第7章录像技术的发展ppt课件

1、第7章 录像技术的开展 7.1 录像机原理7.2 时滞录像机 7.3 多画面处置器 7.4 硬盘录像机 7.1 录像机原理 磁带录像机是以磁带为介质存储图像信息的设备。它所完成的根本物理变换是电磁转换，把时间轴上延续变化的电视信号、音频信号转化为磁带上磁迹的几何分布或相反的过程。 从质量上分，磁带录像机有广播级、业务级和家用型。在运用电视系统中，家用型和业务级机器是最为常用的图像记录设备。 7.1.1 磁记录的视频录放原理 1.磁性记录原理 铁磁物质的磁滞特性阐明磁性资料具有记忆功能，这一功能使得磁记录成为能够。任何一个磁记录必需包括两个根本的部分：一是承载信息的介质，二是向介质传送信息实现电

2、磁转换的器件。录像机的磁记录介质是磁带，电磁转换器件是磁头。经过磁头向磁带记录或重放信息，要构成一定的磁头磁带关系(简称头带关系)，这种关系必需具有很高的精度，是经过机械系统来保证的。图71示出了从信息传送角度看的头带关系表示图。 图71 磁记录的磁头磁带关系表示图 磁头是一个绕有一组线圈的环形铁芯，铁芯上有一狭窄的缝隙任务缝隙。当被记录信号电流流过线圈时，铁芯中就会产生与电流大小成正比、方向一定的磁通，由于任务缝隙处的磁阻较大，在其附近就会出现漏磁场。当磁带的磁性层(以下称磁带)与任务缝隙接触时，由于磁带的磁阻较低，铁芯中的磁通就会经过磁带构成闭合磁路，因此磁带被磁化。假设磁带以一定的速度相

3、对磁头运动，就会构成一条磁迹。在这个过程中被记录信号电流随时间的变化就转化为磁带上磁迹的磁化强度的变化。 我们引见这个过程主要是为了引入一个重要的概念记录波长。它表示对应被记录信号一个周期，磁带上磁化强度变化一个周期的长度。显然，它与磁带的速度v(假定磁头固定)成正比，与被记录信号的频率f成反比： (71) 该式阐明，v一定时，将随f的提高而缩短，这不仅受磁粉最小尺寸而且还受磁头缝隙宽度g的最小值的限制。这是由于g较宽时，磁带尚未擦过缝隙前，磁场方向就曾经改动。因此，在减小磁粉粒径和磁头缝隙遭到限制的情况下，提高头带相对速度v是提高录放信号频率的有效措施。 2.磁性记录重放原理 信号的重放过程

4、是上述过程的逆过程。当磁头的任务缝隙与磁带相接触时，将构成与记录时一样的头带关系。磁头将桥接磁带的磁迹，磁迹的外表磁场将在磁头线圈中产生相应的感生电动势，采用适当方法取出并处置这个电动势，就可以恢复出原信号。所谓构成与记录时一样的头带关系，一是指几何位置关系，二是指磁带以记录时一样的速度运动。根据电磁感应定律，铁芯线圈中感生电动势为 (72) 式中，N为线圈匝数，为经过铁芯的磁通量。由此可以得出图72所示的重放特性曲线。 彩色电视视频信号上限频率为6.5MHz，下限频率为25Hz左右。绝对带宽约为6.5MHz，相对带宽(上、下限频率之比)为26万。相对带宽通常用倍频程数来描画。对于视频信号，从

5、25Hz到50Hz为一个倍频程，50Hz到100Hz为第二个倍频程，100Hz到200Hz为第三个倍频程直到上限频率6.5MHz，总共约有18个倍频程。图72 磁记录重放特性 3.旋转磁头扫描 从重放特性可以看出：要想提高重放的最高频率fmax，以顺应视频信号的宽带特性，有两个途径，一是提高磁带速度，一是减小磁头的任务缝隙。磁头任务缝隙的窄化不断在进展着，但它是有限制的；而提高磁带速度又会带来磁带运用量过大的问题。为处理这个问题，人们研制了旋转磁头扫描方式。就是使磁头高速地旋转，而磁带仍以很低的速度行走，由于磁头高速地扫过磁带外表，使磁头与磁带之间的相对速度很高，这就可以实现很高的fmax。目

