DV | это... Что такое DV? (original) (raw)

DV

Слева направо: кассеты DVCAM, DVCPro, MiniDV
Тип носителя	Магнитная лента Видеокассета
Формат контента	внутрикадровое ДКП
Считывающий механизм	Наклонно-строчная видеозапись
Записывающий механизм	Наклонно-строчная видеозапись
Международный стандарт	Чересстрочная развёртка
Разработан	Sony, Panasonic, Philips, Hitachi и JVC.
Применение	Видеопроизводство
Год выпуска	1995

DV (англ. Digital Video) — семейство цифровых форматов наклонно-строчной магнитной видеозаписи, а также тип видеокомпрессии, разработанный совместными усилиями крупнейших производителей видеооборудования: Sony, Panasonic, Philips, Hitachi и JVC и представленный в 1995 году.

Содержание

• 1 Развитие
• 2 Цифровой интерфейс
• 3 Форматы файлов
• 4 Компрессия DV
• 5 Техническая спецификация
• 6 Разновидности формата
  • 6.1 miniDV
  • 6.2 DVCPRO
  • 6.3 DVCAM
  • 6.4 Digital8
  • 6.5 DVCPRO50
  • 6.6 Digital S
  • 6.7 DVCPRO Progressive
  • 6.8 DVCPRO HD
  • 6.9 HDV
  • 6.10 Сравнение параметров форматов семейства
• 7 Объём данных
• 8 Стандарты
• 9 Примечания
• 10 Литература
• 11 Ссылки

Развитие

Первичная спецификация DV была представлена 1-го июля 1993 года и на данный момент охватывает видеоформаты как стандартного разрешения, так и высокой четкости.[1] Согласно стандарту МЭК 61834 формат DV разрабатывался как система видеозаписи бытового назначения. В связи с этим невысокая цена оборудования и носителей изначально закладывались в базовый формат. Однако, высокие характеристики и потенциальные возможности формата позволили создать на его основе профессиональные видеоформаты для прикладных и вещательных применений по умеренной цене. Форматами, ставшими первыми членами семейства DV, являются DVCAM, разработанный фирмой Sony, и DVCPRO (стандартизованный под шифром D-7), созданный фирмой Panasonic. Дальнейшее развитие семейства форматов DV привело к появлению компактных бытовых видеокамер с кассетами MiniDV, Digital8, HDV и профессиональных форматов Digital-S, DVCPRO50 и DVCPRO HD.

Цифровой интерфейс

Для обмена видеоданными в компрессированном виде между устройствами формата DV и компьютерами в 1995 году фирма Sony применила новый цифровой интерфейс Digital DV, известный также под названиями FireWire, i.Link и IEEE 1394. Интерфейс FireWire был разработан компьютерной фирмой Apple для высокоскоростного обмена данными в последовательной форме (до 400 Мбит/с на расстоянии 4,5 м). В 1995 году интерфейс FireWire был утвержден Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике IEEE в качестве стандарта IEEE 1394. Видео с плёночных устройств передаётся потоком. На ПК видео в формате DV захватывается специальным ПО и сохраняется в контейнер (как правило AVI).

Передача данных производится в виде DIF-последовательности (англ. Digital Interface Format), содержащей данные видео, звука и субкода, включающего временной код, данные управления и другие дополнительные данные. Один кадр видео в зависимости от стандарта передается за 10 (NTSC) или 12 (PAL) DIF-последовательностей. DV-DIF блоки могут быть записаны в файлы в «сыром» формате (с расширением .dv или .dif) или упакованы в такие форматы как AVI, QuickTime и MXF.

Форматы файлов

DV-DIF - файлы с разрешением .dv или .dif содержат DV видео в «сыром» виде, то есть в виде DIF-последовательностей, как оно передается по интерфейсу IEEE 1394.

DV AVI - тип AVI контейнера, содержащего звуковые и видео данные, сжатые с применением кодеров DV стандарта. Существует два типа DV AVI файлов:

• Тип 1: аудио-видео данные мультиплексированы в одном потоке. Несовместим с Video for Windows и проигрывается только через DirectShow.
• Тип 2: в одном файле содержит дополнительный звуковой поток вместе с потоком Типа 1. Более старый вариант, однако совместим с Video for Windows.

