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一位博主采集老录像带的折腾之路

采集卡之殇

家用VHS录像机具有十分精密且复杂的机械结构,历经长期使用,磁鼓表面的锈迹、走行机构的老化不可避免,从而导致转速不稳,令画面劣化,出现水平抖动、杂色等问题。

为了改善画面,以往的显示设备往往会内置TBC(Time-Based Correction,时基矫正)和帧同步功能,矫正录像机输出信号,这种功能在CRT电视机、DVD录像机、一些广播级的编辑机和高档录像机(例如一些S-VHS、D-VHS录像机)也会附带,但新的设备,例如液晶电视、OLED电视以及市面上几乎所有的USB采集设备都没有。

在购物平台上,可以买到各种类型的USB模拟信号采集卡,然而这些设备采集质量普遍很差,存在分辨率低、切边、音画不同步、无法输出50i隔行扫描信号的问题,更逞论什么TBC之类的功能了。不论是三四十块还是两三百块,内部基本都是一样的芯片,唯一的区别就是商家赚的多还是少罢了。

在购入多款采集卡比较后,发现圆刚C039P是少有的一款画质较好的USB采集设备,最起码分辨率足够、不切边、音画同步、能够输出50i信号。但这么一张卡,原价已经逼近五百块钱,内部仍然不带TBC功能,输出画面仍然会水平抖动。

那不用USB采集,用什么采集呢?

PCIe板卡是另一种选择,但由于手头上一直没有台式机,未能测试。这类板卡选择不多,价格也不便宜,似乎也没有TBC和帧同步功能。

这些情况是难免的。这种设备主要面向游戏机、DVD、手持DV、CT等数字设备的信号采集,本身这些设备的输出画面就比较稳定,不使用TBC也可以采集到比较好的画面。

而VHS录像机,虽然同样用梅花头输出,却成了弃子。

家庭幽默录像机

早前购入了一台HD630录像机,这台末代国产阉割机在画质上其实还凑合,R机芯的机械结构也更加可靠,但单凭一张不带TBC功能的C039P,采集到的画面必然是既有杂色又有抖动。在大家的印象中,录像带的画质大概就是这样罢。

但B站的热心同好们告诉我,录像机信号不稳定,采集卡不行。

那用什么才可以呢?在同好们的建议中,得知有以下方案:

  • 接入DVD录像机稳定信号,再采集信号;
  • 用canopus采集盒。

其实,上面两个方案都是十分成熟可行的方案,但我起初没有采纳,因为

  • 用DVD录像机有点累赘,也不知道能稳定到什么程度
  • canopus采集盒要接1394口,难以用笔记本采集

那怎么办呢?在油管上发现,有一种叫S端子的东西。

传统的复合视频端子(黄色梅花口)将亮度和色度信号混在一条通道中传输,会相互干扰。S端子将亮度和色度信号分离开,理应会换来更加稳定的信号。

于是,花了七百块,买了台AG4700。

这是一台S-VHS录像机。具有S端子的录像机凤毛麟角,只有一些高端录像机和广播级编辑机才提供,AG4700便是其中之一。

这种机子在某鱼上一般卖一千多,700块算捡漏了吧?买回来接上S端子一用,杂色问题确实没有了,但画面照样在抖,而且抖得比HD630还厉害。不过呢,在这台机子上,发现有一个“TBC”拨钮,赶紧拨开试试。果然,画面稳定了。

但真的稳定了吗?有些磁带播放没问题,很稳定,但也有一些磁带,每隔几十秒,画面就要崩一下。

手拿十七块钱的螺丝批,颤颤兢兢地打开七百块钱的机子,一颗脏兮兮的磁鼓格外扎眼。磁鼓的污渍会增大与录像带的阻力,让磁鼓转速不稳,加剧画面抖动。

我观摩着八零波波的教程,小心翼翼地擦着磁鼓,涂着酒精的纸片越来越黑,磁鼓上的污垢一点也不见少。因为这不是污垢,是铝锈。

WD40可否一战?不敢。网上有人拿WD40擦磁鼓,磁鼓干净了,画面也没有了。

而且,谁告诉你是磁鼓污垢的原因?整台机子全是精密机械,任何一处的损耗,都可能是画面抖动的罪魁祸首。不动,无非画面受点影响;动了,怕是画面都没了。没那金刚钻,别揽瓷器活。

