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仿三星紅外槍機

：李殷杰，：

[CCD攝像機的分類]
安全防范系統(tǒng)中，圖像的生成當前主要是來自CCD攝像機,CCD是電荷耦合器件（charge coupled deice）的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯稗D(zhuǎn)移，也可將存儲之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像機元件，以其構(gòu)成的CCD攝像機具有體積小、重量輕、部受磁場影響、具有抗震東和撞擊之特性而被廣泛應(yīng)用。

CCD攝像機大致可分為下列幾大類：

依成像色彩劃分
（1）彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。因有顏色而使信息量增大，信息量一般認為是黑白攝像機的10倍。
（2）黑白攝像機：是用于光線不足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用分辨率通常高于彩色攝像機的黑白攝像機。 依攝像機分辨率劃分
（1）影像像素在25萬像素（pixel）左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率400線左右的低檔型。
（2）影像像素在25萬~38萬之間、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線上下的中檔型
（3）影像在38萬點以上、彩色分辨率大于或等于480線、黑白分辨率，600線以上的高分辨率。
依攝像機靈敏度劃分
（1）普通型：正常工作所需照度為1~31x
（2）月光型：正常工作所需照度為0.1x左右
（3）星光型：正常工作所需照度為0.01x以下
（4）紅外照明型：原則上可以為零照度，采用紅外光源成像。
按攝像元件的CCD靶面的大小劃分
（1）lin靶面尺寸為寬12.7mmX高9.6mm,對角線16mm
（2）2/3in靶面尺寸為寬8.8mmX高6.6mm,對角線11mm
（3）1/2in靶面尺寸為寬6.4mmX高4.8mm,對角線8mm
（4）1/3in靶面尺寸為寬4.8mmX高3.6mm,對角線6mm
（5）1/4in靶面尺寸為寬3.2mmX高2.4mm,對角線4mm
（6）1/5in正在開發(fā)之中，尚未推出正式產(chǎn)品
　　此外CCD攝像機有PAL制和NTSC制之分，還可以按圖像信號處理方式劃分或按攝像機結(jié)構(gòu)區(qū)分。

[為什么攝像機在兩臺不同牌子的監(jiān)視器效果相差很遠？]
我們的攝像機的輸出是標準的75歐，而一些雜牌的監(jiān)視器，電視輸入內(nèi)阻不標準。解決辦法：在監(jiān)視器的視頻輸入端并聯(lián)一只75歐的電阻。

[攝 像 機]
1. 什么是CCD攝像機？
　　CCD是Charge Coupled Device（電荷耦合器件）的縮寫，它是一種半導(dǎo)體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。
2. CCD攝像機的工作方式
　　被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積累相應(yīng)比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。
3. 分辨率的選擇
　　評估攝像機分辨率的指標是水平分辨率，其單位為線對，即成像后可以分辨的黑白線對的數(shù)目。常用的黑白攝像機的分辨率一般為380-600，彩色為380-480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場合，用400線左右的黑白攝像機就可以滿足要求。而對于醫(yī)療、圖像處理等特殊場合，用600線的攝像機能得到更清晰的圖像。
4. 成像靈敏度
　　通常用zui低環(huán)境照度要求來表明攝像機靈敏度，黑白攝像機的靈敏度大約是0.02-0.5Lux（勒克斯），彩色攝像機多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機用于普通的監(jiān)視場合；在夜間使用或環(huán)境光線較弱時，推薦使用0.02Lux的攝像機。與近紅外燈配合使用時，也必須使用低照度的攝像機。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關(guān)，0.97Lux/F0.75相當于2.5Lux/F1.2相當于3.4Lux/F1.
參考環(huán)境照度：
　　夏日陽光下 100000Lux 陰天室外 10000Lux
　　電視臺演播室 1000Lux 距60W臺燈60cm桌面 300Lux
　　室內(nèi)日光燈 100Lux 黃昏室內(nèi) 10Lux
　　20cm處燭光 10-15Lux 夜間路燈 0.1Lux
5. 電子快門
　　電子快門的時間在1/50-1/100000秒之間，攝像機的電子快門一般設(shè)置為自動電子快門方式，可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動調(diào)節(jié)快門時間，得到清晰的圖像。有些攝像機允許用戶自行手動調(diào)節(jié)快門時間，以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場合。
6. 外同步與外觸發(fā)
　　外同步是指不同的視頻設(shè)備之間用同一同步信號來保證視頻信號的同步，它可保證不同的設(shè)備輸出的視頻信號具有相同的幀、行的起止時間。為了實現(xiàn)外同步，需要給攝像機輸入一個復(fù)合同步信號（C-sync）或復(fù)合視頻信號。外同步并不能保證用戶從時刻得到完整的連續(xù)的一幀圖像，要實現(xiàn)這種功能，必須使用一些特殊的具有外觸發(fā)功能的攝像機。
7. 光譜響應(yīng)特性
　　CCD器件由硅材料制成，對近紅外比較敏感，光譜響應(yīng)可延伸至1.0um左右。其響應(yīng)峰值為綠光（550nm），分布曲線如右圖所示。夜間隱蔽監(jiān)視時，可以用近紅外燈照明，人眼看不清環(huán)境情況，在監(jiān)視器上卻可以清晰成像。由于CCD傳感器表面有一層吸收紫外的透明電極，所以CCD對紫外不敏感。彩色攝像機的成像單元上有紅、綠、蘭三色濾光條，所以彩色攝像機對紅外、紫外均不敏感。
8. CCD芯片的尺寸
　　CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的攝像機的體積可以做得更小些。在相同的光學(xué)鏡頭下，成像尺寸越大，視場角越大。 芯片規(guī)格 成像面大小（寬X高） 對角線 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm

[低照度攝像機的正確認識]
目前市場上標榜的低照度攝像機無論是廠商或是進口商，對低照度的定義眾說紛紜，莫衷一是，彩色攝像機從0.0004LUX～1LUX，黑白攝像機從0.0003～0.1LUX均有，（若搭配紅外線，則均可達0LUX），這就是國內(nèi)市場在CCTV產(chǎn)業(yè)的技術(shù)規(guī)格方面并無統(tǒng)一標準，而產(chǎn)生各說各話的情況。 行業(yè)內(nèi)人士強調(diào)，照度能低到多少，不僅要看鏡頭的光圈大?。‵值），更要看是在什麼條件限制下才能出現(xiàn)所標示的LUX值，否則只是流于數(shù)字的游戲罷了！以光圈大?。‵值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外電子靈敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）是否提高，單一畫面累積幀數(shù)為多少？紅外線是ON還是OFF？……等都應(yīng)了解清楚，才不致被規(guī)格所標示的照度數(shù)值所混淆。 低照度攝像機在中國市場的演進過程 低照度攝像機在中國市場的演進簡單分為以下三步：白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快門（SLOW/SHUTTER）及超感度攝像機（EXVIEW/HAD）。
一、白天彩色/晚上黑白（晝夜型攝像機COLOR/MONO）
　　此類攝像機目前在市場上仍有其特定的需求群。 晝夜（COLOR/MONO）攝像機的照度在國內(nèi)市場上zui低標示數(shù)值甚至為0LUX，我們不禁要問：“攝像機乃光學(xué)原理制成，0照度下如何成像？” 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）攝像機是利用黑白影像對紅外線感度較高的特點，在一定的光源條件，利用線路切換的方式將影像由彩色轉(zhuǎn)為黑白，以便于搭配紅外線。 在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進過程中，此類攝像機已采用單一CCD（彩色）設(shè)計，在白天或光源充足時為彩色攝像機，當夜晚降臨或光源不足時（一般在1LUX～3LUX）即利用數(shù)位電路將彩色信號消除掉，成為黑白影像，且為了搭配紅外線，亦拿掉了彩色攝像機*紅外線濾除器，真正的“低照度攝像機”應(yīng)指攝像機本身 （所采用的元件,技術(shù)）可達到的功能,而白天彩色/晚上黑白的攝像機因受限于CCD感度,本身并無法改變,只是利用線路切換及搭配紅外光的方式將功能提升,不能算是低照度攝像機。
二、低速快門（SLOW/SHUTTER）
　　此類攝像機又稱為（畫面）累積型攝像機，是利用電腦記憶體的技術(shù)，連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個影像清晰的畫面，運用SLOW SHUTTER技術(shù)降低攝像機照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且畫面能夠累積的幀數(shù) （128幀）是屬于甚至包括進口品牌再內(nèi)的水平。此類型低照度攝像機適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動觀察，夜間軍事海岸線監(jiān)視等，屬性較靜態(tài)場所的監(jiān)視。
三、超感度攝像機（EXVIEW/HAD）
　　超感度攝像機（EXVIEW/HAD），又稱24小時攝像機，其彩色照度可達0.05LUX，黑白則可達0.003-0.001LUX（亦可搭配紅外線以達 0LUX）不僅能清晰的辯識影像，更是實時連續(xù)的畫面。

[如何正確選用攝像機]
攝像部分一般安裝在現(xiàn)場,它包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和電動云臺。它的作用是對監(jiān)視區(qū)域進行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號。
　　像機分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機要比彩色的靈敏度高，比較適合用于光線不足的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，可采用黑白攝像機；如果要分辨被攝像物體的細節(jié)，比如分辨衣服和景物的顏色，則采用彩色的比較好。
　　攝像機的規(guī)格可分為1/3〃、1/2〃和2/3〃等，安裝方式有固定和帶云臺二種。

