非磁帶記錄介質高清攝像機的性能分析

王 健，耿業軍

（遼寧師范大學 計算機與信息技術學院，遼寧 大連 116081）

隨著市場對高清節目需求的增加，高清攝像機已成為前期拍攝中不可或缺的設備，目前基于IT技術的非線性記錄介質種類很多，選擇基于何種介質的高清攝像機成為電視臺及節目制作公司關注的焦點[1-2]。

1 非磁帶記錄介質的類型和參數對比

非磁帶記錄介質的優勢在于拍攝后可以直接進行非編，而無須上載、轉存或格式轉換，實現了拍攝到編輯零中間環節的高效連接。存儲介質的改變和發展，使節目制作流程更加簡潔，工作效率大大提高。表1列舉了6種非磁帶記錄介質的主要參數。

表1 非磁帶記錄介質的參數對比

1.1 XDCAM專業光盤

2003年索尼公司在NAB展會上首次推出XDCAM專業光盤，它應用新一代專業光盤技術，利用單光頭的86 Mbit/s傳輸速率以及雙光頭的144 Mbit/s傳輸速率實現高比特率的記錄和順暢的資料傳輸。光盤直徑12 cm，提供23.3 Gbyte和50 Gbyte 2種容量[3]。采用耐久性和防塵性優良的光盤盒，避免了灰塵和沖擊對于光盤的影響，并且強化了表面的保護，可保存50年以上。藍光盤的記錄層上使用了一種特殊的記錄材料，達到記錄/重播穩定性。在設計上還注重了溫度和濕度方面的耐久性，使之適用于復雜苛刻的工藝環境，具有線性和非線性的諸多優點，成功應用于廣播電視專業領域。

1.2 Iomega REV移動式硬盤

2004年美國數據存儲廠商艾美加（Iomega）推出全新REV磁盤驅動器和35 Gbyte便攜式硬盤，這是首款基于RRD技術的產品，既具備磁帶的移動性，又擁有硬盤的速度和易用性。REV磁盤驅動器的讀寫頭與硬盤分離的設計，彌補了硬盤容易因讀寫頭造成的損壞。REV磁盤驅動器沿用了高敏感度讀/寫磁頭，電子部分密封于磁盤驅動器內，同時裝有空氣過濾系統，在REV磁盤內形成無塵的操作空間，提高產品可靠性。REV磁盤的數據傳輸速度高出磁帶8倍，最大可保持為25 Mbit/s，采用拖放式隨機存取技術，用戶可以在數秒內復制和存儲單個文檔。磁盤經過特別加工，外殼堅固可靠，可用30年以上。結合了先進雙段改錯及自動磁頭清洗功能，錯誤率低于現有密封硬盤3個數量級。REV移動式硬盤有35 Gbyte，70 Gbyte和120 Gbyte幾種規格，體積小于一副普通撲克牌。

1.3 P2卡

松下電器于2003年發布P2卡，它是一種為專業音視頻而設計的小型固態存儲卡，存儲核心采用4片高速SD卡，最大數據率達640 Mbit/s。卡上的音視頻數據即刻就可以裝載，每一段剪輯都是MXF和元數據文件，這些數據不需要數字化處理，就可以立即用于非線性編輯或在網絡上進行傳送。P2卡沒有機械結構，可以高速啟動，在待機狀態下可以瞬間開始記錄，不需尋找記錄開頭，也沒有覆蓋素材的危險。P2卡配置了防寫開關，以避免誤刪除。P2卡采用PCMCIA接口，用戶可直接將P2卡插入到筆記本非編機中進行素材讀取、編輯及傳輸，真正實現了理想中的IT化高效率工作流程。目前有16 Gbyte，32 Gbyte和64 Gbyte 3種容量。P2卡采用全金屬封裝，可靠性強，可以抵抗高達1 500 g的撞擊和15 g的震動[4]。