买了最高档的机子,收了最贵的带子,采集着最烂的视频。

忍了两个月,终于决定转用B站同好方案。

1394的消失

canopus ADVC110采集盒,内置了TBC模块,据说采集的画面既不抖动也无杂色。既可以接入复合视频线,也可接入S视频线。

但好死不死,这款20年前的机子,不用USB,而用1394。

IEEE 1394(又称火线)是苹果开发的高速传输端口,主要用来把手持DV的录像传到电脑上,传输速度甚至比USB 2.0还高。但1394和USB不同,1394的信号是直接传入CPU处理的,因此不能直接转接USB。

都2025年了,哪里还有电脑自带1394口呢?一般的做法是,装一张1394口的PCIe卡,但这需要台式机的条件,我不具备。在某鱼上一看,发现有一台老戴尔工作站笔记本,刚好带有1394口,只要两百块钱。下单了。

开机速度很快,aero风格的Win7界面还是那么的美丽。把三百块买回的二手ADVC110接上去,却发现没有反应。

设备管理器里有1394的项目,但按理来说,接入ADVC110之后,应该还弹出来一个VA/C Tape Recorder/Player的项目。然而没有。

有一款体积小、功能强的软件——WinDV,能够采集1394传回来的视频。WinDV冷漠地告诉我:“No capture device found.”

此处用了一根卖家附送的6pin对4pin 1394线,由于笔记本的1394是4pin接口,ADVC110一端只能接上6pin端。由于4pin的1394不能供电,需要给ADVC110单独接上电源。ADVC110亮灯了,但无法切换Digital out和Analog in模式,会卡机。

为什么打不开呢?百度和deepseek都解答不了我的问题。我转向必应国际版,发现碰到这个问题的人还挺多,原来是微软在Win 7中改动了1394的驱动,识别不了ADVC110了。常见的方法是,把驱动换回“Legacy”版本,按理来说就可以了。

然而,不行。还是没有反应。

有人说要等电脑开机后再接上ADVC110。没用,谁先开都一样。

有人说要先把录像机信号接上ADVC110。也没用。

有人说是ADVC110坏了。不太可能。这机子另一面有音视频输出,接上去是有信号的,只是这个信号还是会水平抖动。更奇葩的是,当把AG4700录像机的TBC打开时,再接入ADVC110,音视频输出的画面居然像荡秋千一样摆来摆去。显然这个信号不是旁路,最起码是二次处理过的,但肯定达不到要求。

在国外论坛反复搜寻线索,解答的帖子越找越少,没能得到解答的帖子越来越多。

让人离绝望又近一步的,是一个油管视频,这个视频本来是教大家用Thunderbolt转接1394口的,博主告诉大家,因特尔从第12代CPU开始,便彻底不再支持1394协议。

1394正逐渐走向坟墓。

但当下,这个并不重要,因为我用的戴尔笔记本还是T7600,离12代还很远。怎么照样识别不到呢?

无奈之下,我只能猜测这老笔记本的1394口坏了。白花了钱不说,房间里又多了一坨电子垃圾。

最终,放弃笔记本方案,转投台式机吧。从别处借来一台联想工作站,买了块60块钱的杂牌1394板卡。老CPU,应该能接受1394吧?

不行。二手戴尔的灾难在这里重演。

线是好的,用一根新买的6pin对6pin 1394线,接上去可以供电,说明线和板卡没问题(别急,有反转)。ADVC110是好的,前面已经证实。电脑虽然是Win10,但操作系统应该与此无关,油管上有人用Win11也能识别。

无奈之中,把手头的两根1394线反反复复的接上去试。刚好板卡上既有6pin口,也有4pin口:

  • 接上6pin对6pin线,ADVC110亮灯,但电脑无反应
  • 电脑一端接上4pin,ADVC110接6pin,并外接电源,ADVC110亮灯,但电脑无反应(后来怀疑是4pin接口太紧,没插牢)
  • 电脑一端接上6pin,ADVC110接4pin,并外接电源,ADVC110亮灯,然后……

电脑弹出了久违的“发现新硬件”……

WinDV呢?WinDV怎么说?有画面了!

