§ 8.4. Использование видеомагнитофонов в вещательном телевидении

В аппаратуре магнитной записи вещательной телевизионной системы можно выделить три группы устройств: высококачественные стационарные видеомагнитофоны, работающие совместно с устройствами электронного монтажа; дисковые видеомагнитофоны для повторного просмотра фрагментов передач в режиме замедления; портативные видеомагнитофоны телевизионной журналистики. Электронным монтажом принято называть согласование отдельных записей без нарушения последовательности синхронизирующих импульсов и порядка чередования цветоразностных сигналов. С помощью электронного монтажа разнообразный материал, зарегистрированный на магнитных лентах, и материал, поставляемый в аппаратную видеомагнитной записи по линиям связи,

объединяются режиссером, подготавливающим передачу в единую непрерывную запись.

На телевизионных центрах стационарные четырехголовочные видеомагнитофоны и устройства электронного монтажа устанавливаются в аппаратных видеомагнитной записи. Здесь же в ряде случаев размещают устройства воспроизведения записей, выполненных видеомагнитофонами репортажных установок. Эти воспроизводящие устройства содержат схемы коррекции временных искажений и компенсации выпадений; воспроизводимый ими сигнал синхронизирован с опорными сигналами телецентра и может быть использован при электронном монтаже.

Управление видеомагнитофонами при электронном монтаже осуществляется с помощью адресно-временного кода, записанного на специальную (режиссерскую) дорожку. Код во временной шкале отмечает адреса кадров зарегистрированного изображения. Каждое кодовое слово содержит синхронизирующую посылку и составляющие адреса кадров, к которым относятся данные о единицах кадров и десятках кадров (номере кадра в пределах секунды), единицах секунд, десятках секунд, единицах минут, десятках минут, единицах часов, десятках часов. Адресно-временной код позволяет при предварительном просмотре ввести в память цифрового устройства, управляющего электронным монтажом, адреса монтируемых частей и составить программу, обеспечивающую поиск фрагментов, остановку видеомагнитофонов, их совместный пуск и подгонку записей.

Подготовка магнитных записей и их маркировка адресно-временным кодом создают благоприятные условия для автоматического управления телевизионным вещанием, при котором время и очередность включения видеомагнитофонов определяются командами, поступающими с ЭВМ центральной аппаратной.

В составе вещательной телевизионной аппаратуры используют видеомагнитофоны, позволяющие в замедленном ритме просматривать эпизоды передачи и длительное время наблюдать отдельные поля изображения. Особенно часто с замедлением и с режимом стоп-кадра производится повторный просмотр фрагментов спортивных передач, вызывающих наибольший интерес у зрителя. Заметим, что длительное время можно демонстрировать отдельные поля, а не кадры изображения, так как при быстрой смене сюжета многократное воспроизведение двух полей приводит к «дрожанию» деталей, положение которых в смежных полях заметно отличается.

В видеомагнитофонах, создающих эффект замедления и стоп-кадра, запись производится на металлические диски, покрытые с обеих сторон магнитным носителем и прочным защитным слоем, предохраняющим магнитный носитель от разрушения. Головки устанавливаются на радиальных направляющих и могут перемещаться с помощью шагового двигателя. Дорожки записи имеют вид концентрических окружностей. Видеомагнитофон содержит два диска, закрепленных на одном валу, и четыре головки. За один

оборот диска на дорожке записывается одно поле изображения. Скорость вращения диска Каждая головка работает на одной стороне диска. В режиме записи головки работают поочередно. После записи одного поля каждая головка а течение двух последующих полей перемещается на следующую дорожку, далее следует цикл стирания и запись производится: снова. Одновременно выполняются следующие операции: запись одной головкой, перемещение двух головок и стирание одной головкой. Переключают головки импульсами частоты полей.