6、前运用最多的旋转扫描方式是螺旋扫描方式。盒式磁带录像机大多采用的二磁头螺线扫描方式的简图示于图73。 图73 二磁头螺旋扫描 在这种方式中，两个视频磁头彼此相隔180角，安装在一个旋转磁头鼓上，磁带经过进带导柱和出带导柱的调理，卷绕在磁头鼓的半圆周上，构成一定的高度差。由于磁头鼓旋转，两个磁头交替地接触磁带，扫描出一条条倾斜于磁带边缘一定角度的磁迹。视频信号每秒由25帧画面组成，每帧又分为2场，因此，假设磁头鼓的转数为25转秒，它旋转一周的时间恰好是一帧信号的时间，每个磁头扫描磁带的时间那么为一场信号的时间。控制旋转磁头相位，就可以使每个磁头将一整场信号记录在一根磁迹上。图74阐明了这个关系，

7、为了使磁迹衔接不出现信号丧失，磁带对磁头鼓的包角要稍大于180。图74 二磁头螺旋扫描与视频信号的关系 4.频率调制 由于磁记录系统动态范围的限制(70dB左右)，排除了直接记录视频信号的能够。必需进展调制，以紧缩相对带宽。 录像机采用调频方式处置视频信号，主要是由于它具有以下优点： (1)可以防止重放非线性所需的平衡。 (2)可以减小各种幅度干扰对记录的影响。 (3)可以采用饱和记录方式，获得较高的信噪比。 录像机所采用的频率调制方式不同于般的调频方式，它是针对磁记录的特点而设计的低载频、浅调制方式。低载频即采用稍高于视频信号最高频率的载波频率。普通情况下，调频信号的载频都远大于调制信号的上

8、限频率。比如，电视伴音信号，载频为6.5MHz，伴音信号的上限频率只需15kHz，载频是调制信号的几百倍。而在录像机中，由于遭到头带系统上限频率的限制，视频调频信号的载频只能稍大于视频信号的上限频率。根据调频载波的高低，录像机分高带方式和低带方式。 广播级录像机多为高带方式(同步顶和白电平载波频率分别为7MHz和10MHz左右)。盒式磁带录像机多为低带方式，比如，低带U型录像机，载频的变化范围为4.285.4MHz，而视频调制信号的上限频率在3MHz以上，两者相差很少。 浅调制是指采用较低的调制系数。在调频系统中，增大调制度mf可以提高伐制信号的信杂比。因此调频信号的调制度普通都大于1。比如，

9、电视伴音信号，规定的最大频偏为50kHz，对于伴音信号的上限频率(此时调制度最小)来说， 调制度mf为mf=最大频偏伴音上限频率=50/153。在录像机中，由于受头带系统上限频率的限制，加上还要调制带宽比声音信号宽得多的视频信号，不得不降低调频信号(对于调制信号最高频率来说)的调制度。下面，以低带U型机为例，计算一下视频调频信号的调制度。产生最大频偏的调制信号应是黑电平与白电平之差的峰值信号，如图75所示。对于这一信号，调频波的载频是(5.4+4.28)/2=4.84MHz，最大频偏f是0.56MHz。由于调制信号的上限频率f上限为3MHz，故上限频率的调制度mf=ff上限0.2，比1小得多。

10、图75 录像机低载频浅调制的信号频谱 (a)低带U型；(b)VHS型 低带U型录像机调制信号(亮度信号)的上限频率约为3MHz，上限频率的调制度在0.2以下，因此，对于上限频率来说，调频波只需思索一对边频。而调频波的载频(随调制信号的直流分量的变化)可以从4.28MHz变到5.4MHz，当载频为4.28MHz时，3MHz调制信号的第一对边频为(4.283)MHz，而当载频为5.4MHz时，3MHz调制信号的第一对边频为(5.43)MHz，因此调频波的频谱范围为1.288.4MHz。 5.彩色降频法 视频信号色度分量的频率范围为4.43MHz500kHz，低带方式录像机不能处置这样高频率的信号。