连接的录像机是HD630。这台末代国产阉割机子,采集出来的画面既不抖动,也没什么杂色。

AG4700的效果令人失望。水平抖动问题虽然有明显缓解,但依然存在。同样地,如果打开AG4700的TBC,画面会左右摆动。显然,TBC在整个采集流程中,只能引入一次。

WinDV采集的是28M码率dvsd编码,隔行扫描。文件体积非常大,但没关系,PotPlayer可以播,也可以用Handbrake压缩,开bob反交错即可。懂ffmpeg的,也可以自己写个bat。

但话说回来,问题真的解决了吗?1394线难道还有方向的区分?还是说4pin那端没接好?那6pin线为什么又用不了呢?明明能供电?

但不论如何,ADVC110确实能用了。

至于录像机,AG4700画质确实很锐,但画面崩坏的问题无法解决,还存在饱和度偏低的问题,最后还是卖了。HD630画质还凑合,但音质明显较差,也卖掉了。后来入手一台成色较好的HD100,配合ADVC110,采集效果还不错,杂色和水平抖动得到了有效抑制。

显然,1394在逐渐走向灭绝,兼容的设备越来越难找。今后若想采集录像带,恐怕只能找台DVD录像机转接了。

同样地,录像机也在走向灭绝,目前VHS录像机已经停产,现有的设备在长期使用后将逐渐老化,由于零件已经停产,维修只能从其他机子上拆零件下来替换,直到完全没有拆机件可用。某鱼上售卖的机子大多从废品站收回来,东拼西凑再翻新一下,放像质量完全取决于卖家的手艺。

就连录像带也在走向灭亡。VHS录像带设计使用寿命据说只有20年,再往后只会逐渐消磁,直到无法放映。

文章来自B站博主 newsfile

什么是DV-AVI文件

DV 文件类型:
WINDOWS操作系统中,虽然DV数据流以AVI文件形式出现,但DV AVI文件还是有两种类型区分:TYPE-1 和 TYPE-2。要了解它们间的不同,首先得看看DV数据中有什么以及信息在AVI文件中是如何存储的。
下面我们简单介绍一下DV数据在两种类型中是怎样存放的,每种类型都有什么优点和缺点。

DV流
在用视频采集程序将视频由摄像机经1394卡复制到硬盘的过程中,视频数据几乎一点都没被动过。在摄像机上,视频数据以流的形式存储,这个数字信息流包括视频画面和声音。

当这个DV数据流被送到1394卡时,数字信息保持不变,视频采集程序收到的这个数据流也是没改过的。

AVI文件 
为了让别的程序知道这个数据流是个什么东西,WINDOWS将它变为AVI文件,有两种类型可供选择:TYPE-1 和 TYPE-2。

Type-1
这是最简单的DV AVI文件格式,但是也是与别的应用兼容性最差的一种。Type-1 DV AVI 文件简单地将一个AVI文件头加到这个数据流的前面,其它什么都没变。

在TYPE-1 AVI文件中实际为AVI格式的部分只有那个文件头,一般来讲,这也是大多数程序能读的唯一的部分。大多数程序通常希望AVI文件包括视频流和音频流并以AVI格式存放,然而这里的TYPE-1 格式 DV AVI 文件里视频和音频都在一个DV格式数据流中。 

Type-2
要避开这个问题以利用AVI文件DV数据流中的所有有用信息,TYPE-2 AVI文件将音频由DV流中抽取出来然后作为一个独立的AVI格式流加到AVI文件中。

现在能处理AVI文件的程序将这个AVI文件看成带有分开的视频和音频流的标准AVI文件。音频流是标准的AVI格式,视频解码器只将视频由DV流中提取出来。虽然TYPE-2 AVI文件比TYPE-1 AVI文件兼容性好的多,TYPE-2 AVI格式也有几点不足:

1、由于音频数据在TYPE-2 AVI文件中存了两次,一次在DV流中,另一次在音频AVI流中,导致TYPE-2 DV AVI文件比相应的TYPE-1 DV AVI文件大约5%。 
2、由于额外的音频AVI流要被加上或去掉,采集或回录TYPE-2 DV AVI文件对CPU的要求稍高一些。 

总结 
现在知道了TYPE-1和TYPE-2 DV AVI文件的不同,我们是否可以判定哪一个最好呢?当然没那么简单。如果需要最小的文件和最低的CPU处理能力,TYPE1是首选。TYPE-2的兼容性较好,只是文件大些。两种文件类型在画面和声音质量上是一样的。

