二、数字视频技术
数字视频信号占有频带相当宽，从磁记录密度的观点来看，全数字式录像机对磁记录介质的应用是不经济的。因此现阶段家用录像机数字视频技术指的不是磁记录过程的信号数字化，而是在重放电路中将视频信号部分数字化，用行、场、帧不同规模的存储器，对数字视频信号进行存储和运算，提高信噪比，实现数字特技重放，使家用录像机多功能、高性能。
1．视频信号的数字化：模拟信号数字化包括“取样”和“量化”二个过程。“取样”即每隔一个固定的时间间隔读出信号幅度，以这些间隔有限的数值来代替模拟信号连续的信号变化，每秒钟取样点数称为取样频率。取样频率至少要大于信号最高频率的2倍。PAL制家用录像机的视频取样频率大多数采用色副载波频率（4.43MHz）的3倍（3f\(_{sc}\)）。取样频率高，则信号的高频特性好，失真小，但是要求的存储器容量大，工作频率高，因此取样频率受到一定的限制。“量化”就是将上述每个取样信号的幅度用二进制数来表示的过程。显然所用二进制数的位数越多，量化的精度就越高；二进制数的位数称为“量化比特数”。量化比特数越高，数字／模拟变换过程中所引入的噪声就越小，但是要求存储器容量就越大，目前家用录像机视频信号的量化比特数一般是6。PAL制电视信号，当取样频率为3fsc、量化比特数为6时，场存储器容量需要1.5Mbit。家用机应用较典型的存储器是如图6所示场存储器，它由A／D模数变换器、串／并变换器、1.5MHz存储器、并／串变换器、D／A数模变换器和控制器构成。图中控制器是关键部分，数字电路运行所需的时钟信号、地址控制信号、读／写控制信号都在这里产生。目前动态随机存储器的读／写速度还不能满足直接和A／D、D／A变换器联接的要求，因此在A／D变换器和存储器之间插入串／并变换器（即译码器）。将A／D变换后的信号先经串／并变换及锁存，数据以并行的方式输给存储器，这样降低了对存储器的运算速率要求，反之读出时经并／串变换及锁存再给D／A变换器，恢复成模拟视频信号。
2．数字降噪电路：噪声是各种电视设备的大敌，而录像机除了电子装置主要的噪声源——热噪声外，还有机械系统带来的各种噪声因素。在全数字式录像机里，因为只有“0”和“1”两种状态，所以只要噪声的幅值不超过信号的一半，电路总可以将信号从噪声中提取出来，这是全数字录像机的优点之一，目前家用录像机是采用“循环式噪声抑制器”或“运动补偿式噪声抑制器”。
我们知道，视频信号具有行、场、帧周期性，而且相邻二个周期信号常常相似性很强，而电视信号的噪声具有随机性，这就提供了一种提高信／噪比的方法，即把相关性很强的两行（或两场）信号相加，如果信号完全相似即相关系数为1，那么信号增加了1倍，而噪声仅增加了（\(\sqrt{2}\)-1）倍，如果将相邻的几行相加，那么信号就增加到原来的n倍，而噪声仅增加到原来的n倍，综合效果是信／噪比提高了\(\sqrt{n}\)倍。根据电视信号的这个性质，利用数字信号的可存储和可运算的特性，可以做成行、场、帧噪声抑制器。图7是噪声衰减电路的原理框图，其中数字存储器可以是行存储器，也可以是场或帧存储器，分别对行、场、帧噪声进行抑制。行存储器容量最小，成本最低，帧存储器所需容量太大，家用录像机一般不用。在图7中，视频信号输入抑制器后，先经过（1-K）衰减因子电路，K为小于1的数。信号和噪声都衰减（1－K）倍，然后和从存储器来的经过时延一个周期的前一行（或场）信号叠加，在叠加前先经过K衰减因子电路，由于叠加前两个信号幅度都进行了幅度处理，所以总输出信号幅度保持不变。进一步思考可以发现，进入存储器的并非完全是输入的视频信号，而是叠加后的信号，因此反馈到K因子电路的是前面无数个周期叠加的结果，理论分析表明，循环式噪声抑制器的噪声抑制度R= 1-K/1+K。在播放静止画面时，电视信号的场相关系数等于1，取K值为1，理论上可以将噪声抑制成零。当播放活动图像时，场际相关性将降低，如果将画面活动变化部分也进行叠加处理，不同图像部分将因此而变得模糊，所以还不能将所有的场都进行叠加处理。实际的噪声抑制器不应对一场信号的每一个取样点作出动静判断，在静止图像部分将K升为1以降低噪声，在活动图像部分将K降为零（即不用该抑制电路）。以避免出现图像模糊，通常称这种抑制电路为运动补偿式噪声衰减器，原理图如图8所示，将它与图7比较，这里多了一个场际差分比较器，利用动／静检测作出判断去控制“1－K”和“K”衰减因子的K值，这样就提高了信噪比又兼顾到清晰度。
3．数字视频特技重放：特技重放一般指的是非正常速度重放，包括静止、慢放、多倍速重放（搜索）。目前家用录像机使用的方法有二种：模拟法，借助于伺服系统改变走带速度和方向，由视频磁头直接从磁带上拾取信号；另一种是数字视频存储技术，它将数字化视频信号写入存储器，根据特技重放功能的需要再将数字信号作适当运算还原成模拟信号，如数字静止图像是在正常重放时不断地用场存储器将一场信号写入存储器记忆起来，当重放暂停时，它利用存储器中存储的数字信号读出，还原成模拟图像信号，因此数字式静放的图像是非常稳定的，不存在模拟法的图像抖动，而且也不需要专门的特技重放磁头。
数字特技还可以完成模拟技术无法实现的新特技功能，如双画面（画中画）、多画面、频闪效果、变焦等等。它们都是利用了数字视频技术可存储和可运算的优点，对数字信号经过精细加工后形成的。图9是“画中画”的形成框图，图中有二路视频信号：重放图像信号和经调谐器接收解码后的视频信号，主画面和子画面的内容来自上述二个信号，用场存储器将子画面信号存储起来，读出时将数字信号地址线进行运算，将一场信号按画面缩小的比例相隔选出一部分取样点，并对取样点位置进行压缩，使原来的一个画面缩小若干倍成为子画面，用模拟开关来选取屏幕画面的内容，使子画面嵌入主画面中，主、子画面可以互换。 (於志根)