Quicktime-DV - видео и звуковые данные, упакованные в контейнер Quicktime. Применяется преимущественно на компьютерах Apple.

MXF-DV - DV видео в MXF контейнере, которые используются в видеокамерах с записью на карты P2 (Panasonic) и в камерах XDCAM/XDCAM EX (Sony).

Компрессия DV

Компрессия DV

Компрессия DV состоит из следующих этапов:

1. Формирование блока элементов изображения размером 8х8 пикселей.
2. Применение дискретного косинусного преобразования (ДКП) к каждому блоку. Эта операция преобразует уровни отсчётов изображения в коэффициенты частотной области.
3. Формирование макроблока из шести блоков - четырёх яркостных и двух цветоразностных (4:1:1 или 4:2:0).
4. Распределение макроблоков в зависимости от веса их коэффициентов. Пять макроблоков, взятых из различных областей кадра, образуют видеосегмент.
5. Квантование коэффициентов ДКП с разным уровнем - производится для достижения лучшего сжатия с минимальными искажениями при ограниченном объёме данных в компрессированном видеосегменте, равном 385 байтов.
6. Кодирование потока данных кодовыми словами переменной длины. Размер компрессированного макроблока с дополнительными данными составляет 77 байт.
7. Компрессированные макроблоки упаковываются в видеосегмент. Более детализированные макроблоки, требующие большего объёма данных, могут использовать пространство других, менее детализированных, макроблоков данного видеосегмента.

Техническая спецификация

В формате DV используется 8-битный цифровой компонентный видеосигнал с разрешением 720х576 пикселей и частотой выборки (цветовой субдискретизацией)4:2:0 для сигналов яркости и цветности (для NTSC - 720х480 4:1:1). Для уменьшения избыточности сигнала используется внутрикадровая компрессия на основе дискретного косинусного преобразования (ДКП). Коэффициент компрессии сигнала - 5:1. Скорость потока данных: 25 Мбит/с видео, 1,5 Мбит/с аудио и 3.5 Мбит/с служебной информации. Поддерживается запись двух каналов звукового сопровождения с частотой дискретизации аудиосигнала 48 кГц при 16-битном квантовании или четырех каналов звука с парамертами 32 кГц/12 бит. В служебной области производится запись даты и времени.

Разновидности формата

Расположение наклонных и продольных дорожек на видеофонограмме форматов DVCPRO и DVCPRO50

miniDV

Формат бытовых и полупрофессиональных видеокамер, в котором применяется видеокассета уменьшенного размера (65x47x12 мм). Запись ведется в формате DV 25 Мбит/с. Воспроизведение и запись возможны на видеомагнитофонах форматов DV, DVCAM, DVCPRO. В 1995 году компанией Sony была представлена первая трехматричная полупрофессиональная камера VX1000.

DVCPRO

Профессиональный формат DVCPRO, также известный как DVCPRO25 был разработан фирмой Panasonic в 1995 году специально для электронных репортажей (англ. Electronic News Gathering (ENG)) с помощью передвижной спутниковой станции (ПСС), где является конкурентом семейству форматов Betacam. Поддерживает вход/выход YUV и SDI с управлением RS-422. Стандартизирован в 1998 году SMPTE 306M-1998, как стандарт компонентной видеозаписи D-7.

В отличие от базового формата DV запись звука производится только в двухканальном варианте 16 бит/48 кГц. Однако, также есть дополнительная продольная звуковая дорожка, для удобства монтажа и поиска материала. В формате DVCPRO применяется цветовая субдискретизация 4:1:1 для обоих стандартов разложения с частотой полей 50 и 60 Гц. Транспортировка ленты в 1,8 раза быстрее, чем у базового DV. Запись ведётся на ленту с металлическими частицами, что увеличивает долговечность ленты при монтаже, с шириной дорожки 18 микрон, против 10 микрон у DV. Каждый кадр изображения записывается на 10-ти дорожках для стандарта NTSC (525/60) или 12-ти дорожках для стандарта PAL (625/50). Имеются две продольные дорожки - монтажная и управляющая. Режим увеличенного времени записи LongPlay - отсутствует.

