第7章錄像技術(shù)的發(fā)展.ppt

1、第7章 錄像技術(shù)的發(fā)展,7.1 錄像機(jī)原理 7.2 時(shí)滯錄像機(jī) 7.3 多畫面處理器 7.4 硬盤錄像機(jī),7.1 錄像機(jī)原理,磁帶錄像機(jī)是以磁帶為介質(zhì)存儲(chǔ)圖像信息的設(shè)備。它所完成的基本物理變換是電磁轉(zhuǎn)換，把時(shí)間軸上連續(xù)變化的電視信號(hào)、音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁帶上磁跡的幾何分布或相反的過(guò)程。 從質(zhì)量上分，磁帶錄像機(jī)有廣播級(jí)、業(yè)務(wù)級(jí)和家用型。在應(yīng)用電視系統(tǒng)中，家用型和業(yè)務(wù)級(jí)機(jī)器是最為常用的圖像記錄設(shè)備。,7.1.1 磁記錄的視頻錄放原理 1.磁性記錄原理 鐵磁物質(zhì)的磁滯特性表明磁性材料具有記憶功能，這一功能使得磁記錄成為可能。任何一個(gè)磁記錄必須包括兩個(gè)基本的部分：一是承載信息的介質(zhì)，二是向介質(zhì)傳遞信息實(shí)現(xiàn)

2、電磁轉(zhuǎn)換的器件。錄像機(jī)的磁記錄介質(zhì)是磁帶，電磁轉(zhuǎn)換器件是磁頭。通過(guò)磁頭向磁帶記錄或重放信息，要形成一定的磁頭磁帶關(guān)系(簡(jiǎn)稱頭帶關(guān)系)，這種關(guān)系必須具有很高的精度，是通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)來(lái)保證的。圖71示出了從信息傳遞角度看的頭帶關(guān)系示意圖。,圖71 磁記錄的磁頭磁帶關(guān)系示意圖,磁頭是一個(gè)繞有一組線圈的環(huán)形鐵芯，鐵芯上有一狹窄的縫隙工作縫隙。當(dāng)被記錄信號(hào)電流流過(guò)線圈時(shí)，鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生與電流大小成正比、方向一定的磁通，由于工作縫隙處的磁阻較大，在其附近就會(huì)出現(xiàn)漏磁場(chǎng)。當(dāng)磁帶的磁性層(以下稱磁帶)與工作縫隙接觸時(shí)，由于磁帶的磁阻較低，鐵芯中的磁通就會(huì)通過(guò)磁帶形成閉合磁路，因此磁帶被磁化。如果磁帶以一定的速度

3、相對(duì)磁頭運(yùn)動(dòng)，就會(huì)形成一條磁跡。在這個(gè)過(guò)程中被記錄信號(hào)電流隨時(shí)間的變化就轉(zhuǎn)化為磁帶上磁跡的磁化強(qiáng)度的變化。,我們介紹這個(gè)過(guò)程主要是為了引入一個(gè)重要的概念記錄波長(zhǎng)。它表示對(duì)應(yīng)被記錄信號(hào)一個(gè)周期，磁帶上磁化強(qiáng)度變化一個(gè)周期的長(zhǎng)度。顯然，它與磁帶的速度v(假定磁頭固定)成正比，與被記錄信號(hào)的頻率f成反比：,(71),該式表明，v一定時(shí)，將隨f的提高而縮短，這不僅受磁粉最小尺寸而且還受磁頭縫隙寬度g的最小值的限制。這是因?yàn)間較寬時(shí)，磁帶尚未掠過(guò)縫隙前，磁場(chǎng)方向就已經(jīng)改變。因此，在減小磁粉粒徑和磁頭縫隙受到限制的情況下，提高頭帶相對(duì)速度v是提高錄放信號(hào)頻率的有效措施。,2.磁性記錄重放原理 信號(hào)的重放過(guò)

4、程是上述過(guò)程的逆過(guò)程。當(dāng)磁頭的工作縫隙與磁帶相接觸時(shí)，將形成與記錄時(shí)相同的頭帶關(guān)系。磁頭將橋接磁帶的磁跡，磁跡的表面磁場(chǎng)將在磁頭線圈中產(chǎn)生相應(yīng)的感生電動(dòng)勢(shì)，采用適當(dāng)方法取出并處理這個(gè)電動(dòng)勢(shì)，就可以恢復(fù)出原信號(hào)。所謂形成與記錄時(shí)相同的頭帶關(guān)系，一是指幾何位置關(guān)系，二是指磁帶以記錄時(shí)相同的速度運(yùn)動(dòng)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，鐵芯線圈中感生電動(dòng)勢(shì)為,(72),式中，N為線圈匝數(shù)，為通過(guò)鐵芯的磁通量。由此可以得出圖72所示的重放特性曲線。 彩色電視視頻信號(hào)上限頻率為6.5MHz，下限頻率為25Hz左右。絕對(duì)帶寬約為6.5MHz，相對(duì)帶寬(上、下限頻率之比)為26萬(wàn)。相對(duì)帶寬通常用倍頻程數(shù)來(lái)描述。對(duì)于視頻信號(hào)，

5、從25Hz到50Hz為一個(gè)倍頻程，50Hz到100Hz為第二個(gè)倍頻程，100Hz到200Hz為第三個(gè)倍頻程直到上限頻率6.5MHz，總共約有18個(gè)倍頻程。,圖72 磁記錄重放特性,3.旋轉(zhuǎn)磁頭掃描 從重放特性可以看出：要想提高重放的最高頻率fmax，以適應(yīng)視頻信號(hào)的寬帶特性，有兩個(gè)途徑，一是提高磁帶速度，一是減小磁頭的工作縫隙。磁頭工作縫隙的窄化一直在進(jìn)行著，但它是有限度的；而提高磁帶速度又會(huì)帶來(lái)磁帶使用量過(guò)大的問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，人們研制了旋轉(zhuǎn)磁頭掃描方式。就是使磁頭高速地旋轉(zhuǎn)，而磁帶仍以很低的速度行走，由于磁頭高速地掃過(guò)磁帶表面，使磁頭與磁帶之間的相對(duì)速度很高，這就可以實(shí)現(xiàn)很高的fmax

6、。目前應(yīng)用最多的旋轉(zhuǎn)掃描方式是螺旋掃描方式。盒式磁帶錄像機(jī)大多采用的二磁頭螺線掃描方式的簡(jiǎn)圖示于圖73。,圖73 二磁頭螺旋掃描,在這種方式中，兩個(gè)視頻磁頭彼此相隔180角，安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭鼓上，磁帶通過(guò)進(jìn)帶導(dǎo)柱和出帶導(dǎo)柱的調(diào)節(jié)，卷繞在磁頭鼓的半圓周上，形成一定的高度差。由于磁頭鼓旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)磁頭交替地接觸磁帶，掃描出一條條傾斜于磁帶邊緣一定角度的磁跡。視頻信號(hào)每秒由25幀畫面組成，每幀又分為2場(chǎng)，因此，若磁頭鼓的轉(zhuǎn)數(shù)為25轉(zhuǎn)秒，它旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間恰好是一幀信號(hào)的時(shí)間，每個(gè)磁頭掃描磁帶的時(shí)間則為一場(chǎng)信號(hào)的時(shí)間?？刂菩D(zhuǎn)磁頭相位，就可以使每個(gè)磁頭將一整場(chǎng)信號(hào)記錄在一根磁跡上。圖74說(shuō)明了這個(gè)關(guān)系，

7、為了使磁跡連接不出現(xiàn)信號(hào)丟失，磁帶對(duì)磁頭鼓的包角要稍大于180。,圖74 二磁頭螺旋掃描與視頻信號(hào)的關(guān)系,4.頻率調(diào)制 由于磁記錄系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的限制(70dB左右)，排除了直接記錄視頻信號(hào)的可能。必須進(jìn)行調(diào)制，以壓縮相對(duì)帶寬。 錄像機(jī)采用調(diào)頻方式處理視頻信號(hào)，主要是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： (1)可以避免重放非線性所需的均衡。 (2)可以減小各種幅度干擾對(duì)記錄的影響。 (3)可以采用飽和記錄方式，獲得較高的信噪比。,錄像機(jī)所采用的頻率調(diào)制方式不同于般的調(diào)頻方式，它是針對(duì)磁記錄的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的低載頻、淺調(diào)制方式。低載頻即采用稍高于視頻信號(hào)最高頻率的載波頻率。一般情況下，調(diào)頻信號(hào)的載頻都遠(yuǎn)大于調(diào)制信號(hào)的

