HDV کیفیت بهتر برای محصولات آینده-2

 

روزانه شاهد پیشرفت فزاینده فناوریها در زمینه های مختلف می باشیم. در همین راستا در زمینه ویدیو نیز با تعریف فرمت HDTV انقلابی ایجاد گردید و هر روز شاهد فراگیر شدن این فرمت می باشیم. فرمت جدیدی که برای محصولات خانگی و حرفه ای (و نه برودکست) تعریف گردیده است و مبتنی بر فرمت HDTV می باشد. در ادامه به ارایه مشخصات این فرمت می پردازیم:

 

مشخصات عمده HDV

هدف عمده این فرمت توسعه دوربینها برای ضبط آسان تصاویر با کیفیت بالای HD بر روی نوارهای DV با همان مکانیسم دوربینهای DV می باشد که باعث کاهش هزینه های مربوط به طراحی و ساخت بخشهای مکانیکی دوربین و افزایش کیفیت با همان نوار و مکانیسم می شود.

 

 

 

 

1-ضبط تصاویر HD روی نوار DV
همان نوارهای ویدیویی که برای ضبط DV استفاده می شود می تواند برای ضبط HD مورد استفاده قرار گیرد در حالیکه زمان ضبط تغییری نمی کند. بعبارت دیگر مکانیسم کلی ضبط برای هر دو حالت یکی است.

2-MPEG2 بعنوان فرمت فشرده سازی
همان فرمت فشرده سازی MPEG-2 که برای پخش دیجیتال و DVD مورد استفاده قرار می گیرد برای HDV نیز بکار گرفته شده است. برای استفاده از MPEG-2 بعنوان فرمت فشرده ساز با نرخ بیت DV، برای حجم بالای داده HD که بسیار بیشتر از SD می باشد، مدار پردازشگرسیگنال قوی مورد نیاز است.

3-توانایی تصحیح خطای نیرومند
در MPEG-2 که از فشرده سازی inter-frame استفاده می کند امکان بروز خطا بسیار بیشتر از DV Standard است که از فشرده سازی intera-frame استفاده می کند، به همین دلیل مقدار کدهای تصحیح خطا در HDV Standard افزایش یافته است. علاوه بر این با تغییر روش تصحیح از یک شیار (Track) به چندین شیار، قابلیت بر طرف کردن خطا بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و مقاومت در برابر از دست رفتن اطلاعات بواسطه قطع آنی سیگنال بیشتر می شود.

4-کیفیت صدای معادل CD
فشرده سازی MPEG-1 Layer II بعنوان فرمت فشرده سازی صدا مورد استفاده قرار گرفته است.

5-دو نوع سیستم ضبط
HDV استاندارد دارای دو نوع سیستم ضبط می باشد:
720p که بصورت Progressive و با 1280Pixel افقی (60p,30p,50p.25p) ثبت می شود.
1080i که با مشخصات Interlaced و با 1440pixel افقی (50i,60i) ضبط می گردد.

6-روش ضبط HDV
اطلاعاتی که توسط فشرده سازی MPEG-2 کد می شوند امکان نمایش تصویر را برای حالتهای خاص مثل جستجوی سریع، پشتیبانی نمی کنند، اما HDV اطلاعات اضافی را برای پشتیبانی حالتهای پخش خاص روی نوار می افزاید تا هنگام پخش مثل فرمت DV امکان نمایش تصویر وجود داشته باشد. در نظر داشته باشید که هنگام جستجوی سریع و یا حرکت آهسته کیفیت تصاویر با پخش عادی فرق خواهد داشت.