DVCAM

DVCAM — цифровой видеоформат, профессиональный вариант потребительского DV созданный компанией Sony в 1996 году. Ширина дорожки здесь увеличена по сравнению с DV с 10 до 15 микрон, а скорость ленты увеличена в 1,5 раза. Каждый кадр записывается на 12 (PAL) наклонных дорожках. Это обеспечило повышение помехозащищенности записи и хранения данных. Кассеты DV воспроизводятся на DVCAM и, наоборот, кассеты DVCAM полноценно воспроизводятся на видеомагнитофонах DV фирм Sony и Panasonic.

Digital8

Digital8 — цифровой DV-видеоформат созданный в 1999 году для записи на 8-ми мм магнитную ленту и предназначенного для потребительского сектора DV (как продолжатель аналоговых 8-ми мм форматов Hi8, Video 8). Видеокамеры были ориентированы только на любителей и имели упрощённую функциональность. Кроме того для формата Digital8 выпускались переносные видеомагнитофоны «Video Walkman»

DVCPRO50

DVCPRO50 — обеспечивает битрейт до 50 Мб/с, DVCPRO50 поддерживает IEEE 1394 ввод/вывод для нелинейного монтажа. DVCPRO50 представлен Panasonic в 1997 году. DVCPRO50 применяется цветовая дискретизация 4:2:2. В отличие от базового формата DVCPRO поддерживается запись звука в четырехканальном варианте 16 бит/48 кГц. Скорость ленты увеличена вдвое, а для записи одного кадра видео потребовалось вдвое большее число наклонных дорожек на ленте: для стандарта NTSC - 20 вместо 10, для PAL - 24 вместо 12. Время записи на стандартную кассету DVCPRO сокращается вдвое, поэтому были представлены кассеты большего формата (DVCPRO 50 XL), позволяющие вместить 126 минут видео с потоком данных 50 Мбит/с.

Digital S

Похожий формат, Digital-S (D9), предложенный JVC, использует кассеты размера VHS с применением ленты шириной 12,65 мм. Для записи видео также, как и в DVCPRO50, используется компрессия DV с потоком видео 50 Mбит/с. Компонентное видео формата 4:2:2 стандартного разрешения с соотношением сторон 4:3 или 16:9. Звук записывается в формате ИКМ 16бит/48кГц до 4 каналов.

Сравнимые по качеству форматы фирмы Sony включают Digital Betacam, представленный в 1993 году, и MPEG IMX, представленный в 2001 году.

DVCPRO Progressive

DVCPRO Progressive формат с прогрессивной разверткой был представлен компанией Panasonic для новостного производства, спортивной журналистики и цифрового кинематографа. Формат использует стандарт разложения 480p или 576p с цветовой дискретизацией 4:2:0 и четырьмя звуковыми каналами 16-бит/48 кГц. Like HDV-SD. Поддерживается шесть режимов записи и воспроизведения: с прогрессивной разверткой - 16:9 (50 Мбит/с) и 4:3 (50 Мбит/с), с чересстрочной развёрткой 16:9 (50 Мбит/с), 4:3 (50 Мбит/с), 16:9 (25 Мбит/с), 4:3 (25 Мбит/с). Формат был вытеснен DVCPRO HD.

DVCPRO HD

DVCPPRO HD известен также как DVCPRO100 — формат высокой чёткости обеспечивает битрейт до 100 Мб/с. Скорость видеопотока зависит от частоты кадров и может составлять от 40 Мбит/с для режима 24 кадров/с и до 100 Мбит/с для режимов 50/60 кадров/с. Также как в DVCPRO50, в DVCPRO HD применяется цветовая дискретизация 4:2:2. DVCPRO HD использует меньший размер растра, чем вещательное телевидение высокой чёткости: 960x720 пикселей для 720p, 1280x1080 для 1080/59.94i и 1440x1080 для 1080/50i. Подобное понижение горизонтального разрешения применяется в некоторых и других форматах. DVCPRO HD оборудование обратносовместимо с более старыми DV/DVCPRO форматами.