[攝像機測試步驟]
測試攝像機主要測試晰度和色彩還原性、照度、逆光補償，其次是測其球型失真、耗電量、zui低工作電壓，下面先把清晰度和色彩還原性以及照度、逆光補償?shù)臏y量步驟先介紹一下。
1．清晰度的測量
　　多個攝像機進行測試時，應(yīng)使用相同鏡頭，（推薦使作定焦、二可變鏡頭），以測試卡中心圓出現(xiàn)在監(jiān)視器屏幕的左右邊為準，清晰準確的數(shù)出已給的刻度線共10組垂直線和10組水平線。分別代表著垂直清晰度和水平清晰度，并相應(yīng)的一組已給出了線數(shù)。如垂直350線水平800線，此時用黑白監(jiān)視器。測試時可在遠景物聚焦，也可邊測邊聚焦。能兩者兼用，可看出此攝像機的差異（對遠近會聚）。 2．彩色還原性的測試
測試此參數(shù)應(yīng)選好的彩色監(jiān)視器。首先遠距離觀察人物、服飾，看有無顏色失真，拿色彩鮮明的物體對比，看攝像機反應(yīng)靈敏度，拿彩色畫冊放在攝像機前，看畫面勾勒得清晰程度，過淡或過濃，再次應(yīng)對運動的彩色物體進行攝像，看有無彩色拖尾、延滯、模糊等。測試條件如此攝像zui代照度在50V時應(yīng)在50+10V照度情況下測量，即每攝像機zui代照度基礎(chǔ)上加十伏，且光圈應(yīng)保持zui接近狀態(tài)。
3．照度
　　將攝像機置于暗室，暗室前后為有源220V自熾燈，處設(shè)調(diào)壓器，以調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓高代來調(diào)節(jié)暗室內(nèi)燈的明暗，電壓可以從0V調(diào)到250V。室內(nèi)光照也可從zui暗調(diào)至zui明，測試時把攝像機光圈均開至zui大時記錄下一個zui低照度值（把有源燈用調(diào)壓器調(diào)暗至看不清暗室內(nèi)置畫面）再把光圈打至zui小再記錄下一個zui低照度值，也可前后燈分別調(diào)壓明滅。
4．逆光補償
　　測試此參數(shù)有兩種方法：一種是在暗室內(nèi)，把攝像機前側(cè)調(diào)壓燈打開，調(diào)至zui亮?xí)r，然后在燈的下方放置一圖畫或文字，把攝像機迎光攝像，看圖像和文字能否看清，畫面刺不刺眼，并調(diào)節(jié)AL、AX拔檔開關(guān)，看有無變化，哪種效果。另一種是在陽光充足的情況下把攝像機向窗外照，此時看圖像和文字能否看清楚。 5．球型失真
看球型失真把測試卡置于攝像機前端使整個球體出現(xiàn)在屏幕上，看圓球形有無橢圓，把攝像機前移，看圓中心有無放大，再遠距離測試邊、角、框有無弧形失真等。
6．耗電量
　　zui低工作電壓，使用萬用表測量電流，使用小穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)電壓看。

[監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備介紹]
①云臺
　　在前面的介紹中我們常提到云臺，但有的人對它沒有什么感性認識，其實云臺就是兩個交流電組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。我們所說的云臺區(qū)別于照相器材中的云臺，照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調(diào)節(jié)方位；而監(jiān)控系統(tǒng)所說的云臺是通過控制系統(tǒng)在遠端可以控制其轉(zhuǎn)動方向的。 云臺有多種類型： 按使用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型，主要區(qū)別是室外型密封性能好，防水、防塵，負載大。 按安裝方式分為側(cè)裝和吊裝，即云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。 按外形分為普通型和球型，球型云臺是把云臺安置在一個半球形、球形防護罩中，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。 在挑選云臺時要考慮安裝環(huán)境、安裝方式、工作電壓、負載大小，也要考慮性能價格比和外型是否美觀。
②支架
　　如果攝像機只是固定監(jiān)控某個位置不需要轉(zhuǎn)動，那么只用攝像機支架就可以滿足要求了。普通攝像機支架安裝簡單，價格低廉，而且種類繁多。 普通支架有短的、長的、直的、彎的，根據(jù)不同的要求選擇不同的型號。室外支架主要考慮負載能力是否合乎要求，再有就是安裝位置，因為從實踐中我們發(fā)現(xiàn)，很多室外攝像機安裝位置特殊，有的安裝在電線桿上，有的立于塔吊上，有的安裝在鐵架上……由于種種原因，現(xiàn)有的支架可能難以滿足要求，需要另外加工或改進，這里就不再多說了。
③防護罩
　　防護罩也是監(jiān)控系統(tǒng)中zui常用的設(shè)備之一，主要分為室內(nèi)和室外兩種。室內(nèi)防護罩主要區(qū)別是體積大小，外形是否美觀，表面處理是否合格。功能主要是防塵、防破壞。 室外防護罩密封性能一定要好，保證雨水不能進入防護罩內(nèi)部侵蝕攝像機。有的室外防護罩還帶有排風(fēng)扇、加熱板、雨刮器，可以更好的保護設(shè)備。當天氣太熱時，排風(fēng)扇自動工作；太冷時加熱板自動工作；當防護罩玻璃上有雨水時，可以通過控制系統(tǒng)啟動雨刮器。 挑選防護罩時先看整體結(jié)構(gòu)，安裝孔越少越利于防水，再看內(nèi)部線路是否便于聯(lián)接，zui后還要考慮外觀、重量、安裝座等等。
④監(jiān)視器
　　監(jiān)視器是監(jiān)控系統(tǒng)的標準輸出，有了監(jiān)視器我們才能觀看前端送過來的圖像。監(jiān)視器分彩色、黑白兩，尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14英寸。 監(jiān)視器也有分辨率，同攝像機一樣用線數(shù)表示，實際使用時一般要求監(jiān)視器線數(shù)要與攝像機匹配。 另外，有些監(jiān)視器還有音頻輸入、S-video輸入、RGB分量輸入等，除了音頻輸入監(jiān)控系統(tǒng)用到外，其余功能大部分用于圖像處理工作，在此不作介紹。
⑤視頻放大器
　　當視頻傳輸距離比較遠時，采用線徑較粗的視頻線，同時可以在線路內(nèi)增加視頻放大器增強信號強度達到遠距離傳輸目的。視頻放大器可以增強視頻的亮度、色度和同步信號，但線路內(nèi)干擾信號也會被放大，另外，回路中不能串接太多視頻放大器，否則會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，導(dǎo)致圖像失真。
⑥視頻分配器
　　一路視頻信號對應(yīng)一臺監(jiān)視器或錄像機，若想一臺攝像機的圖像送給多個管理者看，選擇視頻分配器。因為并聯(lián)視頻信號衰減較大，送給多個輸出設(shè)備后由于阻抗不匹配等原因，圖像會嚴重失真，線路也不穩(wěn)定。 視頻分配器除了阻抗匹配，還有視頻增益，使視頻信號可以同時送給多個輸出設(shè)備而不受影響。
⑦視頻切換器
　　多路視頻信號要送到同一處監(jiān)控，可以一路視頻對應(yīng)一臺監(jiān)視器，但監(jiān)視器占地大，價格貴，如果不要求時時刻刻監(jiān)控，可以在監(jiān)控室增設(shè)一臺切換器，把攝像機輸出信號接到切換器的輸入端，切換器的輸出端接監(jiān)視器，切換器的輸入端分為2、4、 6、8、12、16路，輸出端分為單路和雙路，而且還可以同步切換音頻（視型號而定）。 切換器有手動切換、自動切換兩種工作方式，手動方式是想看哪一路就把開關(guān)撥到哪一路；自動方式是讓預(yù)設(shè)的視頻按順序延時切換，切換時間通過一個旋鈕可以調(diào)節(jié)，一般在1秒到35秒之間。 切換器的價格便宜（一般只有三五百元），聯(lián)接簡單，操作方便，但在一個時間段內(nèi)只能看輸入中的一個圖像。要在一臺監(jiān)視器上同時觀看多個攝像機圖像，就需要用畫面分割器。
⑧畫面分割器
　　畫面分割器有四分割、九分割、十六分割幾種，可以在一臺監(jiān)視器上同時顯示 4、9、16個攝像機的圖像，也可以送到錄像機上記錄。 四分割是zui常用的設(shè)備之一，其性能價格比也較好，圖像的質(zhì)量和連續(xù)性可以滿足大部分要求。九分割和十六分割價格較貴，而且分割后每路圖像的分辨率和連續(xù)性都會下降，錄像效果不好。 另外還有六分割、八分割、雙四分割設(shè)備，但圖像比率、清晰度、連續(xù)性并不理想，市場使用率更小。 大部分分割器除了可以同時顯示圖像外，也可以顯示單幅畫面，可以疊加時間和字符，設(shè)置自動切換，聯(lián)接報警器材。
⑨錄像機
　　監(jiān)控系統(tǒng)中zui常用的記錄設(shè)備是民用錄像機和長延時錄像機，因其操作簡單易學(xué)，錄像帶也容易保存和購買。 與家用錄像機不同，延時錄像機可以長時間工作，可以錄制24小時（用普通VHS 錄像帶）甚至上百小時的圖像，可以聯(lián)接報警器材，收到報警信號自動啟動錄像，可以疊加時間日期，可以編制錄像機自動錄像程序，選擇錄像速度，錄像帶到頭后是自動停止還是倒帶重錄…… 延時錄像機的性能雖然出眾，但價格不菲，而且目前分辨率不是很高，在延時錄像時圖像也會丟失一部分，回放的圖像是一頓一頓跳躍的。

[防護罩及防護罩的選擇]
防護罩是監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組件。它是使攝像機在有灰塵、雨水、高低溫等情況下正常使用的防護裝置。

　　防護罩一般分為兩類。一類是室內(nèi)用防護罩，這種防護罩結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。其主要功能是防止攝像機落灰并有一定的安全防護作用，如防盜、防破壞等。另一類是室外用防護罩，這種防護罩一般為全天候防護罩，即無論刮風(fēng)、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情況，都能使安裝在防護罩內(nèi)的攝像機正常工作。因而這種防護罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同時，為了在雨雪天氣仍能使攝像機正常攝取圖像，一般在全天候防護罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。 目前較好的全天候防護罩是采用半導(dǎo)體器件加溫和降溫的防護罩。這種防護罩內(nèi)裝有半導(dǎo)體元體，既可自動加溫，也可自動降溫，并且功耗較小。