8、上限頻率。比如，電視伴音信號(hào)，載頻為6.5MHz，伴音信號(hào)的上限頻率只有15kHz，載頻是調(diào)制信號(hào)的幾百倍。而在錄像機(jī)中，由于受到頭帶系統(tǒng)上限頻率的限制，視頻調(diào)頻信號(hào)的載頻只能稍大于視頻信號(hào)的上限頻率。根據(jù)調(diào)頻載波的高低，錄像機(jī)分高帶方式和低帶方式。,廣播級(jí)錄像機(jī)多為高帶方式(同步頂和白電平載波頻率分別為7MHz和10MHz左右)。盒式磁帶錄像機(jī)多為低帶方式，比如，低帶U型錄像機(jī)，載頻的變化范圍為4.285.4MHz，而視頻調(diào)制信號(hào)的上限頻率在3MHz以上，兩者相差很少。 淺調(diào)制是指采用較低的調(diào)制系數(shù)。在調(diào)頻系統(tǒng)中，增大調(diào)制度mf可以提高調(diào)制信號(hào)的信雜比。因此調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制度一般都大于1。比如

9、，電視伴音信號(hào)，規(guī)定的最大頻偏為50kHz，對(duì)于伴音信號(hào)的上限頻率(此時(shí)調(diào)制度最小)來(lái)說(shuō)，,調(diào)制度mf為mf=最大頻偏伴音上限頻率=50/153。在錄像機(jī)中，由于受頭帶系統(tǒng)上限頻率的限制，加上還要調(diào)制帶寬比聲音信號(hào)寬得多的視頻信號(hào)，不得不降低調(diào)頻信號(hào)(對(duì)于調(diào)制信號(hào)最高頻率來(lái)說(shuō))的調(diào)制度。下面，以低帶U型機(jī)為例，計(jì)算一下視頻調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制度。產(chǎn)生最大頻偏的調(diào)制信號(hào)應(yīng)是黑電平與白電平之差的峰值信號(hào)，如圖75所示。對(duì)于這一信號(hào)，調(diào)頻波的載頻是(5.4+4.28)/2=4.84MHz，最大頻偏f是0.56MHz。由于調(diào)制信號(hào)的上限頻率f上限為3MHz，故上限頻率的調(diào)制度mf=ff上限0.2，比1小得多

10、。,圖75 錄像機(jī)低載頻淺調(diào)制的信號(hào)頻譜 (a)低帶U型；(b)VHS型,低帶U型錄像機(jī)調(diào)制信號(hào)(亮度信號(hào))的上限頻率約為3MHz，上限頻率的調(diào)制度在0.2以下，因此，對(duì)于上限頻率來(lái)說(shuō)，調(diào)頻波只需考慮一對(duì)邊頻。而調(diào)頻波的載頻(隨調(diào)制信號(hào)的直流分量的變化)可以從4.28MHz變到5.4MHz，當(dāng)載頻為4.28MHz時(shí)，3MHz調(diào)制信號(hào)的第一對(duì)邊頻為(4.283)MHz，而當(dāng)載頻為5.4MHz時(shí)，3MHz調(diào)制信號(hào)的第一對(duì)邊頻為(5.43)MHz，因此調(diào)頻波的頻譜范圍為1.288.4MHz。,5.彩色降頻法 視頻信號(hào)色度分量的頻率范圍為4.43MHz500kHz，低帶方式錄像機(jī)不能處理這樣高頻率的信

11、號(hào)。因此，它只對(duì)視頻信號(hào)的亮度分量進(jìn)行調(diào)頻處理，這就是YFM方式，而對(duì)色度分量則采用降低載波直接記錄方式，這就是所謂彩色降頻法。 色度信號(hào)不能與亮度信號(hào)同時(shí)處理還有一個(gè)重要的原因，即低帶錄像機(jī)的時(shí)基抖動(dòng)比較大。這個(gè)時(shí)基抖動(dòng)對(duì)亮度信號(hào)的影響不易覺(jué)察；對(duì)色度信號(hào)則不然，對(duì)色度進(jìn)行降頻處理可以減小時(shí)基抖動(dòng)對(duì)它的影響。 彩色降頻法的具體過(guò)程如圖76所示。,圖76 彩色降頻法示意圖,輸入的彩色全電視信號(hào)經(jīng)低通濾波器分離出亮度信號(hào)(帶寬約限制在3MHz左右)，然后送到調(diào)頻器，變換成調(diào)頻信號(hào)。在錄像機(jī)中，通常稱這個(gè)調(diào)頻信號(hào)為亮度調(diào)頻(YFM)信號(hào)。由于亮度信號(hào)是單獨(dú)去調(diào)頻的，而且上限頻率被限制了，因而可選用

12、較低的載頻，降低了對(duì)錄像機(jī)錄放容限的要求。色度信號(hào)是由中心頻率為4.43MHz的帶通濾波器從全電視信號(hào)中取出的，同時(shí)帶寬也因帶通濾波器降為0.5MHz左右。,分離出的色度信號(hào)送入變頻器，變頻器的另一個(gè)輸入來(lái)自振蕩器，它是一個(gè)頻率比4.43MHz低得多的低載頻的正弦信號(hào)。變頻器取差額，得到一個(gè)載頻為 f低其上正交平衡調(diào)制有R-Y和B-Y的色度副載波信號(hào),這個(gè)信號(hào)稱為低載頻色度信號(hào)。最后YFM信號(hào)和低載頻色度信號(hào)相加后送給視頻磁頭，記錄在磁帶上。通常f低在1MHz以下，所以低載頻色度信號(hào)的頻譜并不與YFM信號(hào)重疊。,6.磁帶格式 由于采用旋轉(zhuǎn)掃描方式，視頻信號(hào)的記錄磁跡不再是一條連續(xù)的磁跡而是許多

13、條，它們與邊沿成一定角度傾斜地一條條排列。為了在重放時(shí)能準(zhǔn)確地找到這些磁跡，磁帶上必須有標(biāo)記視頻磁跡位置的控制磁跡，顯然還應(yīng)有音頻磁跡，所有這些磁跡按規(guī)定的位置分布，按一定規(guī)則排列，形成了一定的磁帶格式。,每一種型式的錄像機(jī)都要有規(guī)定的磁帶格式。這是由機(jī)器本身的結(jié)構(gòu)所決定的，是錄像機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。圖77給出U型錄像機(jī)的磁帶格式。 視頻磁跡的長(zhǎng)度等于磁鼓半圓周長(zhǎng)，因磁鼓的轉(zhuǎn)速是一定的，視頻磁跡的長(zhǎng)度反映錄像機(jī)的記錄速度，所以一般說(shuō)來(lái)磁鼓直徑大的錄像機(jī)可以得到好的圖像質(zhì)量。,圖77 U型錄像機(jī)的磁帶格式,7.方位角記錄方式 方位角損耗是指由于重放時(shí)磁頭的工作縫隙方向與記錄不同所產(chǎn)生的損耗。從

14、圖78可以看出由于方位角偏差，重放磁頭工作縫隙的上部和下部可能會(huì)與不同極性的磁化區(qū)接觸，互相抵消，產(chǎn)生損耗。方位角損耗是個(gè)不利因素，但利用它可以實(shí)現(xiàn)高密度的記錄方式。,圖78 方位角損耗示意圖,為防止磁頭掃描偏差時(shí)出現(xiàn)串?dāng)_信號(hào)，在視頻磁跡之間設(shè)立保護(hù)帶，如圖79（a）所示。保護(hù)帶的作用是隔離，但也浪費(fèi)了磁帶，降低了記錄密度。 方位角記錄方式則取消保護(hù)帶，利用方位角損耗的原理實(shí)現(xiàn)高密度記錄，它使兩個(gè)視頻磁頭的方位角(工作縫隙方向)不是垂直于磁頭的掃描方向，而是分別向左右兩邊偏差一個(gè)角度，這樣兩者之間就有2的方位角差。由于這個(gè)方位角差，每個(gè)磁頭就只能重放自己記錄的磁跡，當(dāng)掃描出現(xiàn)偏差，相鄰磁跡由于

