非磁带记录介质高清摄像机的性能分析

王 健，耿业军

（辽宁师范大学 计算机与信息技术学院，辽宁 大连 116081）

随着市场对高清节目需求的增加，高清摄像机已成为前期拍摄中不可或缺的设备，目前基于IT技术的非线性记录介质种类很多，选择基于何种介质的高清摄像机成为电视台及节目制作公司关注的焦点[1-2]。

1 非磁带记录介质的类型和参数对比

非磁带记录介质的优势在于拍摄后可以直接进行非编，而无须上载、转存或格式转换，实现了拍摄到编辑零中间环节的高效连接。存储介质的改变和发展，使节目制作流程更加简洁，工作效率大大提高。表1列举了6种非磁带记录介质的主要参数。

表1 非磁带记录介质的参数对比

1.1 XDCAM专业光盘

2003年索尼公司在NAB展会上首次推出XDCAM专业光盘，它应用新一代专业光盘技术，利用单光头的86 Mbit/s传输速率以及双光头的144 Mbit/s传输速率实现高比特率的记录和顺畅的资料传输。光盘直径12 cm，提供23.3 Gbyte和50 Gbyte 2种容量[3]。采用耐久性和防尘性优良的光盘盒，避免了灰尘和冲击对于光盘的影响，并且强化了表面的保护，可保存50年以上。蓝光盘的记录层上使用了一种特殊的记录材料，达到记录/重播稳定性。在设计上还注重了温度和湿度方面的耐久性，使之适用于复杂苛刻的工艺环境，具有线性和非线性的诸多优点，成功应用于广播电视专业领域。

1.2 Iomega REV移动式硬盘

2004年美国数据存储厂商艾美加（Iomega）推出全新REV磁盘驱动器和35 Gbyte便携式硬盘，这是首款基于RRD技术的产品，既具备磁带的移动性，又拥有硬盘的速度和易用性。REV磁盘驱动器的读写头与硬盘分离的设计，弥补了硬盘容易因读写头造成的损坏。REV磁盘驱动器沿用了高敏感度读/写磁头，电子部分密封于磁盘驱动器内，同时装有空气过滤系统，在REV磁盘内形成无尘的操作空间，提高产品可靠性。REV磁盘的数据传输速度高出磁带8倍，最大可保持为25 Mbit/s，采用拖放式随机存取技术，用户可以在数秒内复制和存储单个文档。磁盘经过特别加工，外壳坚固可靠，可用30年以上。结合了先进双段改错及自动磁头清洗功能，错误率低于现有密封硬盘3个数量级。REV移动式硬盘有35 Gbyte，70 Gbyte和120 Gbyte几种规格，体积小于一副普通扑克牌。

1.3 P2卡

松下电器于2003年发布P2卡，它是一种为专业音视频而设计的小型固态存储卡，存储核心采用4片高速SD卡，最大数据率达640 Mbit/s。卡上的音视频数据即刻就可以装载，每一段剪辑都是MXF和元数据文件，这些数据不需要数字化处理，就可以立即用于非线性编辑或在网络上进行传送。P2卡没有机械结构，可以高速启动，在待机状态下可以瞬间开始记录，不需寻找记录开头，也没有覆盖素材的危险。P2卡配置了防写开关，以避免误删除。P2卡采用PCMCIA接口，用户可直接将P2卡插入到笔记本非编机中进行素材读取、编辑及传输，真正实现了理想中的IT化高效率工作流程。目前有16 Gbyte，32 Gbyte和64 Gbyte 3种容量。P2卡采用全金属封装，可靠性强，可以抵抗高达1 500 g的撞击和15 g的震动[4]。

