DV

DV - это формат для хранения цифровых видео . Он был запущен в 1995 году совместными усилиями ведущих производителей видеокамер . Это основа формата MiniDV .

Знак совместимости DVC

Исходная спецификация DV, известная как Blue Book , была стандартизирована в рамках  семейства стандартов IEC 61834. Эти стандарты определяют общие характеристики, такие как физические видеокассеты , метод модуляции записи, намагничивание и основные системные данные в части 1. В части 2 описываются особенности видеосистем, поддерживающих 525-60 для NTSC и 625-50 для PAL . ^[1] Стандарты IEC доступны в виде публикаций, продаваемых IEC и ANSI .

В 2003 году ^[2] DV был присоединен к формату преемника HDV , в котором использовался тот же формат ленты с другим видеокодеком . Некоторые камеры в то время могли переключаться между режимами записи DV и HDV.

Все видеоформаты на магнитной ленте и оптических дисках устарели, поскольку камеры, записывающие на карты памяти и твердотельные накопители, стали нормой, поскольку они предлагают повышенную надежность, скорость и пространство для хранения, что обеспечивает более высокий битрейт и разрешение видео, хотя Стандарт кодирования DV иногда все еще используется.

Сжатие DV [ править ]

DV использует сжатие видео с потерями, в то время как аудио хранится без сжатия. ^[3] Схема внутрикадрового сжатия видео используется для покадрового сжатия видео с помощью дискретного косинусного преобразования (DCT).

В соответствии с Рекомендацией МСЭ-R Рек. 601 , DV-видео использует чересстрочную развертку с частотой дискретизации яркости 13,5 МГц. В результате получается 480 строк развертки на полный кадр для системы 60 Гц и 576 строк развертки на полный кадр для системы 50 Гц. В обеих системах активная область содержит 720 пикселей на строку развертки, при этом 704 пикселя используются для содержимого и 16 пикселей по бокам, оставленным для цифрового гашения. Один и тот же размер кадра используется для соотношений сторон кадра 4: 3 и 16: 9, что приводит к разным пропорциям пикселей для полноэкранного и широкоэкранного видео. ^{[4] [5]}

Перед этапом сжатия DCT к исходному видео применяется субдискретизация цветности , чтобы уменьшить объем данных, подлежащих сжатию. Baseline DV использует субдискретизацию 4: 1: 1 в варианте с частотой 60 Гц и субдискретизацию 4: 2: 0 в варианте с частотой 50 Гц. Низкое разрешение цветности DV (по сравнению с цифровыми видеоформатами более высокого класса) является причиной того, что этого формата иногда избегают в приложениях с цветовой кодировкой , хотя достижения в технологиях и программном обеспечении цветности сделали возможным создание качественных ключей из материала DV. ^{[6] [7]}

Аудио может храниться в одной из двух форм: 16-битный линейный PCM- стерео с частотой дискретизации 48 кГц (768 кбит / с на канал, 1,5 Мбит / с стерео) или четыре нелинейных 12-битных PCM-канала с частотой дискретизации 32 кГц ( 384 кбит / с на канал, 1,5 Мбит / с на четыре канала). Кроме того, спецификация DV поддерживает 16-битный звук с частотой 44,1 кГц (706 кбит / с на канал, 1,4 Мбит / с стерео), такую ​​же частоту дискретизации, как и для аудио компакт-дисков. ^[8] На практике стерео режим 48 кГц используется почти исключительно.

Формат цифрового интерфейса [ править ]

Аудио, видео и метаданные упаковываются в 80-байтовые блоки формата цифрового интерфейса (DIF), которые мультиплексируются в последовательность из 150 блоков. Блоки DIF являются основными единицами потоков DV и могут храниться в виде компьютерных файлов в необработанном виде или обертываться в такие форматы файлов, как Audio Video Interleave (AVI), QuickTime (QT) и Material Exchange Format (MXF). ^{[9] [10]} Один видеокадр формируется из 10 или 12 таких последовательностей, в зависимости от скорости сканирования, что приводит к скорости передачи данных около 25 Мбит / с для видео и дополнительных 1,5 Мбит / с для аудио. При записи на ленту каждая последовательность соответствует одной полной дорожке. ^[4]

Baseline DV использует разблокированный звук . Это означает, что звук может рассинхронизироваться на +/- кадра с видео. Однако это максимальный дрейф синхронизации аудио / видео; это не усугубляется на протяжении всей записи.