　　另外，還有半球形、球形防護罩，這種防護罩內(nèi)置萬向可調(diào)支架，造型美觀。
　　防護罩分為室內(nèi)型和室外型兩種。室內(nèi)的防護罩主要是防塵，有的也有隱蔽作用，使監(jiān)視場合和對象不易察覺受監(jiān)視。室外防護罩的功能有防曬、防雨、防塵、防凍和防凝露等作用。一般室外的防護罩都配有溫度繼電器，在溫度高時自動打開風(fēng)扇冷卻，溫度低時自動加熱。下雨時可以人為控制雨刷器刷雨。有的室外防護罩的玻璃還可以加熱，當防護罩上有結(jié)霜時，可以加熱除霜。

[攝像機鏡頭選購指南]

在電視監(jiān)控系統(tǒng)中如何根據(jù)現(xiàn)場被監(jiān)視環(huán)境，正確選用攝像機鏡頭是非常重要的，因為它直接影響到系統(tǒng)組成后在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視面畫的效果能否滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求（就畫面范圍或圖像細節(jié)而言），所以正確的選用攝像機鏡頭可以使系統(tǒng)得到*化設(shè)計并可獲得良好的監(jiān)視效果。
　　攝像機鏡頭就光圈而言可分為手動光圈鏡頭及自動光圈鏡頭兩種，就焦距而言又可分為定焦鏡頭及變焦鏡頭兩種。
下面就以使用環(huán)境的不同談如何正確選用攝像機鏡頭。
1、 手動、自動光圈鏡頭的選用
　　手動、自動光圈鏡頭的選用取決于使用環(huán)境的照度是否恒定。
對于在環(huán)境照度恒定的情況下，如電梯轎箱內(nèi)、封閉走廊里、無陽光直射的房間內(nèi)，均可選用手動光圈鏡頭，這樣可在系統(tǒng)初裝調(diào)試中根據(jù)環(huán)境的實際照度，一次性整定鏡頭光圈大小，獲得滿意亮度畫面即可。
　　對于環(huán)境照度處于經(jīng)常變化的情況，如隨日照時間而照度變化較大的門廳、窗口及大堂內(nèi)等，均需選用自動光圈鏡頭（必須配以帶有自動光圈鏡頭插座的攝像機），這樣便可以實現(xiàn)畫面亮度的自動調(diào)節(jié)，獲得良好的較為恒定亮度的監(jiān)視畫面。
對于自動光圈鏡頭的控制信號又可分為DC及VIDEO控制兩種，即直流電壓控制及視頻信號控制。這在自動光圈鏡頭的類型選用上，攝像機自動光圈鏡頭插座的連接方式上，以及選擇自動光圈鏡頭的驅(qū)動方式開關(guān)上，三者注意協(xié)調(diào)配合好即可。
2、定焦、變焦鏡頭的選用
　　定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場景范圍的大小，以及所要求被監(jiān)視場景畫面的清晰程度。
　　鏡頭規(guī)格（鏡頭規(guī)格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等）一定的情況下，鏡頭焦距與鏡頭視場角的關(guān)系為：鏡頭焦距越長，其鏡頭的視場角就越小（見圖1所示）；在鏡頭焦距一定的情況下，鏡頭規(guī)格與鏡頭視場角的關(guān)系為：鏡頭規(guī)格越大，其鏡頭的視場角也越大。所以由以上關(guān)系可知：在鏡頭物距一定的情況下，隨著鏡頭焦距的變大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就越小，但畫面細節(jié)越來越清晰；而隨著鏡頭規(guī)格的增大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就增大，但其畫面細節(jié)越來越模糊。在鏡頭規(guī)格及鏡頭焦距一定的前提下，CS型接*頭的視場角將大于C型接*頭的視場角。
　　鏡頭視場角可分為圖像水平視場角以及圖像垂直視場角，且圖像水平視場角大于圖像垂直視場角，通常我們所講的視場角一般是指鏡頭的圖像水平視場角。
　　在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中如電梯轎箱內(nèi)，狹小房間均應(yīng)采用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭，如選用鏡頭規(guī)格為1/2″，CS型接口，鏡頭焦距為3.6mm或2.6mm鏡頭，這些鏡頭視場角均不小于99°或127°，這對于攝像機在狹小空間里一般標高為2.5m左右時，其鏡頭的視場角范圍足以覆蓋整個近距離狹小被監(jiān)視空間。也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用手動變焦鏡頭如日產(chǎn)Computar T2Z2814CS－2鏡頭，這種鏡頭為1/3″CS型接口手動光圈鏡頭，其焦距2倍可調(diào)（手動調(diào)焦）。調(diào)焦范圍為2.8～6.0mm，視場角變化范圍為96°～47.2°，這種鏡頭非常適合在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中使用，在使用時可方便地根據(jù)實際需要，靈活實現(xiàn)對被監(jiān)視場景的“點”或“面”的監(jiān)視效果。
　　對于一般變焦（倍）鏡頭而言，由于其zui小焦距通常為6.0mm左右，故其變焦（倍）鏡頭的zui大視場角為45°左右，如將此種鏡頭用于這種狹小的被監(jiān)視環(huán)境中，其監(jiān)視死角必然增大，雖然可通過對前端云臺進行操作控制，以減少這種監(jiān)視死角，但這樣必將會增加系統(tǒng)的工程造價（系統(tǒng)需增加前端解碼器、云臺、防護罩等），以及系統(tǒng)操控的復(fù)雜性，所以在這種環(huán)境中，不宜采用變焦（倍）鏡頭。
　　在開闊的被監(jiān)視環(huán)境中，首先應(yīng)根據(jù)被監(jiān)視環(huán)境的開闊程度，用戶要求在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景畫面的清晰程度，以及被監(jiān)視場景的中心點到攝像機鏡頭之間的直線距離為參考依據(jù)，在直線距離一定且滿足覆蓋整個被監(jiān)視場景畫面的前提下，應(yīng)盡量考慮選用長焦距鏡頭，這樣可以在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上獲得一幅具有較清晰細節(jié)的被監(jiān)視場景畫面。在這種環(huán)境中也可考慮選用變焦（倍）鏡頭（電動三可變鏡頭），這可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求以及系統(tǒng)的性能價格比決定，在選用時也應(yīng)考慮兩點：（1）在調(diào)節(jié)至zui短焦距時（看全景）應(yīng)能滿足覆蓋主要被監(jiān)視場景畫面的要求；（2）在調(diào)節(jié)至zui長焦距時（看細節(jié)）應(yīng)能滿足觀察被監(jiān)視場景畫面細節(jié)的要求。通常情況下，在室內(nèi)的倉庫、車間、廠房等環(huán)境中一般選用6倍或者10倍鏡頭即可滿足要求，而在室外的庫區(qū)、碼頭、廣場、車站等環(huán)境中，可根據(jù)實際要求選用10倍、16倍或20倍鏡頭即可（一般情況下，鏡頭倍數(shù)越大，價格越高，可在綜合考慮系統(tǒng)造價允許的前提下，適當選用高倍數(shù)變焦鏡頭）。
3、正確選用鏡頭焦距的理論計算
　　攝取景物的鏡頭視場角是極為重要的參數(shù)，鏡頭視場角隨鏡頭焦距及攝像機規(guī)格大小而變化（其變化關(guān)系如前所述），覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計算：
（1）f=u•D/U
（2）f=h•D/H
f：鏡頭焦距、U：景物實際高度、H：景物實際寬度、D：鏡頭至景物實測距離、u：圖像高度、h：圖像寬度
舉例說明：
　　當選用1/2″鏡頭時，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實際高度為U=2500mm（景物的實際寬度可由下式算出H=1.333•U，這種關(guān)系由攝像機取景器CCD片決定）。
　　將以上參數(shù)代入公式（1）中，可得f=4.8•3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。

