錄像技術的發(fā)展課件

第7章錄像技術的發(fā)展7.1錄像機原理7.2

時滯錄像機7.3

多畫面處理器7.4

硬盤錄像機第7章錄像技術的發(fā)展7.1錄像機原理7.1錄像機原理磁帶錄像機是以磁帶為介質存儲圖像信息的設備。它所完成的基本物理變換是電／磁轉換，把時間軸上連續(xù)變化的電視信號、音頻信號轉化為磁帶上磁跡的幾何分布或相反的過程。從質量上分，磁帶錄像機有廣播級、業(yè)務級和家用型。在應用電視系統(tǒng)中，家用型和業(yè)務級機器是最為常用的圖像記錄設備。7.1錄像機原理磁帶錄像機7.1.1磁記錄的視頻錄放原理1.磁性記錄原理鐵磁物質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。任何一個磁記錄必須包括兩個基本的部分：一是承載信息的介質，二是向介質傳遞信息實現(xiàn)電磁轉換的器件。錄像機的磁記錄介質是磁帶，電磁轉換器件是磁頭。通過磁頭向磁帶記錄或重放信息，要形成一定的磁頭磁帶關系(簡稱頭帶關系)，這種關系必須具有很高的精度，是通過機械系統(tǒng)來保證的。圖7―1示出了從信息傳遞角度看的頭帶關系示意圖。7.1.1磁記錄的視頻錄放原理圖7―1磁記錄的磁頭磁帶關系示意圖圖7―1磁記錄的磁頭磁帶關系示意圖磁頭是一個繞有一組線圈的環(huán)形鐵芯，鐵芯上有一狹窄的縫隙——工作縫隙。當被記錄信號電流流過線圈時，鐵芯中就會產(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，在其附近就會出現(xiàn)漏磁場。當磁帶的磁性層(以下稱磁帶)與工作縫隙接觸時，由于磁帶的磁阻較低，鐵芯中的磁通就會通過磁帶形成閉合磁路，因此磁帶被磁化。如果磁帶以一定的速度相對磁頭運動，就會形成一條磁跡。在這個過程中被記錄信號電流隨時間的變化就轉化為磁帶上磁跡的磁化強度的變化。磁頭是一個繞有一組線圈的環(huán)形鐵芯，鐵我們介紹這個過程主要是為了引入一個重要的概念——記錄波長。它表示對應被記錄信號一個周期，磁帶上磁化強度變化一個周期的長度。顯然，它與磁帶的速度v(假定磁頭固定)成正比，與被記錄信號的頻率f成反比：(7―1)我們介紹這個過程主要是為了引入一該式表明，v一定時，λ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。這是因為g較寬時，磁帶尚未掠過縫隙前，磁場方向就已經(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，提高頭帶相對速度v是提高錄放信號頻率的有效措施。該式表明，v一定時，λ將隨f的提高而2.磁性記錄重放原理信號的重放過程是上述過程的逆過程。當磁頭的工作縫隙與磁帶相接觸時，將形成與記錄時相同的頭帶關系。磁頭將橋接磁帶的磁跡，磁跡的表面磁場將在磁頭線圈中產(chǎn)生相應的感生電動勢，采用適當方法取出并處理這個電動勢，就可以恢復出原信號。所謂形成與記錄時相同的頭帶關系，一是指幾何位置關系，二是指磁帶以記錄時相同的速度運動。根據(jù)電磁感應定律，鐵芯線圈中感生電動勢為(7―2)2.磁性記錄重放原理(7―2)式中，N為線圈匝數(shù)，Φ為通過鐵芯的磁通量。由此可以得出圖7―2所示的重放特性曲線。彩色電視視頻信號上限頻率為6.5MHz，下限頻率為25Hz左右。絕對帶寬約為6.5MHz，相對帶寬(上、下限頻率之比)為26萬。相對帶寬通常用倍頻程數(shù)來描述。對于視頻信號，從25Hz到50Hz為一個倍頻程，50Hz到100Hz為第二個倍頻程，100Hz到200Hz為第三個倍頻程……直到上限頻率6.5MHz，總共約有18個倍頻程。式中，N為線圈匝數(shù)，Φ為通過鐵芯的磁圖7―2磁記錄重放特性圖7―2磁記錄重放特性3.旋轉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，以適應視頻信號的寬帶特性，有兩個途徑，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行著，但它是有限度的；而提高磁帶速度又會帶來磁帶使用量過大的問題。為解決這個問題，人們研制了旋轉磁頭掃描方式。就是使磁頭高速地旋轉，而磁帶仍以很低的速度行走，由于磁頭高速地掃過磁帶表面，使磁頭與磁帶之間的相對速度很高，這就可以實現(xiàn)很高的fmax。目前應用最多的旋轉掃描方式是螺旋掃描方式。盒式磁帶錄像機大多采用的二磁頭螺線掃描方式的簡圖示于圖7―3。

3.旋轉磁頭掃描圖7―3二磁頭螺旋掃描圖7―3二磁頭螺旋掃描在這種方式中，兩個視頻磁頭彼此相隔180°角，安裝在一個旋轉磁頭鼓上，磁帶通過進帶導柱和出帶導柱的調節(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，兩個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。視頻信號每秒由25幀畫面組成，每幀又分為2場，因此，若磁頭鼓的轉數(shù)為25轉／秒，它旋轉一周的時間恰好是一幀信號的時間，每個磁頭掃描磁帶的時間則為一場信號的時間?？刂菩D磁頭相位，就可以使每個磁頭將一整場信號記錄在一根磁跡上。圖7―4說明了這個關系，為了使磁跡連接不出現(xiàn)信號丟失，磁帶對磁頭鼓的包角要稍大于180°。在這種方式中，兩個視頻磁頭彼此相隔1圖7―4二磁頭螺旋掃描與視頻信號的關系圖7―4二磁頭螺旋掃描與視頻信號的關系4.頻率調制由于磁記錄系統(tǒng)動態(tài)范圍的限制(70dB左右)，排除了直接記錄視頻信號的可能。必須進行調制，以壓縮相對帶寬。錄像機采用調頻方式處理視頻信號，主要是因為它具有以下優(yōu)點：(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記錄的影響。(3)可以采用飽和記錄方式，獲得較高的信噪比。4.頻率調制錄像機所采用的頻率調制方式不同于—般的調頻方式，它是針對磁記錄的特點而設計的低載頻、淺調制方式。低載頻即采用稍高于視頻信號最高頻率的載波頻率。一般情況下，調頻信號的載頻都遠大于調制信號的上限頻率。比如，電視伴音信號，載頻為6.5MHz，伴音信號的上限頻率只有15kHz，載頻是調制信號的幾百倍。而在錄像機中，由于受到頭帶系統(tǒng)上限頻率的限制，視頻調頻信號的載頻只能稍大于視頻信號的上限頻率。根據(jù)調頻載波的高低，錄像機分高帶方式和低帶方式。錄像機所采用的頻率調制方式不同于—般廣播級錄像機多為高帶方式(同步頂和白電平載波頻率分別為7MHz和10MHz左右)。盒式磁帶錄像機多為低帶方式，比如，低帶U型錄像機，載頻的變化范圍為4.28～5.4MHz，而視頻調制信號的上限頻率在3MHz以上，兩者相差很少。淺調制是指采用較低的調制系數(shù)。在調頻系統(tǒng)中，增大調制度mf可以提高調制信號的信雜比。因此調頻信號的調制度一般都大于1。比如，電視伴音信號，規(guī)定的最大頻偏為50kHz，對于伴音信號的上限頻率(此時調制度最小)來說，廣播級錄像機多為高帶方式(同步頂和白電平載波頻率分別調制度mf為mf=最大頻偏／伴音上限頻率=50/15＞3。在錄像機中，由于受頭帶系統(tǒng)上限頻率的限制，加上還要調制帶寬比聲音信號寬得多的視頻信號，不得不降低調頻信號(對于調制信號最高頻率來說)的調制度。下面，以低帶U型機為例，計算一下視頻調頻信號的調制度。產(chǎn)生最大頻偏的調制信號應是黑電平與白電平之差的峰值信號，如圖7―5所示。對于這一信號，調頻波的載頻是(5.4+4.28)/2=4.84MHz，最大頻偏Δf是0.56MHz。由于調制信號的上限頻率f上限為3MHz，故上限頻率的調制度mf=Δf／f上限≈0.2，比1小得多。調制度mf為mf=最大頻偏／伴音上限頻率=50/15圖7―5錄像機低載頻淺調制的信號頻譜(a)低帶U型；(b)VHS型圖7―5錄像機低載頻淺調制的信號頻譜低帶U型錄像機調制信號(亮度信號)的上限頻率約為3MHz，上限頻率的調制度在0.2以下，因此，對于上限頻率來說，調頻波只需考慮一對邊頻。而調頻波的載頻(隨調制信號的直流分量的變化)可以從4.28MHz變到5.4MHz，當載頻為4.28MHz時，3MHz調制信號的第一對邊頻為(4.28±3)MHz，而當載頻為5.4MHz時，3MHz調制信號的第一對邊頻為(5.4±3)MHz，因此調頻波的頻譜范圍為1.28～8.4MHz。低帶U型錄像機調制信號(亮度信號)5.彩色降頻法視頻信號色度分量的頻率范圍為4.43MHz±500kHz，低帶方式錄像機不能處理這樣高頻率的信號。因此，它只對視頻信號的亮度分量進行調頻處理，這就是Y―FM方式，而對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。色度信號不能與亮度信號同時處理還有一個重要的原因，即低帶錄像機的時基抖動比較大。這個時基抖動對亮度信號的影響不易覺察；對色度信號則不然，對色度進行降頻處理可以減小時基抖動對它的影響。彩色降頻法的具體過程如圖7―6所示。5.彩色降頻法圖7―6彩色降頻法示意圖圖7―6彩色降頻法示意圖輸入的彩色全電視信號經(jīng)低通濾波器分離出亮度信號(帶寬約限制在3MHz左右)，然后送到調頻器，變換成調頻信號。在錄像機中，通常稱這個調頻信號為亮度―調頻(Y―FM)信號。由于亮度信號是單獨去調頻的，而且上限頻率被限制了，因而可選用較低的載頻，降低了對錄像機錄放容限的要求。色度信號是由中心頻率為4.43MHz的帶通濾波器從全電視信號中取出的，同時帶寬也因帶通濾波器降為±0.5MHz左右。輸入的彩色全電視信號經(jīng)低通濾波器分離分離出的色度信號送入變頻器，變頻器的另一個輸入來自振蕩器，它是一個頻率比4.43MHz低得多的低載頻的正弦信號。變頻器取差額，得到一個載頻為