15、方位角損耗使串?dāng)_衰減35.5dB，因此基本上消除了相鄰磁跡之間的串?dāng)_問(wèn)題。圖79示出了其工作原理。,圖79 保護(hù)帶的取消 (a)有保護(hù)帶記錄；(b)無(wú)保護(hù)帶記錄；(c)方位角記錄,VHS型和Beta型錄像機(jī)都采用方位角記錄方式，它們的視頻磁跡是一條緊貼一條地排列。圖710為VHS型錄像機(jī)的磁帶格式，由于沒(méi)有保護(hù)帶，磁跡的寬度由磁帶速度決定。,圖710 VHS型錄像機(jī)的磁帶格式,7.1.2 盒式磁帶錄像機(jī) 盒式磁帶錄像機(jī)操作簡(jiǎn)便，是一種最普及的錄像機(jī)。目前主要的兩種業(yè)務(wù)用和家用盒式磁帶錄像機(jī)是U型和VHS型錄像機(jī)，它們的主要性能參數(shù)見(jiàn)表71。 這兩種型式的錄像機(jī)使用不同的盒式磁帶，磁帶之間不能互

16、換。早期盒式磁帶錄像機(jī)主要是家庭用和業(yè)務(wù)用，隨著錄像技術(shù)的發(fā)展，盒式磁帶錄像機(jī)也開(kāi)始用于廣播，家用機(jī)本身的性能也有了很大的提高，出現(xiàn)了一些新的型式。,表71 盒式磁帶錄像機(jī)主要性能,1.盒式磁帶錄像機(jī)概述 圖711給出了盒式磁帶錄像機(jī)的構(gòu)成方框圖。圖中把磁頭磁帶關(guān)系簡(jiǎn)單地示意出來(lái)?？梢钥闯鏊c錄音機(jī)很相似，根本的差別是錄像機(jī)有旋轉(zhuǎn)掃描磁頭鼓。 盒式磁帶錄像機(jī)的電路主要包括視頻信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理、伺服電路和機(jī)控電路等幾個(gè)主要部分。其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分則包括走帶系統(tǒng)、穿帶機(jī)構(gòu)、張力伺服系統(tǒng)和電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)。,圖711 盒式磁帶錄像機(jī)構(gòu)成方框圖,穿帶機(jī)構(gòu)是不同方式盒式磁帶錄像機(jī)獨(dú)具特點(diǎn)的部分，同時(shí)也同

17、盒式磁帶的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。穿帶方式分U方式和M方式兩種。前者是通過(guò)包圍著磁頭鼓的穿帶環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)完成穿帶和退帶的，其穿帶過(guò)程平穩(wěn)，磁帶所受扭轉(zhuǎn)力小，但穿帶距離長(zhǎng)。后者是利用兩個(gè)穿帶臂的運(yùn)動(dòng)完成穿帶和退帶的，其穿帶距離短，便于機(jī)器的小型化，但磁帶所受張力大。,2.視頻信號(hào)的處理 視頻信號(hào)的處理和重放是錄像機(jī)最重要的電路部分。各種型式的錄像機(jī)的電路設(shè)計(jì)和視頻處理程序不大相同，但它們的基本變換是相同的。 盒式磁帶錄像機(jī)視頻信號(hào)的流程如圖712所示。,圖712 盒式磁帶錄像機(jī)視頻信號(hào)的流程圖 (a)記錄；(b)重放,亮度信號(hào)和色度信號(hào)分別處理是低帶錄像機(jī)的特點(diǎn)。記錄時(shí)，錄像機(jī)的輸入視頻信號(hào)首先通過(guò)濾波器分離

18、，然后分列進(jìn)行如下變換： 亮度信號(hào)的頻率調(diào)制采用低載波、淺調(diào)制方式，形成YFM信號(hào)，以壓縮記錄信號(hào)的相對(duì)帶寬。 色度信號(hào)的降頻處理是將載波色信號(hào)轉(zhuǎn)換為低載波色信號(hào)，以減小時(shí)基抖動(dòng)的影響。,處理變換后，兩者混合，亮度YFM信號(hào)作為低載波色信號(hào)的偏磁信號(hào)，一同記錄在磁帶上。 與記錄時(shí)相反，重放時(shí)由視頻磁頭從磁帶上取出的射頻信號(hào)要進(jìn)行如下變換：調(diào)頻亮度分量(YFM)的頻率解調(diào)，解調(diào)后還原為亮度信號(hào)。 低載波色信號(hào)進(jìn)行升頻變換，在這一過(guò)程中消除時(shí)基抖動(dòng)，恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)副載波色度信號(hào)。 經(jīng)過(guò)變換，亮度信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)副載波色度信號(hào)混合成為錄像機(jī)的視頻輸出。圖713給出了視頻信號(hào)在記錄和重放的處理過(guò)程中，信號(hào)頻譜的

19、變化和關(guān)系。,圖713 記錄和重放的頻譜 (a)記錄；(b)重放,3. 時(shí)基校正(TBC)系統(tǒng) 錄像機(jī)錄像時(shí)通過(guò)磁頭對(duì)磁帶的掃描把電視信號(hào)記錄在一條磁跡上，重放時(shí)又通過(guò)磁頭對(duì)磁帶的掃描把信號(hào)從磁跡上拾取下來(lái)。在這錄、放的兩次掃描過(guò)程中，由于旋轉(zhuǎn)磁頭鼓或走帶的不穩(wěn)定，安裝調(diào)整的誤差，磁帶張力的變動(dòng)等多種原因，掃描速度不可能完全一致，結(jié)果就會(huì)造成重放信號(hào)的時(shí)基誤差。,人眼對(duì)色調(diào)失真比較敏感，要使人眼不感到有明顯的色調(diào)失真，應(yīng)保證色同步與色度載波之間的相位偏差不超過(guò)5。在PAL制中，色度載波為4.43361875MHz，其周期約為226ns,5的時(shí)間約為3ns，這就是色度信號(hào)所要求的時(shí)基誤差精度。

20、由于機(jī)械加工精度、裝調(diào)精度的提高和伺服系統(tǒng)的完善，黑白信號(hào)不加校正已經(jīng)可重放出正常圖像。而彩色信號(hào)仍難滿足時(shí)基穩(wěn)定性的高要求。因此，在普通VHS錄像機(jī)中，均采用僅對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行時(shí)基校正而對(duì)亮度信號(hào)不加校正的偽時(shí)基校正。,偽時(shí)基校正采用了二次變頻的時(shí)基校正方案。輸入信號(hào)f1由于時(shí)基誤差產(chǎn)生了頻率誤差f；在變頻過(guò)程中，如果載頻f0也包含有相同的頻率誤差f，則變頻之后取下邊帶，即為（f1f）-（f0f）=f1-f0。結(jié)果，頻率誤差f被抵消了。 由于色同步信號(hào)是與視頻信號(hào)一起進(jìn)行記錄與重放的，故具有與色度信號(hào)大致相同的時(shí)基誤差或頻率偏差f。將色同步信號(hào)與一個(gè)固定的載頻進(jìn)行變頻，便可以獲得帶有與f1中相