[淺談CCTV系統(tǒng)中攝像機鏡頭的選擇]
隨著我國智能建筑行業(yè)的發(fā)展，安保技術(shù)在智能建筑中的地位與作用也與日俱增。閉路監(jiān)控電視（簡稱CCTV）系統(tǒng)作為一種安保技術(shù)，在賓館、涉外辦公樓、銀行、政府機關(guān)等場所越來越發(fā)揮著它的重要作用，包括現(xiàn)在的智能小區(qū)亦將CCTV系統(tǒng)作為安保及物業(yè)管理的一個重要手段。為了讓CCTV技術(shù)在智能建筑中發(fā)揮更好的作用，在每項閉路電視監(jiān)控工程中，如何正確選擇攝像機鏡頭，對于經(jīng)濟指標與技術(shù)性能都是十分重要的。
　
鏡頭的分類
根據(jù)民用建筑的應(yīng)用場合鏡頭的種類大致可分為：
（1）廣角鏡頭：視角在90度以上，一般用于電梯轎箱內(nèi)、大廳等小視距大視角場所；
（2）標準鏡頭：視角在30度左右，一般用于走道及小區(qū)周界等場所； 　　
（3）長焦鏡頭：視角在20度以內(nèi)，焦距的范圍從幾十毫米到上百毫米，用于遠距離監(jiān)視
（4）變焦鏡頭：鏡頭的焦距范圍可變，可從廣角變到長焦，用于景深大，視角范圍廣的區(qū)域； 　　
鏡頭焦距的確定 　
在選擇鏡頭時，有以下五個因素確定鏡頭標準：
a.監(jiān)控現(xiàn)場的大??；　
b.被攝物體的大??；
c.物距；
d.焦距；
e.CCD靶面尺寸 。
前4點可由現(xiàn)場測量并通過計算來確定鏡頭的焦距標準，其計算方法如下：
a.1/3″CCD　F=4.8×L/W或F=3.6×L/H 　　
b.1/2″CCD　F=6.4×L/W或F=4.8×L/H 　　
　　其中，W為被攝物體的寬度；H為被攝物體的高度；L為鏡頭到被攝物體間的距離；F為鏡頭焦距。
那么為何在鏡頭的選用中考慮CCD靶面的尺寸呢?
　　為了從1/3″與1/2″ CCD攝像機中獲取同樣的視角，1/3″ CCD攝像機鏡頭焦距必須縮短；相反如果在1/3″ CCD與1/2″ CCD攝像機中采用相同焦距的鏡頭，情況又如何呢?1/3″ CCD攝像機視角將比1/2″ CCD攝像機明顯地減小，同時1/3″ CCD攝像機的圖像在監(jiān)視器上將比1/2″ CCD的圖像放大，產(chǎn)生了使用長焦距鏡頭的效果。 　　
　　另外我們在選擇鏡頭時還要注意這樣一個原則：即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD攝像機的鏡頭，反之則不行。原因是：如1/2″ CCD攝像機采用1/3″鏡頭，則進光量會變小，色彩會變差，甚至圖像也會缺損；反之，則進光量會變大，色彩會變好，圖像效果肯定會變好。當然，綜合各種因素，攝像機還是選擇與其相匹配的鏡頭。
手動光圈及自動光圈的選擇
　　鏡頭光圈分手動和自動兩種。以往由于攝像機的使用在室外或其它特殊場合等緣故，所以較多選用自動光圈鏡頭。在目前的監(jiān)控工程中，由于智能建筑大量使用CCTV系統(tǒng)，室內(nèi)監(jiān)控點占較高的比例。而許多工程商在做工程設(shè)備報價時，也同樣喜歡采用自動光圈鏡頭。雖然自動光圈鏡頭對監(jiān)控點的光線變化適應(yīng)性較強，但其價格也明顯高于相同焦距的手動定焦鏡頭。而現(xiàn)在大多數(shù)的攝像機都有電子快門，室內(nèi)的光源也較為穩(wěn)定，因此，智能建筑項目中大量采用自動光圈鏡頭沒有太大的必要；另一方面，現(xiàn)在市場上用的自動光圈鏡頭分為二大類：a.電源驅(qū)動自動光圈鏡頭；b.視頻驅(qū)動自動光圈鏡頭。電源驅(qū)動自動光圈鏡頭是通過四根線控制鏡頭的，其中兩根為DC12V或DC24V電源來驅(qū)動鏡頭中的馬達，另兩根控制線通過鏡頭內(nèi)的光感應(yīng)點感應(yīng)外部光源的照度來控制光圈的大小；視頻驅(qū)動自動光圈鏡頭則是通過三根線來控制鏡頭的，其中一根為視頻觸發(fā)信號來起動光圈，并控制光圈大小，另二根為DC12V或DC24V電源線驅(qū)動電機馬達。目前市場上大多黑白或彩色攝像機雖然有自動光圈鏡頭接口，但除了少數(shù)可以兼容二種鏡頭以外，大多數(shù)攝像機不能兼容，只能使用電源驅(qū)動自動光圈鏡頭或視頻驅(qū)動自動光圈鏡頭。如果在使用中當一些攝像機損壞時，新購入的攝像機就有與原來的自動光圈鏡頭是否兼容的問題。但當工程中的監(jiān)控點在室外時，采用帶自動光圈的鏡頭是必要的，因為室外的光線的動態(tài)范圍變化較大，夏日陽光下環(huán)境照度達50000Lx－100000Lx；夜間路燈時僅為10Lx，變化幅度相當大。在這種情況下攝像機無論是否具有自動調(diào)整靈敏度功能即通過攝像機本身的電子快門已不可能適應(yīng)這么寬的照度范圍，也就無法達到控制圖像效果的作用。

[簡介超低照度攝像機與紅外燈]
超低照度攝像機是近年來隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展而推出的監(jiān)控行業(yè)熱點產(chǎn)品。目前已廣泛用于金融、文博、酒店、寫字樓、 住宅小區(qū)物業(yè)管理等領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的攝像機難以滿足24小時連續(xù)監(jiān)控（因為不可能在任何地點都做到24小時開燈）的需求，新技術(shù)型的超低照度攝像機抓住這一良機迅速發(fā)展起來。
　　一般的超低照度攝像機大都采用Exview HAD 技術(shù)，采用Exview HAD CCD的攝像機，對外界光線的敏感程度會大大提高，在近紅外區(qū)域，其感度可以提高到普通攝像機的4倍，如（圖1）。因此，即使在非常暗的環(huán)境下，這種攝像機通?？梢钥吹饺搜劭床坏降奈矬w，這一技術(shù)的出現(xiàn)受到了監(jiān)控市場的歡迎，對各種光照環(huán)境下均可表現(xiàn)出*的效果，特別是配合的紅外照明設(shè)備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實現(xiàn)0照度的監(jiān)控（*無光的情況下）。在近紅外760mm-1100mm的近紅外區(qū)域，如果配合合適波長的紅外照明，就可以實現(xiàn)清晰的黑白圖像。
　　類似地獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的爆光量，從而提高攝像機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指標，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。在獲得低照度下圖像上還有一些其它的辦法，但都不能從根本上解決照度問題。
另外，在選擇使用低照度攝像機和紅外線燈時要注意幾點。
　　*，必須選擇適當?shù)溺R頭。為了提高攝像機對紅外燈以及景物的敏感度，應(yīng)盡可能選用通光量大的鏡頭，并注意在使用自動光圈或電動二可變鏡頭時，要盡可能開大光圈的驅(qū)動電平值。因為一般隨著鏡頭焦距的增加，其通光量會相對減少，在選擇紅外燈時要留一定的余量，并注意紅外燈的標稱指標。
　　第二，紅外燈的選配電源應(yīng)盡可能要滿足其所需的zui小電功率，經(jīng)常發(fā)生照射距離不夠的情況。
　　第三，要考慮被攝像景物的反光程度，由于紅外線具備可見光相同的如反射、折射等特性，因此，在目標景物周圍如果沒有良好的反光環(huán)境（如建筑物、圍墻、標牌）時應(yīng)考慮一定的距離余量。

[監(jiān)控設(shè)備維護注意事項]
1、對每個攝像機所供電源的插座要經(jīng)常檢查，防止插頭脫落。
2、保證對每個攝像機和監(jiān)控中心的供電電壓較恒定。
3、對低矮位置的攝像機盡量設(shè)有明顯標志，提醒非監(jiān)控管理人員觸碰。
4、對監(jiān)控中心的監(jiān)控控制設(shè)備派專人專管，要求非監(jiān)控人員禁止操作。
5、監(jiān)控中心在每晚無人的情況下一定要對監(jiān)控設(shè)備斷電。
6、對監(jiān)控設(shè)備經(jīng)常擦拭保養(yǎng)。

[數(shù)字錄像機格式簡述]
從世界上*臺數(shù)字錄像機誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)過了十幾年的時間，數(shù)字錄像機已開始普及，并成為今后的發(fā)展方向。數(shù)字錄像機的優(yōu)勢十分明顯，它可消除復(fù)制時圖像質(zhì)量的降低，并可直接進入計算機和由計算機控制的數(shù)字化設(shè)備。目前，數(shù)字錄像機可分為非壓縮格式和壓縮格式兩大類。記錄載體可分為磁帶、硬盤和光盤，常用的記錄載體是磁帶。

　　非壓縮格式誕生較早，它把全部的圖像信息未經(jīng)壓縮地記錄到載體上。在非壓縮格式中，zui早誕生的專業(yè)數(shù)字錄像機D1格式，，并成為標準。現(xiàn)在對于許多非線性編輯系統(tǒng)來說，在評價它所輸出的視頻質(zhì)量上，往往都要與D1格式相比較。D1格式按ITUR601標準，以4∶2∶2采樣、8比特量化進行分量編碼記錄視頻。對于音頻，采樣頻率48KHZ、20比特量化，具有4個獨立的音頻通道。除D1格式外，還有D2、D3、D5格式的數(shù)字錄像機，其中D2、D3格式記錄復(fù)合視頻，D5采用了分量記錄方式。非壓縮格式的數(shù)字錄像機，圖像質(zhì)量很高，但其昂貴的價格，使大多數(shù)用戶望而卻步，即使在那些發(fā)達國家，情況也是如此。因此，這種類型的數(shù)字錄像機我們很難見到。

　　采用壓縮格式的數(shù)字錄像機，主要有數(shù)字Betacam模式、Digitial－s格式、Betacam－SX格式、DVCPRO格式、DVCAM格式和家用DV格式。它們都采用了數(shù)字分量記錄方式，所以也稱為數(shù)字分量錄像機。

　　數(shù)字Betacam的信噪比能達到62dB，采用4∶2∶2采樣格式，10比特量化的數(shù)字分量處理，并使用基于DCT的電平自適應(yīng)幀內(nèi)壓縮方式，壓縮比為2.3∶1，采用1/2英寸金屬帶，具有4通道48KHZ采樣，20比特線性量化的數(shù)字音頻。具有復(fù)制30代而無質(zhì)量損失的圖像質(zhì)量，并能兼容重放Betacam－SP模擬分量格式的錄像帶。

　　Digitial－S的信噪比優(yōu)于55dB，采用4∶2∶2采樣格式，8比特量化的數(shù)字分量處理，使用DCT幀內(nèi)壓縮方式，能達到廣播級質(zhì)量。其壓縮比為3.3∶1，記錄碼率為50MB/S，具有2通道48KHZ采樣，16比特量化的數(shù)字音頻。Digitial－S格式充分考慮了與S－VHS錄像帶的互換性，采用1/2英寸金屬帶，機械結(jié)構(gòu)與VHS相同，具有編輯處理圖像功能，向下兼容重放S－VHS錄像帶。其圖像質(zhì)量接近數(shù)字Betacam水平。

　　Betacam－SX采用4∶2∶2采樣格式，8比特量化的數(shù)字分量處理，壓縮采用MPEG－2442P@ML方式，輸入的圖像以2幀為1GOP（圖像組），每個GOP的數(shù)據(jù)為固定長度。其壓縮比達10∶1，記錄碼率為18MB/S，圖像質(zhì)量優(yōu)于標準型Betacam－SP。對于音頻采用4通道48KHZ采樣，16比特量化的數(shù)字音頻。Betacam－SX格式采用1/2英寸金屬帶，其DVW－A系列錄像機可向下兼容重放Betacam－SP錄像帶。Betacam－SX錄像機還采用了無循跡重放方式，通過加裝4個重放磁頭，提高了可靠性。