f低其上正交平衡調制有R-Y和B-Y的色度副載波信號,這個信號稱為低載頻色度信號。最后Y―FM信號和低載頻色度信號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的頻譜并不與Y―FM信號重疊。分離出的色度信號送入變頻器，變頻器的6.磁帶格式由于采用旋轉掃描方式，視頻信號的記錄磁跡不再是一條連續(xù)的磁跡而是許多條，它們與邊沿成一定角度傾斜地一條條排列。為了在重放時能準確地找到這些磁跡，磁帶上必須有標記視頻磁跡位置的控制磁跡，顯然還應有音頻磁跡，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。6.磁帶格式每一種型式的錄像機都要有規(guī)定的磁帶格式。這是由機器本身的結構所決定的，是錄像機技術標準的主要內容。圖7―7給出U型錄像機的磁帶格式。視頻磁跡的長度等于磁鼓半圓周長，因磁鼓的轉速是一定的，視頻磁跡的長度反映錄像機的記錄速度，所以一般說來磁鼓直徑大的錄像機可以得到好的圖像質量。每一種型式的錄像機都要有規(guī)定的磁帶圖7―7U型錄像機的磁帶格式圖7―7U型錄像機的磁帶格式7.方位角記錄方式方位角損耗是指由于重放時磁頭的工作縫隙方向與記錄不同所產(chǎn)生的損耗。從圖7―8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。方位角損耗是個不利因素，但利用它可以實現(xiàn)高密度的記錄方式。7.方位角記錄方式圖7―8方位角損耗示意圖圖7―8方位角損耗示意圖為防止磁頭掃描偏差時出現(xiàn)串擾信號，在視頻磁跡之間設立保護帶，如圖7―9（a）所示。保護帶的作用是隔離，但也浪費了磁帶，降低了記錄密度。方位角記錄方式則取消保護帶，利用方位角損耗的原理實現(xiàn)高密度記錄，它使兩個視頻磁頭的方位角(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角度α，這樣兩者之間就有2α的方位角差。由于這個方位角差，每個磁頭就只能重放自己記錄的磁跡，當掃描出現(xiàn)偏差，相鄰磁跡由于方位角損耗使串擾衰減35.5dB，因此基本上消除了相鄰磁跡之間的串擾問題。圖7―9示出了其工作原理。為防止磁頭掃描偏差時出現(xiàn)串擾信號，在圖7―9保護帶的取消(a)有保護帶記錄；(b)無保護帶記錄；(c)方位角記錄圖7―9保護帶VHS型和Beta型錄像機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7―10為VHS型錄像機的磁帶格式，由于沒有保護帶，磁跡的寬度由磁帶速度決定。VHS型和Beta型錄像機都采用方位圖7―10VHS型錄像機的磁帶格式圖7―10VHS型錄像機的磁帶格式7.1.2盒式磁帶錄像機盒式磁帶錄像機操作簡便，是一種最普及的錄像機。目前主要的兩種業(yè)務用和家用盒式磁帶錄像機是U型和VHS型錄像機，它們的主要性能參數(shù)見表7―1。這兩種型式的錄像機使用不同的盒式磁帶，磁帶之間不能互換。早期盒式磁帶錄像機主要是家庭用和業(yè)務用，隨著錄像技術的發(fā)展，盒式磁帶錄像機也開始用于廣播，家用機本身的性能也有了很大的提高，出現(xiàn)了一些新的型式。7.1.2盒式磁帶錄像機表7―1盒式磁帶錄像機主要性能表7―1盒式磁帶錄像機主要性能第7章錄像技術的發(fā)展課件1.盒式磁帶錄像機概述圖7―11給出了盒式磁帶錄像機的構成方框圖。圖中把磁頭磁帶關系簡單地示意出來。可以看出它與錄音機很相似，根本的差別是錄像機有旋轉掃描磁頭鼓。盒式磁帶錄像機的電路主要包括視頻信號處理、音頻信號處理、伺服電路和機控電路等幾個主要部分。其機械結構部分則包括走帶系統(tǒng)、穿帶機構、張力伺服系統(tǒng)和電機與傳動系統(tǒng)。1.盒式磁帶錄像機概述圖7―11盒式磁帶錄像機構成方框圖圖7―11盒式磁帶錄像機構成方框圖穿帶機構是不同方式盒式磁帶錄像機獨具特點的部分，同時也同盒式磁帶的結構密切相關。穿帶方式分U方式和M方式兩種。前者是通過包圍著磁頭鼓的穿帶環(huán)的轉動完成穿帶和退帶的，其穿帶過程平穩(wěn)，磁帶所受扭轉力小，但穿帶距離長。后者是利用兩個穿帶臂的運動完成穿帶和退帶的，其穿帶距離短，便于機器的小型化，但磁帶所受張力大。

穿帶機構是不同方式盒式磁帶錄像機獨具2.視頻信號的處理視頻信號的處理和重放是錄像機最重要的電路部分。各種型式的錄像機的電路設計和視頻處理程序不大相同，但它們的基本變換是相同的。盒式磁帶錄像機視頻信號的流程如圖7―12所示。2.視頻信號的處理圖7―12盒式磁帶錄像機視頻信號的流程圖(a)記錄；(b)重放圖7―12盒式磁帶錄像機視頻信號的流程圖亮度信號和色度信號分別處理是低帶錄像機的特點。記錄時，錄像機的輸入視頻信號首先通過濾波器分離，然后分列進行如下變換：亮度信號的頻率調制采用低載波、淺調制方式，形成Y―FM信號，以壓縮記錄信號的相對帶寬。色度信號的降頻處理是將載波色信號轉換為低載波色信號，以減小時基抖動的影響。