21、同頻率偏差f的載頻。,圖714是VHS錄像機(jī)偽時(shí)基校正方框圖。輸入的信號(hào)為含有頻率偏差的重放色度降頻信號(hào)627kHzf，一路送入變頻器1，另一路送入色同步分離。被分離的色同步信號(hào)具有與色度信號(hào)相同的中心載頻及頻率偏差，即為627kHzf，將色同步信號(hào)與固定的副載波(4.433MHz)送入變頻器2。變頻器2的作用是產(chǎn)生一個(gè)具有與色度信號(hào)相同頻率偏差的載波 5. 06MHzf，它是通過(guò)平衡調(diào)幅取上邊帶得到的，即 (627kHzf)+4.433MHz=5.06MHzf,圖 714,這個(gè)載波與重放色度信號(hào)一同送入變頻器1，完成恢復(fù)色度載波頻率與抵消頻率偏差的雙重作用，這是通過(guò)平衡調(diào)幅取下邊帶來(lái)實(shí)現(xiàn)的，

22、即 (5.06MHzf)-(627kHzf)=4.433MHz 它消除了重放色度信號(hào)中的頻率偏差，也就完成了時(shí)基校正作用。,4.伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的基本功能是保證記錄和重放時(shí)磁頭、磁帶之間的正確關(guān)系。在記錄時(shí)，產(chǎn)生符合標(biāo)準(zhǔn)磁帶格式的磁跡；在重放時(shí)，保證磁頭能準(zhǔn)確地掃描磁跡，以與記錄時(shí)相同的速度(即標(biāo)準(zhǔn)帶速)行走磁帶，實(shí)現(xiàn)良好的尋跡。,錄像機(jī)伺服系統(tǒng)的基本框圖如圖715所示?；鶞?zhǔn)信號(hào)表示對(duì)控制對(duì)象提出的要求，比較信號(hào)則反映控制對(duì)象的工作狀態(tài)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)化為與基準(zhǔn)信號(hào)同性質(zhì)的可比較信號(hào)。通過(guò)比較，檢測(cè)出了控制對(duì)象實(shí)際狀態(tài)與要求之間的誤差，形成控制電壓，去修正控制對(duì)象的狀態(tài)。在錄像機(jī)中，

23、控制對(duì)象是磁帶的行走速度和磁頭鼓轉(zhuǎn)速。因此，錄像機(jī)伺服系統(tǒng)由控制磁頭鼓旋轉(zhuǎn)速度與相位的磁頭鼓伺服系統(tǒng)和控制磁帶行走速度的主導(dǎo)軸伺服系統(tǒng)兩個(gè)部分組成。,圖715 盒式磁帶錄像機(jī)伺服系統(tǒng)方框圖,記錄時(shí)，磁頭鼓伺服系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)是輸入視頻信號(hào)的同步信號(hào)，比較信號(hào)則是由反映磁頭鼓相位的PG發(fā)生器和反映其轉(zhuǎn)速的FG發(fā)生器所產(chǎn)生的PG相位信號(hào)和FG轉(zhuǎn)速信號(hào)，以保證磁頭掃描與輸入視頻信號(hào)同步。主導(dǎo)軸伺服則保持磁帶以標(biāo)準(zhǔn)速度行走。重放時(shí)，磁頭鼓伺服系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)是控制磁頭的重放控制信號(hào)，這時(shí)，它保證的是磁頭掃描與控制信號(hào)同步。主導(dǎo)軸伺服系統(tǒng)保持記錄，重放時(shí)磁帶以恒定的速度行走(它們可能會(huì)不相等)。因?yàn)橹胤艜r(shí)磁

24、頭鼓伺服的基準(zhǔn)來(lái)自磁帶，所以是一種磁頭跟隨磁帶的方式。這種方式電路簡(jiǎn)單，但精度差，常為家用錄像機(jī)采用。,磁頭鼓伺服系統(tǒng)一般包括相位環(huán)路和速度環(huán)路兩部分。前者對(duì)小的變化進(jìn)行校正，后者則對(duì)工作狀態(tài)較大的波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償和校正。相位環(huán)路的比較信號(hào)是PG脈沖，它反映了磁頭鼓的旋轉(zhuǎn)相位，基準(zhǔn)信號(hào)在記錄時(shí)為視頻輸入的場(chǎng)同步信號(hào)，重放時(shí)為控制頭的輸出信號(hào)。比較電路為閘門電路，由此形成誤差電壓。速度環(huán)路也稱鑒頻回路，記錄和重放時(shí)是完全一樣的。比較信號(hào)是由FG發(fā)生器產(chǎn)生的，它直接反映磁頭鼓轉(zhuǎn)速的變化，其基準(zhǔn)信號(hào)則是一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路的延時(shí)量。,主導(dǎo)軸伺服系統(tǒng)要簡(jiǎn)單一些。因磁帶是由主導(dǎo)軸驅(qū)動(dòng)的，所以控制主導(dǎo)軸電機(jī)，即可實(shí)

25、現(xiàn)對(duì)磁帶速度的控制。它的基準(zhǔn)信號(hào)是晶體振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)，為了進(jìn)行相位比較，經(jīng)處理形成取樣脈沖。比較信號(hào)通常是PG脈沖或FG信號(hào)轉(zhuǎn)換成的鋸齒波或梯形波。經(jīng)過(guò)相位比較(取樣)形成誤差電壓，去控制主導(dǎo)軸電機(jī)。 應(yīng)該指出的是，錄像機(jī)的伺服系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)的關(guān)系非常密切，在許多情況下，伺服系統(tǒng)不能正常工作，其原因在于機(jī)械故障。,5.機(jī)控電路 錄像機(jī)的機(jī)控電路的主要功能有兩個(gè):一是確定錄像機(jī)的各種工作方式，以及它們之間的轉(zhuǎn)換；二是實(shí)現(xiàn)錄像機(jī)的自動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)功能。它與錄像機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和使用的盒式磁帶的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，不同機(jī)器之間差異很大，很難給出一種通用的電路程式，但各種機(jī)器的機(jī)控電路所完成的功能是

26、基本相同的。,1)錄像機(jī)的各種工作狀態(tài) 錄像機(jī)的主要工作方式有重放、記錄、配音記錄、快進(jìn)、快倒、變速重放和靜止重放等。結(jié)構(gòu)封閉的機(jī)器要通過(guò)外部操作鍵來(lái)進(jìn)行各種工作方式的選擇和轉(zhuǎn)換。機(jī)控電路作為一種機(jī)電邏輯系統(tǒng)，在收到各操作指令后，控制各部分按一定的程序和邏輯關(guān)系動(dòng)作和工作，確定機(jī)器的各種工作方式，完成它們之間的轉(zhuǎn)換。 錄像機(jī)的各種工作方式與磁帶狀態(tài)是緊緊相連的，磁帶與磁頭鼓的關(guān)系，以及磁帶的行走速度都是與各種工作方式相關(guān)的，而且它們是由機(jī)控電路來(lái)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的。,2) 錄像機(jī)的自動(dòng)保護(hù)功能 各種錄像機(jī)都有一些自動(dòng)保護(hù)功能，以防止出現(xiàn)可能損壞錄像機(jī)或磁帶的情況。這些自動(dòng)保護(hù)功能主要的有帶頭帶尾檢

27、測(cè)、磁帶松弛檢測(cè)、磁頭鼓停轉(zhuǎn)檢測(cè)、結(jié)露檢測(cè)和計(jì)數(shù)器回零檢測(cè)等。這是利用適當(dāng)?shù)膫鞲蟹绞剑ㄈ绻怆?、電磁和機(jī)械位置）來(lái)監(jiān)測(cè)磁頭鼓和磁帶的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)信號(hào)呈現(xiàn)時(shí)，會(huì)自動(dòng)地停止錄像機(jī)的工作，將磁帶退回帶盒，或使錄像機(jī)不能啟動(dòng)等，以保護(hù)機(jī)器和磁帶。,3) 微機(jī)機(jī)控電路 錄像機(jī)采用單片機(jī)組成機(jī)控電路，功能多樣且完善，可靠性高。錄像機(jī)的微機(jī)機(jī)控電路成為獨(dú)具特色的一部分。 4位單片機(jī)在一片電路上集成了CPU、ROM、RAM和IO接口電路，具有功能強(qiáng)，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低等特點(diǎn)，是錄象機(jī)機(jī)控電路主要采用的芯片，如MN15432、HA11827等。微機(jī)機(jī)控電路的系統(tǒng)框圖如圖716所示。,圖716 盒式磁帶錄像