VHS录像带

VHS意为家用录像系统(日语名称:家庭用ビデオシステム,英文名称:Video Home System)是由日本胜利公司在1976年开发的一种家用录像机录制和播放标准。虽然VHS的官方代表就是家用录像系统,但是最初VHS代表Vertical Helical Scan(垂直螺旋扫描)的意思,因为它采用了磁头/磁带垂直扫描的技术。

二十世纪八十年代,在经历了和索尼公司的betamax格式以及飞利浦的video 2000格式的竞争之后,video home system成为家用录像机的标准格式。家用录像系统提供了比betamax格式更长的播放时间,同时磁带传送机构又没有betamax那么复杂。家用录像系统比betamax的快进和后退速度要快很多,因为在磁带高速卷动之前,播放磁头已经离开了磁带。另一方面,betamax格式的图像质量要更好一些。

数字家用录像系统共有三种录象模式:

标准模式的带速为每秒16.67mm,录象比特率14.1Mbps,录象时间5小时(DF-300)/7小时(DF-420);

高速(high speed)模式带速为每秒33.33mm,录象比特率28.2Mbps,录象时间2.5小时(DF-300)/3.5小时(DF-420);

低速(low speed)模式则有四种

LS2:带速每秒8.33mm,录象比特率7Mbps,录象时间10小时(DF-300)/14小时(DF-420)。
LS3:带速每秒5.55mm,录象比特率4.7Mbps,录象时间15小时(DF-300)/21小时(DF-420)。
LS5:带速每秒3.33mm,录象比特率2.8Mbps,录象时间25小时(DF-300)/35小时(DF-420)。
LS7:带速每秒2.88mm,录象比特率2Mbps,录象时间35小时(DF-300)/49小时(DF-420)。

DVCAM录像带

DVCAM由Sony开发的一种专业级数码摄录标准。其水平解析度达800线以上。 Sony公司于1996年在DV格式的成功基础上开发了基于1/4英寸磁带的DVCAM专业数字分量记录格式。 DVCAM格式是世界标准DV格式的专业扩展。

DVCAM录像带数字化
DVCAM录像带转电脑转U盘

dvcam带是金属带 可以反复的回放 倒带而不会出现调磁粉的问题 dvcam带另一个优势是可以大大减少复制一本带子的信号损失。

DVCAM格式也是由索尼公司在1996年开发的一种视音频储存介质,其性能和DV几乎一模一样,不同的就是两者磁迹的宽度,DV磁带的磁迹宽度为10毫米,而DVCAM的磁迹宽度为15微米。由于记录速度不同,DV是18.8毫米每秒,而DVCAM是28.8毫米每秒,所以两者在记录时间上也有所差别,DV带是60—276分钟的影音,而DVCAM带可以记录34—184分钟。在视频和音频的采录方面,DV和DVCAM基本相同,记录码率为25Mbps,音频采用48kHz和32kHz两种采样模式,都可以通过IEEE1394火线下载到电脑上进行非编剪辑。

DVCPRO录像带

DVCPRO是1996年松下公司在DV格式基础上推出的一种新的数字格式。它采用 4:1:1取样,5:1压缩,18微米的磁迹宽度。1998年又在 DVCPRO的基础上推出了DVCPRO50,它采用4:2:2取样,3.3:1压缩。

DVCPRO格式是由日本松下公司在与DV兼容的基础上开发的专业级的数字分量标准格式,水平解析度达700线。

1999年开始推出更高级的产品DVCPRO100,又称DVCPRO HD,向数字电视的更高水准–高清晰度电视领域发展。DVCPRO 家族可满足现场 演播室以及更多广播级和专业级应用的需要。这种颗粒的尺寸还不到传统MP录像带使用的金属颗粒的一半,但是能量却要高70%。DVCPRO盒式录像带的剩余磁化强度为370mT(3700Gauss),矫顽磁性为183kA/m(2300Oe),输出质量比传统MP录像带高5分贝。高能量磁颗粒以一种极为紧密的方式安装在录像带上,磁涂层细微到只有0.2微米-这在广播级所使用的金属带中是最细微的。这种技术使得录像带性能特别先进,而且噪声小,还拥有高密度数字录制中所需的高频特性。