　　DVCRPO是在后面要講的家用DV格式的基礎(chǔ)上，開發(fā)成功的專業(yè)用數(shù)字分量錄像機。它采用4∶1∶1采樣格式，8比特量化和DCT幀內(nèi)壓縮方式，壓縮比為5∶1，記錄碼率為25MB/S，信噪比大于54dB，具有2通道48KHZ采樣，16比特量化的數(shù)字音頻。它使用1/4英寸金屬微粒帶，磁跡寬度18微米，具有兼容重放家用DV格式錄像帶的能力，其圖像質(zhì)量相當于標準型Betacam－SP。另外，松下公司在DVCPRO的基礎(chǔ)上還推出了4∶2∶2采樣、記錄碼率為50MB/S的DVCPRO50格式，圖像信號壓縮為比3.3∶1，旋轉(zhuǎn)磁頭數(shù)和走帶速度都比DVCPRO增加了一倍。

　　DVCAM也是在家用DV格式的基礎(chǔ)上，開發(fā)成功的專業(yè)用數(shù)字分量錄像機。和DVCRRO一樣，其目標是高畫質(zhì)、小型、輕量和低價格。它采用4∶2∶0采樣格式，8比特量化和DCT幀內(nèi)壓縮方式，壓縮比為5∶1，記錄碼率為25MB/S，信噪比大于54dB，具有2通道48KHZ采（下轉(zhuǎn)第50頁）（上接第48頁）樣，16比特量化的數(shù)字音頻。它采用1/4英寸金屬微粒帶，磁跡寬度15微米，與家用DV格式雙向兼容，即DV格式磁帶可以在DVCAM錄像機上重放，DVCAM錄像機也能在DV格式錄像機上重放。其圖像質(zhì)量相當于標準型的Betacam－SP。

　　家用DV格式，是在家用數(shù)字錄像機開發(fā)研制階段，為了避免重演模擬錄像機格式之爭，由世界上一些的電器公司共同制定的一個標準。目前，已有55家大公司宣布支持這一格式，使其成為標準。對于PAL制信號來講，它采用4∶2∶0的采樣格式、8比特量化和DCT幀內(nèi)壓縮方式，壓縮比為5∶1，記錄碼率為25MB/S，信噪比可達54dB。對于音頻，可采用32KHZ采樣，16比特量化的雙聲道立體聲方式，也可采用32KHZ采樣，12比特量化的四聲道方式。家用DV格式的圖象質(zhì)量是相當高的，遠遠超過了常見的S－VHS和Hi8，因為其亮度信號頻帶帶寬達6MHZ，色差信號的帶寬也分別達到了1.4MHZ和3MHZ。家用DV格式也采用1/4英寸金屬微粒帶，磁跡寬度10微米。

　　數(shù)字錄像機的發(fā)展方興未艾，但在目前仍是模擬與數(shù)字共存的時代，模擬錄像機在今后相當長的時期里不會退出歷史舞臺。不過數(shù)字化的序幕已經(jīng)拉開，自然就會有好戲連臺。對于廣大中、小型用戶來說，應(yīng)該將關(guān)注的目光投向DVCPRO和DVCAM格式。它們完夠滿足專業(yè)級的制作需要，而且具有兼容重放家用DV格式錄像帶的能力，可實現(xiàn)家用DV格式向?qū)I(yè)制作領(lǐng)域的順得過渡。

[如何選擇數(shù)字監(jiān)控主機]
智能數(shù)字監(jiān)控主機分為兩大類
　　一類是用于保安監(jiān)控項目（如樓宇、機場、博物館等保安監(jiān)控項目）中的智能監(jiān)控主機，它的特點是，功能齊全，具有良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，錄像速度慢，通過與傳感器、移動幀側(cè)的聯(lián)動，也能使錄像資源分配到zui需要的地方；
　　另一類數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)主要用于銀行柜員制監(jiān)控項目中的智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，它的特點是錄像速度高，每路每秒25幀，具有音頻輸入。如何選擇智能數(shù)字監(jiān)控主機，首先應(yīng)明確設(shè)備用在哪里，是保安監(jiān)控項目，還是對錄像速度要求較高的銀行柜員項目，在不同類型的項目中應(yīng)使用不同類型的智能數(shù)字監(jiān)控主機，在保安項目中使用*類設(shè)備即可，而在銀行柜遠志監(jiān)控項目上使用*類設(shè)備，錄像速度無法滿足用戶要求，需要使用第二類數(shù)字主機。

選擇經(jīng)過穩(wěn)定性驗證的設(shè)備
　　智能數(shù)字監(jiān)控主機的穩(wěn)定性要從兩方面考察：
　　一是從硬件機構(gòu)上看智能數(shù)字監(jiān)控主機均是多路輸入，硬件可采用多卡方式，也可采用單卡方式，由于智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是PC機，且多以WIN98為操作平臺，因此采用單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式，有些采用一路一卡的方式，很容易形成硬件沖突。
　　二是考察其軟件編程是否規(guī)范,這主要是通過長時間運行和操作來驗證，應(yīng)對各項功能的長時運行進行觀察。

[數(shù)字化硬盤錄像機的選擇]
目前可謂進入了數(shù)字化監(jiān)控主機的春秋戰(zhàn)國時期,?？陀^地說，數(shù)字化產(chǎn)品因為緊跟計算機技術(shù)的快速發(fā)展，在硬盤錄像，網(wǎng)絡(luò)互動，視頻報警，工作時間表，多畫面顯示等方面都有突出的表現(xiàn)，贏得了不少人的青睞，在保安監(jiān)控,柜員監(jiān)控,民用監(jiān)控等眾多領(lǐng)域逐漸占有一席之地。也因為該領(lǐng)域發(fā)展太快，至今沒有出臺國家或行業(yè)標準，本文介紹了一些在選擇及評測數(shù)字化產(chǎn)品方面的注意事項和技巧,希望對大家選擇數(shù)字化監(jiān)控主機有所幫助。
一、觀界面的選擇
　　多數(shù)數(shù)字化監(jiān)控主機選擇了工控機箱作為外殼，外觀作工印字要精致美觀，將軟驅(qū)和電源開關(guān)用一道機械鎖鎖起來哪種款式對減少人為故障有一定幫助。如果能打開機蓋，應(yīng)注意觀看一下用的什么風(fēng)扇和電源，像奔騰ⅢCPU上的風(fēng)扇平均*工作時間在3年以上，而一般風(fēng)扇平均*工作時間可能說不準確，這對每天都連續(xù)開機的數(shù)字化監(jiān)控主機而言是一個故障隱患，另外，注意觀看后排的接口接線方式是否可靠便利。
　　為了操作方便，界面應(yīng)是漢化的，將主要功能都能一目了然地反映在主界面上，建議選擇看上去很專業(yè)很漂亮操作直觀的界面。能像WINDOWS操作菜單化。
　　功能擴展性較強，主要功能分為監(jiān)視功能，錄像功能，報警功能，控制功能，網(wǎng)絡(luò)功能，身份識別功能，工作時間表功能，如能有矩陣，雙工對講，這兩點很多難做到。下面分別作一介紹。
二、功能的多樣化
1、監(jiān)視功能
　　監(jiān)視功能是矩陣主機和數(shù)字化主機zui主要的功能之一，監(jiān)視功能無非是看全、看清楚現(xiàn)場的景物，必要時應(yīng)該有聲音，注意是否視音頻同步。主要通過清晰度、畫面實時程度和顯示形式來決定監(jiān)視的效果，和電視機顯示不同，不同顯卡和采集卡觀察的效果是不一樣的。像測量CCD攝像機的清晰度一樣，建議選用專業(yè)圖形測試卡和線數(shù)較高的攝像機作為觀察對象，準確讀出可以觀察到的水平和垂直分辨率，作為監(jiān)視清晰度的依據(jù)，一般每秒圖像超過17幀時肉眼看上去是比較實時的圖像，而柜員制和一些特殊的監(jiān)控場所要求每秒圖像要達到 25幀或更高，通常可做一些手的快速動作來觀察此功能，比如快速數(shù)數(shù)、拍手等，此效果應(yīng)記錄下來作為錄像的回放記錄。顯示形式一般有1、4、7、9、10、16等畫面分割形式，也可將屏幕切到全屏。每一路的亮度、對比度、色彩、飽和度等參數(shù)都應(yīng)是連續(xù)可調(diào)的，不然在多畫面時因為光線不均等原因無法很好觀看，這也是數(shù)字主機優(yōu)于普通畫面分割器的地方。
在全屏觀察時，可以比較準確地反映畫質(zhì)、錄像速度及顯卡質(zhì)量。
　
2、錄像：
　　錄像效果是數(shù)字主機的核心和生命力所在，在監(jiān)視器上看去實時和清晰的圖像，錄下來回放效果不一定好，而取證效果zui主要的還是要看錄像效果，一般情況下錄像效果比監(jiān)視效果更重要。
　　清晰度和實時程度的觀察方法和監(jiān)視效果相似。單位時間錄像所用內(nèi)存，及單幅畫面的內(nèi)存也是反映錄像效果的zui主要參數(shù)。單位時間錄像所占內(nèi)存和單幅面所占用空間對同樣硬盤可以錄像多長時間和網(wǎng)上傳輸圖像的速率都有決定影響。一般標準MPEG格式，每小時每路要錄到600M，而MJPEG格式同時記錄16路畫面標準情況下占150M，占用空間差別是相當大的，對于靜態(tài)畫面占多大內(nèi)存取決于畫面尺寸圖像壓縮比（畫面質(zhì)量）和圖形格式。對于動態(tài)畫面占多大內(nèi)存取決于畫面尺寸圖像壓縮比，圖像格式和畫面是否變化及變化快慢，筆者曾對一種數(shù)字主機測試，使用MJPEG格式，圖像尺寸設(shè)為800×600，圖像運動時占到3K字節(jié)，而不運動時占到180字節(jié)。
另　　外對一些保安監(jiān)控用主機應(yīng)具備預(yù)置報警錄像功能，它可以將和報警無關(guān)的信息濾去不錄，大大減低對存儲容量的要求。有些主機還具備報警后自動增加錄制幀數(shù)的功能。這對有效信息的存儲也很有幫助。
　　特別提醒注意的是：同樣的看起來畫質(zhì)差不多的圖像，而所占的空間大小可能相差很大（70M-550M/路/小時）。這時就不能看該機監(jiān)控界面的顯示了，只能退到操作系統(tǒng)（如WINDOWS，NT，UNIX...）下查看文件的大小才準確。
3、報警功能：
　　報警功能主要指探測器的輸入報警和圖像視頻幀測的報警，報警后系統(tǒng)會自動開啟錄像功能，并通過報警輸出功能開啟相應(yīng)射燈，警號和聯(lián)網(wǎng)輸出信號。
　　圖像視頻幀測報警是數(shù)字監(jiān)視所*的功能，他可以方便地設(shè)定視頻觸發(fā)區(qū)域和靈敏度，在一定意義上可以起到探測器的作用。
　　按時間段進行自動布撤防功能，預(yù)置報警錄像功能和自動對報警錄像進行加幀是傳統(tǒng)報警系統(tǒng)不具備的功能。
　　報警信號的輸出時間應(yīng)是可調(diào)整的，同時各種報警結(jié)果應(yīng)在計算機中有明確記載。
4、控制功能：
　　主要指通過主機對于攝像機云臺，鏡頭進行控制，這一般要通過解碼器完成，主要觀察一下操作是否靈活可靠。
5、網(wǎng)絡(luò)功能：
　　通過局域網(wǎng)撥號上網(wǎng)經(jīng)過簡單身份識別可以對主機進行各種監(jiān)視錄像控制的操作