1.4 易盤卡

2005年國內華傲精創首先使用iVDR驅動器為記錄介質開發專業攝錄設備，并將記錄介質命名為易盤卡。易盤卡是采用iVDR聯盟技術標準的移動硬盤和半導體卡，數據接口遵循串行的S-ATA標準，能實現3 Gbit/s的數據傳輸速率，其插拔壽命不低于1萬次，能夠直接與計算機的SATA接口進行連接。易盤卡接口采用26芯接口，其中有2組7芯的S-ATA數據線、1組6芯的電源線、1組6芯數據信息與知識產權保護的ID芯。易盤卡有2.5 in和1.8 in 2種規格。2.5 in易盤卡為110 mm×80mm×12.7 mm，重 140 g；1.8 in易盤卡為 67 mm×80 mm×10 mm，重 70 g。2.5 in 易盤卡有 80 Gbyte，120 Gbyte，160 Gbyte 和250Gbyte幾種容量。轉速為5 400 r/min和7 200 r/min的易盤的數據傳輸速率可分別達493 Mbit/s和629 Mbit/s。易盤卡本體裝有驅動器和磁盤，抗沖擊能力達到900 g以上。

1.5 GFPAK閃存存儲盒

2007年4月池上公司和東芝公司聯合開發移動存儲介質GFPAK。GFPAK是基于閃存或硬盤的便攜式存儲介質，采用標準的S-ATA接口和相同的外觀。GFPAK閃存存儲盒有16 Gbyte，32 Gbyte和64 Gbyte。GFPAK集成了專利技術和增強型防錯技術，保護數據完整性，還支持高速隨機存取，提高工作效率。它還裝有即使在斷電狀態下也能夠顯示剩余時間的剩余時間元器件。配有串行ATA接口及USB2.0接口。

1.6 SxS卡

2007年4月，Sandisk與索尼聯合發布了SxS存儲卡規范，這是全球第一種基于PCI Express的固態存儲介質，符合Express Card/34規格，為傳統PC Card的一半，小巧易攜帶，目標傳輸速率為800 Mbit/s，有8 Gbyte與16 Gbyte 2種規格，可以直接插入計算機的Express Card進行數據交換。

2 非磁帶介質高清攝像機的性能對比

隨著非磁帶記錄介質技術的成熟和價格的降低，越來越多的專業制作廠商開始使用新型介質作為攝像機的記錄介質。表2列出了5款具有代表性的應用非磁帶介質廣播級高清攝像機的性能參數。

表2 廣播級非磁帶介質高清攝像機的性能對比

2.1 索尼PDW-700高清專業光盤攝錄一體機

該機具有先進的14 bit數模轉換功能，支持4通道24 bit音頻，采用 50 Mbit/s 4∶2∶2 MPEG-2 長 GoP 格式進行記錄。支持多種高/標清記錄格式，包括1 080p/i，720p，還可以兼容XDCAM HD 4∶2∶0高清格式，以及MPEG IMX與DVCAM標清格式的記錄與回放。具備30 s圖像緩存記錄和間隔記錄功能。Live&Play功能可以將重放信號與輸入的攝像機信號同時進行輸出。具有2個HD/SD SDI接口，內置下變換器，可以選擇高清或者標清SDI輸出，下變換方式有壓縮、切邊、信箱3種方式。具有以太網接口，可以FTP方式進行記錄文件的傳輸。在記錄高分辨力視音頻數據的同時，還可在同一張光盤上生成該AV數據的低分辨力MPEG-4版本用于瀏覽和編輯。可滿足快速、高效的新聞體育類應用。

2.2 松下AJ-HPX3000高清P2卡攝錄一體機

該機采用 AVC-Intra 100 模式實現 10 bit 4∶2∶2 采樣的高畫質記錄，對應 1 080p/25 f/s（29.97～23.98 f/s）原生記錄，通過F-REC模式電影伽馬、電影鏡頭用倒像功能也適用于電影制作，還可切換為DVCPRO HD/DVCPRO 50記錄。5個P2卡槽可實現多功能、多格式記錄，具有高速響應。具有包括電影模式的6種伽馬曲線、14 bit DSP電路的12軸獨立色校正和4聲道16 bit數字音頻。色散校正可以通過組合相應變焦鏡頭，得到近似定焦鏡頭范圍的圖像。動態伽馬可以擴大抑制黑白失調的動態范圍。具有抗震性好、無間斷拍攝、后期編輯簡單便捷等優勢，在新聞、電影、廣告、電視劇、記錄片等制作領域得到廣泛應用。