 

 

 

جدول مشخصات فرمت HDV Standard

در جدول زیر به معرفی مشخصات این فرمت و مقایسه آن با فرمت DV می پردازیم:

 

 

 

 

HDV کیفیت بهتر برای محصولات آینده-1

 

روزانه شاهد پیشرفت فزاینده فناوریها در زمینه های مختلف می باشیم. در همین راستا در زمینه ویدیو نیز با تعریف فرمت HDTV انقلابی ایجاد گردید و هر روز شاهد فراگیر شدن این فرمت می باشیم. فرمت جدیدی که برای محصولات خانگی و حرفه ای (و نه برودکست) تعریف گردیده است و مبتنی بر فرمت HDTV می باشد. در ادامه به معرفی این فرمت می پردازیم:

تاریخچه و معرفی

در سپتامبر 2003 شرکتهای Canon, Sharp,Sony و JVC اعلام کردند که ضبط و پخش تصاویر ویدیویی HD یا High Definition بر روی کاستهای نوار DV استاندارد امکان پذیر گشته است و به نام فرمت HDV انتشار می یابد.
مشخصات اولیه این فرمت در جولای 2003 ارایه گردید و سپس در اکتبر 2003 فرمت نهایی به عنوان یک فرمت استاندارد بین المللی ارایه شد.

HDV چیست؟

HDV فرمتی با مشخصات جدید بر پایه HD می باشد که توسط 4 شرکت فوق الذکر ژاپنی ارایه گردید. شما می توانید تصاویر با وضوح بالای (HD) خود را بر روی نوارهای DV معمولی ضبط نموده و با استفاده از یک پورت Firewire آنرا به رایانه شخصی منتقل نمایید و در نهایت با نرم افزارهای تدوین غیر خطی و یا Plug-inهای مربوطه آنرا ویرایش نمایید و از کیفیت برتر HD لذت ببرید.
امروزه شرکتهای بزرگ نرم افزاری و سخت افزاری همچون Adobe, Pinnacle, Matrox, Avid, Canopus,Sony و Ulead پشتیبانی خود را از این فرمت اعلام نموده اند.
لازم به ذکر است که با وجود اینکه این فرمت از Firewire برای انتقال جریان تصاویر (Video Stream) به رایانه استفاده می کند ولی از DV برای فشرده سازی استفاده نمی کند بلکه از فشرده سازی بر پایه MPEG2 برای بستن ویدیو 720p در استریم 25Mb استفاده نموده است.

مشخصات HDV

این فرمت بر پایه مشخصات HD جهانی شامل 720p و 1080i یا به عبارت دیگر 720 خط برای اسکن Progressive و 1080 خط برای اسکن Interlaced می باشد. این فرمت تصاویر را با فشرده سازی MPEG2 و با کدینگ Inter-frame ضبط می نماید که امکان ضبط و پخش HD را در نرخ بیت معادل فرمت DV استاندارد (Intra-frame) ممکن می سازد. سیگنالهای صدا نیز با فرکانس نمونه برداری 48KHZ/16bit دیجیتال می شوند و با روش کدگذاری MPEG1-Layer II و نرخ بیت 384Kb/s فشرده می شوند.

 

 

 

معرفی و مشخصات مدیاهای آرشیو نوار - بخش سوم

بخش سوم معرفی کامل مدیای LTO

بحث آرشیو در هر شرکت ، سازمان یا ارگانی برای نگهداری سوابق و اطلاعات آن مجموعه لازم و ضروری مینماید. در سازمانها یا شبکه های تلویزیونی حفظ و نگهداری اطلاعاتی از قبیل متن ، صدا و تصویر مربوط به رویدادها و برنامه ها همواره امری حیاتی است و با توجه به اینکه معاونت سیاسی سازمان برای بحث آرشیو خود داخل تجهیزات نیوزروم مدیای LTO را در نظر گرفته و تجهیزات این مدیا را خریداری و نصب نموده است، در ادامه به معرفی کامل مدیای LTO می پردازیم:

معرفی فرمت LTO

فرمتهای LTO برای کارایی بهینه با ضریب اطمینان، قابلیت و حجم بالا برای کاربری بطور تنها یا استفاده در محیطهای اتوماتیک طراحی شده است.فرمت اولتریوم LTO از یک نوار کارتریج تک قرقره نیم اینچی برای ایجاد حجم بیشتر حافظه استفاده می نماید که ایده آل برای برنامه های پشتیبانی (Back Up) ، بازیابی (Restore) و آرشیو می باشد. علاوه بر آن ارایه دهندگان این فرمت در نظر دارند تا بزودی مشخصه WORM را ( مشخصه یکبار نوشتن و بارها خواندن) که مخصوص محصولات آرشیوی است ،در محصولاتشان اضافه نمایند .(Write Once , Read Many)