[硬盤錄像機]
產(chǎn)品特性：
　　硬盤錄像機的基本功能是將模擬的音視頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)镸PEG數(shù)字信號存儲在硬盤（HDD）上，并提供與錄制、播放和管理節(jié)目相對應(yīng)的功能。
　　其突出特性體現(xiàn)在以下幾個方面：
1.實現(xiàn)了模擬節(jié)目的數(shù)字化高保真存儲 能夠?qū)V為傳播和個人收集的模擬音視頻節(jié)目以*的數(shù)字化方式錄制和存儲，一次錄制，反復(fù)多次播放也不會使質(zhì)量有任何下降。
2.全面的輸入輸出接口 提供了天線/電視電纜、AV端子、S端子輸入接口和AV端子、S端子輸出接口?？射浿茙缀跛械碾娨暪?jié)目和其它播放機、攝像機輸出的信號，方便地與其它的視聽設(shè)備連接。
3.多種可選圖像錄制等級 對于同一個節(jié)目源，提供了高、中、低三個圖象質(zhì)量錄制等級。選用zui高等級時，錄制的圖象質(zhì)量接近于DVD的圖象質(zhì)量。
4.大容量長時間節(jié)目存儲，可擴展性強 用戶可選用20.4GB、 40GB或更大容量的硬盤用于節(jié)目存儲。以20.4GB 容量計算，在選定的碼率下可錄制節(jié)目時間的關(guān)系如下表所示：
碼率（Mbps） 可錄制節(jié)目時間（小時）
6 7
4 10
2 20
1.15 38
5.具有*的時移（Timeshifting）功能 當不得不中斷收看電視節(jié)目時，用戶只需按下Timeshifting鍵，從中斷收看時刻開始的節(jié)目都將被自動保存起來，用戶在處理完事務(wù)后還可以從中斷的位置起繼續(xù)收看節(jié)目，而不會有任何停頓感。
6.完善的預(yù)約錄制/播放節(jié)目功能。 用戶可以自由的設(shè)定開始錄制/播放節(jié)目的起始時刻、時間長度等選項。通過對預(yù)約節(jié)目單的編輯組合，可以系統(tǒng)化地錄制各種間斷性的電視節(jié)目，包括電視連續(xù)劇。
7.強大的網(wǎng)絡(luò)信息家電中心 用戶通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口，使用DVR度身定制的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，將可以享用豐富的網(wǎng)絡(luò)在線信息。
8.提供便捷的管理已錄制節(jié)目的方法 用戶可以按照錄制時間、節(jié)目種類等方式對已錄制的節(jié)目進行組織和分類，隨意在喜好的位置設(shè)定書簽。
9.提供隨心所欲的播放方式 由于硬盤快速、隨機存儲的特點，欣賞錄制好的和正在錄制的節(jié)目時，都可以用比當前DVD播放機更多種、更靈活的方式進行特技播放，快速播放時圖像更加平滑，慢速播放時具有更高的細節(jié)分辨率。

[畫面分割器]
在有多個攝像機組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用視頻切換器使多路圖像在一臺監(jiān)視器上輪流顯示。但有時為了讓監(jiān)控人員能同時看到所有監(jiān)控點的情況，往往采用多畫面分割器使得多路圖像同時顯示在一臺監(jiān)視器上。當采用幾臺多畫面分割器時，就有可能用與多畫面分割器相同數(shù)量的監(jiān)視器將所有攝像機傳送來的多個畫面同時顯示。這樣，既減少了監(jiān)視器的數(shù)量，又能使監(jiān)控人員一目了然地監(jiān)視各個部位的情況。常用的畫面分割器為四畫面、九畫面和十六畫面。
畫面分割器的基本工作原理
　　采用圖像壓縮和數(shù)字化處理的方法，把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監(jiān)視器的屏幕上。有的還帶有內(nèi)置順序切換器的功能，此功能可將各攝像機輸入的全屏畫面按順序和間隔時間輪流輸出顯示在監(jiān)視器上（如同切換主機輪流切換畫面那樣），并可用錄像機按上述的順序和時間間隔記錄下來。其間隔時間一般是可調(diào)的。
主要性能：
　　1.全壓縮圖像，數(shù)字化處理的彩色/黑白畫面分割器；
　　2.四路（或九、十六路）視頻輸入并帶有四路（或九、十六路）的環(huán)接輸出；
　　3.內(nèi)置可調(diào)校時間的順序切換器和獨立的切換輸出。根據(jù)攝像機的編號對全屏畫面按順序切換顯示，敏路畫面的顯示時間可由用戶自己進行優(yōu)化編程調(diào)整；
　　4.高解像度以及實時更新率。畫面指標為512×512象素，更新率為25-30場/秒；
　　5.錄像帶重放時可實現(xiàn)1/4（或1/9、1/16）畫面到全屏畫面變焦（還原為實時全屏畫面）；
　　6.與標準的SUPER-VHS錄像機兼容（有的還具有S-VHS接口）；
　　7.有報警輸入/輸出接口，可與報警系統(tǒng)聯(lián)動。報警時可調(diào)用全屏畫面并產(chǎn)生報警輸出信號啟動錄像機或其它相關(guān)設(shè)備。也就是說，當報警信號產(chǎn)生時，與該警報相關(guān)區(qū)域的場景將以全屏畫面顯示出來，并可自動錄像。用戶可自行設(shè)定警報的持續(xù)時間和錄像的持續(xù)時間。報警輸入接口數(shù)目與畫面輸入數(shù)目相同；
　　8.八個字符的攝像機名稱。用戶可自已編程設(shè)定給每個攝像機zui多達八個字符的名稱；
　　9.報警畫面疊加、視頻信號丟失指標。該功能可方便用戶快速檢查出現(xiàn)丟失的原因；
　　10.設(shè)置屏幕菜單編程/調(diào)用。編程簡單、操作容易，人-機界面友好；
　　11.電子保險鎖。用戶可自行設(shè)定密碼，被允許的操作者才能進行系統(tǒng)的操作。

[視頻切換器]
視頻切換器是組成控制中心中主控制臺上的一個關(guān)鍵設(shè)備，是選擇視頻圖像信號的設(shè)備。簡單地說，將幾路視頻信號輸入，通過對其控制，選擇其中一路視頻信號輸出。
　　在多路攝像機組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般沒必要用同攝像機數(shù)量一樣的監(jiān)視器一一對應(yīng)顯示各路攝像機的圖像信號。如果那樣，則成本高，操作不方便，容易造成混亂，所以一般都是按一定的比例用一臺監(jiān)視器輪流切換顯示幾臺攝像機的圖像信號。視頻切換器目前多采用由集成電路做成的模擬開關(guān)。這種形式切換控制方便，便于組成矩陣切換形式。切換的控制信號可采用編碼方式。
　　目前所使用的主控制臺上的視頻切換器，一般都做成矩陣切換形式以及積木式?？筛鶕?jù)系統(tǒng)中攝像機的多少以及攝像機對監(jiān)視器的比例來選用視頻切換器的輸入輸出路數(shù)及任意組成切換比例。
視頻切換器的主要技術(shù)指標：
　　1.切換比例，此指標即指切換器的輸入路數(shù)及切換后輸出的路數(shù)。如果是矩陣形式的視頻切換器，可通過編碼任意選擇切換比例。如果切換比例是固定的，一般常用的有“四選一”、“六選一”等等。
　　2.隔離度：這項指標是衡量多路視頻信號輸入到切換器上時，各路視頻信號之間以及它們與切換后輸出的信號之間隔離的程度。一般用分貝（dB）表示，此項指標值越高越好。
　　3.微分增益DG、微分相位DP 　　微分增益DG是指被切換后輸出的視頻信號與切換前的信號在幅度上的失真程度。此指標值越小，表明失真越小。
　　微分相位DP是指被切換后輸出的視頻信號與切換前的信號在相位上的失真。此指標值越小，表示在相位上失真越小。一般要求電視監(jiān)視控系統(tǒng)中使用的視頻切換器的DG≤8%，DP≤8°。
　　4.輸入電平與輸出電平 　　有些視頻切換器還給出輸入電平（或輸入電壓）和輸出電平（或輸出電壓）的技術(shù)指標。輸入電平是指視頻切換器輸入端對輸入視頻信號電壓幅度的要求，一般為0.8Vp-p至1.2Vp-p；輸出電平是指視頻切換器輸出端輸出電壓的幅度標準，一般為1Vp-p至1.2Vp-p。