Варианты [ править ]

Sony и Panasonic создали свои собственные версии DV, предназначенные для профессиональных пользователей и пользователей телевещания, которые используют ту же схему сжатия, но улучшают надежность, возможности линейного редактирования , цветопередачу и размер растра.

Все варианты DV, кроме DVCPRO Progressive, записываются на ленту в видеопотоке с чересстрочной разверткой. Частота кадров, подобная кинопленке, возможна при использовании раскрывающегося меню . DVCPRO HD поддерживает собственный прогрессивный формат при записи на карты памяти P2.

DVCPRO [ править ]

DVCPRO, также известный как DVCPRO25, представляет собой вариант DV, разработанный Panasonic и представленный в 1995 году для использования в оборудовании для электронного сбора новостей (ENG).

В отличие от базового DV, DVCPRO использует синхронизированный звук и субдискретизацию цветности 4: 1: 1 для вариантов 50 Гц и 60 Гц для уменьшения потерь при генерации. ^[11] Аудио доступно с точностью до 16 бит / 48 кГц.

При записи на ленту DVCPRO использует более широкий шаг дорожек - 18 мкм против 10 мкм базового DV, что снижает вероятность ошибок пропуска во время записи. Две дополнительные продольные дорожки обеспечивают поддержку звуковых сигналов и управления временным кодом. Лента транспортируется на 80% быстрее по сравнению с обычным DV, что сокращает время записи. Режим длительного воспроизведения недоступен.

DVCAM [ править ]

В 1996 году Sony представила собственную профессиональную версию DV под названием DVCAM. ^[12]

Как и DVCPRO, DVCAM использует заблокированный звук, что предотвращает дрейф синхронизации звука, который может произойти на DV при создании копий нескольких поколений. ^[13]

При записи на ленту DVCAM использует шаг дорожек 15 мкм, что на 50% больше по сравнению с базовым уровнем. Соответственно, лента транспортируется на 50% быстрее, что сокращает время записи на треть по сравнению с обычным DV. Из-за более широкого дорожки и шага дорожки DVCAM имеет возможность выполнять редактирование вставкой с точностью до кадра, в то время как обычный DV может отличаться на несколько кадров при каждом редактировании по сравнению с предварительным просмотром.

DVCPRO50 [ править ]

DVCPRO50 был представлен компанией Panasonic в 1997 году для сбора ценных электронных новостей и цифрового кино и часто описывается как два DV-кодека, работающих параллельно.

DVCPRO50 удваивает скорость кодированных видеоданных до 50 Мбит / с. Это приводит к сокращению общего времени записи любого данного носителя вдвое. Разрешение цветности улучшено за счет использования субдискретизации цветности 4: 2: 2.

DVCPRO50 использовался во многих постановках, где не требовалось видео высокой четкости . Например, BBC использовала DVCPRO50 для записи высокобюджетных телесериалов, таких как Space Race (2005) и Ancient Rome: The Rise and Fall of an Empire (2006).

В аналогичном формате D-9 , предлагаемом JVC, используются видеокассеты того же форм-фактора, что и VHS .

К сопоставимым высококачественным форматам цифровых лент стандартной четкости относятся Sony Digital Betacam , выпущенная в 1993 году, и MPEG IMX , выпущенная в 2001 году.

DVCPRO Progressive [ править ]

DVCPRO Progressive был представлен Panasonic для сбора новостей, спортивной журналистики и цифрового кино. Он предлагал 480 или 576 строк записи с прогрессивной разверткой с субдискретизацией цветности 4: 2: 0 и четыре 16-битных аудиоканала PCM 48 кГц. Как и HDV-SD , он задумывался как промежуточный формат во время перехода от видео стандартной четкости к видео высокой четкости. ^{[14] [15]}

Формат предлагал шесть режимов записи и воспроизведения: прогрессивный 16: 9 (50 Мбит / с), прогрессивный 4: 3 (50 Мбит / с), чересстрочный 16: 9 (50 Мбит / с), чересстрочный 4: 3 (50 Мбит / с). / с), 16: 9 с чересстрочной разверткой (25 Мбит / с), с чересстрочной разверткой 4: 3 (25 Мбит / с). ^[16]

Формат был заменен на DVCPRO HD.