亮度信號和色度信號分別處理是低帶錄像處理變換后，兩者混合，亮度Y―FM信號作為低載波色信號的偏磁信號，一同記錄在磁帶上。與記錄時相反，重放時由視頻磁頭從磁帶上取出的射頻信號要進行如下變換：調頻亮度分量(Y―FM)的頻率解調，解調后還原為亮度信號。低載波色信號進行升頻變換，在這一過程中消除時基抖動，恢復為標準副載波色度信號。經(jīng)過變換，亮度信號與標準副載波色度信號混合成為錄像機的視頻輸出。圖7―13給出了視頻信號在記錄和重放的處理過程中，信號頻譜的變化和關系。處理變換后，兩者混合，亮度Y―FM信號圖7―13記錄和重放的頻譜(a)記錄；(b)重放圖7―13記錄和重放的頻譜3.時基校正(TBC)系統(tǒng)錄像機錄像時通過磁頭對磁帶的掃描把電視信號記錄在一條磁跡上，重放時又通過磁頭對磁帶的掃描把信號從磁跡上拾取下來。在這錄、放的兩次掃描過程中，由于旋轉磁頭鼓或走帶的不穩(wěn)定，安裝調整的誤差，磁帶張力的變動等多種原因，掃描速度不可能完全一致，結果就會造成重放信號的時基誤差。3.時基校正(TBC)系統(tǒng)人眼對色調失真比較敏感，要使人眼不感到有明顯的色調失真，應保證色同步與色度載波之間的相位偏差不超過±5°。在PAL制中，色度載波為4.43361875MHz，其周期約為226ns,5°的時間約為3ns，這就是色度信號所要求的時基誤差精度。由于機械加工精度、裝調精度的提高和伺服系統(tǒng)的完善，黑白信號不加校正已經(jīng)可重放出正常圖像。而彩色信號仍難滿足時基穩(wěn)定性的高要求。因此，在普通VHS錄像機中，均采用僅對色度信號進行時基校正而對亮度信號不加校正的偽時基校正。人眼對色調失真比較敏感，要使人眼不感偽時基校正采用了二次變頻的時基校正方案。輸入信號f1由于時基誤差產(chǎn)生了頻率誤差±Δf；在變頻過程中，如果載頻f0也包含有相同的頻率誤差±Δf，則變頻之后取下邊帶，即為（f1±Δf）-（f0±Δf）=f1-f0。結果，頻率誤差±Δf被抵消了。由于色同步信號是與視頻信號一起進行記錄與重放的，故具有與色度信號大致相同的時基誤差或頻率偏差±Δf。將色同步信號與一個固定的載頻進行變頻，便可以獲得帶有與f1中相同頻率偏差±Δf的載頻。偽時基校正采用了二次變頻的時基校正方圖7―14是VHS錄像機偽時基校正方框圖。輸入的信號為含有頻率偏差的重放色度降頻信號627kHz±Δf，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具有與色度信號相同的中心載頻及頻率偏差，即為627kHz±Δf，將色同步信號與固定的副載波(4.433MHz)送入變頻器2。變頻器2的作用是產(chǎn)生一個具有與色度信號相同頻率偏差的載波5.06MHz±Δf，它是通過平衡調幅取上邊帶得到的，即(627kHz±Δf)+4.433MHz=5.06MHz±Δf圖7―14是VHS錄像機偽時基校圖7―14圖7―14這個載波與重放色度信號一同送入變頻器1，完成恢復色度載波頻率與抵消頻率偏差的雙重作用，這是通過平衡調幅取下邊帶來實現(xiàn)的，即(5.06MHz±Δf)-(627kHz±Δf)=4.433MHz

它消除了重放色度信號中的頻率偏差，也就完成了時基校正作用。這個載波與重放色度信號一同送入變頻器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磁頭、磁帶之間的正確關系。在記錄時，產(chǎn)生符合標準磁帶格式的磁跡；在重放時，保證磁頭能準確地掃描磁跡，以與記錄時相同的速度(即標準帶速)行走磁帶，實現(xiàn)良好的尋跡。4.伺服系統(tǒng)錄像機伺服系統(tǒng)的基本框圖如圖7―15所示?；鶞市盘柋硎緦刂茖ο筇岢龅囊?，比較信號則反映控制對象的工作狀態(tài)。經(jīng)過適當?shù)霓D換，將其轉化為與基準信號同性質的可比較信號。通過比較，檢測出了控制對象實際狀態(tài)與要求之間的誤差，形成控制電壓，去修正控制對象的狀態(tài)。在錄像機中，控制對象是磁帶的行走速度和磁頭鼓轉速。因此，錄像機伺服系統(tǒng)由控制磁頭鼓旋轉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軸伺服系統(tǒng)兩個部分組成。錄像機伺服系統(tǒng)的基本框圖如圖7―15圖7―15盒式磁帶錄像機伺服系統(tǒng)方框圖圖7―15盒式磁帶錄像機伺服系統(tǒng)方框圖記錄時，磁頭鼓伺服系統(tǒng)的基準信號是輸入視頻信號的同步信號，比較信號則是由反映磁頭鼓相位的PG發(fā)生器和反映其轉速的FG發(fā)生器所產(chǎn)生的PG相位信號和FG轉速信號，以保證磁頭掃描與輸入視頻信號同步。主導軸伺服則保持磁帶以標準速度行走。重放時，磁頭鼓伺服系統(tǒng)的基準信號是控制磁頭的重放控制信號，這時，它保證的是磁頭掃描與控制信號同步。主導軸伺服系統(tǒng)保持記錄，重放時磁帶以恒定的速度行走(它們可能會不相等)。因為重放時磁頭鼓伺服的基準來自磁帶，所以是一種磁頭跟隨磁帶的方式。這種方式電路簡單，但精度差，常為家用錄像機采用。記錄時，磁頭鼓伺服系統(tǒng)的基準信號是輸磁頭鼓伺服系統(tǒng)一般包括相位環(huán)路和速度環(huán)路兩部分。前者對小的變化進行校正，后者則對工作狀態(tài)較大的波動進行補償和校正。相位環(huán)路的比較信號是PG脈沖，它反映了磁頭鼓的旋轉相位，基準信號在記錄時為視頻輸入的場同步信號，重放時為控制頭的輸出信號。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，記錄和重放時是完全一樣的。比較信號是由FG發(fā)生器產(chǎn)生的，它直接反映磁頭鼓轉速的變化，其基準信號則是一個單穩(wěn)態(tài)電路的延時量。磁頭鼓伺服系統(tǒng)一般包括相位環(huán)路和速度主導軸伺服系統(tǒng)要簡單一些。因磁帶是由主導軸驅動的，所以控制主導軸電機，即可實現(xiàn)對磁帶速度的控制。它的基準信號是晶體振蕩器產(chǎn)生的基準信號，為了進行相位比較，經(jīng)處理形成取樣脈沖。比較信號通常是PG脈沖或FG信號轉換成的鋸齒波或梯形波。經(jīng)過相位比較(取樣)形成誤差電壓，去控制主導軸電機。應該指出的是，錄像機的伺服系統(tǒng)與機械系統(tǒng)的關系非常密切，在許多情況下，伺服系統(tǒng)不能正常工作，其原因在于機械故障。主導軸伺服系統(tǒng)要簡單一些。因磁帶是由5.機控電路錄像機的機控電路的主要功能有兩個:一是確定錄像機的各種工作方式，以及它們之間的轉換；二是實現(xiàn)錄像機的自動控制和自動保護功能。它與錄像機的機械結構和使用的盒式磁帶的結構有密切的關系，不同機器之間差異很大，很難給出一種通用的電路程式，但各種機器的機控電路所完成的功能是基本相同的。5.機控電路1)錄像機的各種工作狀態(tài)錄像機的主要工作方式有重放、記錄、配音記錄、快進、快倒、變速重放和靜止重放等。結構封閉的機器要通過外部操作鍵來進行各種工作方式的選擇和轉換。機控電路作為一種機電邏輯系統(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系動作和工作，確定機器的各種工作方式，完成它們之間的轉換。錄像機的各種工作方式與磁帶狀態(tài)是緊緊相連的，磁帶與磁頭鼓的關系，以及磁帶的行走速度都是與各種工作方式相關的，而且它們是由機控電路來進行狀態(tài)轉換的。1)錄像機的各種工作狀態(tài)2)錄像機的自動保護功能各種錄像機都有一些自動保護功能，以防止出現(xiàn)可能損壞錄像機或磁帶的情況。這些自動保護功能主要的有帶頭帶尾檢測、磁帶松弛檢測、磁頭鼓停轉檢測、結露檢測和計數(shù)器回零檢測等。這是利用適當?shù)膫鞲蟹绞剑ㄈ绻怆?、電磁和機械位置）來監(jiān)測磁頭鼓和磁帶的狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)有檢測信號呈現(xiàn)時，會自動地停止錄像機的工作，將磁帶退回帶盒，或使錄像機不能啟動等，以保護機器和磁帶。2)錄像機的自動保護功能3)微機機控電路錄像機采用單片機組成機控電路，功能多樣且完善，可靠性高。錄像機的微機機控電路成為獨具特色的一部分。4位單片機在一片電路上集成了CPU、ROM、RAM和I／O接口電路，具有功能強，外圍電路簡單，價格低等特點，是錄象機機控電路主要采用的芯片，如MN―15432、HA11827等。微機機控電路的系統(tǒng)框圖如圖7―16所示。3)微機機控電路圖7―16盒式磁帶錄像機單片機機控系統(tǒng)方框圖圖7―16盒式磁帶錄像機單片機機控系統(tǒng)方框圖微控機的輸入信號有：操作鍵的指令信號，這是由人輸入的；各種故障狀態(tài)的信號，這是由各種檢測傳感器產(chǎn)生的；錄像機各機械開關的信號，它表明某些機械部件到達了某一位置。

