50 Mbps或1／3．3（50∶166 Mbps）。
.DCT（離散余弦變換）
DCT是把數學理論用于將空間時域像素值轉換到頻域。因為相鄰的像素間有冗余數據，DCT使分布廣泛的信號能量被壓縮到低頻部分。
.重新量化
重新量化是指在幾乎不降低圖像質量的基礎上減少視頻數據量。這是因為信號能量集中的低頻部分被細致地量化，而信號能量分散的高頻部分則被簡單地量化。在重新量化過程中，把DCT輸出分為4個區，由不同的量化步驟分別進行量化。各區的量化步驟已被確定，各量化步驟中將由改組聚集的5個宏的數據總量壓縮為規定的量。但是，因為直流成分是十分重要的數據，所以不被重新量化。
.VLC（變長編碼）
利用以短符號代表發生率高的物質，以長符號代表發生率低的物質的方法，可以縮短符號整體的平均長度。這種編碼方法稱為變字長的編碼（VLC）。DIGITAL－S格式的變長編碼是以霍夫曼編碼為基礎的連續長編碼。（連續長編碼是編制有連續出現傾向的“0”數據的有效方法，即以連續出現“0”數據的個數和接在這個“0”數據后面的其他數據為一組的變換方法）。
霍夫曼編碼：可以縮短符號全長，因為它把出現頻率高的以連續長編碼組成的數據組（包括“0”的個數和“0”以后的數據）用短符號來代替。
.ECC（糾錯碼）
如果數字化信號受到噪音、灰塵等的影響，PB信號可能變成與記錄信號不同的信號。因此在數字錄像機記錄時一般在記錄信號中加入糾錯碼，錯誤信號被糾錯碼更正后再進行重放。Digital－S錄像機中采用里德－所羅門乘積碼，這種碼對出現在音、視頻數據中的隨機錯誤或群錯誤（連續錯誤）具有很強的糾錯能力。
.DCI
DCI重新調整錄制的磁帶上的視、音頻數據及其他數據以適應Digital－S格式。結果使一幀視頻數據被分成24個區，而音頻信號則被分成每聲道6個區。另外，DCI調制了磁跡格式化的數據之后將此數據由并行數據轉換為串行數據，然后送到REC放大器。
調制（通道編碼）：在把數字信號錄到磁帶上之前記錄數據列就已經被轉換為與數字錄像放像系統吻合的數據。這項轉變主要依靠磁帶的記錄、重放特性和使用的機器、記錄數據傳輸率等來進行。在數字磁帶錄像機中，雖然旋轉變壓器是向旋轉磁鼓發送信號的主要手段，但在發送包括連續“0”“1”的數字信號時，這種旋轉變壓器存在著弱點，因為上述信號中有很多DC成份，為獲得重放信號，需要用PLL電路觸發與重放信號同步的時鐘。為了觸發穩定的時鐘就要縮短連續“0”“1”的長度。從磁帶的記錄密度來看，“0”，“1”交替出現的現象也是最不希望有的現象，因為交替出現“0”，“1”是最難讀取的數據。通道基本上由SI－NRZI24／25調制構成。根據以上內容進行“0”和“1”的轉換，使“0”和“1”的排列適合于附加同步、記錄和重放。
7 音頻系統
（1） 記錄通道數
數字音頻：4聲道（可以進行獨立插入編輯）
搜索音頻：2聲道（交流偏置記錄，搜索專用）
（2） 數字音頻的規格
壓縮：無糾正錯誤：里德－所羅門乘積碼內側（85，77），外側（14，9） 取樣頻率：48 kHz量化比特：16 bit。
（3） 音頻AUX數據
除音頻數據外，以下數據也可以錄到音頻塊內：a）REC聲道數：2聲道狀態或4聲道狀態；（b）加重：開／關；（c）編輯點數據：是否為編輯點；（d）記錄數據總數：一幀取樣數據為1 896～1 944。
（4） 信號流程如圖4
圖4 音頻信號流程圖
.各部分功能
A／D轉換器：使用一個不與視頻系統同步的48 kHz取樣時鐘模擬音頻信號轉換為數字音頻信號。作為標準輸入電平（＋4 dBμv）的模擬音頻信號降至－20 dB后被轉換為數字數據。數據傳輸率轉換［記錄時］：在此將不與視頻信號同步的被取樣的音頻數據處理成與視頻信號同步。具體地說，音頻數據被分為與每1個視頻幀相等的單位，然后使各單比特數據與視頻系統的時鐘同步。此時，幀的取樣數據不固定，且以幀為單位進行變化。所以，錄制的數據量被記錄在音頻AUX區。［重放時］：把在記錄時轉變的音頻數據恢復至原始的傳輸率。簡而言之，控制VCO，使一幀中的時鐘數與記錄在音頻AUX區的記錄數據總數相同，由此得到的時鐘被用于數據傳輸率的轉換。
.改組／重組
改組：在記錄時根據某種規則重新編排數據以便在發生群錯誤時起到重新處理記錄數據的作用。 重組：將轉換的數據形式恢復到原來的狀態以備重放時用。
ECC，DCI：參考視頻中相應小節。
D／A轉換器：D／A轉換器將數字信號轉換為模擬信號。
作者單位：浙江省 舟山有線電視臺技術部 郵編 316000 | 