DVCPRO HD [ править ]

DVCPRO HD , также известный как DVCPRO100, представляет собой видеоформат высокой четкости , который можно рассматривать как четыре кодека DV, которые работают параллельно. Скорость передачи видеоданных зависит от частоты кадров и может составлять от 40 Мбит / с для режима 24 кадра / с и до 100 Мбит / с для режимов 50/60 кадров / с. Как и DVCPRO50, DVCPRO HD использует выборку цвета 4: 2: 2.

DVCPRO HD использует меньший размер растра, чем телевидение высокой четкости: 960x720 пикселей для 720p, 1280x1080 для 1080 / 59.94i и 1440x1080 для 1080 / 50i. Подобная понижающая дискретизация по горизонтали (с использованием прямоугольных пикселей ) используется во многих других форматах HD на основе магнитных лент, таких как HDCAM. Для обеспечения совместимости с HDSDI оборудование DVCPRO100 повышает дискретизацию видео во время воспроизведения.

Переменная частота кадров (от 4 до 60 кадров / с) доступна на видеокамерах VariCam . Оборудование DVCPRO HD обеспечивает обратную совместимость со старыми форматами DV / DVCPRO.

При записи на ленту в режиме стандартного воспроизведения DVCPRO HD использует тот же шаг дорожек 18 мкм, что и другие разновидности DVCPRO. Вариант длительного воспроизведения, DVCPRO HD-LP, удваивает плотность записи за счет использования шага дорожки 9 мкм.

DVCPRO HD кодируется как SMPTE 370M; формат ленты DVCPRO HD - SMPTE 371M, а формат MXF Op-Atom, используемый для DVCPRO HD на картах P2, - SMPTE 390M.

Хотя технически DVCPRO HD является прямым потомком DV, он используется почти исключительно профессионалами. Ленточные камеры DVCPRO HD существуют только в плечевом варианте.

Аналогичный формат, Digital-S (D-9 HD), был предложен JVC и использовал видеокассеты с тем же форм-фактором, что и VHS .

Основным конкурентом DVCPRO HD была HDCAM , предлагаемая Sony. Он использует аналогичную схему сжатия, но с более высоким битрейтом.

Прогрессивная запись [ править ]

Варианты DV на основе ленты, за исключением DVCPRO Progressive, не поддерживают запись с исходной прогрессивной разверткой, поэтому видео с прогрессивной разверткой записывается в потоке чересстрочного видео с использованием раскрывающегося списка . Тот же метод используется в телеиндустрии для трансляции фильмов. Камкордеры DV с прогрессивной разверткой для рынка 60 Гц записывают видео со скоростью 24 кадра / с с использованием 2–3 разверток и видео с частотой 30 кадров / с с использованием развертывания 2–2. Камкордеры DV с прогрессивной разверткой для рынка 50 Гц записывают видео со скоростью 25 кадров / с с использованием раскрывающегося списка 2–2.

Прогрессивное видео может быть записано с учетом чересстрочной доставки, и в этом случае высокочастотная информация между полями смешивается для подавления построчного твиттера . Если целью является распространение с прогрессивной разверткой, например веб-видео , DVD-видео с прогрессивной разверткой или вывод фильмов , то фильтрация не применяется. Видео, записанное с использованием раскрытия 2–2 без вертикальной фильтрации, концептуально идентично прогрессивному сегментированному кадру .

Бытовые DV-видеокамеры, способные к записи с прогрессивной разверткой, обычно предлагают только схему раскрытия 2-2 из-за ее простоты. Такое видео можно редактировать как с чересстрочной разверткой, так и с прогрессивной разверткой и не требует дополнительной обработки, кроме обработки каждой пары полей как одного полного кадра. Canon и Panasonic называют этот формат покадровым режимом , а Sony - записью с прогрессивной разверткой . Запись со скоростью 24 кадра / с доступна только на профессиональных DV-камкордерах и требует удаления в раскрывающемся меню, если требуется редактирование с исходной частотой кадров.

