5.5.1.1 数字磁带在最佳条件下可以产生与所记录信号无差别的副本, 然 而重放过程中出现的任何未经校正的错误都将被永久地记录在新 副本中, 而有时已存档的数据中会加进不必要的篡改, 这两者都 不应该出现。优化转换过程能确保转换的数据最接近原始载体上 的信息。一般原则是, 应始终保留原件, 使将来需要重新查考时 可用, 但出于两个简单的实际原因, 任何转换都应从最佳源文件 中提取最优信号。首先, 原始载体可能会恶化, 日后的重放可能 无法达到相同的质量或根本无法重放; 其次, 信号提取是极为费 时的工作, 从经费角度考虑, 则要求第一次尝试时就达到最优。
5.5.1.2 从 20 世纪 60 年代开始, 存有数字信息的磁带载体就在数据行 业得以应用, 然而直到 20 世纪80 年代, 其作为音频载体的应 用才得以普及。依靠对音频数据进行编码并记录到录像带的系 统首先用于2 个磁迹的记录, 或作为制作光盘 (CD) 用的母 带。这些载体中许多都存在技术过时的问题, 迫切需要转换到 更稳定的存储系统上。
5.5.1.3 对所有数字音频数据转换的重要建议是在数字领域中完成整个过 程, 而不依赖向模拟转换的方式。这对于采用标准化接口来交换 音频数据(如 AES/ EBU 或S/ PDIF 标准) 的后期技术相对简单。 早期的技术则可能需要改良才能实现这种方式。
5.5.2.1 复制模拟录音的结果不可避免会有质量损失, 因为在一代一代复 制的过程中会造成信息丢失, 而与复制模拟录音不同的是, 数字 录音不同复制过程的结果则既有因重新采样或标准转换引起的降 级副本, 也有好到甚至可称为比原件更好的(由于误码校正) 完全相同的“克隆” 副本。在选择最佳源副本时, 必须考虑音 频标准, 如采样率、量化精度和其他规范, 包括任何嵌入的元数 据。另外, 存储副本的数据质量可能随着时间的推移而降低, 因 此可能需要通过客观测量来确认。作为一般规则, 应该选择成功 重放而不出现错误或出现尽可能最少错误的源副本。
5.5.2.2 独本录音: 原始录音素材, 如多轨录音片段、外景录音、日志磁 带、家庭录音、电影或视频中的声音, 或者母带, 可能全部或部 分包括独一无二的内容。未被编辑的素材与编辑后的最终产品相 比可能用处更大也可能用处更小, 这取决于所保存的素材的用 途。为确保选择最合适或最完整的副本, 必须做出管理层面的决 策。真正独一无二的录音不给档案工作者留有任何选择余地。馆 藏中有独一无二的内容且仅有单份副本留存的情况下, 应考虑其 他地方是否存在可替代的副本。如果存在状况更佳或载体更便于 使用的其他副本, 那么既能节省时间又能省去麻烦。
5.5.2.3 有多份副本的录音: 保存原则表明, 理想情况下数字磁带副本应 该完美地记录下媒体内容本身, 以及原始数字文件中所包含的任 何相关元数据。任何符合此标准的数字副本都能作为将内容迁移 到新的数字保存系统的有效来源。
5.5.2.4 实际上, 标准转换、重新采样以及对错误的隐藏和篡改①都可能 造成副本中的数据丢失或失真, 而且随时间推移出现的退化会造 成原始录音和后续副本质量降低。因此, 复制结果会根据所选的 原素材而有所差别。同样, 成本也会根据原素材的物理格式或状 况而有所不同。
5.5.2.5 确定最佳源副本需要考虑制作副本所使用的录音标准、所采用的 设备的质量、所采取的效果处理的品质以及现有副本当前的物理 状况和数据质量。理想的情况是已经记录了这些信息而且随时可 用。但如果不是如此, 那么需要在了解不同副本的用途与历史的 基础上做出决策。
5.5.2.6 类似介质上的副本: 这种情况下, 最好的源素材应是数据质量最 好的那个副本。第一选择通常是最近期制作的未经改动的数字副 本。如果更新近的副本因为退化或不正规复制而不适合使用, 那 么可以改用更早一代未经改动的数字副本。