28、機(jī)單片機(jī)機(jī)控系統(tǒng)方框圖,微控機(jī)的輸入信號(hào)有：操作鍵的指令信號(hào)，這是由人輸入的；各種故障狀態(tài)的信號(hào)，這是由各種檢測(cè)傳感器產(chǎn)生的；錄像機(jī)各機(jī)械開(kāi)關(guān)的信號(hào)，它表明某些機(jī)械部件到達(dá)了某一位置。 單片機(jī)將這些輸入信號(hào)進(jìn)行處理，判斷錄像機(jī)的現(xiàn)行狀態(tài)，然后發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令，控制機(jī)器產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。單片機(jī)所控制的具體器件是電機(jī)和電磁鐵，像磁頭鼓電機(jī)、主導(dǎo)軸電機(jī)、穿帶電機(jī)與剎車和壓帶輪電磁鐵等，同時(shí)還通過(guò)發(fā)光二極管或LCD顯示屏來(lái)指示錄像機(jī)的狀態(tài)。,7.2 時(shí)滯錄像機(jī),在應(yīng)用電視系統(tǒng)中，當(dāng)監(jiān)視的目標(biāo)較多且需進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視時(shí)，需要大量的錄像帶，這些帶的定時(shí)更換、存放、管理和檢索等都不方便。為了用標(biāo)準(zhǔn)的錄像帶錄制

29、更長(zhǎng)的時(shí)間，人們研制了長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)。,7.2.1 家用錄像機(jī)的LP、EP方式 家用錄像機(jī)使用普通錄像帶，要想增加記錄時(shí)間，就必須把磁帶行走速度降下來(lái)。我們知道，磁帶速度決定著無(wú)保護(hù)帶磁帶錄像機(jī)的磁跡間隔和磁跡寬度(有保護(hù)帶錄像機(jī)的磁跡寬度由視頻磁頭的寬度決定)。采用與普通錄像機(jī)相同寬度的視頻磁頭，采用低帶速度(與普通錄像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)帶速相比)，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)磁頭掃描互相重疊的現(xiàn)象，前一次記錄磁跡被后一次記錄消去一部分，形成較窄的視頻磁跡的格式。,如果用半速（速度是標(biāo)準(zhǔn)帶速的一半）行走磁帶，磁跡寬度則為標(biāo)準(zhǔn)寬度的一半，見(jiàn)圖717（a）。如果重放時(shí)，也采用半速(同記錄時(shí)相同)走帶，因?yàn)槭欠轿唤怯涗浄绞剑?/p>

30、所以還能夠產(chǎn)生較好的圖像，見(jiàn)圖717（b）。許多VHS方式錄像機(jī)的慢錄LP(Long Play)方式就是這樣，采用半速走帶，而使標(biāo)準(zhǔn)盒帶的記錄時(shí)間增加一倍。磁跡變窄對(duì)圖像信號(hào)的信噪比是有影響的，因此采用這種方式是有限度的，目前記錄時(shí)間最長(zhǎng)的特慢錄EP(Extra Long Play)方式，記錄時(shí)間增加二倍，當(dāng)我們需要將記錄時(shí)間加長(zhǎng)到幾倍、十幾倍或更多，還如此處理，就會(huì)使磁跡變得十分的窄，而不能實(shí)現(xiàn)圖像的重放了。,圖717 VHS型錄像機(jī)LP方式的磁帶格式 (a)記錄磁跡；(b)重放,7.2.2 時(shí)滯錄像機(jī)的原理和特點(diǎn) 1.間斷記錄方式 長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)也稱時(shí)滯錄像機(jī)、長(zhǎng)延遲錄像機(jī)。采用間斷記錄方式

31、(抽場(chǎng)記錄)可以得到足夠?qū)挾鹊囊曨l磁跡。 長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)一般選擇磁帶速度是標(biāo)準(zhǔn)帶速23.39mms的1m(m是正整數(shù))。當(dāng)兩個(gè)磁頭交替掃描m次后，磁帶恰好走了標(biāo)準(zhǔn)帶速時(shí)的一條磁跡寬度所對(duì)應(yīng)的距離，如果每m場(chǎng)信號(hào)取其第一場(chǎng)錄制，就會(huì)形成與標(biāo)準(zhǔn)磁帶格式相似的磁帶格式，磁跡寬度與標(biāo)準(zhǔn)磁跡寬度相同。,PAL制彩色電視信號(hào)是8場(chǎng)順序制，每8場(chǎng)才出現(xiàn)V(場(chǎng)同步)、H(行同步)、S(副載波)、P(PAL識(shí)別脈沖)完全相同的視頻信號(hào)，所以當(dāng)m=8n+1時(shí)(n是正整數(shù))，每m場(chǎng)信號(hào)抽取其第一場(chǎng)錄制所得的視頻信號(hào)仍能保證一幀兩場(chǎng)、奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)交替，色同步相位正確。這些磁跡用標(biāo)準(zhǔn)帶速回放，能得到較高質(zhì)量的圖像，但由

32、于缺幀，快速移動(dòng)物體圖像的錄像回放時(shí)有動(dòng)畫效應(yīng)。 長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)常具有報(bào)警自動(dòng)錄像功能。即平時(shí)處于長(zhǎng)時(shí)間錄像方式，報(bào)警后自動(dòng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)錄像方式，這樣既節(jié)約了錄像帶又不會(huì)丟失重要的信息。,2. 時(shí)滯錄像機(jī)的特點(diǎn) 時(shí)滯錄像機(jī)與普通家用錄像機(jī)有許多相同之處，且所用的錄像帶也完全相同，但從圖像錄制方式、磁頭轉(zhuǎn)動(dòng)方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)和耐久性等方面來(lái)看，又有不少不同之處。 關(guān)于圖像錄制方式，家用錄像機(jī)每秒鐘固定錄制25幀圖像，也就是每40ms錄制一幀圖像，每20ms錄制一場(chǎng)圖像，錄像帶回放時(shí)圖像不產(chǎn)生動(dòng)畫效應(yīng)。時(shí)滯錄像機(jī)則根據(jù)設(shè)定錄像時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)決定每秒錄像的幀數(shù)，一般遠(yuǎn)小于每秒鐘25幀，造成在錄像回放過(guò)程中圖像有

33、或多或少的動(dòng)畫效應(yīng)。,設(shè)定錄像時(shí)間越長(zhǎng)則錄制間隔越長(zhǎng)，如使用960小時(shí)的長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)并工作于960小時(shí)錄像方式，則每間隔6.4秒鐘才會(huì)錄制一場(chǎng)圖像，因此，如果同樣按960小時(shí)方式回放錄像帶，就會(huì)感覺(jué)到與放映幻燈片沒(méi)有什么區(qū)別。 就磁頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方式來(lái)看，家用錄像機(jī)的磁頭是利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)皮帶或齒輪來(lái)傳動(dòng)的，只要一啟動(dòng)就要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。而時(shí)滯錄像機(jī)由伺服電動(dòng)機(jī)(Servo Motor)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(Stepping Motor)直接驅(qū)動(dòng)磁頭，使其一步一步精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。,就機(jī)械結(jié)構(gòu)和耐久性而言，家用錄像機(jī)的設(shè)計(jì)主要用于播放錄像帶，一旦磁帶加載可能就要連續(xù)播放23個(gè)小時(shí)，然后停機(jī)關(guān)閉電源，反復(fù)啟動(dòng)錄像特別是反復(fù)

34、檢索錄像的情況不會(huì)太多，更不會(huì)每天24小時(shí)周而復(fù)始地連續(xù)運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能降低材料成本(如使用塑料材料等)。時(shí)滯錄像機(jī)專門為電視監(jiān)控系統(tǒng)所使用，可能從第一天加電使用開(kāi)始就不再斷電，為檢索某些重要證據(jù)，可能要反反復(fù)復(fù)地使錄像帶前進(jìn)、倒退，時(shí)滯錄像機(jī)的磁頭及機(jī)械結(jié)構(gòu)常采用金屬件或其他耐磨的材料，因此時(shí)滯錄像機(jī)使用壽命比家用錄像機(jī)長(zhǎng)得多。,3. 時(shí)滯錄像機(jī)的附加功能 松下NVTD512CMC型錄像機(jī)的一盤EP180型錄像帶，以EP方式記錄可達(dá)9小時(shí)，而一般家用錄像機(jī)一盤EP180型的錄像帶以LP方式記錄可用6小時(shí)，時(shí)滯錄像機(jī)最基本的時(shí)滯錄像方式是24小時(shí)(用EP180型的錄像帶)，大部分時(shí)滯錄像機(jī)最