單片機將這些輸入信號進行處理，判斷錄像機的現(xiàn)行狀態(tài)，然后發(fā)出相應的動作指令，控制機器產(chǎn)生相應的動作。單片機所控制的具體器件是電機和電磁鐵，像磁頭鼓電機、主導軸電機、穿帶電機與剎車和壓帶輪電磁鐵等，同時還通過發(fā)光二極管或LCD顯示屏來指示錄像機的狀態(tài)。微控機的輸入信號有：操作鍵的指令信號7.2時滯錄像機在應用電視系統(tǒng)中，當監(jiān)視的目標較多且需進行長時間監(jiān)視時，需要大量的錄像帶，這些帶的定時更換、存放、管理和檢索等都不方便。為了用標準的錄像帶錄制更長的時間，人們研制了長時間錄像機。7.2時滯錄像機在應用電視系7.2.1家用錄像機的LP、EP方式家用錄像機使用普通錄像帶，要想增加記錄時間，就必須把磁帶行走速度降下來。我們知道，磁帶速度決定著無保護帶磁帶錄像機的磁跡間隔和磁跡寬度(有保護帶錄像機的磁跡寬度由視頻磁頭的寬度決定)。采用與普通錄像機相同寬度的視頻磁頭，采用低帶速度(與普通錄像機的標準帶速相比)，就會出現(xiàn)兩個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。7.2.1家用錄像機的LP、EP方式如果用半速（速度是標準帶速的一半）行走磁帶，磁跡寬度則為標準寬度的一半，見圖7―17（a）。如果重放時，也采用半速(同記錄時相同)走帶，因為是方位角記錄方式，所以還能夠產(chǎn)生較好的圖像，見圖7―17（b）。許多VHS方式錄像機的慢錄LP(LongPlay)方式就是這樣，采用半速走帶，而使標準盒帶的記錄時間增加一倍。磁跡變窄對圖像信號的信噪比是有影響的，因此采用這種方式是有限度的，目前記錄時間最長的特慢錄EP(ExtraLongPlay)方式，記錄時間增加二倍，當我們需要將記錄時間加長到幾倍、十幾倍或更多，還如此處理，就會使磁跡變得十分的窄，而不能實現(xiàn)圖像的重放了。如果用半速（速度是標準帶速的一半）行走磁帶，磁跡寬圖7―17VHS型錄像機LP方式的磁帶格式(a)記錄磁跡；(b)重放圖7―17VHS型錄像機LP方式的磁帶格式7.2.2時滯錄像機的原理和特點1.間斷記錄方式長時間錄像機也稱時滯錄像機、長延遲錄像機。采用間斷記錄方式(抽場記錄)可以得到足夠寬度的視頻磁跡。長時間錄像機一般選擇磁帶速度是標準帶速23.39mm／s的1／m(m是正整數(shù))。當兩個磁頭交替掃描m次后，磁帶恰好走了標準帶速時的一條磁跡寬度所對應的距離，如果每m場信號取其第一場錄制，就會形成與標準磁帶格式相似的磁帶格式，磁跡寬度與標準磁跡寬度相同。