В режиме воспроизведения каждая головка несколько раз считывает сигнал с одной и той же дорожки. Число циклов повторного считывания зависит от степени замедления. В режиме стоп-кадра одной головкой длительное время считывается одно поле изображения. С помощью коммутатора сигналы с головок объединяются в один непрерывный сигнал. Чтобы при многократном считывании одного поля получить изображение на экранах просмотровых устройств с чересстрочным разложением, в тракт телевизионного сигнала вводится коммутируемая задержка на 0,5 строки. Если считывается нечетное поле, заканчивающееся посредине строки 313, то далее считывание с диска вновь начнется с начала строки 1, тогда как на просмотровых устройствах развертка будет прочерчивать вторую половину строки 313. Чтобы правильно воспроизвести изображение, в тракт сигнала через поле включают задержку на 0,5 строки. Благодаря задержке сигнала повторно считываемая строка 1 в режиме стоп-кадра будет воспроизведена правильно на строке 314 просмотрового устройства. В следующем цикле строка I считываемого сигнала разместится на строке 1 просмотрового устройства и т. д.

Повторное считывание одного поля изображения нарушает принятые в системе SECAM чередование цветоразностных сигналов и смену фаз цветовых поднесущих. Поэтому из воспроизводимого сигнала выделяют сигналы цветности и затем восстанавливают необходимый порядок следования цветоразностных сигналов с помощью коммутируемой линии задержки. Далее вновь формируют полный телевизионный сигнал. Схема, объединяющая яркостный и цветоразностные сигналы, осуществляет также требуемую системой SECAM коммутацию фаз цветовых поднесущих.

Для магнитной записи на дисках характерны частотные искажения, возникающие в результате изменения длины окружностей дорожек, и, следовательно, линейной скорости головок относительно диска. Компенсацию этих искажений осуществляет корректор, подъем частотной характеристики которого увеличивается по мере приближения головки к центру вращения диска. Частота вращения диска контролируется системой автоматической подстройки частоты, управляемой импульсами частоты полей. Временные искажения воспроизводимого телевизионного сигнала сравнительно невелики и устраняются корректором временных искажений.

Воспроизводимый телевизионный сигнал синхронизирован с местными сигналами телецентра.

Запись и воспроизведение в дисковом видеомагнитофоне могут производиться при перемещении головки от наружного края диска к его центру и в обратном направлении. Концентрические окружности дорожек при перемещении головки в обратном направлении — от центра к краю диска — располагаются между окружностями дорожек записи, выполненной при перемещении головки в лрямом направлении. Всего на четырех поверхностях двух дисков записывают 1800 дорожек, время воспроизведения которых без замедления составляет 36 с.

Замедление и остановка изображения могут быть осуществлены и с помощью видеомагнитофонов с наклонно-строчной записью, оснащенных системой автотрекинга и корректором временных искажений, устраняющих как построчные, так и внутристрочные искажения. Однако в видеомагнитофонах с продольно-строчной записью режимы замедления и стоп-кадра приводят к ускоренному износу магнитной ленты. Поэтому широкое распространение получили дисковые видеомагнитофоны, предназначенные для многократного считывания отдельных дорожек без существенных повреждений магнитного носителя.

В вещательном телевидении часто используются автономные телевизионные камеры, совмещенные с видеомагнитофоном. Появился новый вид съемок актуальных событий, получивший название телевизионной журналистики. С точки зрения возможностей оператора телевизионная журналистика не уступает кино, сохраняя по оперативности воспроизведения информации достоинства телевидения. В портативных передающих телевизионных установках видеомагнитофоны либо конструктивно объединяются с передающими камерами, либо (в крупногабаритных модификациях) устанавливаются на некотором удалении от камеры и получают сигнал по радиолинии или коаксиальному кабелю. Естественно, что время подготовки репортажной установки к работе и подвижность оператора зависят от габаритов и массы видеомагнитофона. Поэтому для этих систем предпочтительно использовать портативные видеомагнитофоны.

При проектировании портативных видеомагнитофонов, чтобы удовлетворить требованиям по продолжительности работы, массе, габаритам и потребляемой мощности, сокращают полосу записываемых частот. Так как информация о цвете сосредоточена в верхней части спектра полного телевизионного сигнала, подавление высокочастотных составляющих может привести не только к снижению четкости, но и к цветовым искажениям. Чтобы в условиях ограничения полосы частот сохранить правильную цветопередачу и сравнительно немного потерять в разрешающей способности системы, изменяют структуру телевизионного сигнала, записываемого на магнитную ленту. Для этого используют раздельную запись

составляющих яркости и цветоразностных сигналов — компонентную запись.

