Коррекция временной развертки

Коррекция временной развертки (TBC) — это метод уменьшения или устранения ошибок, вызванных механической нестабильностью, присутствующей в аналоговых записях на механических носителях. Без коррекции временной развертки сигнал от видеомагнитофона (VTR) или видеомагнитофона (VCR) не может быть смешан с другими, более стабильными по времени устройствами, такими как генераторы символов и видеокамеры, которые можно найти в телевизионных студиях и на объектах постпроизводства .

Коррекция временной развертки противодействует ошибкам, буферизуя видеосигнал, когда он сходит с видеокассеты с нестабильной скоростью, и отпуская его после задержки с постоянной скоростью. Генератор синхронизации обеспечивает опорное время для всех устройств в системе. Регулируя задержку с помощью монитора формы сигнала, можно привести скорректированный сигнал в соответствие с синхронизацией других устройств в системе. Если все устройства в системе настроены так, что их сигналы поступают на видеокоммутатор одновременно и с одинаковой скоростью, сигналы можно смешивать.

Хотя внешние TBC часто используются, большинство видеомагнитофонов вещательного качества имеют встроенные простые корректоры временной развертки. Некоторые высококлассные бытовые аналоговые видеомагнитофоны и видеокамеры также включают в себя схему TBC, которую обычно можно отключить при необходимости.

Фон

Еще в 1956 году профессиональные катушечные аудиомагнитофоны, опиравшиеся только на механическую стабильность, были достаточно стабильными, чтобы искажения высоты тона могли быть ниже слышимого уровня без коррекции временной развертки. Однако более высокая чувствительность видеозаписей означала, что даже самые лучшие механические решения по-прежнему приводили к заметным искажениям видеосигналов и трудностям привязки к последующим устройствам. ^[1] Видеосигнал состоит не только из информации об изображении, но также из сигналов синхронизации и поднесущих. Последние позволяют расположить изображение на мониторе прямоугольно, точно воспроизводят цвета. ^[а] и, что немаловажно, позволять объединение и переключение двух и более видеосигналов.

Методы

В идее коррекции временной развертки неявно подразумевается, что должна быть некоторая целевая временная развертка, к которой стремится корректор. Обычно используются две временные основы.

Первый метод заключается в том, чтобы кадры, поля и линии отображались плавно и равномерно со скоростью, указанной стандартами, с использованием генератора для привязки времени.
Альтернативой этому методу является выравнивание кадров, полей и строк по некоторому внешнему сигналу — процедура, называемая genlocking . ^[б] Генлокация позволяет использовать источники, которые сами по себе не поддерживают генлок, с производственными коммутаторами и оборудованием для монтажа роликов A/B. Автономные корректоры временной базы модели вещания обычно синхронизируют сигнал с внешним эталоном синхронизации, а также позволяют яркость, контрастность, цветность и цветовую фазу ( оттенок или оттенок ). регулировать

Некоторые TBC имели логику компенсации выпадения (DOC), которая позволяла временно исправлять дефекты видеозаписи, вызванные выпадением оксида. Логика DOC требовала выделенного кабеля между видеопроигрывателем и TBC, в котором были обнаружены нарушения в частях видеоизображения. Ранее захваченные и сохраненные строки видео затем накладывались на дефектные строки видео.

Вариантом корректора временной развертки является синхронизатор кадров , который позволяет устройствам, которые не могут управляться сигналом синхронизации, также корректировать развертку или синхронизировать их с системой. Спутники, микроволновые передатчики и другие вещательные сигналы, а также потребительские видеомагнитофоны не могут передавать сигнал синхронизации. Синхронизатор выполняет это, записывая входящее цифровое видео. ^[с] в память кадрового буфера, используя синхронизацию информации синхронизации, содержащейся в этом видеосигнале. Синхронизатор кадров хранит как минимум полный кадр видео. Одновременно цифровое видео считывается обратно из буфера независимой системой синхронизации, которая привязана к опорному сигналу времени дома. Если буфер переполнен или недостаточно, Frame Sync будет удерживать последний хороший кадр видео до тех пор, пока не будет получен следующий полный кадр видео. Обычно это незаметно для зрителей.

Типы

Физически существует только 4 типа: выделенные микросхемы , карты расширения для профессиональных/профессиональных видеомагнитофонов, настольные автономные устройства и специальные устройства для монтажа в стойку.

В мире вещания для монтажа в стойку высотой 1U широко распространены корректоры развертки . Они предназначены для легкого выдвижения из стойки по направляющим для обслуживания, поскольку эти устройства предназначены для круглосуточной работы без выходных. Обычно они практически не содержали оборудования SMD , а использовали только сквозную электронику , обслуживаемую оператором , что делало эти устройства довольно тяжелыми.

Программная коррекция временной развертки

Пример программного обеспечения TBC (только Luma) — лента VHS-SP PAL 1989 г., декодированная с помощью VHS-Decode в 2023 г.