35、長(zhǎng)記錄時(shí)間可達(dá)960小時(shí)(仍然是用EP180型的錄像帶)，而且有不同時(shí)間長(zhǎng)短的多檔記錄方式供選擇。除了長(zhǎng)延時(shí)錄像，時(shí)滯錄像機(jī)一般還有下列附加功能：,1) 時(shí)間字符疊加 普通家用錄像機(jī)雖然也有時(shí)間顯示電路，但卻不具有時(shí)間字符的視頻疊加功能，因此，在對(duì)錄像帶進(jìn)行回放時(shí)是看不到任何時(shí)間字符信息的。這對(duì)于具有存檔意義的錄像資料來(lái)說(shuō)是個(gè)明顯的缺陷。作為監(jiān)控系統(tǒng)中使用的圖像記錄設(shè)備，時(shí)滯錄像機(jī)無(wú)一例外都具有時(shí)間字符疊加功能，可以將事件發(fā)生的時(shí)間信息同視頻圖像內(nèi)容一同記錄到錄像帶上，這為日后檢索提供了極大的方便。,2)報(bào)警輸入及報(bào)警自動(dòng)錄像 報(bào)警輸入及報(bào)警自動(dòng)錄像是時(shí)滯錄像機(jī)的一個(gè)基本功能。當(dāng)報(bào)警傳感器傳來(lái)

36、報(bào)警信號(hào)時(shí)，時(shí)滯錄像機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)錄像機(jī)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)錄像模式，在自動(dòng)轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)錄像模式的同時(shí)，還將此報(bào)警信號(hào)輸出到其他報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置。時(shí)滯錄像機(jī)這種報(bào)警自動(dòng)轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)錄像模式的功能保證了在報(bào)警期間記錄的圖像具有實(shí)時(shí)性。,3) 自動(dòng)循環(huán)錄像 普通家用錄像機(jī)錄像時(shí)，在錄像帶運(yùn)行到末端時(shí)會(huì)自動(dòng)停止錄像方式，并倒帶到磁帶的始端，然后停止工作。而時(shí)滯錄像機(jī)可以根據(jù)需要設(shè)定錄像帶行進(jìn)到末端后的工作方式?？梢栽谕Ｖ?，倒帶后停止，倒帶后重新錄像等三種工作方式中任選一種。倒帶后重新錄像方式（即自動(dòng)循環(huán)錄像方式）可以保證錄像帶中記錄的內(nèi)容總是最近24小時(shí)（根據(jù)設(shè)定的錄像方式，可以是24960小時(shí)中的任一擋）剛剛發(fā)生的事件。對(duì)于

37、24小時(shí)以前的內(nèi)容，則因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)異常情況而無(wú)什么保存價(jià)值，它將被24小時(shí)內(nèi)的最新內(nèi)容所覆蓋。,4) 接通電源后自動(dòng)錄像 接通電源后自動(dòng)錄像是時(shí)滯錄像機(jī)的一個(gè)重要功能。當(dāng)錄像機(jī)處于錄像方式時(shí)，供電系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)短期故障，造成錄像機(jī)斷電而停止工作，故障排除后電源重新接通時(shí)，接通電源后自動(dòng)錄像功能保證錄像機(jī)重新進(jìn)入錄像模式。,7.2.3 改善圖像質(zhì)量的方法 降低磁帶速度會(huì)使視頻磁跡與磁帶長(zhǎng)度方向的夾角改變。長(zhǎng)時(shí)間記錄的磁帶，以正常速度重放，就會(huì)出現(xiàn)重放磁頭掃描與記錄磁跡的偏差，如圖718所示，因而在圖像上可能會(huì)出現(xiàn)噪聲帶。解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)辦法，一是采用加寬磁頭，一是要用動(dòng)態(tài)跟蹤磁跡磁頭。,圖71

38、8 記錄與重放時(shí)的磁跡夾角,1.加寬磁頭 加寬磁頭就是采用比標(biāo)準(zhǔn)視頻磁跡寬度寬的視頻磁頭。例如,VHS方式錄像機(jī)的視頻加寬磁頭的寬度選為75m，而其標(biāo)準(zhǔn)視頻磁跡的寬度為56m。因?yàn)橐曨l磁跡的寬度是由記錄時(shí)磁帶速度決定的，所以磁頭加寬并不改變磁帶格式。重放時(shí)，如果走帶速度與記錄不同，就會(huì)出現(xiàn)磁頭的掃描偏差，這時(shí)寬磁頭就可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償這個(gè)偏差，起到消除圖像上噪聲帶的作用。這種方式不僅用于低帶速長(zhǎng)時(shí)間記錄磁帶的重放，在標(biāo)準(zhǔn)錄像機(jī)中也可用于改善正常記錄磁帶的變速(低速或倍速)重放時(shí)的信噪比。,2. 動(dòng)態(tài)跟蹤磁跡 動(dòng)態(tài)跟蹤磁跡(DT)技術(shù)是通過(guò)檢測(cè)重放輸出的大小來(lái)自動(dòng)調(diào)整磁頭的掃描角度以實(shí)現(xiàn)良好跟蹤的。

39、磁頭掃描角度的調(diào)整是通過(guò)改變磁頭安裝基板的幾何高度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。DT技術(shù)在AST（自動(dòng)掃描跟蹤）伺服系統(tǒng)控制下能始終沿視頻磁跡拾取信號(hào)，這種方法效果好，但技術(shù)復(fù)雜，主要應(yīng)用于高檔錄像機(jī)中。,長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)以長(zhǎng)時(shí)間記錄，快速地重放，適用于一些無(wú)人值守的地方。要根據(jù)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇記錄時(shí)間，應(yīng)該把攝像機(jī)的布置和記錄時(shí)間的選擇兩者結(jié)合起來(lái)，不要遺漏有用的圖像信息。否則，即使長(zhǎng)時(shí)間記錄，也會(huì)丟失大量的信息。,7.3 多畫面處理器,長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)只能對(duì)1路視頻信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間錄像，為了用1臺(tái)錄像機(jī)對(duì)多路視頻信號(hào)進(jìn)行錄制，研制了多畫面處理器。,多畫面處理器也稱幀（場(chǎng)）切換處理器。松下公司稱作數(shù)字視頻多工器，先

40、訊美資公司稱作多路視頻圖像復(fù)合處理器。 多畫面處理器與錄像機(jī)配合使用，將多路輸入視頻信號(hào)以幀（場(chǎng)）間隔進(jìn)行切換，輸出一路視頻信號(hào)由錄像機(jī)錄制下來(lái)。錄像回放時(shí)，錄像機(jī)輸出的視頻信號(hào)必須通過(guò)多畫面處理器，才能任意選擇某一路圖像顯示。,7.3.1 多畫面處理器的原理 多畫面處理器一般處理4、9或16路視頻信號(hào)。多畫面處理器能將多路視頻信號(hào)以多畫面形式顯示在1臺(tái)監(jiān)視器上，又能將各路視頻信號(hào)以幀（場(chǎng)）為單位分時(shí)順序輸出供錄像機(jī)錄像。由于多畫面處理器內(nèi)部具有時(shí)基校正電路，各路視頻信號(hào)可以是非同步的。以4路視頻輸入為例，如果從某時(shí)刻起，A，B，C，D等4路視頻信號(hào)的各場(chǎng)分別用A1，A2，A3，A4，；B1，