[圖像數(shù)碼基礎(chǔ) ]
一、光和顏色
1  光和顏色
可見光是波長在380 nm～780 nm之間的電磁波，我們看到的大多數(shù)光不是一種波長的光，而是由許多不同波長的光組合成的。如果光源由單波長組成，就稱為單色光源。該光源具有能量，也稱強度。實際中，只有極少數(shù)光源是單色的，大多數(shù)光源是由不同波長組成，每個波長的光具有自身的強度。這稱為光源的光譜分析。
顏色是視覺系統(tǒng)對可見光的感知結(jié)果。研究表明，人的視網(wǎng)膜有對紅、綠、藍顏色敏感程度不同的三種錐體細胞。紅、綠和藍三種錐體細胞對不同頻率的光的感知程度不同，對不同亮度的感知程度也不同。
自然界中的任何一種顏色都可以由R，G，B這3種顏色值之和來確定，以這三種顏色為基色構(gòu)成一個RGB顏色空間，基色的波長分別為700 nm（紅色）、546.1 nm（綠色）和435.8 nm（藍色）。
顏色＝R（紅色的百分比）＋G（綠色的百分比）＋B（藍色的百分比）
可以選擇不同的三基色構(gòu)造不同的顏色空間，只要其中一種不是由其它兩種顏色生成。例如Y（Yellow,黃色），C（ Cyan，青色），M（Magenta，品紅）。
2  顏色的度量
圖像的數(shù)字化要考慮到如何用數(shù)字來描述顏色。照明委員會CIE （International Commission on Illumination ）對顏色的描述作了一個通用的定義，用顏色的三個特性來區(qū)分顏色。這些特性是色調(diào)，飽和度和明度，它們是顏色所固有的并且是截然不同的特性。
色調(diào)（hue）又稱為色相，指顏色的外觀，用于區(qū)別顏色的名稱或顏色的種類。色調(diào)用紅、橙、黃、綠、青、藍、靛、紫等術(shù)語來刻畫。用于描述感知色調(diào)的一個術(shù)語是色彩（colorfulness）。
飽和度（saturation）是相對于明度的一個區(qū)域的色彩，是指顏色的純潔性，它可用來區(qū)別顏色明暗的程度。*飽和的顏色是指沒有滲入白光所呈現(xiàn)的顏色，例如僅由單一波長組成的光譜色就是*飽和的顏色。
明度（brightness）是視覺系統(tǒng)對可見物體輻射或者發(fā)光多少的感知屬性。它和人的感知有關(guān)。由于明度很難度量，因此照明委員會定義了一個比較容易度量的物理量，稱為亮度（luminance） 來度量明度，亮度（luminance）即輻射的能量。明度的一個是黑色（沒有光），另一個是白色，在這兩個之間是灰色。
光亮度（lightness）是人的視覺系統(tǒng)對亮度（luminance）的感知響應(yīng)值，光亮度可用作顏色空間的一個維，而明度（brightness）則用于發(fā)光體,該術(shù)語用來描述反射表面或者透射表面。
3  顏色空間
顏色空間是表示顏色的一種數(shù)學(xué)方法，人們用它來和產(chǎn)生顏色，使顏色形象化。顏色空間中的顏色通常使用代表三個參數(shù)的三維坐標來，這些參數(shù)描述的是顏色在顏色空間中的位置，但并沒有告訴我們是什么顏色，其顏色要取決于我們使用的坐標。
使用色調(diào)、飽和度和明度構(gòu)造的一種顏色空間，叫做HSB（hue, saturation and brightness）顏色空間。RGB（red，green and blue）和CMY（cyan, magenta and yellow）是zui流行的顏色空間，它們都是與設(shè)備相關(guān)的顏色空間，前者用在顯示器上，后者用在打印設(shè)備上。
RGB（red，green and blue）和CMY（cyan, magenta and yellow）是zui流行的顏色空間，前者用在顯示器上，后者用在打印設(shè)備上。
從技術(shù)上角度區(qū)分，顏色空間可考慮分成如下三類：
?    RGB型顏色空間/計算機圖形顏色空間：這類模型主要用于電視機和計算機的顏色顯示系統(tǒng)。例如，RGB，HSI, HSL和HSV等顏色空間。
?    XYZ型顏色空間/CIE顏色空間：這類顏色空間是由照明委員會定義的顏色空間，通常作為性的顏色空間標準，用作顏色的基本度量方法。例如，CIE 1931 XYZ，L*a*b，L*u*v和LCH等顏色空間就可作為過渡性的轉(zhuǎn)換空間。
? YUV型顏色空間/電視系統(tǒng)顏色空間：由廣播電視需求的推動而開發(fā)的顏色空間，主要目的是通過壓縮色度信息以有效地播送彩色電視圖像。例如，YUV，YIQ，ITU-R BT.601 Y'CbCr, ITU-R BT.709 Y'CbCr和SMPTE-240M Y'PbPr等顏色空間。
4  顏色空間的轉(zhuǎn)換
不同顏色可以通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系相互轉(zhuǎn)換：
?       有些顏色空間之間可以直接變換。例如，RGB和HSL，RGB和HSB，RGB和R'G'B', R'G'B'和Y'CrCb，CIE XYZ和CIE L*a*b*等。
?        有些顏色空間之間不能直接變換。例如，RGB和CIE La*b*, CIE XYZ和HSL，HSL和Y'CbCr等，它們之間的變換需要借助其他顏色空間進行過渡。
R'G'B'和Y'CbCr兩個彩色空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系用下式表示：
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Cr = （0.500R - 0.4187G - 0.0813B） + 128
Cb = （-0.1687R - 0.3313G + 0.500B） + 128
二、彩色電視的制式及其顏色空間
1、彩色電視制式
目前世界上現(xiàn)行的彩色電視制式有三種：NTSC制、PAL制和SECAM制。這里不包括高清晰度彩色電視HDTV （High-Definition evision）。
NTSC（National evision Systems Committee）彩色電視制是1952年美國國家電視標準委員會定義的彩色電視廣播標準，稱為正交平衡調(diào)幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家，以及日本、韓國、菲律賓等國和中國的中國臺灣采用這種制式。
NTSC彩色電視制的主要特性是：
　　（1） 525行/幀, 30幀/秒（29.97 fps, 33.37 ms/frame）
　?。?） 高寬比：電視畫面的長寬比（電視為4:3；電影為3:2；高清晰度電視為16:9）
　?。?） 隔行掃描，一幀分成2場（field），262.5線/場
　?。?） 在每場的開始部分保留20掃描線作為控制信息，因此只有485條線的可視數(shù)據(jù)。Laser disc約~420線，S-VHS約~320線
　　（5） 每行63.5微秒，水平回掃時間10微秒（包含5微秒的水平同步脈沖），所以顯示時間是53.5微秒。
　?。?） 顏色模型：YIQ
　　一幀圖像的總行數(shù)為525行，分兩場掃描。行掃描頻率為15 750 Hz， 周期為63.5μs；場掃描頻率是60 Hz，周期為16.67 ms；幀頻是30 Hz，周期33.33 ms。每一場的掃描行數(shù)為525/2=262.5行。除了兩場的場回掃外，實際傳送圖像的行數(shù)為480行。
由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺點，因此德國（當時的西德）于1962年制定了PAL（Phase-Alternative Line）制彩色電視廣播標準，稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。德國、英國等一些西歐國家，以及中國、朝鮮等國家采用這種制式。
PAL電視制的主要掃描特性是：
　?。?） 625行（掃描線）/幀，25幀/秒（40 ms/幀）
　　（2） 長寬比（aspect ratio）：4:3
　?。?） 隔行掃描，2場/幀，312.5行/場
　?。?） 顏色模型：YUV
法國制定了SECAM （法文：Sequential Coleur Avec Memoire）彩色電視廣播標準，稱為順序傳送彩色與存儲制。法國、蘇聯(lián)及東歐國家采用這種制式。世界上約有65個地區(qū)和國家試驗這種制式。
這種制式與PAL制類似，其差別是SECAM中的色度信號是頻率調(diào)制（FM），而且它的兩個色差信號：紅色差（R'-Y'）和藍色差（B'-Y'）信號是按行的順序傳輸?shù)摹７▏?、俄羅斯、東歐和中東等約有65個地區(qū)和國家使用這種制式，圖像格式為4:3，625線，50 Hz，6 MHz電視信號帶寬，總帶寬8 MHz。
2、彩色電視的顏色空間
在彩色電視中，用Y、C1, C2彩色表示法分別表示亮度信號和兩個色差信號，C1，C2的含義與具體的應(yīng)用有關(guān)。在NTSC彩色電視制中，C1，C2分別表示I、Q兩個色差信號；在PAL彩色電視制中，C1，C2分別表示U、V兩個色差信號；在CCIR 601數(shù)字電視標準中，C1，C2分別表示Cr，Cb兩個色差信號。所謂色差是指基色信號中的三個分量信號（即R、G、B）與亮度信號之差。
NTSC的YIQ顏色空間與RGB顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：
Y=0.30R+0.59G+0.11B
I=0.74（R－Y）－0.27（B－Y） =  0.60R+0.28G+0.32B
Q=0.48（R－Y）－0.27（B－Y） =  0.21R+0.52G+0.31B
PAL的YUV顏色空間與RGB顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：
Y=0.30R+0.59G+0.11B
U=0.493（B－Y） = －0.15R－0.29G+0.44B
Q=0.877（R－Y） =  0.62R－0.52G－0.10B
三、視頻圖像采樣
模擬視頻的數(shù)字化包括不少技術(shù)問題，如電視信號具有不同的制式而且采用復(fù)合的YU號方式，而計算機工作在RGB空間；電視機是隔行掃描，計算機顯示器大多逐行掃描；電視圖像的分辨率與顯示器的分辨率也不盡相同等等。因此，模擬視頻的數(shù)字化主要包括色彩空間的轉(zhuǎn)換、光柵掃描的轉(zhuǎn)換以及分辨率的統(tǒng)一。
模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先把復(fù)合視頻信號中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV或YIQ分量，然后用三個模／數(shù)轉(zhuǎn)換器對三個分量分別采樣并進行數(shù)字化，zui后再轉(zhuǎn)換成RGB空間。
1、圖像子采樣
對彩色電視圖像進行采樣時，可以采用兩種采樣方法。一種是使用相同的采樣頻率對圖像的亮度信號（Y）和色差信號（Cr，Cb）進行采樣，另一種是對亮度信號和色差信號分別采用不同的采樣頻率進行采樣。如果對色差信號使用的采樣頻率比對亮度信號使用的采樣頻率低，這種采樣就稱為圖像子采樣（subsampling）。由于人的視覺對亮度信號的敏感度高于對色差的敏感度，這樣做利用人的視覺特性來節(jié)省信號的帶寬和功率，通過選擇合適的顏色模型，可以使兩個色差信號所占的帶寬明顯低于Y的帶寬，而又不明顯影響重顯彩色圖像的觀看。
目前使用的子采樣格式有如下幾種：
　?。?） 4:4:4 這種采樣格式不是子采樣格式，它是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、4個紅色差Cr樣本和4個藍色差Cb樣本，這就相當于每個像素用3個樣本表示。
　　（2） 4:2:2 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、2個紅色差Cr樣本和2個藍色差Cb樣本，平均每個像素用2個樣本表示。
　?。?） 4:1:1 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、1個紅色差Cr樣本和1個藍色差Cb樣本，平均每個像素用1.5個樣本表示。
　　（4） 4:2:0 這種子采樣格式是指在水平和垂直方向上每2個連續(xù)的采樣點上取2個亮度Y樣本、1個紅色差Cr樣本和1個藍色差Cb樣本，平均每個像素用1.5個樣本表示。
2、CIF、QCIF和SQCIF格式
為了既可用625行的電視圖像又可用525行的電視圖像，CCITT規(guī)定了稱為公用中分辨率格式CIF（Common Intermediate Format），1/4公用中分辨率格式（Quarter-CIF，QCIF）和（Sub-Quarter Common Intermediate Format，SQCIF）格式對電視圖像進行采樣。
CIF格式具有如下特性：
（1）                  電視圖像的空間分辨率為家用錄像系統(tǒng)（Video Home System，VHS）的分辨率，即352×288。
（2）                  使用非隔行掃描（non-interlaced scan）。
（3）                  使用NTSC幀速率，電視圖像的zui大幀速率為30 000/1001≈29.97幅/秒。
（4）                  使用1/2的PAL水平分辨率，即288線。
（5）                  對亮度和兩個色差信號（Y、Cb和Cr）分量分別進行編碼，它們的取值范圍同ITU-R BT.601。即黑色=16，白色=235，色差的zui大值等于240，zui小值等于16。
下面為5種 CIF 圖像格式的參數(shù)說明。參數(shù)次序為“圖象格式 亮度取樣的象素個數(shù)（dx） 亮度取樣的行數(shù) （dy） 色度取樣的象素個數(shù)（dx/2） 色度取樣的行數(shù)（dy/2）”。
sub-QCIF 128      96     64     48
QCIF        176   144     88     72
CIF           352   288   176   144
4CIF         704   576   352   288
16CIF    1408  1152  704   576
　
H.263數(shù)字視頻壓縮
一、視頻壓縮編碼的基本概念
視頻壓縮的目標是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)率。視頻壓縮比一般指壓縮后的數(shù)據(jù)量與壓縮前的數(shù)據(jù)量之比。
在視頻壓縮中常需用到以下的一些基本概念：
1 有損和無損壓縮：在視頻壓縮中有損（Lossy ）和無損（Lossless）的概念與靜態(tài)圖像中基本類似。無損壓縮也即壓縮前和解壓縮后的數(shù)據(jù)*一致。有損壓縮意味著解壓縮后的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)不一致。在壓縮的過程中要丟失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息，而且丟失的信息不可恢復(fù)。丟失的數(shù)據(jù)率與壓縮比有關(guān)，壓縮比越小，丟失的數(shù)據(jù)越多，解壓縮后的效果一般越差。此外，某些有損壓縮算法采用多次重復(fù)壓縮的方式，這樣還會引起額外的數(shù)據(jù)丟失。
2 幀內(nèi)和幀間壓縮：幀內(nèi)（Intraframe）壓縮也稱為空間壓縮（Spatial compression）。當壓縮一幀圖像時，僅考慮本幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息，這實際上與靜態(tài)圖像壓縮類似。幀內(nèi)壓縮一般達不到很高的壓縮。
    采用幀間（Interframe）壓縮是基于許多視頻或動畫的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性，或者說前后兩幀信息變化很小的特點。也即連續(xù)的視頻其相鄰幀之間具有冗余信息，根據(jù)這一特性，壓縮相鄰幀之間的冗余量就可以進一步提高壓縮量，減小壓縮比。幀間壓縮也稱為時間壓縮（Temporal compression），它通過比較時間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進行壓縮。幀間壓縮一般是無損的。
    3 對稱和不對稱編碼：對稱性（symmetric）是壓縮編碼的一個關(guān)鍵特征。對稱意味著壓縮和解壓縮占用相同的計算處理能力和時間，對稱算法適合于實時壓縮和傳送視頻，如視頻會議應(yīng)用就以采用對稱的壓縮編碼算法為好。不對稱或非對稱意味著壓縮時需要花費大量的處理能力和時間，而解壓縮時則能較好地實時回放，也即以不同的速度進行壓縮和解壓縮。一般地說，壓縮一段視頻的時間比回放（解壓縮）該視頻的時間要多得多。
二、H.263壓縮編碼格式
1 H.263壓縮編碼格式
        H.263 視頻編碼標準是專為中高質(zhì)量運動圖像壓縮所設(shè)計的低碼率圖像壓縮標準。H.263 采用運動視頻編碼中常見的編碼方法，將編碼過程分為幀內(nèi)編碼和幀間編碼兩個部分。I幀內(nèi)用改進的DCT 變換并量化，在幀間采用1/2 象素運動矢量預(yù)測補償技術(shù)，使運動補償更加，量化后適用改進的變長編碼表（VLC）地量化數(shù)據(jù)進行熵編碼，得到zui終的編碼系數(shù)。
 