1.4 易盘卡

2005年国内华傲精创首先使用iVDR驱动器为记录介质开发专业摄录设备，并将记录介质命名为易盘卡。易盘卡是采用iVDR联盟技术标准的移动硬盘和半导体卡，数据接口遵循串行的S-ATA标准，能实现3 Gbit/s的数据传输速率，其插拔寿命不低于1万次，能够直接与计算机的SATA接口进行连接。易盘卡接口采用26芯接口，其中有2组7芯的S-ATA数据线、1组6芯的电源线、1组6芯数据信息与知识产权保护的ID芯。易盘卡有2.5 in和1.8 in 2种规格。2.5 in易盘卡为110 mm×80mm×12.7 mm，重 140 g；1.8 in易盘卡为 67 mm×80 mm×10 mm，重 70 g。2.5 in 易盘卡有 80 Gbyte，120 Gbyte，160 Gbyte 和250Gbyte几种容量。转速为5 400 r/min和7 200 r/min的易盘的数据传输速率可分别达493 Mbit/s和629 Mbit/s。易盘卡本体装有驱动器和磁盘，抗冲击能力达到900 g以上。

1.5 GFPAK闪存存储盒

2007年4月池上公司和东芝公司联合开发移动存储介质GFPAK。GFPAK是基于闪存或硬盘的便携式存储介质，采用标准的S-ATA接口和相同的外观。GFPAK闪存存储盒有16 Gbyte，32 Gbyte和64 Gbyte。GFPAK集成了专利技术和增强型防错技术，保护数据完整性，还支持高速随机存取，提高工作效率。它还装有即使在断电状态下也能够显示剩余时间的剩余时间元器件。配有串行ATA接口及USB2.0接口。

1.6 SxS卡

2007年4月，Sandisk与索尼联合发布了SxS存储卡规范，这是全球第一种基于PCI Express的固态存储介质，符合Express Card/34规格，为传统PC Card的一半，小巧易携带，目标传输速率为800 Mbit/s，有8 Gbyte与16 Gbyte 2种规格，可以直接插入计算机的Express Card进行数据交换。

2 非磁带介质高清摄像机的性能对比

随着非磁带记录介质技术的成熟和价格的降低，越来越多的专业制作厂商开始使用新型介质作为摄像机的记录介质。表2列出了5款具有代表性的应用非磁带介质广播级高清摄像机的性能参数。

表2 广播级非磁带介质高清摄像机的性能对比

2.1 索尼PDW-700高清专业光盘摄录一体机

该机具有先进的14 bit数模转换功能，支持4通道24 bit音频，采用 50 Mbit/s 4∶2∶2 MPEG-2 长 GoP 格式进行记录。支持多种高/标清记录格式，包括1 080p/i，720p，还可以兼容XDCAM HD 4∶2∶0高清格式，以及MPEG IMX与DVCAM标清格式的记录与回放。具备30 s图像缓存记录和间隔记录功能。Live&Play功能可以将重放信号与输入的摄像机信号同时进行输出。具有2个HD/SD SDI接口，内置下变换器，可以选择高清或者标清SDI输出，下变换方式有压缩、切边、信箱3种方式。具有以太网接口，可以FTP方式进行记录文件的传输。在记录高分辨力视音频数据的同时，还可在同一张光盘上生成该AV数据的低分辨力MPEG-4版本用于浏览和编辑。可满足快速、高效的新闻体育类应用。

2.2 松下AJ-HPX3000高清P2卡摄录一体机

该机采用 AVC-Intra 100 模式实现 10 bit 4∶2∶2 采样的高画质记录，对应 1 080p/25 f/s（29.97～23.98 f/s）原生记录，通过F-REC模式电影伽马、电影镜头用倒像功能也适用于电影制作，还可切换为DVCPRO HD/DVCPRO 50记录。5个P2卡槽可实现多功能、多格式记录，具有高速响应。具有包括电影模式的6种伽马曲线、14 bit DSP电路的12轴独立色校正和4声道16 bit数字音频。色散校正可以通过组合相应变焦镜头，得到近似定焦镜头范围的图像。动态伽马可以扩大抑制黑白失调的动态范围。具有抗震性好、无间断拍摄、后期编辑简单便捷等优势，在新闻、电影、广告、电视剧、记录片等制作领域得到广泛应用。