7.2.2時滯錄像機的原理和特點PAL制彩色電視信號是8場順序制，每8場才出現(xiàn)V(場同步)、H(行同步)、S(副載波)、P(PAL識別脈沖)完全相同的視頻信號，所以當m=8n+1時(n是正整數(shù))，每m場信號抽取其第一場錄制所得的視頻信號仍能保證一幀兩場、奇數(shù)場和偶數(shù)場交替，色同步相位正確。這些磁跡用標準帶速回放，能得到較高質量的圖像，但由于缺幀，快速移動物體圖像的錄像回放時有動畫效應。長時間錄像機常具有報警自動錄像功能。即平時處于長時間錄像方式，報警后自動進入標準錄像方式，這樣既節(jié)約了錄像帶又不會丟失重要的信息。PAL制彩色電視信號是8場順序制，每8場才出現(xiàn)V(2.時滯錄像機的特點時滯錄像機與普通家用錄像機有許多相同之處，且所用的錄像帶也完全相同，但從圖像錄制方式、磁頭轉動方式、機械結構和耐久性等方面來看，又有不少不同之處。關于圖像錄制方式，家用錄像機每秒鐘固定錄制25幀圖像，也就是每40ms錄制一幀圖像，每20ms錄制一場圖像，錄像帶回放時圖像不產(chǎn)生動畫效應。時滯錄像機則根據(jù)設定錄像時間的長短來決定每秒錄像的幀數(shù)，一般遠小于每秒鐘25幀，造成在錄像回放過程中圖像有或多或少的動畫效應。2.時滯錄像機的特點設定錄像時間越長則錄制間隔越長，如使用960小時的長延時錄像機并工作于960小時錄像方式，則每間隔6.4秒鐘才會錄制一場圖像，因此，如果同樣按960小時方式回放錄像帶，就會感覺到與放映幻燈片沒有什么區(qū)別。就磁頭的轉動方式來看，家用錄像機的磁頭是利用電動機經(jīng)過皮帶或齒輪來傳動的，只要一啟動就要連續(xù)轉動。而時滯錄像機由伺服電動機(ServoMotor)或步進電動機(SteppingMotor)直接驅動磁頭，使其一步一步精確地轉動。設定錄像時間越長則錄制間隔越長，如使用就機械結構和耐久性而言，家用錄像機的設計主要用于播放錄像帶，一旦磁帶加載可能就要連續(xù)播放2～3個小時，然后停機關閉電源，反復啟動錄像特別是反復檢索錄像的情況不會太多，更不會每天24小時周而復始地連續(xù)運行，設計時盡可能降低材料成本(如使用塑料材料等)。時滯錄像機專門為電視監(jiān)控系統(tǒng)所使用，可能從第一天加電使用開始就不再斷電，為檢索某些重要證據(jù)，可能要反反復復地使錄像帶前進、倒退，時滯錄像機的磁頭及機械結構常采用金屬件或其他耐磨的材料，因此時滯錄像機使用壽命比家用錄像機長得多。就機械結構和耐久性而言，家用錄像機的3.時滯錄像機的附加功能松下NV―TD512CMC型錄像機的一盤EP―180型錄像帶，以EP方式記錄可達9小時，而一般家用錄像機一盤EP―180型的錄像帶以LP方式記錄可用6小時，時滯錄像機最基本的時滯錄像方式是24小時(用EP―180型的錄像帶)，大部分時滯錄像機最長記錄時間可達960小時(仍然是用EP―180型的錄像帶)，而且有不同時間長短的多檔記錄方式供選擇。除了長延時錄像，時滯錄像機一般還有下列附加功能：3.時滯錄像機的附加功能1)時間字符疊加普通家用錄像機雖然也有時間顯示電路，但卻不具有時間字符的視頻疊加功能，因此，在對錄像帶進行回放時是看不到任何時間字符信息的。這對于具有存檔意義的錄像資料來說是個明顯的缺陷。作為監(jiān)控系統(tǒng)中使用的圖像記錄設備，時滯錄像機無一例外都具有時間字符疊加功能，可以將事件發(fā)生的時間信息同視頻圖像內容一同記錄到錄像帶上，這為日后檢索提供了極大的方便。1)時間字符疊加2)報警輸入及報警自動錄像報警輸入及報警自動錄像是時滯錄像機的一個基本功能。當報警傳感器傳來報警信號時，時滯錄像機自動啟動錄像機進入標準錄像模式，在自動轉入標準錄像模式的同時，還將此報警信號輸出到其他報警聯(lián)動裝置。時滯錄像機這種報警自動轉入標準錄像模式的功能保證了在報警期間記錄的圖像具有實時性。2)報警輸入及報警自動錄像3)自動循環(huán)錄像普通家用錄像機錄像時，在錄像帶運行到末端時會自動停止錄像方式，并倒帶到磁帶的始端，然后停止工作。而時滯錄像機可以根據(jù)需要設定錄像帶行進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（即自動循環(huán)錄像方式）可以保證錄像帶中記錄的內容總是最近24小時（根據(jù)設定的錄像方式，可以是24～960小時中的任一擋）剛剛發(fā)生的事件。對于24小時以前的內容，則因為沒有出現(xiàn)異常情況而無什么保存價值，它將被24小時內的最新內容所覆蓋。3)自動循環(huán)錄像4)接通電源后自動錄像接通電源后自動錄像是時滯錄像機的一個重要功能。當錄像機處于錄像方式時，供電系統(tǒng)可能會出現(xiàn)短期故障，造成錄像機斷電而停止工作，故障排除后電源重新接通時，接通電源后自動錄像功能保證錄像機重新進入錄像模式。4)接通電源后自動錄像7.2.3改善圖像質量的方法降低磁帶速度會使視頻磁跡與磁帶長度方向的夾角改變。長時間記錄的磁帶，以正常速度重放，就會出現(xiàn)重放磁頭掃描與記錄磁跡的偏差，如圖7―18所示，因而在圖像上可能會出現(xiàn)噪聲帶。解決這個問題有兩個辦法，一是采用加寬磁頭，一是要用動態(tài)跟蹤磁跡磁頭。7.2.3改善圖像質量的方法圖7―18記錄與重放時的磁跡夾角圖7―18記錄與重放時的磁跡夾角1.加寬磁頭加寬磁頭就是采用比標準視頻磁跡寬度寬的視頻磁頭。例如,VHS方式錄像機的視頻加寬磁頭的寬度選為75μm，而其標準視頻磁跡的寬度為56μm。因為視頻磁跡的寬度是由記錄時磁帶速度決定的，所以磁頭加寬并不改變磁帶格式。重放時，如果走帶速度與記錄不同，就會出現(xiàn)磁頭的掃描偏差，這時寬磁頭就可以適當?shù)匮a償這個偏差，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時間記錄磁帶的重放，在標準錄像機中也可用于改善正常記錄磁帶的變速(低速或倍速)重放時的信噪比。1.加寬磁頭2.動態(tài)跟蹤磁跡動態(tài)跟蹤磁跡(DT)技術是通過檢測重放輸出的大小來自動調整磁頭的掃描角度以實現(xiàn)良好跟蹤的。磁頭掃描角度的調整是通過改變磁頭安裝基板的幾何高度來實現(xiàn)的。DT技術在AST（自動掃描跟蹤）伺服系統(tǒng)控制下能始終沿視頻磁跡拾取信號，這種方法效果好，但技術復雜，主要應用于高檔錄像機中。2.動態(tài)跟蹤磁跡長時間錄像機以長時間記錄，快速地重放，適用于一些無人值守的地方。要根據(jù)監(jiān)視現(xiàn)場的實際情況選擇記錄時間，應該把攝像機的布置和記錄時間的選擇兩者結合起來，不要遺漏有用的圖像信息。否則，即使長時間記錄，也會丟失大量的信息。長時間錄像機以長時間記錄，快速地重放7.3多畫面處理器長時間錄像機只能對1路視頻信號進行長時間錄像，為了用1臺錄像機對多路視頻信號進行錄制，研制了多畫面處理器。7.3多畫面處理器長時間錄像多畫面處理器也稱幀（場）切換處理器。松下公司稱作數(shù)字視頻多工器，先訊美資公司稱作多路視頻圖像復合處理器。多畫面處理器與錄像機配合使用，將多路輸入視頻信號以幀（場）間隔進行切換，輸出一路視頻信號由錄像機錄制下來。錄像回放時，錄像機輸出的視頻信號必須通過多畫面處理器，才能任意選擇某一路圖像顯示。多畫面處理器也稱幀（場）切換處理器。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。多畫面處理器能將多路視頻信號以多畫面形式顯示在1臺監(jiān)視器上，又能將各路視頻信號以幀（場）為單位分時順序輸出供錄像機錄像。由于多畫面處理器內部具有時基校正電路，各路視頻信號可以是非同步的。以4路視頻輸入為例，如果從某時刻起，A，B，C，D等4路視頻信號的各場分別用A1，A2，A3，A4，…；B1，B2，B3，B4，…；C1，C2，C3，C4，…；D1，D2，D3，D4，…表示，7.3.1多畫面處理器的原理則從該時刻起多畫面處理器的順序錄像輸出端輸出視頻信號的場順序為A1，B2，C3，D4，A5，B6，C7，D8，…，是4路視頻輸入信號的分時輸出。將該信號錄制后的錄像回放時，A路輸出的視頻信號各場順序是A1，A1，A1，A1，A5，A5，A5，A5，A9，A9，A9，A9，…；B路輸出的視頻信號各場順序是B2，B2，B2，B2，B6，B6，B6，B6，B10，B10，B10B10，…；C路輸出的視頻信號各場順序是C3，C3，C3，C3，C7，C7，C7，C7，C11，C11，C11，C11，…；