41、B2，B3，B4，；C1，C2，C3，C4，；D1，D2，D3，D4，表示，,則從該時(shí)刻起多畫面處理器的順序錄像輸出端輸出視頻信號(hào)的場(chǎng)順序?yàn)锳1，B2，C3，D4，A5，B6，C7，D8，是4路視頻輸入信號(hào)的分時(shí)輸出。將該信號(hào)錄制后的錄像回放時(shí)，A路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是A1，A1，A1，A1，A5，A5，A5，A5，A9，A9，A9，A9，；B路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是B2，B2，B2，B2，B6，B6，B6，B6，B10，B10，B10B10，；C路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是C3，C3，C3，C3，C7，C7，C7，C7，C11，C11，C11，C11，；,D路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是D4

42、，D4，D4，D4，D8，D8，D8，D8，D12，D12，D12，D12，；每4場(chǎng)的信號(hào)是完全一樣的。圖719是四路視頻輸入場(chǎng)切換錄像與回放示意圖。當(dāng)視頻輸入是9或16路時(shí)，各路回放時(shí)完全相同的圖像場(chǎng)數(shù)增加為9或16。,圖719 場(chǎng)切換錄像與回放,多畫面處理器每一路視頻輸入都有一路報(bào)警輸入與其一一對(duì)應(yīng)，且可設(shè)置為多種報(bào)警方式之一。順序錄像輸出端常用的報(bào)警方式是報(bào)警優(yōu)先錄像和攝像機(jī)切換方式。這種方式既能保證報(bào)警處的重點(diǎn)錄像，又兼顧了其他未報(bào)警部位。例如，同樣是上面例子的A，B，C，D4路視頻輸入信號(hào)，其中C路報(bào)警輸入已經(jīng)報(bào)警，當(dāng)多畫面處理器順序錄像輸出端被設(shè)定為報(bào)警優(yōu)先錄像和攝像機(jī)切換方式時(shí)，

43、其順序錄像輸出端輸出視頻信號(hào)的場(chǎng)順序?yàn)镃1，A2，C3，B4，C5，D6，C7，A8，C9，B10，C11，D12，將該信號(hào)錄制后的錄像回放時(shí)，,C路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是C1，C1，C3，C3，C5，C5，C7，C7，C9，C9，C11，C11，；A路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是A2，A2，A2，A2，A2，A2，A8，A8，A8，A8，A8，A8，A14，；B路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是B4，B4，B4，B4，B4，B4，B10，B10，B10，B10，B10，B10，B16，；D路輸出的視頻信號(hào)各場(chǎng)順序是D6，D6，D6，D6，D6，D6，D12，D12，D12，D12，D12，D12，D1

44、8，。由此可見(jiàn)，報(bào)警圖像回放時(shí)兩場(chǎng)完全相同，未報(bào)警圖像回放時(shí)6場(chǎng)完全相同。,這種保證重點(diǎn)，兼顧一般的錄像方式在視頻輸入路數(shù)較多時(shí)效果更明顯。當(dāng)視頻輸入是9或16路時(shí)，報(bào)警圖像回放時(shí)依舊是兩場(chǎng)完全相同，未報(bào)警圖像回放時(shí)圖像完全相同的場(chǎng)數(shù)增加為16或30。 多畫面處理器的多畫面監(jiān)視輸出端輸出的視頻信號(hào)除可供監(jiān)視器進(jìn)行實(shí)時(shí)（不少處理器多畫面顯示時(shí)有明顯的動(dòng)畫效應(yīng)）監(jiān)視外，也可同時(shí)供錄像機(jī)錄制，錄制的是多畫面分割的視頻信號(hào)?；胤艜r(shí)圖像的清晰度降低，在4，9，16畫面的情況下分別下降為原來(lái)單畫面時(shí)清晰度的12，13，14。對(duì)清晰度要求不高的場(chǎng)合可以采用這種方式錄像。,多畫面處理器順序錄像輸出端輸出的是多

45、路分時(shí)信號(hào)，一般用普通錄像機(jī)進(jìn)行錄像，除非是多畫面處理器使用說(shuō)明書上規(guī)定可配接的某些型號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)。在配接長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)后變?yōu)槎嗦沸盘?hào)分時(shí)傳送的基礎(chǔ)上再按規(guī)定規(guī)則抽取某些場(chǎng)的信號(hào)，快速移動(dòng)物體的動(dòng)畫效應(yīng)更加明顯。 多畫面處理器因?yàn)閮?nèi)置數(shù)字信號(hào)處理電路，所以常被稱為數(shù)字視頻多工器。其實(shí)質(zhì)上只是一種使普通錄像機(jī)能錄制多路視頻信號(hào)并與錄像機(jī)配套的產(chǎn)品，其輸入輸出信號(hào)都是模擬全電視信號(hào)。,7.3.2 多畫面處理器的附加功能 多畫面處理器除了多畫面現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和場(chǎng)切換順序錄像輸出兩項(xiàng)主要功能外，還有許多附加功能。 1.多種報(bào)警方式 多畫面處理器一般有三個(gè)視頻輸出端。其中：多畫面監(jiān)視輸出端，常用來(lái)顯示多畫面

46、圖像；點(diǎn)監(jiān)視（有時(shí)稱為調(diào)用監(jiān)視）輸出端，只能固定顯示或定時(shí)順序顯示全屏幕圖像；順序錄像輸出端，供錄像機(jī)錄像時(shí)用。三個(gè)視頻輸出端可各自設(shè)定報(bào)警方式。報(bào)警后，閃爍多畫面處理器的報(bào)警指示燈，吸合報(bào)警輸出繼電器并在監(jiān)視器上顯示圖像或字樣。,1)報(bào)警提示方式和報(bào)警連動(dòng)方式 這兩種報(bào)警方式是多畫面監(jiān)視輸出端用的。當(dāng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，報(bào)警提示方式只在相應(yīng)畫面上顯示“ALARM”字樣，多畫面顯示或多畫面定時(shí)順序顯示不受影響。當(dāng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，報(bào)警連動(dòng)方式除了在相應(yīng)畫面上顯示“ALARM”字樣，還將四畫面順序顯示所有報(bào)警通道的圖像。,2)報(bào)警忽略方式和報(bào)警點(diǎn)方式 這兩種報(bào)警方式是點(diǎn)監(jiān)視輸出端用的。當(dāng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)

47、，報(bào)警忽略方式只將報(bào)警記錄存儲(chǔ)在多畫面處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，對(duì)屏幕顯示無(wú)影響。當(dāng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，報(bào)警點(diǎn)方式顯示最后一個(gè)報(bào)警通道的圖像并顯示“ALARM”字樣。 3) 報(bào)警優(yōu)先記錄和攝像機(jī)切換方式 這種報(bào)警方式是順序錄像輸出端用的，前面已作過(guò)介紹。,4)視頻丟失報(bào)警 多畫面處理器的報(bào)警源除了與視頻輸入一一對(duì)應(yīng)的報(bào)警輸入外，還有視頻丟失報(bào)警和移動(dòng)檢測(cè)報(bào)警。當(dāng)檢測(cè)到無(wú)視頻輸入信號(hào)時(shí)，視頻丟失報(bào)警閃爍相應(yīng)的視頻輸入指示燈，吸合報(bào)警輸出繼電器，在多畫面監(jiān)視器或點(diǎn)監(jiān)視器上顯示“CHloss”字樣，將視頻丟失碼送到錄像機(jī)。,5)移動(dòng)檢測(cè)報(bào)警 移動(dòng)檢測(cè)先要分別設(shè)定各路視頻輸入的移動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)，將各路視頻輸入檢測(cè)點(diǎn)

48、的像素值存入指定RAM單元，將下一次的檢測(cè)值與存入值進(jìn)行比較，若有明顯變化就認(rèn)為有移動(dòng)。移動(dòng)檢測(cè)報(bào)警后同樣進(jìn)行指示、輸出和顯示，還進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)間分配，有關(guān)內(nèi)容稍后再詳細(xì)介紹。,2.多種監(jiān)視方式 多畫面處理器的多畫面監(jiān)視輸出，一般能進(jìn)行全屏幕顯示和4、9、16多畫面顯示，有的多畫面處理器能進(jìn)行7、10、13多畫面顯示，如圖720所示。有的多畫面處理器還能進(jìn)行全屏幕定時(shí)順序顯示和多畫面定時(shí)順序顯示，如圖720所示。,圖720 多畫面定時(shí)順序顯示示意圖,3.攝像機(jī)標(biāo)題和日期時(shí)間顯示 多畫面處理器都可以通過(guò)鍵盤操作進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)題設(shè)置，供選取的字符有數(shù)字、英文字母和少量特殊符號(hào)，一般規(guī)定標(biāo)題最長(zhǎng)不超過(guò)81