5.5.2.7 不同介质或标准的副本: 制作或保存过程可能会导致出现不同 数字磁带格式的多个副本。最好的源素材应与原始内容所采用 的标准一致, 具备所能得到的最好的数据质量, 并记录在最便 于重制的格式上。若以上条件有任意一条无法满足, 则应做出 判断。
5.5.2.8 如果数字录音是模拟录音的唯一副本, 而且模拟格式的原始内容 仍然存在, 那么当这些数字副本在标准、质量或状况方面较差 时, 可以考虑选择重新进行数字化。
5.5.3.1 数字磁带在材料和构造上与其他磁带相似,也会产生相似的物理 和化学问题。由于采用窄带、小磁迹,以及不断缩小可写入和读 取的磁畴的尺寸,数字磁带得以实现高数据密度。因此,即便很 小的损坏或污染都能对信号的可获取性产生极大的影响。所有的 磁带退化、损坏或污染都会导致出现非常明显的错误。对于所有 磁带来说,载体修复的问题和技术都类似,但鉴于带基、黏合剂 和磁性材料会不断改良,任何修复操作都必须测试,确认适合具 体的介质。
5.5.3.2 对于开盘磁带和常用来承载数字音频信号的大多数录像带格式, 有商业化生产的清洗机可以使用, 而且这些清洗机可有效清洗 中度退化或污染的磁带。对于污染更严重或更脆弱的磁带,可 采取真空清洁或手动清洁的方式,但需要进行保护性护理以免 造成损坏。任何清洗过程都有造成损坏的可能,因此操作时应 小心谨慎。
5.5.3.3 夹具有助于操控磁带和盒式磁带壳体,而且有些格式的夹具在市 面上有售。为其他格式专门制造的夹具可以在设备相对齐全的机 械车间中制造出来。
5.5.3.4 采用聚酯聚氨酯黏合剂的数字磁带容易出现和模拟磁带一样的水 解问题。对数字磁带采用的任何修复都要求严密控制操作过程, 而且只可在专为此建造的环境可控的容器或真空烘箱① 中进行 (见 5.4.3)。这对于数字录音来说甚至更为关键, 因为它们通常 录制在更薄的磁带上,并装在机械装置复杂的盒式磁带外壳中。
5.5.3.5 合适的存储条件可以将磁带的退化降到最低。数字磁带的长期保 存标准通常比模拟磁带的更为严格,因为数字磁带更加脆弱,而 且即使受到相对较小的损坏或污染也容易发生数据丢失。高于标 准值的温度或湿度会加剧化学性退化。温度和湿度的循环变化会 造成磁带出现延展和收缩的现象,而且可能会损坏带基。灰尘或 其他污染物可能会落到磁带表面,造成重放过程中数据丢失甚至 物理性损坏。
5.5.3.6 在清洁和修复之后或在重制之前,建议先测量数字磁带的误码 率。数据的组织和所用的误码校正类型根据磁带的格式而有所不 同。以数字音频磁带 (DAT) 为例, 误码校正过程采用排列在 交叉码系统中的两个里德—所罗门码 (Reed⁃Solomon code),C2 为水平而 C1 为垂直。不仅如此,每个数据块都被分配了一个 值, 称为奇偶校验字节。数据块奇偶校验错误称为循环冗余检验 (CRC) 错误, 对数据块奇偶校验错误的计数有时也称块错误 率。 DAT 的子码也会出现错误。错误测量应至少包括以下几个 方面。
5.5.3.6.1 C2 和 C1 错误。
5.5.3.6.2 CRC 或块错误率。
5.5.3.6.3 突发错误 (源于 C1)。
5.5.3.6.4 子C1 校正。
5.5.3.7 如果有任何错误测量显示样品包含错误、被篡改或出现没声的错 误, 那么应清洁磁带并检查走带路径。清洁和修复之后如果还有 一个或更多的误码率超过阈值,请进一步参考 5.6.3。
5.5.3.8 针对 DAT 或其他磁性载体的误差测量设备很少。然而,任何转 录工作都应对放音机误码校正芯片所产生的误码进行测量,并将 该信息记录在所得音频文件的元数据中。
5.5.4.1 重放设备必须符合给定格式的所有特定参数。数字磁带的格式大 多为专有格式, 而且只有一到两家有合适设备的生产商。首选最 新一代的设备, 但对于老旧或过时的数字格式, 除了购买二手设 备外别无选择。
