技术背后 DV与HDV

截至目前，DV是第一种也是唯一一种获得广泛认可的消费用数字视频磁带记录格式，DV在消费电子与专业电视领域取得的成功为HDV的诞生做了必要的铺垫，HDV的核心设计思想是以成熟的DV磁记录机构为基础，将高效的MPEG-2数据流存储在DV磁带上，这样即可在较短的时间内以较低的成本实现高清电视节目的采集，事实证明，HDV格式取得了成功。那么，由DV到HDV究竟发生了哪些变化？HDV 1080i与HDV 720p之间又存在着哪些区别呢？

1998年8月，国际电工委员会了IEC 61834系列标准，定义了一个采用6．35 mm磁带的消费用螺旋扫描数字视频磁带记录系统。截至目前，该系列标准共包含10个部分，其中，IEC 61834-1规范了磁带、螺旋记录、调制方法、磁化以及基本系统数据等通用规格。而IEC 61834-2规范了标清(DV)格式图像和声音的记录，尚未正式的IEC 61834-11则规范了1080i与720p两种HDV格式。

一个现代的的数字视频磁带记录格式大致应包含磁带及带盒的物理规格，磁带记录的物理规格源视频与音频信号处理等几部分。

磁带及带盒的物理规格。DV与HDV的磁带及带盒的物理规格相同，常见的MiniDV规格带盒尺寸为66．0mm×48．0mm×12．2mm，最长记录时间为60分钟，标准规格的DV带盒尺寸为125．0mm×78．0mm×14．6 mm，最长记录时间为276分钟。带盒内可内置ID板或存储器芯片，用于标记磁带厚度、类型、级e及其它附加信息，DV的磁带厚度为7．0或5．3微米，宽度为1／4英寸(6．35毫米)，磁带类型有金属微粒、金属蒸镀与清洁带，磁带等级分为消费用录像机，非消费用录像机与计算机三种。但IEC 61834-1并没有规定磁性材料的化学式与磁带的生产工艺，不同厂家采用的带基磁性材料剂等也不一定相同因此不同磁带的质量、可靠性与稳定性也不尽相同。

磁带记录的物理规格度数据分配，DV格式的记录方法是将视频与音频分开，每一条磁迹上都包含独立的视频区与音频区。HDV 720p规格效仿了这种做法，将DV的视频区用于存放打包的MPEG-2传输流，而并未利用音频区的空间，这有助于降低产品开发成本，但牺牲了一部分磁带可用空间。HDV 1080i规格则重新设计了磁迹，最大限度地利用了DV磁带的可用空间，但这需要重新设计相关电路，无疑增加了开发成本，除视频 音频外，HDV螺旋磁迹中还包含搜索信号与 定的误码校正数据，由于HDV的压缩率很高，其抗误码能力就显得至关重要，因此相关厂家除推荐采用更好的DV磁带外。还特别在磁迹之间设计了误码校正的新功能，每10条(HDV 720p)或16条(HDV 1080i)磁迹为一组，DV的误码校正只在单条磁迹冉行，此外，考虑到HDV采用了帧间压缩，因此磁带快进或快退时，必须按照不同搜索速度，在某些特定的位置加入相应的搜索信息，否则不能直接解码出可用图像，而DV则无需这种设计，

源视频与音频信号处理。DV使用13．5MHz的亮度取样频率、4：2：0(576i)／4：1：1(480i)的色度取样方式，8比特量化和基于离散余弦变Q的DV压缩算法，压缩比约为5：1，压缩后的视频比特率约为25Mbps，DV支持2声道与4声道两种数字音频模式，前者采用48 kHz取样频率与16比特线性量化，后者采用3H kHz取样频率与12比特非线性量化。与DV不同，HDV要处理的对象是比特率很高的1080i／720p格式的高清信号，因此HDV采用了MPEG-2 MP@H-14L作为视频压缩的标准框架，亮度取样频率为55，6875MHz(HDV 1080i)或74．25 MHz(HDV 720p)，色度取样规格为4：2：0，8比特量化，它与DV的最大区别即加入了时间域(帧间)压缩，HDV 1080i的GOP长度为12(50i)或15(60i)，HDV 720p的GOP长度为6(24p／25p／30p)或12(50p／60p)，压缩后的视频比特率约为25．4 Mbps，(HDV 1080i)或18．3 Mbps(HDV720p)，为了提高压缩效率，HDV采用MPEG-1第二层音频算法对48 kHz取样、16比特量化的2个音频通道的数据进行压缩，压缩后的比特率约为384 kbps。

总而言之，HDV已经将DV的潜质发挥到极限，随着磁带的退役，采用非线性记录介质的AVCHD格式已经悄然登场。