DVCPRO HD supports native progressive recording at 50 or 60 frame/s in 720p mode. To record video acquired at 24, 25 or 30 frame/s frame repeating is used. Frame repeating is similar to field repeating used in interlaced video, and is also called pulldown sometimes.

Recording media[edit]

Magnetic tape[edit]

DV was originally designed for recording onto magnetic tape. Tape is enclosed into videocassette of four different sizes: small, medium, large and extra-large. All DV cassettes use ¼ inch (6.35 mm) wide tape.

Small cassettes, also known as S-size or MiniDV cassettes, had been intended for amateur use, but have become accepted in professional productions as well. MiniDV cassettes are used for recording baseline DV, DVCAM, and HDV. These cassettes come in lengths up to about 13 GB for 63 minutes of DV or HDV video.^[17] When recording in DVCAM, these cassettes hold up to 41 minutes of video. There are some 83-minute versions but these use thinner tape than the 63-minute ones, and Panasonic advised against playing these cassettes in DVCPRO decks.

Medium or M-size cassettes, which are about the size of Video8/Hi8/Digital8 cassettes, are used in professional Panasonic equipment and are often called DVCPRO tapes. Panasonic video recorders that accept medium cassette can play back from and record to medium cassette in different flavors of DVCPRO format; they will also play small cassettes containing DV or DVCAM recording via an adapter. These cassettes come in lengths up to 66 minutes for DVCPRO, 33 minutes for DVCPRO50 and DVCPRO HD-LP, and 16 minutes for the original DVCPRO HD.

Large or L-size cassettes are accepted by most standalone DV tape recorders and are used in many shoulder-mount camcorders. Consumer DV VCRs were made which could record onto these cassettes, but despite the capabilities of the format, these never gained widespread popularity among consumers. The L-size cassette can be used in both Sony and Panasonic equipment; nevertheless, they are often called DVCAM tapes. Older Sony decks would not play large cassettes with DVCPRO recordings, but newer models can play these and M-size DVCPRO cassettes. These cassettes come in lengths up to 276 minutes of DV or HDV video (or 184 minutes for DVCAM) which is more data than what VHS, S-VHS, D-VHS, Video8, Hi8 and Digital8 are capable of, and unlike the VHS formats and Digital8 which use thinner tape for their longest-length variants, the 276-minute DV cassette is able to use the same tape as its shorter-length variants. On the DVCPRO side, these cassettes have nearly double the tape capacity of their M-size counterparts, with lengths up to 126 minutes for DVCPRO, 64 minutes for DVCPRO50 and DVCPRO HD-LP, and 32 minutes for the original DVCPRO HD. A thin-tape 184/92/46-minute version was also released.

Extra-large cassettes or XL-size have been designed for use in Panasonic equipment and are sometimes called DVCPRO XL. These cassettes are not widespread, and only two models of standalone Panasonic tape recorders can accept them. Each XL-size cassette holds nearly double the amount of tape as the full-length L-size cassettes with a capacity of 252 minutes of DVCPRO video or 126 minutes of DVCPRO50 or DVCPRO HD-LP video.

Technically, any DV cassette can record any variant of DV video. Nevertheless, manufacturers often label cassettes with DV, DVCAM, DVCPRO, DVCPRO50 or DVCPRO HD and indicate recording time with regards to the label posted. Cassettes labeled as DV indicate recording time of baseline DV; another number can indicate recording time of Long Play DV. Cassettes labeled as DVCPRO have a yellow tape door and indicate recording time when DVCPRO25 is used; with DVCPRO50 the recording time is half, with DVCPRO HD it is a quarter. Cassettes labeled as DVCPRO50 have a blue tape door and indicate recording time when DVCPRO50 is used. Cassettes labeled as DVCPRO HD have a red tape door and indicate recording time when DVCPRO HD-LP format is used; a second number may be used for DVCPRO HD recording, which will be half as long.

Panasonic stipulated use of a particular magnetic-tape formulation—metal particle (MP)—as an inherent part of its DVCPRO family of formats. Regular DV tape uses Metal Evaporate (ME) formulation (which, as the name suggests, uses physical vapor deposition to deposit metal onto the tape^[18]), which was pioneered for use in Hi8 camcorders. Early Hi8 ME tape was plagued with excessive dropouts, which forced many shooters to switch to more expensive MP tape. After the technology improved, the dropout rate was greatly reduced, nevertheless Panasonic deemed ME formulation not robust enough for professional use. Tape-based professional Panasonic DVCPRO camcorders and decks only record onto DVCPRO-branded cassettes, effectively preventing use of ME tape.