قصد این فرمت این است که نیازهای آینده کاربران تک سروری و کاربران دارای چند سرور و محیطهای با ساختارهای پیچیده را پیش بینی کرده و در یک مسیر پیشرفت قابل توسعه، طی یک دهه آنها را براورده سازد.
نسل اول فرمت اولتریوم از سال 2000 وارد بازار گردید ، نسل دوم تقریبا از سال 2002 به بازار آمد و حال مجوزهای نسل سوم از 26 جولای 2004 ارایه گردیده و محصولات آن نیز تا اواخر 2004 و اوایل 2005 به بازار خواهد آمد . نسل چهارم نیز تا سال 2006 ارایه شده و به بازار می آید. تفاوت نسلهای LTO در حجم و سرعت انتقال اطلاعات می باشد، بطور کلی انتظار میرود در هر نسل حجم اطلاعات قابل ذخیره روی هر کارتریج و سرعت انتقال اطلاعات دو برابر گردد.
نسل اول فرمت اولتریوم دارای حجم ذخیره سازی 100MB و نرخ انتقال اطلاعات تا 20 MB/s بود در حالیکه این آمار در نسل سوم به حجم 400MB و سرعت 80MB/s رسیده است .نسل سوم توانایی خواندن کارتریجهای هر دو نسل قبلی و نوشتن روی کارتریجهای نسل دوم را نیز دارا میباشد.

خصوصیات این فرمت برای تطبیق دادن تعدادی از فناوریهای متفاوت و عمده که در حال حاضر استفاده می شود ، طراحی گردیده است . هسته ضبط فرمت LTO را ضبط چند کاناله خطی بطور مارپیچ تشکیل می دهد که موازنه ای بهینه را بین اطمینان پذیری و جامعیت اطلاعات با کارایی و حجم بالا برقرار می سازد . در این فرمت داده ها در طول نوار نوشته می شوند . فرمت اولتریوم 768 شیار در هر اینچ و یا 384 شیار (Track) در نیم اینچ پهنای نوار را می نویسد. در ضمن این فرمت ضبط دارای خاصیت مارپیچ می باشد . مکانیسم ضبط برای خواندن تمامی 100 GB حجم کارتریج ، عبور چندباره از ابتدای نوار ( Beginning Of the Tape=BOT ) تا انتهای نوار ( End Of the Tape=EOT ) و بازگشت به BOT را ناگزیر می سازد . 384 شیار روی نوار به 4 باند که هر کدام 96 شیار دارند تقسیم می گردد . داده ها برای ایجاد محافظت بیشتر ، ابتدا در مرکز که پایدارترین بخش فیزیکی نوار می باشد و روی داخلی ترین باند نوشته می شوند . در هر بار عبور از طول نوار و یا بازگشت ، 8 شیار بطور همزمان نوشته و خوانده می شوند .

پایه فناوری LTO

طبق طراحی این فرمت، پهنای کامل نوار به چهار بخش تقسیم می گردد که باند داده (Data Band) نامیده می شود که هر کدام دارای 96 شیار (Track) می باشند.

هد دستگاه کارتریج خوان (Tape Reader Head) محدوده هر باند داده را روی نوار تشخیص داده و بترتیب آنها را پر می کند. بالا و پایین هر باند داده را یک باند کنترلی (Servo Band) پوشش می دهد که اطلاعات مکان نوشتن هد یا شیارهایی را که داخل آن باند داده می باشد ، نگه می دارد.

پردازش مکان هد روی نوار از اثر متقابل بین هد ، نوار و اجزای کنترلی بدست می آید. ابتدا باندهای داده نوشته می شوند تا داده ها در بخش پایدارتر نوار ضبط گردند و بترتیب باندهای کناری شروع به ضبط شدن می نمایند. برای تامین امنیت اطلاعات ضبط شده روی باندهای بیرونی دو باند خالی که باند محافظ لبه(Edge Guard Band) نامیده می شوند، در بیرونی ترین لبه، مرز نوار را تشکیل می دهند.