Помимо стандартного формата DVCPRO HD, использующего четырехкратное увеличение скорости ленты по сравнению с DVCPRO и двукратное по сравнению с DVCPRO50, который позволял записывать только 46 минут видео высокого разрешения, так же был разработан и представлен в 2002 году формат DVCPRO HD-LP (Long Playing — «длительное воспроизведение»). Время воспроизведения было увеличено вдвое без потери в качестве за счет формирования более узких наклонных дорожек (9 вместо 18 мкм) при незначительном увеличении их длины (32,9 вместо 32,8 мм) и снижения скорости ленты вдвое, такой же, как в формате DVCPRO50. При использовании специально разработанной XL-кассеты продолжительность записи может достигать 124 мин. Базовый формат DVCPRO HD предусматривает запись одного видеокадра на 40 дорожках, а DVCPRO HD-LP — только на 38 дорожках, за счет применения более совершенного механизма блока видеоголовок, введением двух дополнительных защитных дорожек и более мощной системой коррекции ошибок.

HDV

Основная статья: HDV

HDV (англ. High Definition Video) — стандарт записи видео высокой чёткости на кассеты miniDV для видеокамер разработанный JVC и поддержанный Sony, Canon и Sharp в 2003 году. Используется сжатие H.262/MPEG-2 Part 2 с битрейтом 25 Мбит/c. Звук записывается со сжатием MPEG-1 Layer 2 384 кбит/с. Как правило, в камерах съемка возможна не только в формате HDV, но и DV. Камеры Sony поддерживают воспроизведение и запись в формате DVCAM.

Сравнение параметров форматов семейства

Объём данных

Стандарты

• МЭК 61834 Запись - Наклонно-строчная цифровая система видеозаписи с применением 6,35 мм магнитной ленты для потребительского сегмента (системы 525-60, 625-50, 1125-60 и 1250-50)[2]
• SMPTE 306M-2002 Цифровая телевизионная запись - 6,35-мм компонентный формат D-7 - Видеокомпрессия 25 Мбит/с - 525-60 и 625-50 [3]
• SMPTE 307M-2002 Цифровая телевизионная запись - 6,35-мм компонентный формат D-7 - Магнитофонная кассета. [4]
• SMPTE 314M-1999 Телевидение - Структура данных для аудио, видео и данных, основанных на компрессии DV - 25 и 50 Мбит/с [5]
• SMPTE 321M-2002 Телевидение - Формат потока данных для обмена аудио, видео и данных, основанных на компрессии DV [6]
• SMPTE 370M-2002 Телевидение - Структура данных для аудио, видео и данных, основанных на компрессии DV 100 Мбит/с 1080/60i, 1080/50i, 720/60p [7]
• SMPTE 371M-2002 Телевидение - 6,35-мм компонентный формат D-12 - Цифровая запись 100 Mb/s 1080/60i, 1080/50i, 720/60p[8]

Примечания

1. ↑ DV and DVCPRO Standards (англ.)
2. ↑ IEC 61834. Recording - Helical-scan digital video cassette recording system using 6,35 mm magnetic tape for consumer use (525-60, 625-50, 1125-60 and 1250-50 systems). (англ.)
3. ↑ SMPTE 306M-2002. Television Digital Recording - 6.35-mm Type D-7 Component Format - Video Compression at 25 Mb/s - 525/60 and 625/50 (англ.)
4. ↑ SMPTE 307M-2002. Television Digital Recording - 6.35-mm Type D-7 Component Format - Tape Cassette (англ.)
5. ↑ SMPTE 314M-1999 Data Structure for DV-Based Audio,Data and Compressed Video 25 and 50 Mb/s (англ.)
6. ↑ SMPTE 321M-2002. Television - Data Stream Format for the Exchange of DV-Based Audio, Data and Compressed Video Over a Serial Data Transport Interface (англ.)
7. ↑ SMPTE 370M-2002. Television - Data Structure for DV-Based Audio, Data and Compressed Video at 100 Mb/s 1080/60i, 1080/50i, 720/60p (англ.)
8. ↑ SMPTE 371M-2002. Television - 6.35-mm Type D-12 Component Format - Digital Recording at 100 Mb/s 1080/60i, 1080/50i, 720/60p (англ.)

Литература

• Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 1 // "625" : журнал. — 2002. — № 3.
• Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 2 // "625" : журнал. — 2002. — № 4.
• Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 3 // "625" : журнал. — 2002. — № 7.
• Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 4 // "625" : журнал. — 2002. — № 8.
• Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 5 // "625" : журнал. — 2003. — № 2.
• Юрий Михайловский Цифровые форматы видеозаписи. // "625" : журнал. — 1999. — № 7.
• Хлебородов В.А. Выставка NAB2002: аппаратура видеозаписи для ТВ стандартной и высокой четкости // "ТКТ" : журнал. — 2002. — № 8.