DV格式的开发首先是在民用的基础上,后来松下和索尼公司在DV的基础上发展了专业级摄录产品DVCAM和DVCPR025,这些都是DV格式的衍生产品。对于DV格式来讲,主要有三大类:DVSD(DV、DVCAM、MiniDV都属于此类)、DV25(也叫DVCPR025)、DV50(也叫DVCPR050),这三类的主要区别就是视频采样率的不同。

常见录像带的清晰度

常见的录像带型号有VHS、8mm、S-VHS、DV、HD。它们所录制的影像的清晰度如下:

VHS :250-280行线清晰度;
8mm、β1/2 :280行线清晰度;
S-VHS、Hi8:320行线清晰度;
DV :500行线清晰度;
HD :1000行线清晰度

视频的码率应该如何选择

CBR(Constant Bit Rate)、VBR(Variable Bit Rate)和ABR(Average Bit Rate)是三种常见的比特率控制方式,以视频码率控制为例,视频码率控制策略主要是在保证视频质量的前提下,尽可能地降低码率以减少存储和传输成本。

一、固定码率(CBR)

原理:

固定码率控制策略使视频在整个编码过程中保持恒定的码率。无论视频内容的复杂程度如何变化,编码器都会努力将输出码率控制在一个固定的值。
编码器通过调整量化参数(QP)等参数来实现码率的稳定。当视频画面比较复杂时,可能会牺牲一定的图像质量以保持码率不超过设定值;当画面相对简单时,也不会降低码率以提高图像质量。

应用场景:

适用于对带宽要求严格的场景,如网络直播、视频会议等。在这些场景中,稳定的码率可以确保视频流的流畅传输,避免因码率波动导致的卡顿和缓冲。
例如,在网络直播中,如果码率波动过大,可能会导致观众端的播放卡顿,影响观看体验。使用 CBR 可以保证直播流的码率稳定,让观众能够流畅地观看直播。


二、可变码率(VBR)

原理:

可变码率控制策略允许码率根据视频内容的复杂程度动态变化。编码器会分析视频的每一帧,对于复杂的帧分配较高的码率以保证图像质量,对于简单的帧分配较低的码率以节省空间。
VBR 通常有不同的质量模式可供选择,如高质量模式、中等质量模式和低质量模式等。高质量模式会在保证图像质量的前提下尽量提高码率,而低质量模式则会更严格地控制码率以降低文件大小。

应用场景:

适用于对视频质量要求较高的场景,如视频制作、电影存储等。在这些场景中,可以根据视频内容的复杂程度自动调整码率,以在保证图像质量的同时尽可能地减少文件大小。
例如,在制作高清电影时,使用 VBR 可以在保证画面质量的前提下,对于一些静态场景或简单画面降低码率,从而减少存储成本。


三、平均码率(ABR)

原理:

平均码率控制策略是一种介于 CBR 和 VBR 之间的方法。它设定一个平均码率目标,编码器在编码过程中会尽量使整个视频的平均码率接近这个目标值。
与 CBR 不同的是,ABR 允许码率在一定范围内波动;与 VBR 不同的是,ABR 会更加注重整体的平均码率控制,而不是完全根据每一帧的复杂程度来调整码率。


应用场景:

适用于一些对码率稳定性和视频质量都有一定要求的场景,如在线视频播放、视频点播等。在这些场景中,既需要保证视频流的相对稳定,又希望能够在一定程度上根据视频内容调整码率以提高图像质量。
例如,在在线视频播放平台上,使用 ABR 可以在保证视频流基本稳定的前提下,对于一些精彩的画面或复杂场景适当提高码率,以提升用户的观看体验。


四、基于内容感知的码率控制

原理:

这种码率控制策略利用人工智能和机器学习技术,对视频内容进行分析和理解。编码器会根据视频的场景、物体、运动等特征来动态调整码率分配。
例如,对于画面中的重要物体或人物,可以分配较高的码率以保证清晰显示;对于背景或不太重要的区域,可以分配较低的码率以节省空间。


应用场景:

适用于对视频质量和用户体验要求较高的场景,如智能监控、虚拟现实等。在这些场景中,通过对视频内容的智能分析,可以更好地满足用户的需求,提高视频的观看效果。
例如,在智能监控系统中,基于内容感知的码率控制可以对监控画面中的关键区域(如入口、重要设备等)分配较高的码率,以便在需要时能够清晰地查看这些区域的情况。

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