5.5.4.2 旋转磁头式数字音频磁带 (R-DAT) 由于具有高记录密度, 因此除了记录音频外, 还能开发其他用途。基于DAT 技术的 数字数据存储 (DDS) 格式是 1989 年由HP 公司和索尼公司 (Sony) 共同开发, 专用于计算机数据的存储。基础系统中 数据完整性的稳步提升使从音频 DAT 磁带中获取信号的能力 得到了发展。各种不同类型的软件都能根据磁带上的ID 将音 频提取为单独的文件。数据提取的专用软件还能为每一段节 目生成元数据文件, 包括时钟、起止 ID 位置、时长、文件大 小、音频属性等。除此之外, DDS 格式还能实现对音频素材 进行双倍速捕获。
5.5.4.3 尽管如此, 这些系统至今仍有一些重要问题未解决, 例如格式不 兼容(比如不同的长时间播放模式、高解析度录音、时间码提 取等)、正规的数据完整性检查、预加重处理, 特别是关于机械 和循迹方面的所有问题, 因此对这些问题要单独处理。
5.5.5.1 R-DAT (通常称为 DAT) 是专为数字音频录音开发的唯一一个 使用盒式磁带格式的常用系统。DAT 磁带广泛用于现场录音、 录音室录音、广播和存档。目前已无法获得新的 DAT 设备。二 手专业级 DAT 录音机是一个解决办法, 但随着零部件储备耗尽, 设备维护存在问题。
5.5.5.2 某些最后一代的录音机能够支持高于正常值的规格参数, 能实 现以 96kHz/24 bit 的采样量化规格(双倍速走带) 进行高解 析度记录, 有些支持时间码 (SMPTE) 记录功能, 也有些支持 Super Bit Mapping 功能, 它采用一种心理声学原理和关键的频 段分析, 最大限度地提升 16 bit 数字音频的音质。使用自适应 误码反馈滤波器, 20 bit 的录音得以量化为16 bit。短期掩蔽效 应和等响度特性决定了输入信号的品质, 而该滤波器可以据此 对量化误差进行整形以达到最佳状态。通过该技术, 16 bit 的 DAT 录音可以获得 20 bit 声音的感知质量。只有当信号包含低 于 5~10 kHz 的频率时, 才能达到完整的质量。Super bit mapping 不需要在重放时进行特殊解码。
录音/ 重放模式 | 预先录制的磁带 (仅重放) |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
标准 | 标准 | 选择 1 | 选择 2 | 选择 3 | 标准磁迹 | 宽磁迹 | |
通道数量 | 2 | 2 | 2 | 2 | 4 | 2 | 2 |
采样率 (kHz) | 48 | 44.1 | 32 | 32 | 32 | 44.1 | |
量化位数 | 16 (线性) | 16 (线性) | 16 (线性) | 12 (非线性) | 12 (非线性) | 16 (线性) | |
线记录密度 (KBPI) | 61.0 | 61.0 | 61.1 | ||||
面记录密度 (MBPI2) | 114 | 114 | 76 | ||||
传输速率 (MBPS) | 2.46 | 2.46 | 2.46 | 1.23 | 2.46 | 2.46 | |
子码容量 (KBPS) | 273.1 | 273.1 | 273.1 | 136.5 | 273.1 | 273.1 | |
调制方式 | 8–10 调制方式 | ||||||
纠错 | 双重里德—所罗门 | ||||||
循迹方式 | 区域划分自动磁迹跟踪 | ||||||
带盒尺寸 (mm) | 73 x 54 x 10.5 | ||||||
记录时间 * (min) | 120 | 120 | 120 | 240 | 120 | 120 | 80 |
磁带宽度 (mm) | 3.81 | ||||||
磁带类型 | 金属粉带 | 氧化物带 | |||||
带厚 (μm) | 13±1μ | ||||||
带速 (mm/s) | 8.15 | 8.15 | 8.15 | 4.075 | 8.15 | 8.15 | 12.225 |