11、因此，它只对视频信号的亮度分量进展调频处置，这就是YFM方式，而对色度分量那么采用降低载波直接记录方式，这就是所谓彩色降频法。 色度信号不能与亮度信号同时处置还有一个重要的缘由，即低带录像机的时基抖动比较大。这个时基抖动对亮度信号的影响不易觉察；对色度信号那么不然，对色度进展降频处置可以减小时基抖动对它的影响。 彩色降频法的详细过程如图76所示。图76 彩色降频法表示图 输入的彩色全电视信号经低通滤波器分别出亮度信号(带宽约限制在3MHz左右)，然后送到调频器，变换成调频信号。在录像机中，通常称这个调频信号为亮度调频(YFM)信号。由于亮度信号是单独去调频的，而且上限频率被限制了，因此可选用较

12、低的载频，降低了对录像机录放容限的要求。色度信号是由中心频率为4.43MHz的带通滤波器从全电视信号中取出的，同时带宽也因带通滤波器降为0.5MHz左右。 分别出的色度信号送入变频器，变频器的另一个输入来自振荡器，它是一个频率比4.43MHz低得多的低载频的正弦信号。变频器取差额，得到一个载频为 f低其上正交平衡调制有R-Y和B-Y的色度副载波信号,这个信号称为低载频色度信号。最后YFM信号和低载频色度信号相加后送给视频磁头，记录在磁带上。通常f低在1MHz以下，所以低载频色度信号的频谱并不与YFM信号重叠。 6.磁带格式 由于采用旋转扫描方式，视频信号的记录磁迹不再是一条延续的磁迹而是许多条

13、，它们与边沿成一定角度倾斜地一条条陈列。为了在重放时能准确地找到这些磁迹，磁带上必需有标志视频磁迹位置的控制磁迹，显然还应有音频磁迹，一切这些磁迹按规定的位置分布，按一定规那么陈列，构成了一定的磁带格式。 每一种型式的录像机都要有规定的磁带格式。这是由机器本身的构造所决议的，是录像机技术规范的主要内容。图77给出U型录像机的磁带格式。 视频磁迹的长度等于磁鼓半圆周长，因磁鼓的转速是一定的，视频磁迹的长度反映录像机的记录速度，所以普通说来磁鼓直径大的录像机可以得到好的图像质量。图77 U型录像机的磁带格式 7.方位角记录方式 方位角损耗是指由于重放时磁头的任务缝隙方向与记录不同所产生的损耗。从图

14、78可以看出由于方位角偏向，重放磁头任务缝隙的上部和下部能够会与不同极性的磁化区接触，相互抵消，产生损耗。方位角损耗是个不利要素，但利用它可以实现高密度的记录方式。图78 方位角损耗表示图 为防止磁头扫描偏向时出现串扰信号，在视频磁迹之间设立维护带，如图79a所示。维护带的作用是隔离，但也浪费了磁带，降低了记录密度。 方位角记录方式那么取消维护带，利用方位角损耗的原理实现高密度记录，它使两个视频磁头的方位角(任务缝隙方向)不是垂直于磁头的扫描方向，而是分别向左右两边偏向一个角度，这样两者之间就有2的方位角差。由于这个方位角差，每个磁头就只能重放本人记录的磁迹，当扫描出现偏向，相邻磁迹由于方位角