File-based media[edit]

With proliferation of tapeless camcorder video recording, DV video can be recorded on optical discs, solid state flash memory cards and hard disk drives and used as computer files. In particular:

• Sony XDCAM family of cameras can record DV onto either Professional Disc or SxS memory cards.
• Panasonic DVCPRO HD and AVC-Intra camcorders can record DV (as well as DVCPRO) onto P2 cards.
• Some Panasonic AVCHD camcorders (AG-HMC80, AG-AC130, AG-AC160) record DV video onto Secure Digital memory cards.
• JVC GY-HM750 can be set to standard definition mode and in this case will record '.AVI or .MOV SD legacy format' video onto SDHC cards. For clarity - and contrary to what has previously been written, the camera does not natively support SxS memory cards, has no slots for them and requires an optional add-on recorder (or 'adapter' as JVC call it) to achieve this - basically this camera is an 'XDCAM EX' High definition unit and the add-on SxS recorder was only made available to achieve better compatibility in facilities which were Sony based.
• Most DV and HDV camcorders can feed live DV stream over IEEE 1394 interface to an external file-based recorder.

Video is stored either as native DIF bitstream or wrapped into an audio/video container such as AVI, QuickTime or MXF.

• DV-DIF is the raw form of DV video. The files usually have extensions *.dv or *.dif.
• DV-AVI is Microsoft's implementation of DV video file, which is wrapped into an AVI container. Two variants of wrapping are available: with Type 1 the multiplexed audio and video is saved into the video section of a single AVI file, with Type 2 video and audio are saved as separate streams in an AVI file (one video stream and one to four audio streams). This container is used primarily on Windows-based computers, though Sony offers two tapeless recorders, the HDD-based HVR-DR60^[19] and the CompactFlash-based HVR-MRC1K,^[20] for use with DV/HDV camcorders that can record in DV-AVI format either making a file-based copy of the tape or bypassing tape recording altogether. Panasonic AVCHD camcorders use Type 2 DV-AVI for recording DV video onto Secure Digital memory card.^[21]
• QuickTime-DV is DV video wrapped into QuickTime container. This container is used primarily on Apple computers.
• MXF-DV wraps DV video into MXF container, which is presently used on P2-based camcorders (Panasonic) and on XDCAM/XDCAM EX camcorders (Sony).

Connectivity[edit]

Nearly all DV camcorders and decks have IEEE 1394 (FireWire, i.LINK) ports for digital video transfer. This is usually a two-way port, so that DV video data can be output to a computer (DV-out), or input from either a computer or another camcorder (DV-in). The DV-in capability makes it possible to copy edited DV video from a computer back onto tape, or make a lossless copy between two mutually connected DV camcorders. However, models made for sale in the European Union usually had the DV-in capability disabled in the firmware by the manufacturer because the camcorder would be classified by the EU as a video recorder and would therefore attract higher duty;^[22] a model which only had DV-out could be sold at a lower price in the EU.

When video is captured onto a computer it is stored in a container file, which can be either raw DV stream, AVI, WMV or QuickTime. Whichever container is used, the video itself is not re-encoded and represents a complete digital copy of what has been recorded onto tape. If needed, the video can be recorded back to tape to create a full and lossless copy of the original footage.

Some camcorders also feature a USB 2.0 port for computer connection. This port is usually used for transferring still images, but not for video transfer. Camcorders that offer video transfer over USB usually do not deliver full DV quality - usually it is 320x240 video, except for the Sony DCR-PC1000 camcorder and some Panasonic camcorders that provide transfer of a full-quality DV stream via USB by using the UVC protocol. Full-quality DV can also be captured via USB by using separate hardware that receives DV data from the camcorder over a FireWire cable and forwards it without any transcoding to the computer via a USB cable^[23] - this can be particularly useful for capturing on modern laptop computers which frequently do not have a FireWire port or expansion slot but always have USB ports.

High end cameras and VTRs may have additional professional outputs such as SDI, SDTI or analog component video. All DV variants have a time code, but some older or consumer computer applications fail to take advantage of it.