Ссылки

• Описание формата на broadcasting.ru (Проверено 16 февраля 2009)
• DV - качество BETACAM по цене S-Video
• Форматы видеозаписи
• Panasonic DVCPRO from DV to HD. David Wiswell (англ.)
• About DVCPRO HD (англ.)
• The DV, DVCAM & DVCPRO Formats.DV Technical Details. Adam J. Wilt (англ.)
• DV and DVCPRO Standards (англ.)
• Cedocida DV, кодек с открытым кодом. [1], [2], [3])

Видеоносители и видеостандарты
Магнитная лента	Аналоговые Quadruplex (1956) · VERA (1958) · Type A (1965) · CV-2000 (1965) · Akai (1967) · U-matic (1969) · EIAJ-1 (1969) · Cartrivision (1972) · Philips VCR (1972) · V-Cord (1974) · VX (1974) · Betamax (1975) · IVC (1975) · Type B (1976) · Type C (1976) · VHS (1976) · VK (1977) · SVR (1979) · Video 2000 (1980) · CVC (1980) · VHS-C (1982) · M (1982) · Betacam (1982) · Video8 (1985) · Betacam SP (1986) · MII (1986) · S-VHS (1987) · Hi8 (1989) · S-VHS-C (1987) · W-VHS (1994) Цифровые D-1 (1986) · D-2 (1988) · D-3 (1991) · DCT (1992) · D-5 (1993) · D-6 (1993) · Digital Betacam (1993) · DV (1995) · Digital-S (D-9) (1995) · DVCPRO (D-7) (1995) · Betacam SX (1996) · DVCAM (1996) · DVCPRO50 (1997) · D-VHS (1998) · Digital8 (1999) · MicroMV (2001) · MPEG IMX (D-10) (2001) · Высокой чёткости Sony HDVS (1984) · UniHi (1984) · W-VHS (1994) · HDCAM (D-11) (1997) · D-VHS (1998) · DVCPRO HD (D-12) (2000) · D-6 HD (2000) · HDV (2003) · D5 HD (D-15) (2003) · HDCAM SR (D-16) (2003) ·
Видеодиски	Аналоговые Phonovision (1927) · Ampex-HS (1967) · TeD (1975) · Laserdisc (1978) · CED (1981) · VHD (1983) · Laserfilm (1984) · CD Video (1987) Цифровые VCD (1993) · MovieCD (1995) · DVD/DVD-Video (1995) · Mini-DVD (1995) · CVD (1998) · SVCD (1998) · EVD (2003) · XDCAM (2003) · H(D)VD(2004) · FVD (2005) · UMD (2005) · VMD (2006) · Высокой чёткости HD DVD (2006) · Blu-ray Disc (2006) · HVD (2007) · CBHD (2008)
Цифровое видео	Твердотельные P2 (2004) · SxS (2007) Безленточные носители Editcam (1995) · XDCAM (2003) · MOD (2005) · AVCHD (2006) · AVC-Intra (2007) · TOD (2007) · iFrame (2009) · XAVC (2012)

Сжатие видео
Рекомендации ITU-T	H.120 • H.261 • H.262 • H.263 • H.264 • H.265
Стандарты ИСО/МЭК	MJPEG • Motion JPEG 2000 • MPEG-1 • MPEG-2 • MPEG-4 (Part 2/H.263 • Part 10/H.264/AVC) • MPEG-H Part 2/H.265/HEVC
Стандарты SMPTE	DV • VC-1 • VC-2 (Dirac Pro) • VC-3 (DNxHD)
Кодеки MPEG-4	3ivx • DivX • FFmpeg • HDX4 • Nero Digital • Xvid • H.264/AVC: CoreAVC • QuickTime • x264
Без потерь	CorePNG • FFV1 • Huffyuv • Lagarith • MSU Lossless • SheerVideo
Цифровое кино	CineForm • ProRes 422 • REDCODE
Прочие кодеки	Bink • Cinepak • Indeo • Pixlet • RealVideo • RTVideo • SIF1 • Smacker • Snow • Sorenson • Tarkin • VP3 (Theora) • VP6 • VP7 • VP8 • WMV
См. также	Медиаконтейнер • Графические форматы • Сжатие изображений