2.3 华傲精创HDC-680高清易盘卡数据摄录一体机

该机由华傲精创与日立公司合作推出，机头部分采用日立的相应产品，配置为3片2/3 in，220万像素IT型CCD，14 bit A/D转换，30 bit数字信号处理。以易盘卡为记录介质，拍摄模式1 080i/50 Hz，具有双文件格式、双码流、双盘卡记录等特点，2块易盘卡可以连续记录和镜像记录。可采用 MPEG-2 I帧（100 Mbit/s）、MPEG-2 IBP 帧（80 Mbit/s）、AVS、H.264 等多种编码方式， 支持 AVI与MXF 2种文件打包格式，音频最多8通道记录。易盘卡可以交替“串行”记录，支持全面热插拔。具备8 s预录功能，避免错过重要镜头记录。在记录MPEG-2高质量视音频流的同时，同步记录一个低码流MPEG-4视音频数据，为后期编辑制作、网络快速传送提供良好的支持。记录介质易盘卡经过特殊设计，对机械震动、冲击碰撞和温度变化有着很强的适应能力，特别适合在恶劣的环境下工作。

2.4 池上HDS-V10无磁带摄录一体机

该机支持1 080i或720p高清以及多种数字记录模式，采用了标准的MPEG-2压缩及MXF档案格式，可兼容于多数非线性厂商。采用TOSHIBA的ECC以及原器件标准化等的快闪存储技术，通过GFPAK闪存存储盒的方式进行介质的记录，提高其稳定性。具备3 s预录功能，30 s缓冲记录装置，即使在更换GFPAK时，也可保持不间断的连续录像。在写入及删除时，采用指令存取方式，以避免电源中断时因信号周期性不稳而出现信号遗失的现象。快闪记忆体记录介质的抗冲击性、防震动性及环境使用能力都高于以往产品。采用低重心及最大限度扩大肩托接触面积的设计更具拍摄平衡性。在环境适应性能方面，防尘防雨的设计使其能在雨天及尘土环境中使用。

2.5 汤姆逊草谷DMC 1000/20数字介质摄录一体机

该机采用22 bit数字图像处理器，提供75 Mbit/s的高清视频比特率，支持1 080i/50/60 Hz，720p/50/60 Hz，1 080p/24/25/30 f/s，576i/480i等多种高/标清格式的记录，并支持 JPEG2000，MPEG-2（可选）、DV25多种编码 格 式 ，JPEG2000 编码可提供 HD（4∶2∶2，10 bit）记录。记录的高清素材解码时就可以在多种分辨力之间任意选择，避免了下变换的步骤，能方便地满足高清、标清、QCIF及PICON等多种应用需求。记录介质除使用内置的REV PRO移动硬盘或专业级固态CF闪存卡（2个）记录外，还可通过USB（3个）或Firewire接口使用外置U盘或移动硬盘记录。除了集成了HD-SDI／SD-SDI、模拟复合、时间码、AES音频及模拟音频接口外，还带有HDMI接口以连接独立监视器和千兆以太网接口（2个）用于网络文件的传输。该机型设计理念先进，给用户提供最全面的多格式解决方案，用户可以任意选择存储介质、压缩格式、传输手段，可广泛应用于影视行业。

非磁带介质高清摄像机的使用不仅改变了工作流程，也改变了产品的设计和操作平台。采用新一代记录介质的高清摄像机精彩纷呈，使影视行业与IT和互联网紧密结合。

[1]张海涛.加快我国高清电视、数字电影和移动多媒体广播电视发展[R/OL].[2009-05-01].http：//gbh.cctv.com/birtv2008/20081104/103311.shtml.

[2]杜百川.广播电视技术进展[J].广播电视信息，2008（12）：24-27.

[3]刘怡昆.蓝光盘和P2卡的性能比较[J].中国有线电视，2006（12）：1186-1189.

[4]李玉星.替代磁带的下一代摄像机存储介质（下）[J].现代电视技术，2008（2）：60-64.