Рис. 8.18. Компонентная запись двумя головками без временного уплотнения сигналов (а) и с временным уплотнением цветоразностных сигналов (б); одной головкой с временным уплотнением яркостного и цветоразностных сигналов (в) и двумя головками с временным преобразованием яркостного и цветоразностных сигналов (г)

В полной мере преимущества компонентной записи реализуются при подаче на видеомагнитофон сигналов непосредственно с передающей камеры, преобразовании этих сигналов в сигналы и записи сигналов яркости и цветоразностных сигналов на смежных дорожках двумя головками (рис. 8.18, а).

В этом случае спектр яркостного сигнала ограничивается полосой частот, воспроизводимых видеомагнитофоном, а спектр цветоразностных сигналов практически не искажается. В варианте системы осуществляется временное уплотнение цветоразностных сигналов (рис. 8.18, б). На рис. 8.18, б показано размещение записи строк яркостного У и цветоразностных сигналов на смежных дорожках в системе , а также поясняется процесс объединения сигналов методом временного уплотнения. Временное уплотнение производится с помощью линий задержки с пространственно-зарядовой связью ячеек. Выборки сигнала вводятся в линии задержки с частотой его дискретизации, а считываются с частотой, в 2 раза превышающей частоту дискретизации. В результате на каждой строке размещаются оба цветоразностных сигнала. Спектр сигналов расширяется на столько же, на сколько изменяется их временной масштаб.

При воспроизведении компонентной записи, выполненной двумя: одновременно работающими головками, должны быть устранены временные искажения и выравнены фазы яркостного сигнала к сигнала цветности, компенсированы выпадения в этих сигналах, а в варианте рис. 8.18, б должен быть также восстановлен временной масштаб цветоразностных сигналов. Во многих портативных установках видеомагнитофон осуществляет только запись сигнала. Для: воспроизведения кассета с магнитной лентой переставляется в стационарный или переносной видеомагнитофон, работающий в режиме воспроизведения яркостной и цветоразностных составляющих

и выполняющий все операции по формированию полного телевизионного сигнала, включая коррекцию временных искажений, компенсацию выпадений и синхронизацию с местным опорным сигналом.

Временное уплотнение как яркостного сигнала, так и цветоразностных сигналов и передача их в пределах одной строки позволяют осуществить компонентную запись с помощью одной головки В этом случае сжимаются и передаются в пределах строки как яркостный, так и цветоразностный сигналы (рис. 8.18, в). Предположим, что полоса частот, воспроизводимых видеомагнитофоном, ограничена сверху частотой 4,5 МГц и время передачи цветоразностных сигналов с шириной спектра 1,5 МГц сокращено в 3 раза и составляет — длительность прямого хода строки). Тогда для передачи яркостного сигнала остается . В результате сжатия ширина спектра яркостного и цветоразностных сигналов соответственно возрастает с 6 до 9 МГц и с

1,5 до 4,5 МГц (коэффициенты сжатия 1,5 и 3). После ограничения спектра сигналов в видеомагнитофоне частотой 4,5 МГц и восстановления временного масштаба ширина спектра яркостного и цветоразностных сигналов составит 3 и 1,5 МГц. Сокращение спектра воспроизводимого сигнала в данном случае является платой за упрощение конструкции, достигаемое при одноголовочной компонентной записи.

Сжатие сигнала во времени расширяет его спектр. Чтобы сохранить или в меньшей степени ограничить спектр нркостной составляющей, сигнал У при записи на двух дорожках можно растянуть во времени. При растяжении в К раз для записи сигнала со спектром, ограниченным сверху частотой (МГц), достаточно полосы пропускания Например, при растяжении в 1,5 раза исходная ширина спектра 6 МГц сокращается до 4 МГц. Такой способ записи использован в системе Lineplex [20].

При растяжении сигнала в 1,5 раза на участке магнитной ленты протяженностью (рис. 8.18, г) на двух дорожках за время записывается четыре растянутых в 1,5 раза строки сигнала У (время ЗГстр) и два сжатых в 2 раза сигнала цветности (за

Благодаря развитию цифровой техники стало возможным эффективно решать задачи временного преобразования телевизионных сигналов. Видеомагнитофоны, осуществляющие компонентную запись, при которой воспроизведение и обработка производятся в отдельном устройстве, начинают широко использоваться совместно с портативными телевизионными камерами, вытесняя из телевизионной журналистики видеомагнитофоны других типов.