15、损耗使串扰衰减35.5dB，因此根本上消除了相邻磁迹之间的串扰问题。图79示出了其任务原理。 图79 维护带的取消 (a)有维护带记录；(b)无维护带记录；(c)方位角记录 VHS型和Beta型录像机都采用方位角记录方式，它们的视频磁迹是一条紧贴一条地陈列。图710为VHS型录像机的磁带格式，由于没有维护带，磁迹的宽度由磁带速度决议。图710 VHS型录像机的磁带格式 7.1.2 盒式磁带录像机 盒式磁带录像机操作简便，是一种最普及的录像机。目前主要的两种业务用和家用盒式磁带录像机是U型和VHS型录像机，它们的主要性能参数见表71。 这两种型式的录像机运用不同的盒式磁带，磁带之间不能互换。早期

16、盒式磁带录像机主要是家庭用和业务用，随着录像技术的开展，盒式磁带录像机也开场用于广播，家用机本身的性能也有了很大的提高，出现了一些新的型式。表71 盒式磁带录像机主要性能 1.盒式磁带录像机概述 图711给出了盒式磁带录像机的构成方框图。图中把磁头磁带关系简单地表示出来。可以看出它与录音机很类似，根本的差别是录像机有旋转扫描磁头鼓。 盒式磁带录像机的电路主要包括视频信号处置、音频信号处置、伺服电路和机控电路等几个主要部分。其机械构造部分那么包括走带系统、穿带机构、张力伺服系统和电机与传动系统。图711 盒式磁带录像机构成方框图 穿带机构是不同方式盒式磁带录像机独具特点的部分，同时也同盒式磁带的

17、构造亲密相关。穿带方式分U方式和M方式两种。前者是经过包围着磁头鼓的穿带环的转动完成穿带和退带的，其穿带过程平稳，磁带所受改动力小，但穿带间隔长。后者是利用两个穿带臂的运动完成穿带和退带的，其穿带间隔短，便于机器的小型化，但磁带所受张力大。 2.视频信号的处置 视频信号的处置和重放是录像机最重要的电路部分。各种型式的录像机的电路设计和视频处置程序不大一样，但它们的根本变换是一样的。 盒式磁带录像机视频信号的流程如图712所示。图712 盒式磁带录像机视频信号的流程图 (a)记录；(b)重放 亮度信号和色度信号分别处置是低带录像机的特点。记录时，录像机的输入视频信号首先经过滤波器分别，然后分列进

18、展如下变换： 亮度信号的频率调制采用低载波、浅调制方式，构成YFM信号，以紧缩记录信号的相对带宽。 色度信号的降频处置是将载波色信号转换为低载波色信号，以减小时基抖动的影响。 处置变换后，两者混合，亮度YFM信号作为低载波色信号的偏磁信号，一同记录在磁带上。 与记录时相反，重放时由视频磁头从磁带上取出的射频信号要进展如下变换：调频亮度分量(YFM)的频率解调，解调后复原为亮度信号。 低载波色信号进展升频变换，在这一过程中消除时基抖动，恢复为规范副载波色度信号。 经过变换，亮度信号与规范副载波色度信号混合成为录像机的视频输出。图713给出了视频信号在记录和重放的处置过程中，信号频谱的变化和关系。

19、图713 记录和重放的频谱 (a)记录；(b)重放 3. 时基校正(TBC)系统 录像机录像时经过磁头对磁带的扫描把电视信号记录在一条磁迹上，重放时又经过磁头对磁带的扫描把信号从磁迹上拾取下来。在这录、放的两次扫描过程中，由于旋转磁头鼓或走带的不稳定，安装调整的误差，磁带张力的变动等多种缘由，扫描速度不能够完全一致，结果就会呵斥重放信号的时基误差。 人眼对颜色失真比较敏感，要使人眼不感到有明显的颜色失真，应保证色同步与色度载波之间的相位偏向不超越5。在PAL制中，色度载波为4.43361875MHz，其周期约为226ns,5的时间约为3ns，这就是色度信号所要求的时基误差精度。 由于机械加工精