則從該時刻起多畫面處理器的順序錄像輸出端輸出視頻信D路輸出的視頻信號各場順序是D4，D4，D4，D4，D8，D8，D8，D8，D12，D12，D12，D12，…；每4場的信號是完全一樣的。圖7―19是四路視頻輸入場切換錄像與回放示意圖。當視頻輸入是9或16路時，各路回放時完全相同的圖像場數(shù)增加為9或16。D路輸出的視頻信號各場順序是D4，D4，D4，D4，圖7―19場切換錄像與回放圖7―19場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警輸入與其一一對應，且可設置為多種報警方式之一。順序錄像輸出端常用的報警方式是報警優(yōu)先錄像和攝像機切換方式。這種方式既能保證報警處的重點錄像，又兼顧了其他未報警部位。例如，同樣是上面例子的A，B，C，D4路視頻輸入信號，其中C路報警輸入已經(jīng)報警，當多畫面處理器順序錄像輸出端被設定為報警優(yōu)先錄像和攝像機切換方式時，其順序錄像輸出端輸出視頻信號的場順序為C1，A2，C3，B4，C5，D6，C7，A8，C9，B10，C11，D12，…，將該信號錄制后的錄像回放時，多畫面處理器每一路視頻輸入都有一路報C路輸出的視頻信號各場順序是C1，C1，C3，C3，C5，C5，C7，C7，C9，C9，C11，C11，…；A路輸出的視頻信號各場順序是A2，A2，A2，A2，A2，A2，A8，A8，A8，A8，A8，A8，A14，…；B路輸出的視頻信號各場順序是B4，B4，B4，B4，B4，B4，B10，B10，B10，B10，B10，B10，B16，…；D路輸出的視頻信號各場順序是D6，D6，D6，D6，D6，D6，D12，D12，D12，D12，D12，D12，D18，…。由此可見，報警圖像回放時兩場完全相同，未報警圖像回放時6場完全相同。C路輸出的視頻信號各場順序是C1，C1，C3，C3，這種保證重點，兼顧一般的錄像方式在視頻輸入路數(shù)較多時效果更明顯。當視頻輸入是9或16路時，報警圖像回放時依舊是兩場完全相同，未報警圖像回放時圖像完全相同的場數(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除可供監(jiān)視器進行實時（不少處理器多畫面顯示時有明顯的動畫效應）監(jiān)視外，也可同時供錄像機錄制，錄制的是多畫面分割的視頻信號?；胤艜r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單畫面時清晰度的1／2，1／3，1／4。對清晰度要求不高的場合可以采用這種方式錄像。這種保證重點，兼顧一般的錄像方式在視頻輸入路數(shù)較多多畫面處理器順序錄像輸出端輸出的是多路分時信號，一般用普通錄像機進行錄像，除非是多畫面處理器使用說明書上規(guī)定可配接的某些型號的長時間錄像機。在配接長時間錄像機后變?yōu)槎嗦沸盘柗謺r傳送的基礎上再按規(guī)定規(guī)則抽取某些場的信號，快速移動物體的動畫效應更加明顯。多畫面處理器因為內置數(shù)字信號處理電路，所以常被稱為數(shù)字視頻多工器。其實質上只是一種使普通錄像機能錄制多路視頻信號并與錄像機配套的產(chǎn)品，其輸入輸出信號都是模擬全電視信號。多畫面處理器順序錄像輸出端輸出的是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)場監(jiān)視和場切換順序錄像輸出兩項主要功能外，還有許多附加功能。1.多種報警方式多畫面處理器一般有三個視頻輸出端。其中：多畫面監(jiān)視輸出端，常用來顯示多畫面圖像；點監(jiān)視（有時稱為調用監(jiān)視）輸出端，只能固定顯示或定時順序顯示全屏幕圖像；順序錄像輸出端，供錄像機錄像時用。三個視頻輸出端可各自設定報警方式。報警后，閃爍多畫面處理器的報警指示燈，吸合報警輸出繼電器并在監(jiān)視器上顯示圖像或字樣。7.3.2多畫面處理器的附加功能1)報警提示方式和報警連動方式這兩種報警方式是多畫面監(jiān)視輸出端用的。當處于報警狀態(tài)時，報警提示方式只在相應畫面上顯示“ALARM”字樣，多畫面顯示或多畫面定時順序顯示不受影響。當處于報警狀態(tài)時，報警連動方式除了在相應畫面上顯示“ALARM”字樣，還將四畫面順序顯示所有報警通道的圖像。1)報警提示方式和報警連動方式2)報警忽略方式和報警點方式這兩種報警方式是點監(jiān)視輸出端用的。當處于報警狀態(tài)時，報警忽略方式只將報警記錄存儲在多畫面處理器的內部存儲器中，對屏幕顯示無影響。當處于報警狀態(tài)時，報警點方式顯示最后一個報警通道的圖像并顯示“ALARM”字樣。3)報警優(yōu)先記錄和攝像機切換方式這種報警方式是順序錄像輸出端用的，前面已作過介紹。2)報警忽略方式和報警點方式4)視頻丟失報警多畫面處理器的報警源除了與視頻輸入一一對應的報警輸入外，還有視頻丟失報警和移動檢測報警。當檢測到無視頻輸入信號時，視頻丟失報警閃爍相應的視頻輸入指示燈，吸合報警輸出繼電器，在多畫面監(jiān)視器或點監(jiān)視器上顯示“CHloss”字樣，將視頻丟失碼送到錄像機。4)視頻丟失報警5)移動檢測報警移動檢測先要分別設定各路視頻輸入的移動檢測點，將各路視頻輸入檢測點的像素值存入指定RAM單元，將下一次的檢測值與存入值進行比較，若有明顯變化就認為有移動。移動檢測報警后同樣進行指示、輸出和顯示，還進行動態(tài)時間分配，有關內容稍后再詳細介紹。5)移動檢測報警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行7、10、13多畫面顯示，如圖7―20所示。有的多畫面處理器還能進行全屏幕定時順序顯示和多畫面定時順序顯示，如圖7―20所示。2.多種監(jiān)視方式圖7―20多畫面定時順序顯示示意圖圖7―20多畫面定時順序顯示示意圖3.攝像機標題和日期時間顯示多畫面處理器都可以通過鍵盤操作進行攝像機標題設置，供選取的字符有數(shù)字、英文字母和少量特殊符號，一般規(guī)定標題最長不超過8～16個字符。有的多畫面處理器還能顯示日期時間并疊加在錄像信號上，且能由鍵盤關閉日期時間疊加以免與錄像機疊加的日期時間重復。4.攝像機錄像機控制多畫面處理器一般都能對指定型號的攝像機和錄像機進行遙控，只要配置一定數(shù)量的攝像機、錄像機和監(jiān)視器就能組成小型系統(tǒng)，不需要另配控制器。3.攝像機標題和日期時間顯示5.系統(tǒng)擴展松下公司的WJ―FS616數(shù)字視頻多工器可以四臺機器并聯(lián)使用組成64路輸入的系統(tǒng)。用WV―CU550A控制器通過RS―485接口對四臺WJ―FS616數(shù)字視頻多工器進行控制，對64臺攝像機進行如PTZ、光圈、聚焦、位置預置和選單設定等操作。或者可用PC機配WV―AS500PC軟件通過RS―485接口或RS―232接口對數(shù)字視頻多工器和攝像機進行同樣的控制，但每臺數(shù)字視頻多工器的順序錄像輸出端還是輸出本機所接的16路視頻輸入信號的場切換記錄。5.系統(tǒng)擴展6.動態(tài)時間分配動態(tài)時間分配(DynamicTimeDivision，簡稱DTD)技術是美國AD公司多畫面處理器的一項專利技術。該技術對各路視頻輸入信號的活動性進行分析，對活動性大的那路信號多分配一些場輸出，使該活動圖像的動畫效應減弱；而對活動性不大的其余各路圖像，錄制場數(shù)減少后對圖像質量影響不大。其實動態(tài)時間分配也可理解為活動圖像優(yōu)先錄像，與前述報警優(yōu)先錄像類似，不再贅述。6.動態(tài)時間分配7.4硬盤錄像機錄像機在應用電視系統(tǒng)中被大量使用，但它有以下缺點：(1)操作不便:對每臺錄像機要反復按鍵操作,要定時換帶,要倒帶。(2)檢索麻煩:檢索時先尋找某段時間的錄像帶，再尋找某臺攝像機的帶子，最后還要尋找有關片斷，要反復進帶、倒帶查找。7.4硬盤錄像機錄像機在應(3)壽命較短:磁頭容易磨損，錄像帶多次使用后故障率上升，錄像機長期使用后易產(chǎn)生機械故障，且很難修復。(4)重復性差:錄像帶長期存放后，回放時圖像質量不斷下降。(5)管理繁瑣:如需錄像的圖像路數(shù)較多時，大量錄像帶的保存、管理、檢索、更換是一項繁瑣且差錯率大的工作。