磁迹宽 (μm) | 13.591 | 13.591 | 20.41 (宽磁迹) | ||||
磁迹角 | 6°22’59”5 | 6°23’29”4 | |||||
标准磁鼓 | 直径 Ø 30 磁带卷角 90° | ||||||
磁鼓旋转速度 (r.p.m.) | 2000 | 1000 | 2000 | 2000 | |||
相对速度 (m/s) | 3.133 | 1.567 | 3.129 | 3.133 | 3.129 | ||
磁头方位角 | ±20° |
表5 空白和已录 DAT 磁带不同录音、放音模式的参数
5.5.5.3 Philips 数字小型磁带 (DCC) 系统被作为消费级产品引入(但 并不成功), 从用 DCC 设备重放模拟盒式磁带的性能来看, 它与 模拟小型盒式磁带的兼容性有限。 DCC 目前已过时。
格式 | 变体 | 载体类型 | 音频和数 据轨道 |
支持的数字 音频标准 |
接口 |
---|---|---|---|---|---|
DAT 或R-DAT | 时间码不在R-DAT 标准中,但可能在子码 中使用。有些 预先录制的 DAT 用ME 带 | 3. 81mm 金 属颗粒带 的盒式 磁带 | 立体声。子 码包括标准 化标记点, 加专用用户 信息数据 | 16 bit PCM @ 32, 44.1 和 48 kHz | 专业级设备上 为 AES-422. SP-DIF 标准 |
DCC | 3.81 mm CrO2 带的 盒式磁带 |
立体声, 元 数据标准支 持最少的描 述性数据 |
压缩的 PASC PCM (4:1 比特率压缩) | ||
基于录像 带 的格 式—— 见表8 |
表6 数字音频盒式磁带
5.5.6.1 Sony 和三菱公司 (Mitsubishi) 都面向录音棚市场生产了数字开 盘系统, Nagra 公司生产了4 轨道外景录音系统———NAGRA-D。
5.5.6.2 Sony/Studer 的数字音频固定式磁头 (DASH) 系统针对磁带上数 字磁迹通用格式有许多衍生格式。 DASH-I 在 ¼ 英寸磁带上提 供8 条数字音轨, ½ 英寸磁带上提供24 条数字音轨。DASH-II 在 ¼ 英寸磁带上提供 16 条数字音轨, ½ 英寸磁带上提供 48 条数 字音轨。双 DASH 格式通常用于¼英寸立体声数字录音, 为了提 高系统的误码校正能力进而让磁带可拼接以便进行编辑, 该格式 对每个音频通道使用了双倍于正常数量的数据轨道。通过在多个 数据轨道中的每个音频通道中共享数据, 低速格式的录音速度翻 倍, 而可用的音轨数量减半。
5.5.6.3 Nagra 仍然支持 NAGRA-D Sony DASH, 但三菱的 Pro-Digi格式 磁带机已停产。这些格式专门面向高端专业领域, 因此支持这些 格式的费用极其高昂。
格式 | 变体 | 载体类型 | 音频和数据轨道 | 支持的数字音频标准 | 接口 |
---|---|---|---|---|---|
DASH | 三种速度- F 快速)、M 中速) 和S 慢速) | ¼ 英寸或 ½ 英寸带 | 多至48 条音 轨, 附加控 制轨 | 32 kHz, 44.1 kHz 或48 kHz 时16 bit | AES/EBU SDIF-2 MADI 接口 |
DASH-I( 单 倍密度)和 DASH-II 双 倍密度) | |||||
两种带宽Q (¼ 英寸) 和H (⅟5 英寸) | |||||
Mitsubishi Pro Digi | 立体声 | ¼ 英寸带 | 32 kHz, 44. 1 kHz 或48 kHz 15 ips 时为20 bit 或16 bit (为编辑 接头留有额外冗 余) 7. 5 ips 时为16 bit (正常冗余) |
AES/EBU 或 专属多通道 接口 |
|
16 轨 | ½ 英寸带 | 32 kHz,44. 1 kHz 或48kHz 16 bit |
|||