2 H.263 幀類型
A 內(nèi)碼幀（I幀）不能由任何其它幀構(gòu)造出來，包含所有可顯示它的信息。
　
I幀編碼過程：
?         每個光亮度和色差平面被分成8＊8的塊
?         各塊使用DCT轉(zhuǎn)換成頻率域
?         利用量化表進行量化。
?         對各塊中zui重要系數(shù)序列（DC系數(shù)）用DPCM技術(shù)進行編碼，且僅編碼兩個相鄰DC值的差
?         各塊中的系數(shù)是按鋸齒形次序進行行程編碼
?         zui后進行類哈夫曼編碼
預(yù)測幀（P幀）：由前面的幀構(gòu)造所得。
P幀編碼：
P幀編碼過程：
?         在基準幀中對每個宏塊均查找其*匹配宏塊
?         計算實際宏塊和*匹配宏塊的差，作為運動向量
?         誤差項用DCT進行轉(zhuǎn)換
?         接著進行量化步，形成“鋸齒形次序”行程編碼，zui后進行類哈夫曼平均信息量編碼。注意量化表與I幀所用的不同，DC系數(shù)的編碼與其他系數(shù)的編碼方式相同
3　h.263特點
與H.261 的p×64K 的傳輸碼率相比，H.263的碼率更低，單位碼率可以小于 64K，且支持的原始圖像格式更多，包括了在視頻和電視信號中常見的QCIF，CIF，EDTV，ITU－R 601，ITU－R 709 等等。
H.263的編碼速度快，其設(shè)計編碼延時不超過150ms；碼率低，在512 K 乃至 384K 帶寬下仍可得到相當滿意的圖像效果，十分適用于需要雙向編解碼并傳輸?shù)膱龊希ㄈ?）和網(wǎng)絡(luò)條件不是很好的場合（如:遠程監(jiān)控）。
H．263圖象被編碼為一個亮度信號和兩個色差成分（Y，CB和CR）。
4 H.263的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
H.263采用句法和語義學(xué)的方法對多路視頻來管理的。
句法被劃分為四層，四個層分別是圖象、塊組、宏塊、塊。圖象層每幀圖象的數(shù)據(jù)包含一個圖象頭，并緊跟著塊組數(shù)據(jù)，zui后是一個end-of-sequence碼和填塞位。其中包括有圖象開始碼（PSC） （22 bits）、時域參照（TR）（8 bits）、類型信息 （PTYPE） （13 bits） 和量化器信息 （PQUANT） （5 bits）等十三個選項。
每個塊組層（GOB）包含了一個塊組層頭，緊跟著宏塊數(shù)據(jù)。每個GOB包含了一行或多行宏塊。對于每幀圖象的*個GOB（0號），不需要傳送GOB頭。而對于其它的GOB，GOB頭可以為空，這決定于編碼策略。譯碼器可以通過外部手段發(fā)送信號給遠程變碼器要求只傳送非空GOB頭，例如建議H.245。
每個宏塊中包含了一個宏塊頭和后續(xù)的塊數(shù)據(jù)。COD只出現(xiàn)在用PTYPE為"INTER"的圖象幀中，對于這些圖象中的宏塊，當COD或PTYPE指示為"INTRA"時會出現(xiàn)宏塊類型 & 色度的編碼塊樣式（MCPBC）。如果PTYPE指示了"PB幀"，對于B塊的宏塊 （MODB）會出現(xiàn)。只有在MODB中時才會出現(xiàn)CBPB（指示將傳送宏塊的B系數(shù)）和B宏塊的運動矢量數(shù)據(jù) （MVDB） （變長）。當MCPBC和CBPY中時會出現(xiàn)"塊數(shù)據(jù)"。
    塊層如果不在PB幀模式，一個宏塊包含四個亮度塊和兩個色差塊。在PB幀模式下，一個宏塊包含12個塊。在缺省H.263模式下，首先傳送6個P塊數(shù)據(jù)，然后是6個B塊數(shù)據(jù)。