(3)壽命較短:磁頭容易磨損，錄像帶隨著計算機技術的發(fā)展，硬盤容量迅速增大而價格不斷下降，電視信息壓縮技術逐步成熟，能對電視信號按MPEG―1標準進行壓縮的芯片組(甚至單片)已經(jīng)有多種產(chǎn)品可供選擇。這些使硬盤錄像迅速成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)錄像機的新技術。隨著計算機技術的發(fā)展，硬盤容量迅速增7.4.1硬盤錄像的優(yōu)點硬盤錄像首先把圖像信號數(shù)字化，然后根據(jù)圖像的行間相關性和幀間相關性將數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)以時間為序以文件的形式存儲在硬盤中。由于硬盤錄像是以數(shù)字技術和計算機技術為基礎的，所以具有較高的智能，是許多傳統(tǒng)錄像機不能比擬的。7.4.1硬盤錄像的優(yōu)點1.錄像方式靈活錄像方式可選擇設定為連續(xù)錄像、自動定時錄像和報警觸發(fā)錄像等多種形式，錄像速度可在1～25幀／秒范圍內任選，回放速度可以是錄像速度或選錄像速度的1／2～1／32，也可以作單幀凍結慢速回放，這在尋找破案線索時特別有用。2.檢索方便可以按日期、攝像機編號或其他信息進行檢索，自動、快速地找到相應的錄像文件，不必像傳統(tǒng)錄像機那樣先得找錄像帶，再將錄像帶反復地快進、快退來查閱。1.錄像方式靈活3.管理簡單由系統(tǒng)管理員對計算機進行設置，計算機按照設置進行管理，通常包括用戶權限管理、硬盤管理、文件管理、報警管理和日志管理。4.可遠程傳送管理硬盤的計算機入網(wǎng)后，網(wǎng)絡中任意一臺計算機，只要安裝相應的軟件且有授權的密碼，就可通過各種網(wǎng)絡調用數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，進行遠程實時監(jiān)控或錄像回放。3.管理簡單5.聯(lián)動反應快傳統(tǒng)錄像機在接到報警信號后才啟動錄像，錄像延遲報警數(shù)秒鐘，而這數(shù)秒鐘的錄像恰好是最重要的。硬盤錄像在接到報警信號后立即錄像，甚至還能錄制報警前規(guī)定時間內（1～10秒鐘）的圖像信號。6.多種附加功能硬盤錄像是以計算機為基礎的，很容易實現(xiàn)時間和文字的添加、多畫面顯示、視頻丟失報警和視頻移動報警等功能。5.聯(lián)動反應快7.存儲容量擴充容易主機不插硬盤擴充卡能帶4塊硬盤；加插一塊硬盤擴充卡，能擴充為帶8塊硬盤；加插兩塊硬盤擴充卡，能擴充為帶12塊硬盤；用48cm(19英寸)加長型4U標準工控機箱就能裝12塊硬盤；若硬盤超過12塊可使用活動硬盤架，所以擴充起來很方便。目前一塊硬盤的最大容量是120GB，隨著硬盤制造工藝的改進和計算機技術的發(fā)展，硬盤錄像機的容量將不斷增加。7.存儲容量擴充容易7.4.2硬盤錄像的主要技術指標1.圖像分辨率圖像分辨率是指在每幀視頻信號中采集、處理、顯示的像素數(shù)。高分辨率(720×576)時，顯示和回放的圖像質量好，但視頻信息量太大，雖經(jīng)壓縮，每小時仍有大約1GB的信息量，因為存儲總容量有限，采用高分辨率使錄像時間減少，除非特殊需要，目前還較少采用。中分辨率(352×288，CIF格式)相當于VCD的圖像質量，水平清晰度有280電視線，當壓縮為每小時大約200MB的信息量時，圖像質量還令人滿意，目前絕大部分硬盤錄像采用這種中分辨率。

7.4.2硬盤錄像的主要技術指標低分辨率(176×144，QCIF格式)若16畫面顯示，圖像尚能接受；全屏幕顯示時，圖像模糊不清，不宜采用。2.視頻輸入路數(shù)視頻輸入路線指計算機能處理和存儲的視頻信號的最多路數(shù)。有1，4，8，16路等幾種，應該進一步了解的是能不能同步錄入音頻，能不能實時多畫面顯示,錄制和回放能否同時進行,是不是25幀／秒的圖像。有些產(chǎn)品在多路錄像時達不到25幀／秒，有些廠商為表示其產(chǎn)品能確保每路視頻都是25幀／秒，低分辨率(176×144，QCIF格式)若16畫面用“總資源”來描述產(chǎn)品的性能，比如，總資源為200幀／秒，意思就是8路視頻輸入可以同時以25幀／秒的方式錄制；總資源為400幀／秒，意思就是16路視頻輸入可以同時以25幀／秒的方式錄制。用“總資源”來描述產(chǎn)品的性能，比如，總資源為2003.錄像方式錄像方式是指產(chǎn)品可供選擇的錄像方式。它至少應該有連續(xù)錄像、報警觸發(fā)錄像和自動定時錄像等幾種。自動定時錄像可編輯時間表，每天分多個時段，各攝像機能分別設置，工作日和休息日也能分別設置。3.錄像方式4.檢索方式硬盤錄像能提供的檢索方式越多越好，至少應該有按日期時間、按攝像機編號和按報警順序檢索等幾種檢索方式。在按日期時間檢索時，壓縮文件的大小值得注意。比如，每半小時錄像壓縮為一個文件，要找10∶15的錄像在10∶00～10∶30的文件中，先在文件表中點擊該文件，然后用鼠標將決定回放位置的滑塊移到中央，則正巧是10∶15的錄像。文件過小，文件表就會很大，不易尋找；文件過大，滑塊一動就是較長的時間，還要點擊進、退按鈕來調節(jié)。有的產(chǎn)品可由用戶自己設置文件的大小，則更方便。4.檢索方式5.報警控制最普通的是報警輸入路數(shù)和視頻輸入路數(shù)相等，并且一一對應，報警后觸發(fā)對應的一路錄像。也有報警輸入路數(shù)和視頻輸入路數(shù)不等的情況，這時要通過選單設定聯(lián)動表來確定聯(lián)動關系。報警輸出一般是幾組繼電器觸點。6.解碼器控制一般通過RS―232接口或RS―485接口控制解碼器，從而可以調整電動云臺和變焦鏡頭。5.報警控制7.切換矩陣控制有的產(chǎn)品在機箱內可以插入切換插板。當視頻輸入的路數(shù)較多時,這種插板采用D型插頭座集中進板，各路視頻信息間容易產(chǎn)生串擾，引起圖像質量下降。有的產(chǎn)品能控制外接的矩陣切換機，如PELCO和AD等公司的矩陣切換機，這些切換機的輸入視頻信號由BNC插座接入，信號間相互串擾小，輸出的圖像信噪比高，能保證整個系統(tǒng)的圖像質量。7.切換矩陣控制8.壓縮率硬盤錄像機的圖像壓縮率分為幾擋，由用戶根據(jù)需要自己選擇。一般是給出一個視頻碼率的范圍，如192～1130kb/s。也有以50～500MB／h的形式、2～10GB／h的形式或1～10級的形式分擋給出的。在選定檔次后，觀察圖像顯示和回放的質量是否滿意，最好與其他產(chǎn)品在相同壓縮率的條件下進行圖像質量比較，以判斷性能優(yōu)劣。8.壓縮率9.穩(wěn)定性在應用電視系統(tǒng)中，硬盤錄像是長期連續(xù)使用的產(chǎn)品，它的穩(wěn)定性、可靠性十分重要。工控機性能穩(wěn)定，抗干擾性強，所以硬盤錄像應該采用工控機。(要注意的是,有一部分產(chǎn)品只有工控機的外殼和電源，沒有工控機的CPU卡而用普通PC機的主板代替，這種產(chǎn)品穩(wěn)定性就要差一些。)此外，主機的操作系統(tǒng)穩(wěn)定性也是必須關注的，宜選用穩(wěn)定性比Windows98要強的WindowsNT或Windows2000系統(tǒng)。9.穩(wěn)定性10.采集壓縮卡大部分硬盤錄像產(chǎn)品采用現(xiàn)成的可編程圖像采集壓縮卡，以加快產(chǎn)品開發(fā)的速度。有一類采集壓縮卡只輸出壓縮后的數(shù)字視頻信息流，如果要在顯示器上顯示實時圖像還要另插顯示卡，即視頻采集卡，這樣多占了PCI插槽，顯然是不可取的。另一類采集壓縮卡在輸出未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻信息流供顯示器顯示實時圖像的同時，輸出壓縮后的數(shù)據(jù)供硬盤存儲，這種采集壓縮卡利用率高，占PCI插槽少。10.采集壓縮卡硬盤錄像至今還沒有一個測試的標準，購買時上述各項只能作為參考。重要的還是要將各種產(chǎn)品進行操作和圖像質量的比較。比一比哪種產(chǎn)品人機界面操作最方便，比一比在相同壓縮率的情況下哪種產(chǎn)品圖像最清晰。硬盤錄像至今還沒有一個測試的標準，購長時間錄像機在m場視頻信號中抽取一場錄制，視頻信息丟失較多；多畫面處理器進行場切換順序錄像將多路視頻信號分時輸出。兩種錄像方法都會使視頻信息丟失。硬盤錄像利用高新數(shù)字技術進行信息壓縮，視頻信息丟失少，而且利用了計算機技術的智能性、靈活性，使用起來特別方便，雖然目前產(chǎn)品還不夠規(guī)范，但必將逐步取代其他錄像設備。長時間錄像機在m場視頻信號中抽取一場演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第7章錄像技術的發(fā)展7.1錄像機原理7.2