پردازش مکان هد روی نوار از اثر متقابل بین هد، نوار و اجزای کنترلی بدست می آید. حرکت هد توسط یک سیستم کنترلی (Servo System) که از اطلاعات کد شده روی باندهای کنترلی بالا و پایین هر باند داده استفاده می کند،‌ کنترل می گردد. باندهای کنترلی هنگامی که کارتریج ساخته می شود ، روی آن نوشته می شوند و هر دو باند کنترلی همزمان استفاده می شوند تا دو منبع اطلاعات کنترلی در اختیار باشد. این باعث افزایش دقت محل قرار گرفتن هد و کم شدن امکان بروز خطا در صورت خرابی در بخشی از باند کنترلی می باشد.

در طراحی نسل اول LTO ، هد دستگاه از هشت جزء تشکیل شده است.

در مثال زیر عملیات خواندن و نوشتن و عملکرد بخشهای مختلف نمایش داده می شود:

در طول عملیات نوشتن داده ها با یک هد هشت جزئی ، TS0 یا (Top Servo Zero) روی مکان کنترلی صفر قرار می گیرد و هشت جزء هد داده ها را در طول نوار روی شیارهای گروه اول (Servo Position Zero) می نویسند. با تشخیص نشانگر انتهای نوار توسط هد، TS1 یا (Top Servo One ) روی مکان کنترلی پنج قرار گرفته و شیارهای گروه دوم را در طول نوار و در جهت مخالف پر می کند.
پردازش نوشتن روی تمام طول نوار در یک جهت فقط چند دقیقه طول می کشد. در پایان این مرحله TS0 روی مکان کنترلی یک قرار می گیرد و باز طول نوار نوشته می شود بعد TS1 روی مکان چهارم قرار گرفته و به همین ترتیب تمامی شیارهای داده در عرض یک باند داده نوشته می شوند.

هد روی باند داده قرار می گیرد و اجزای نویسنده، داده ها را وقتی نوار از زیر آن حرکت می کند، در جهت حرکت نوار می نویسند. در انتهای هد بخشهای خواننده، داده ها را خوانده و درستی اطلاعات را چک می کنند و در صورت بروز خطا موارد را جلوتر روی نوار بازنویسی می نمایند. در شکل زیر اجزای نویسنده با رنگ زرد و خواننده با رنگ قرمز نمایش داده شده اند. جهت حرکت نوار به گونه ای است که از سمت اجزای زرد رنگ به زیر هد کشیده می شود.

در طول عملیات نوشتن روی نوار سیستم کنترل TS0 را روی مکان کنترلی صفر قرار می دهد تا اولین گروه شیارها نوشته شوند و به همین ترتیب وقتی نشانگر پایان نوار از مقابل هد می گذرد TS1 مقابل مکان کنترلی پنج قرار گرفته و این روال بطور گردشی بطرف داخل ادامه پیدا می کند.(مطابق شکلهای زیر) :

بین شیارهایی که داده ها در جهتهای مختلف روی آنها نوشته می شوند، فضاهایی وجود دارد که این فضاها برای به حداقل رسانیدن تداخل مغناطیسی بین شیارهای مجاوری که در جهت های متفاوت نوشته شده اند (Cross-Track Interference)، می باشند و آنها را بافر جهت (Direction Buffer) می نامند.

فناوری این طراحی تا حدی مبتنی بر سازگاری دوجهته و چند کاناله بودن فرمت خطی برای استفاده متداول در صنعت می باشد. تکنیکهای جدید و قوی تصحیح خطا و ساختار جدید هد برای تولید یک فرمت مناسب ترکیب شده اند که حجم ذخیره سازی بالای داده را با امکانات Ultrium و زمان دسترسی سریع به داده ها را با امکانات Accellis میسر می سازند.