Usage[edit]

The high quality of DV images, especially when compared to Video8 and Hi8 which were vulnerable to an unacceptable number of video dropouts and "hits", prompted the acceptance by mainstream broadcasters of material shot on DV. The low costs of DV equipment and their ease of use put such cameras in the hands of a new breed of videojournalists. Programs such as TLC's Trauma: Life in the E.R. and ABC News's Hopkins: 24/7 were shot on DV.^{[citation needed]}

DVCPRO HD was the preferred high definition standard of BBC Factual.^[24]

Application software support[edit]

Most DV players, editors and encoders only support the basic DV format, but not its professional versions. The exception to this being that most (not all) consumer Sony miniDV equipment will play mini-DVCAM tapes. DV Audio/Video data can be stored as raw DV data stream file (data is written to a file as the data is received over FireWire, file extensions are .dv and .dif) or the DV data can be packed into container files (ex: Microsoft AVI, Apple MOV). The DV meta-information is preserved in both file types.

Most Windows video software only supports DV in AVI containers, as they use Microsoft's avifile.dll, which only supports reading avi files. Mac OS X video software support both AVI and MOV containers.

• Apple Inc.'s iMovie: iMovie allows importing from HDV cameras since iMovie HD, which import in full quality, and DV cameras since iMovie 1, which decodes to half of the original quality, to preserve processing power.
• Apple Inc.'s Final Cut Pro: Final Cut Pro allows importing from all DV, HDV, and AVCHD (using the Apple Intermediate Codec or ProRes) cameras. It supports rewinding, fast-forwarding, pausing, stopping and playing from the computer.
• Apple Inc.'s QuickTime Player: QuickTime by default only decodes DV to half of the resolution to preserve processing power for editing capabilities. However, in the "Pro" version the setting "High Quality" under "Show Movie Properties" enables full resolution playback.
• The VLC media player (Free software): full decoding quality
• MPlayer (also with GUI under Windows and Mac OS X): full decoding quality
• muvee Technologies autoProducer 4.0: Allows editing using FireWire IEEE 1394
• Quasar DV codec (libdv) - open source DV codec for Linux
• DVswitch - open source linear editor for DV streams, with live streaming capabilities
• DV Analyzer - open source tool to analyze and detect errors and inconsistencies in DV streams (also extracts and reports the original recording date/time): [1]

Mixing tapes from different manufacturers[edit]

There was considerable controversy solely based on hearsay over whether or not using tapes from different manufacturers could lead to dropouts.^[25][26] Initially this was suggested around the conception of mostly MiniDV tapes in the mid to late 90s as the only two manufacturers of MiniDV tapes (Sony, who produce their tapes solely under the Sony brand; and Panasonic, who produce their own tapes under their Panasonic brand and outsources for TDK, Canon, etc.) used two different lubrication types for their cameras - Sony uses a 'wet' lubricant ('ME' or 'Metal Evaporated'), while Panasonic uses a 'dry' lubricant ('MP' or 'Metal Particle').

Though the controversy still remain standard practice for encouraging casual and professional camera operators alike not to mix brands of tapes (as the different lubrication formulations can cause or encourage tape wear if not cleaned by a cleaning cassette), no significant problems have occurred for the last few years - meaning that switching tapes is acceptable, though sticking to one brand (and cleaning the heads with a cleaning cassette before doing so) is highly recommended.

A research undertaken by Sony claimed that there was no hard evidence of the above statement. The only evidence claimed was that using ME tapes in equipment designed for MP tapes can cause tape damage and hence dropouts.^{[27][unreliable source?]} Sony has done a significant amount of internal testing to simulate head clogs as a result of mixing tape lubricants, and has been unable to recreate the problem.^{[dubious – discuss]} Sony recommends using cleaning cassettes once every 50 hours of recording or playback. For those who are still skeptical, Sony recommends cleaning video heads with a cleaning cassette before trying another brand of tape.

References[edit]

External links[edit]

• Adam Wilt's DV page with in-depth technical information
• Technical Documentation on the storage of DV data in AVI files: [2]
• DV Analyzer - open source tool to analyze and detect errors and inconsistencies in DV streams (also extracts and reports the original recording date/time): [3]