時滯錄像機7.3

多畫面處理器7.4

硬盤錄像機第7章錄像技術的發(fā)展7.1錄像機原理7.1錄像機原理磁帶錄像機是以磁帶為介質存儲圖像信息的設備。它所完成的基本物理變換是電／磁轉換，把時間軸上連續(xù)變化的電視信號、音頻信號轉化為磁帶上磁跡的幾何分布或相反的過程。從質量上分，磁帶錄像機有廣播級、業(yè)務級和家用型。在應用電視系統(tǒng)中，家用型和業(yè)務級機器是最為常用的圖像記錄設備。7.1錄像機原理磁帶錄像機7.1.1磁記錄的視頻錄放原理1.磁性記錄原理鐵磁物質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。任何一個磁記錄必須包括兩個基本的部分：一是承載信息的介質，二是向介質傳遞信息實現(xiàn)電磁轉換的器件。錄像機的磁記錄介質是磁帶，電磁轉換器件是磁頭。通過磁頭向磁帶記錄或重放信息，要形成一定的磁頭磁帶關系(簡稱頭帶關系)，這種關系必須具有很高的精度，是通過機械系統(tǒng)來保證的。圖7―1示出了從信息傳遞角度看的頭帶關系示意圖。7.1.1磁記錄的視頻錄放原理圖7―1磁記錄的磁頭磁帶關系示意圖圖7―1磁記錄的磁頭磁帶關系示意圖磁頭是一個繞有一組線圈的環(huán)形鐵芯，鐵芯上有一狹窄的縫隙——工作縫隙。當被記錄信號電流流過線圈時，鐵芯中就會產(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，在其附近就會出現(xiàn)漏磁場。當磁帶的磁性層(以下稱磁帶)與工作縫隙接觸時，由于磁帶的磁阻較低，鐵芯中的磁通就會通過磁帶形成閉合磁路，因此磁帶被磁化。如果磁帶以一定的速度相對磁頭運動，就會形成一條磁跡。在這個過程中被記錄信號電流隨時間的變化就轉化為磁帶上磁跡的磁化強度的變化。磁頭是一個繞有一組線圈的環(huán)形鐵芯，鐵我們介紹這個過程主要是為了引入一個重要的概念——記錄波長。它表示對應被記錄信號一個周期，磁帶上磁化強度變化一個周期的長度。顯然，它與磁帶的速度v(假定磁頭固定)成正比，與被記錄信號的頻率f成反比：(7―1)我們介紹這個過程主要是為了引入一該式表明，v一定時，λ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。這是因為g較寬時，磁帶尚未掠過縫隙前，磁場方向就已經(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，提高頭帶相對速度v是提高錄放信號頻率的有效措施。該式表明，v一定時，λ將隨f的提高而2.磁性記錄重放原理信號的重放過程是上述過程的逆過程。當磁頭的工作縫隙與磁帶相接觸時，將形成與記錄時相同的頭帶關系。磁頭將橋接磁帶的磁跡，磁跡的表面磁場將在磁頭線圈中產(chǎn)生相應的感生電動勢，采用適當方法取出并處理這個電動勢，就可以恢復出原信號。所謂形成與記錄時相同的頭帶關系，一是指幾何位置關系，二是指磁帶以記錄時相同的速度運動。根據(jù)電磁感應定律，鐵芯線圈中感生電動勢為(7―2)2.磁性記錄重放原理(7―2)式中，N為線圈匝數(shù)，Φ為通過鐵芯的磁通量。由此可以得出圖7―2所示的重放特性曲線。彩色電視視頻信號上限頻率為6.5MHz，下限頻率為25Hz左右。絕對帶寬約為6.5MHz，相對帶寬(上、下限頻率之比)為26萬。相對帶寬通常用倍頻程數(shù)來描述。對于視頻信號，從25Hz到50Hz為一個倍頻程，50Hz到100Hz為第二個倍頻程，100Hz到200Hz為第三個倍頻程……直到上限頻率6.5MHz，總共約有18個倍頻程。式中，N為線圈匝數(shù)，Φ為通過鐵芯的磁圖7―2磁記錄重放特性圖7―2磁記錄重放特性3.旋轉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，以適應視頻信號的寬帶特性，有兩個途徑，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行著，但它是有限度的；而提高磁帶速度又會帶來磁帶使用量過大的問題。為解決這個問題，人們研制了旋轉磁頭掃描方式。就是使磁頭高速地旋轉，而磁帶仍以很低的速度行走，由于磁頭高速地掃過磁帶表面，使磁頭與磁帶之間的相對速度很高，這就可以實現(xiàn)很高的fmax。目前應用最多的旋轉掃描方式是螺旋掃描方式。盒式磁帶錄像機大多采用的二磁頭螺線掃描方式的簡圖示于圖7―3。

3.旋轉磁頭掃描圖7―3二磁頭螺旋掃描圖7―3二磁頭螺旋掃描在這種方式中，兩個視頻磁頭彼此相隔180°角，安裝在一個旋轉磁頭鼓上，磁帶通過進帶導柱和出帶導柱的調節(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，兩個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。視頻信號每秒由25幀畫面組成，每幀又分為2場，因此，若磁頭鼓的轉數(shù)為25轉／秒，它旋轉一周的時間恰好是一幀信號的時間，每個磁頭掃描磁帶的時間則為一場信號的時間?？刂菩D磁頭相位，就可以使每個磁頭將一整場信號記錄在一根磁跡上。圖7―4說明了這個關系，為了使磁跡連接不出現(xiàn)信號丟失，磁帶對磁頭鼓的包角要稍大于180°。在這種方式中，兩個視頻磁頭彼此相隔1圖7―4二磁頭螺旋掃描與視頻信號的關系圖7―4二磁頭螺旋掃描與視頻信號的關系4.頻率調制由于磁記錄系統(tǒng)動態(tài)范圍的限制(70dB左右)，排除了直接記錄視頻信號的可能。必須進行調制，以壓縮相對帶寬。錄像機采用調頻方式處理視頻信號，主要是因為它具有以下優(yōu)點：(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記錄的影響。(3)可以采用飽和記錄方式，獲得較高的信噪比。4.頻率調制錄像機所采用的頻率調制方式不同于—般的調頻方式，它是針對磁記錄的特點而設計的低載頻、淺調制方式。低載頻即采用稍高于視頻信號最高頻率的載波頻率。一般情況下，調頻信號的載頻都遠大于調制信號的上限頻率。比如，電視伴音信號，載頻為6.5MHz，伴音信號的上限頻率只有15kHz，載頻是調制信號的幾百倍。而在錄像機中，由于受到頭帶系統(tǒng)上限頻率的限制，視頻調頻信號的載頻只能稍大于視頻信號的上限頻率。根據(jù)調頻載波的高低，錄像機分高帶方式和低帶方式。錄像機所采用的頻率調制方式不同于—般廣播級