32 轨 | 1 英寸带 | 32 kHz, 44. 1 kHz 或48kHz 16 bit |
|||
NAGRA-D | ¼” 英寸金 属带 | 4 个音轨。扩 展元数据包括 TOC 和内置错 误记录 |
4 轨24 bit 48 kHz 2 轨24 bit 96 kHz |
AES/EBU |
表7 开盘带格式
5.5.7.1 此类别中有两种不同类型: 使用录像带在普通录像机的标准视频 信号中记录数字音频编码的系统, 以及仅借用录像带作为存储介 质来存储专属数字音频信号格式的系统。
5.5.7.2 Sony 公司生产了一系列以录像机系统作为高带宽存储设备的格 式。后来, Alesis 公司推出了 ADAT 系统, 以 S-VHS 盒式录像 带作为其数字音频专属格式的大容量存储介质, 而 Tascam 公司 推出了 DTRS 系统, 以 Hi8 盒式录像带作为存储介质。
5.5.7.3 使用录像机的数字录音格式是基于内置模数转换器、数模转换 器、音频控制器和电平表的接口设备以及所需的硬件将数字比特 流编码为视频波形。 Sony 公司的专业级系统指定使用 NTSC 制式 (525/60) 的黑白 U-Matic 录像机, 并专为数字音频用途生产。 半专业级 PCM-F1 的501 和 701 系列在 Sony Betamax 录像机上 效果最好, 但一般也与 Beta 和VHS 兼容。此系列的机器支持 PAL、NTSC 和 SECAM 标准。
5.5.7.4 重制基于录像机的录音需要符合正确标准的录像机, 以及合适的 专有接口。相关的系统通常具有向后兼容性, 因此购买后一代的 设备应该有助于重放最大范围的源素材。由于一些基于视频的 PCM 适配器只有一个模数转换器来处理两个立体声通道, 因此 两个通道之间有时间延迟。当磁带已经重放且音频数据已被提取 时, 应在数字领域中校正信号处理器的延迟。转录时只能用带有 数字信号输出功能的设备。
5.5.7.5 早期的数字录音机有时采用现在不常用的采样率进行编码, 如 44.056 kHz (见表 8)。建议用创建时的编码采样率存储所得的 文件。应注意确保自动系统不会识别错实际的采样率(例如, 44.056 kHz 的音频流可能被识别为 44.1 kHz, 这会改变原始音 频的音调和速度)。可以使用适当的采样率转换软件为用户创建 常见采样率的文件。即便如此, 仍应保留原始文件。
5.5.7.6 此外, 面向家用录像机系统的第三方设备可以提供实用的扩展功 能, 包括更好的电平表显示, 错误监测模块, 以及专业级的输入 输出端口。
5.5.7.7 基于录像机的系统已经过时, 需要去二手市场才能获得设备。
格式 | 变体 | 载体类型 | 音频和 数据轨道 |
支持的数字 音频标准 |
接口 |
---|---|---|---|---|---|
EIAJ Sony PCM-F1 PCM-501 和 PCM-701 系统 | 视频信 号可为 PAL, NTSC 或 SECAM | 家用录像机: 一 般为 Betamax 或 盒式带, 少 量使用 ½” 英寸开 盘录像带 | 立体声 音频 | 14 bit 标准, Sony 硬件允许 16 bit 采样(纠 错少) NTSC 系统中为 44.056 kHz, PAL 系统中为 44.1 kHz | 模拟线路输 入和输出标 准。第三方 附件的数字 输入/ 输出 兼容性 |
Sony PCM1600 PCM1610 PCM1630 |
U-Matic – 黑白, 525/60 (NTSC) | 立体声音 频, 附加 CD PQ 码时 间码记录在 U-matic 线 性音轨上 | 16 bit 44.1 kHz | Sony 专有系 统。数字音 频分别在左 右通道上, 兼有字时钟 | |
DTRS (1991) | Hi8 盒式录像带 上的专有格式 | 16 bit 48 kHz 20 bit 在一些系 统上为可选 |
SP-DIF 或 AES/ EBU | ||