Современный пятый и последний тип TBC, достигнутый в конце 2010-х годов, является программно-определяемым. Проект Python LD-Decode ^[2] (и его расширенные версии VHS-декодирование ^[3] и CVBS-декодирование ^[4]) реализовать этот метод «программной коррекции временной развертки». Программы захватывают радиочастотные аналоговые сигналы мультимедиа, затем демодулируют и корректируют сигнал в программном обеспечении.

Программы TBC сохраняют скорректированные сигналы в файле «.TBC», содержащем цифровую размером 4fsc без потерь с разрядностью 16 бит на выборку. копию сигнала ^[5] - мало чем отличающийся от старой цифровой видеокассеты D-3 . Данные внутри могут быть объединены яркостью и цветностью или разделены. ld-analyze, инструмент из проекта LD-decode, позволяет покадровый анализ, субтитры и считывание тайм-кода VITC с использованием файла TBC. ^[6] Цветность файлов TBC может быть декодирована в несжатый YUV. ^[д] или видеопоток RGB, который затем кодируется в сжатый без потерь видеофайл FFV1 .mkv для архивирования с помощью таких инструментов, как tbc-video-export.

Потоки файлов TBC также можно напрямую воспроизводить на аналоговых телевизионных системах через ЦАП .

Частота дискретизации: 4fsc PAL (17734475 Гц) ^{[ нужна ссылка ]}
Выборка NTSC: 4fsc NTSC (14318181 Гц) ^{[ нужна ссылка ]}
Скорость передачи данных PAL :
- CVBS 2,1 ГБ/мин 35 МБ/с (280 Мбит/с)
- Y+C 4,2 ГБ/мин 70 МБ/с (560 Мбит/с)
Скорость передачи данных NTSC :
- CVBS 1,7 ГБ/мин 28,33 МБ/с (226,5 Мбит/с)
- Y+C 3,4 ГБ/мин 56,66 МБ/с (453 Мбит/с)

См. также

Примечания

^ В частности, информация о цвете в NTSC кодируется относительно фазы высокочастотной цветовой поднесущей, что делает отображаемые цвета чрезвычайно чувствительными к ошибкам временной развертки.
^ Для обработки случайно изменяющегося аналогового сигнала стабильный пилот-тон вместе с сигналом записывается . При воспроизведении пилот-тон извлекается с помощью фильтров, а изменения частоты пилот-тона используются для генерации сигнала ошибки, который приводит в действие схемы коррекции временной развертки. Затем используется режекторный фильтр для подавления пилот-тона из восстановленного сигнала.
^ Аналоговое видео сначала необходимо оцифровать.
^ Технически YUV является неправильным названием для YCbCr , но его использование распространено среди разработчиков кодеков, работающих, например, с YUV4MPEG2.

Ссылки

^ «Как купить TBC и Genlock» . 6 октября 1992 года . Проверено 05 марта 2021 г.
^ Пейдж, Чад (13 марта 2023 г.), ld-decode , получено 13 марта 2023 г.
^ oyvindln (01 марта 2023 г.), VHS-Decode (теперь он делает больше, чем VHS!) , получено 13 марта 2023 г.
^ «Композитное декодирование CVBS» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.
^ «Формат метаданных JSON» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.
^ «л.д. анализ» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.

Дальнейшее чтение

Цифровой синхронизатор для видеомагнитофона , Bucciarelli, FV; Труды IEEE, том 61, выпуск 4, апрель 1973 г. Страницы: 506 - 507

Внешние ссылки

oldvcr.com Sony, Sony BVT-800, профессиональный корректор временной развертки
oldvcr.com FOR.A FA-410, Профессиональный корректор временной развертки

[2] В частности, информация о цвете в NTSC кодируется относительно фазы высокочастотной цветовой поднесущей, что делает отображаемые цвета чрезвычайно чувствительными к ошибкам временной развертки.

[3] Для обработки случайно изменяющегося аналогового сигнала стабильный пилот-тон вместе с сигналом записывается . При воспроизведении пилот-тон извлекается с помощью фильтров, а изменения частоты пилот-тона используются для генерации сигнала ошибки, который приводит в действие схемы коррекции временной развертки. Затем используется режекторный фильтр для подавления пилот-тона из восстановленного сигнала.

[4] Аналоговое видео сначала необходимо оцифровать.

[10] Технически YUV является неправильным названием для YCbCr , но его использование распространено среди разработчиков кодеков, работающих, например, с YUV4MPEG2.

[1] «Как купить TBC и Genlock» . 6 октября 1992 года . Проверено 05 марта 2021 г.

[5] Пейдж, Чад (13 марта 2023 г.), ld-decode , получено 13 марта 2023 г.

[6] yvindln (01 марта 2023 г.), VHS-Decode (теперь он делает больше, чем VHS!) , получено 13 марта 2023 г.

[7] «Композитное декодирование CVBS» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.

[8] «Формат метаданных JSON» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.

[9] «л.д. анализ» . Гитхаб . Проверено 13 марта 2023 г.

[1]

[а]

[б]

[с]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[д]