49、6個(gè)字符。有的多畫面處理器還能顯示日期時(shí)間并疊加在錄像信號(hào)上，且能由鍵盤關(guān)閉日期時(shí)間疊加以免與錄像機(jī)疊加的日期時(shí)間重復(fù)。 4.攝像機(jī)錄像機(jī)控制 多畫面處理器一般都能對(duì)指定型號(hào)的攝像機(jī)和錄像機(jī)進(jìn)行遙控，只要配置一定數(shù)量的攝像機(jī)、錄像機(jī)和監(jiān)視器就能組成小型系統(tǒng)，不需要另配控制器。,5.系統(tǒng)擴(kuò)展 松下公司的WJFS616數(shù)字視頻多工器可以四臺(tái)機(jī)器并聯(lián)使用組成64路輸入的系統(tǒng)。用WVCU550A控制器通過(guò)RS485接口對(duì)四臺(tái)WJFS616數(shù)字視頻多工器進(jìn)行控制，對(duì)64臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行如PTZ、光圈、聚焦、位置預(yù)置和選單設(shè)定等操作?；蛘呖捎肞C機(jī)配WVAS500PC軟件通過(guò)RS485接口或RS232接口對(duì)數(shù)

50、字視頻多工器和攝像機(jī)進(jìn)行同樣的控制，但每臺(tái)數(shù)字視頻多工器的順序錄像輸出端還是輸出本機(jī)所接的16路視頻輸入信號(hào)的場(chǎng)切換記錄。,6.動(dòng)態(tài)時(shí)間分配 動(dòng)態(tài)時(shí)間分配(Dynamic Time Division，簡(jiǎn)稱DTD)技術(shù)是美國(guó)AD公司多畫面處理器的一項(xiàng)專利技術(shù)。該技術(shù)對(duì)各路視頻輸入信號(hào)的活動(dòng)性進(jìn)行分析，對(duì)活動(dòng)性大的那路信號(hào)多分配一些場(chǎng)輸出，使該活動(dòng)圖像的動(dòng)畫效應(yīng)減弱；而對(duì)活動(dòng)性不大的其余各路圖像，錄制場(chǎng)數(shù)減少后對(duì)圖像質(zhì)量影響不大。其實(shí)動(dòng)態(tài)時(shí)間分配也可理解為活動(dòng)圖像優(yōu)先錄像，與前述報(bào)警優(yōu)先錄像類似，不再贅述。,7.4 硬盤錄像機(jī),錄像機(jī)在應(yīng)用電視系統(tǒng)中被大量使用，但它有以下缺點(diǎn)： (1)操作不便:對(duì)

51、每臺(tái)錄像機(jī)要反復(fù)按鍵操作,要定時(shí)換帶,要倒帶。 (2)檢索麻煩:檢索時(shí)先尋找某段時(shí)間的錄像帶，再尋找某臺(tái)攝像機(jī)的帶子，最后還要尋找有關(guān)片斷，要反復(fù)進(jìn)帶、倒帶查找。,(3)壽命較短:磁頭容易磨損，錄像帶多次使用后故障率上升，錄像機(jī)長(zhǎng)期使用后易產(chǎn)生機(jī)械故障，且很難修復(fù)。 (4)重復(fù)性差:錄像帶長(zhǎng)期存放后，回放時(shí)圖像質(zhì)量不斷下降。 (5)管理繁瑣:如需錄像的圖像路數(shù)較多時(shí)，大量錄像帶的保存、管理、檢索、更換是一項(xiàng)繁瑣且差錯(cuò)率大的工作。,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，硬盤容量迅速增大而價(jià)格不斷下降，電視信息壓縮技術(shù)逐步成熟，能對(duì)電視信號(hào)按MPEG1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮的芯片組(甚至單片)已經(jīng)有多種產(chǎn)品可供選擇。這些使

52、硬盤錄像迅速成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)錄像機(jī)的新技術(shù)。,7.4.1 硬盤錄像的優(yōu)點(diǎn) 硬盤錄像首先把圖像信號(hào)數(shù)字化，然后根據(jù)圖像的行間相關(guān)性和幀間相關(guān)性將數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)以時(shí)間為序以文件的形式存儲(chǔ)在硬盤中。由于硬盤錄像是以數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，所以具有較高的智能，是許多傳統(tǒng)錄像機(jī)不能比擬的。,1.錄像方式靈活 錄像方式可選擇設(shè)定為連續(xù)錄像、自動(dòng)定時(shí)錄像和報(bào)警觸發(fā)錄像等多種形式，錄像速度可在125幀秒范圍內(nèi)任選，回放速度可以是錄像速度或選錄像速度的12132，也可以作單幀凍結(jié)慢速回放，這在尋找破案線索時(shí)特別有用。 2.檢索方便 可以按日期、攝像機(jī)編號(hào)或其他信息進(jìn)行檢索，自動(dòng)、快速地找

53、到相應(yīng)的錄像文件，不必像傳統(tǒng)錄像機(jī)那樣先得找錄像帶，再將錄像帶反復(fù)地快進(jìn)、快退來(lái)查閱。,3.管理簡(jiǎn)單 由系統(tǒng)管理員對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置，計(jì)算機(jī)按照設(shè)置進(jìn)行管理，通常包括用戶權(quán)限管理、硬盤管理、文件管理、報(bào)警管理和日志管理。 4.可遠(yuǎn)程傳送 管理硬盤的計(jì)算機(jī)入網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)中任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只要安裝相應(yīng)的軟件且有授權(quán)的密碼，就可通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)調(diào)用數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控或錄像回放。,5.聯(lián)動(dòng)反應(yīng)快 傳統(tǒng)錄像機(jī)在接到報(bào)警信號(hào)后才啟動(dòng)錄像，錄像延遲報(bào)警數(shù)秒鐘，而這數(shù)秒鐘的錄像恰好是最重要的。硬盤錄像在接到報(bào)警信號(hào)后立即錄像，甚至還能錄制報(bào)警前規(guī)定時(shí)間內(nèi)（110秒鐘）的圖像信號(hào)。 6.多種附加功能 硬盤錄

54、像是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的，很容易實(shí)現(xiàn)時(shí)間和文字的添加、多畫面顯示、視頻丟失報(bào)警和視頻移動(dòng)報(bào)警等功能。,7.存儲(chǔ)容量擴(kuò)充容易 主機(jī)不插硬盤擴(kuò)充卡能帶4塊硬盤；加插一塊硬盤擴(kuò)充卡，能擴(kuò)充為帶8塊硬盤；加插兩塊硬盤擴(kuò)充卡，能擴(kuò)充為帶12塊硬盤；用48cm(19英寸)加長(zhǎng)型4U標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)箱就能裝12塊硬盤；若硬盤超過(guò)12塊可使用活動(dòng)硬盤架，所以擴(kuò)充起來(lái)很方便。目前一塊硬盤的最大容量是120GB，隨著硬盤制造工藝的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，硬盤錄像機(jī)的容量將不斷增加。,7.4.2 硬盤錄像的主要技術(shù)指標(biāo) 1.圖像分辨率 圖像分辨率是指在每幀視頻信號(hào)中采集、處理、顯示的像素?cái)?shù)。高分辨率(720576)時(shí)，顯示和回放的圖像質(zhì)量好，但視頻信息量太大，雖經(jīng)壓縮，每小時(shí)仍有大約1GB的信息量，因?yàn)榇鎯?chǔ)總?cè)萘坑邢蓿捎酶叻直媛适逛浵駮r(shí)間減少，除非特殊需要，目前還較少采用。中分辨率(352288，CIF格式)相當(dāng)于VCD