2.3 華傲精創HDC-680高清易盤卡數據攝錄一體機

該機由華傲精創與日立公司合作推出，機頭部分采用日立的相應產品，配置為3片2/3 in，220萬像素IT型CCD，14 bit A/D轉換，30 bit數字信號處理。以易盤卡為記錄介質，拍攝模式1 080i/50 Hz，具有雙文件格式、雙碼流、雙盤卡記錄等特點，2塊易盤卡可以連續記錄和鏡像記錄。可采用 MPEG-2 I幀（100 Mbit/s）、MPEG-2 IBP 幀（80 Mbit/s）、AVS、H.264 等多種編碼方式， 支持 AVI與MXF 2種文件打包格式，音頻最多8通道記錄。易盤卡可以交替“串行”記錄，支持全面熱插拔。具備8 s預錄功能，避免錯過重要鏡頭記錄。在記錄MPEG-2高質量視音頻流的同時，同步記錄一個低碼流MPEG-4視音頻數據，為后期編輯制作、網絡快速傳送提供良好的支持。記錄介質易盤卡經過特殊設計，對機械震動、沖擊碰撞和溫度變化有著很強的適應能力，特別適合在惡劣的環境下工作。

2.4 池上HDS-V10無磁帶攝錄一體機

該機支持1 080i或720p高清以及多種數字記錄模式，采用了標準的MPEG-2壓縮及MXF檔案格式，可兼容于多數非線性廠商。采用TOSHIBA的ECC以及原器件標準化等的快閃存儲技術，通過GFPAK閃存存儲盒的方式進行介質的記錄，提高其穩定性。具備3 s預錄功能，30 s緩沖記錄裝置，即使在更換GFPAK時，也可保持不間斷的連續錄像。在寫入及刪除時，采用指令存取方式，以避免電源中斷時因信號周期性不穩而出現信號遺失的現象。快閃記憶體記錄介質的抗沖擊性、防震動性及環境使用能力都高于以往產品。采用低重心及最大限度擴大肩托接觸面積的設計更具拍攝平衡性。在環境適應性能方面，防塵防雨的設計使其能在雨天及塵土環境中使用。

2.5 湯姆遜草谷DMC 1000/20數字介質攝錄一體機

該機采用22 bit數字圖像處理器，提供75 Mbit/s的高清視頻比特率，支持1 080i/50/60 Hz，720p/50/60 Hz，1 080p/24/25/30 f/s，576i/480i等多種高/標清格式的記錄，并支持 JPEG2000，MPEG-2（可選）、DV25多種編碼 格 式 ，JPEG2000 編碼可提供 HD（4∶2∶2，10 bit）記錄。記錄的高清素材解碼時就可以在多種分辨力之間任意選擇，避免了下變換的步驟，能方便地滿足高清、標清、QCIF及PICON等多種應用需求。記錄介質除使用內置的REV PRO移動硬盤或專業級固態CF閃存卡（2個）記錄外，還可通過USB（3個）或Firewire接口使用外置U盤或移動硬盤記錄。除了集成了HD-SDI／SD-SDI、模擬復合、時間碼、AES音頻及模擬音頻接口外，還帶有HDMI接口以連接獨立監視器和千兆以太網接口（2個）用于網絡文件的傳輸。該機型設計理念先進，給用戶提供最全面的多格式解決方案，用戶可以任意選擇存儲介質、壓縮格式、傳輸手段，可廣泛應用于影視行業。

非磁帶介質高清攝像機的使用不僅改變了工作流程，也改變了產品的設計和操作平臺。采用新一代記錄介質的高清攝像機精彩紛呈，使影視行業與IT和互聯網緊密結合。

[1]張海濤.加快我國高清電視、數字電影和移動多媒體廣播電視發展[R/OL].[2009-05-01].http：//gbh.cctv.com/birtv2008/20081104/103311.shtml.

[2]杜百川.廣播電視技術進展[J].廣播電視信息，2008（12）：24-27.

[3]劉怡昆.藍光盤和P2卡的性能比較[J].中國有線電視，2006（12）：1186-1189.

[4]李玉星.替代磁帶的下一代攝像機存儲介質（下）[J].現代電視技術，2008（2）：60-64.