ADAT (1993) | S-VHS 盒式带上 的专有系统 | SP-DIF 或 AES/ EBU |
表8 录像带上的数字音频———常见系统
5.5.8.1 精确识别源素材的格式和详细特性对确保最好的重制效果至关重 要,但由于很多格式外部物理特性相似而录音标准不同,使识别 工作变得复杂。为了重制时获得最佳信号,应对机器进行清洁和 定期校准。任何人为控制的参数,如去加重,都必须设置为与原 始录音一致。对于基于录像机的格式, 可能需要调整视频循迹来 获得最佳信号,而且必须关掉对视频信号中任何失落的补偿。
5.5.9.1 录音设备组合错位会导致录音出现缺陷, 而录音缺陷可能会有多 种表现形式。虽然很多录音缺陷无法或很难纠正, 但是有些可以 被客观地检测到并进行补偿。在原始文件重放的过程中采取补偿 措施是必要的, 因为一旦信号被转移到另一个载体上, 就不可能 再进行这种纠正了。
5.5.9.2 调整磁性数字重放设备, 与组合错位的录音相匹配, 需要具备高 水平的工程专业知识和高端的设备。旋转式磁头和走带路径之间 的关系可以在大多数专业设备上进行调整, 尤其是对于 DAT 录 音, 这可以显著改善对误码的校正或隐藏, 甚至让明显无法播放 的磁带可听。但是, 这种调整需要有专门的设备, 而且只有经过 培训的人员才可以进行。完成转换后, 应由经过培训的维修技术 人员将设备调整回正确的设置。
5.5.10.1 在大多数情况下, 最好在进行数字转换之前, 将与存储有关的 人为噪声降到最低。如果可能的话, 应定期重新卷绕数字磁带, 并且在任何情况下, 重放前都应重新卷绕。重新卷绕能降低机 械张力, 这种机械张力会损坏磁带的带基, 或在重放过程中降 低性能。未均匀卷绕的开盘数字磁带放置一段时间后可能会出 现变形, 特别是磁带边缘, 而变形可能会导致重制错误。对于 这种磁带, 应慢慢倒带, 以便减少倒带过程中的变形, 并放置 几个月, 如此可能有助于减少重放错误。虽然盒式磁带系统可 能会受到类似的影响, 但此类设备通过降低卷绕速度来对磁带 产生影响的能力并没有那么大。
5.5.10.2 磁场在一段时间内不会产生显著的衰减, 因此不太会影响播放 能力。相邻磁迹或层相互接近不会导致模拟磁带出现自擦除, 但可能会在老旧的数字磁带上出现问题, 当然这种情况不太可 能发生, 而且也并不是重要问题, 因为所导致的任何错误都在 系统允许的范围之内。最早的录像带在记录数字音频时, 有些 信号可能明显丢失。在这些情况下, 磁性颗粒较低的矫顽力和 因使用旋转磁头记录数字信息引起的磁带上明显的短波长, 二 者共同造就了发生这种情况的条件, 至少理论上是如此。这可 能让重放设备难以读取磁带上的信息。除了最早的录像带外, 所有录像带都具有更高的矫顽力, 加上具备更好纠错技术的系 统, 使得这个难题在很大程度上无关紧要。无论如何, 注重对 重放设备磁头和磁带的清洁, 以及对走带路径的仔细校准, 能 最大限度地提高重放的可能性。
5.5.10.3 通过使用具有“法医” 特性的技术, 严重受损的磁带也可能被 修复, 因为这些技术依赖于众多科学和工程学科的高级技能 (Ross and Gow,1999)。数字磁带藏品管理的目标应该是确保 复制工作是在出现无法修正的错误之前就进行, 因为修复故障 数字磁带的可选方案非常有限。
5.5.11.1 复制音频材料内容所需的时间差异很大, 它高度取决于原始载 体的性质和状态。
5.5.11.2 根据源副本的状况, 准备时间会有所不同。设备设定时间取决 于设备的细节和所用的格式。信号转换时间通常略长于每个片 段的实际运转时间, 而元数据管理和材料管理所花费的时间取 决于所使用的存档系统的具体情况。除了上文中所提及的, 大 部分基于专用音频磁带的数字记录格式都不允许数据上载时间 长于实际时间。然而, 具备错误电平精确检测功能并在超出设 定电平时警告操作员的采集系统可以让多个系统同时运行。