20、度、装调精度的提高和伺服系统的完善，黑白信号不加校正曾经可重放出正常图像。而彩色信号仍难满足时基稳定性的高要求。因此，在普通VHS录像机中，均采用仅对色度信号进展时基校正而对亮度信号不加校正的伪时基校正。 伪时基校正采用了二次变频的时基校正方案。输入信号f1由于时基误差产生了频率误差f；在变频过程中，假设载频f0也包含有一样的频率误差f，那么变频之后取下边带，即为f1f-f0f=f1-f0。结果，频率误差f被抵消了。 由于色同步信号是与视频信号一同进展记录与重放的，故具有与色度信号大致一样的时基误差或频率偏向f。将色同步信号与一个固定的载频进展变频，便可以获得带有与f1中一样频率偏向f的载频。

21、 图714是VHS录像机伪时基校正方框图。输入的信号为含有频率偏向的重放色度降频信号627kHzf，一路送入变频器1，另一路送入色同步分别。被分别的色同步信号具有与色度信号一样的中心载频及频率偏向，即为627kHzf，将色同步信号与固定的副载波(4.433MHz)送入变频器2。变频器2的作用是产生一个具有与色度信号一样频率偏向的载波 5. 06MHzf，它是经过平衡调幅取上边带得到的，即 (627kHzf)+4.433MHz=5.06MHzf 图 714 这个载波与重放色度信号一同送入变频器1，完成恢复色度载波频率与抵消频率偏向的双重作用，这是经过平衡调幅取下边带来实现的，即 (5.06MHz

22、f)-(627kHzf)=4.433MHz 它消除了重放色度信号中的频率偏向，也就完成了时基校正作用。 4.伺服系统 伺服系统的根本功能是保证记录和重放时磁头、磁带之间的正确关系。在记录时，产生符合规范磁带格式的磁迹；在重放时，保证磁头能准确地扫描磁迹，以与记录时一样的速度(即规范带速)行走磁带，实现良好的寻迹。 录像机伺服系统的根本框图如图715所示。基准信号表示对控制对象提出的要求，比较信号那么反映控制对象的任务形状。经过适当的转换，将其转化为与基准信号同性质的可比较信号。经过比较，检测出了控制对象实践形状与要求之间的误差，构成控制电压，去修正控制对象的形状。在录像机中，控制对象是磁带的行

23、走速度和磁头鼓转速。因此，录像机伺服系统由控制磁头鼓旋转速度与相位的磁头鼓伺服系统和控制磁带行走速度的主导轴伺服系统两个部分组成。图715 盒式磁带录像机伺服系统方框图 记录时，磁头鼓伺服系统的基准信号是输入视频信号的同步信号，比较信号那么是由反映磁头鼓相位的PG发生器和反映其转速的FG发生器所产生的PG相位信号和FG转速信号，以保证磁头扫描与输入视频信号同步。主导轴伺服那么坚持磁带以规范速度行走。重放时，磁头鼓伺服系统的基准信号是控制磁头的重放控制信号，这时，它保证的是磁头扫描与控制信号同步。主导轴伺服系统坚持记录，重放时磁带以恒定的速度行走(它们能够会不相等)。由于重放时磁头鼓伺服的基准来

24、自磁带，所以是一种磁头跟随磁带的方式。这种方式电路简单，但精度差，常为家用录像机采用。 磁头鼓伺服系统普通包括相位环路和速度环路两部分。前者对小的变化进展校正，后者那么对任务形状较大的动摇进展补偿和校正。相位环路的比较信号是PG脉冲，它反映了磁头鼓的旋转相位，基准信号在记录时为视频输入的场同步信号，重放时为控制头的输出信号。比较电路为闸门电路，由此构成误差电压。速度环路也称鉴频回路，记录和重放时是完全一样的。比较信号是由FG发生器产生的，它直接反映磁头鼓转速的变化，其基准信号那么是一个单稳态电路的延时量。 主导轴伺服系统要简单一些。因磁带是由主导轴驱动的，所以控制主导轴电机，即可实现对磁带速度

25、的控制。它的基准信号是晶体振荡器产生的基准信号，为了进展相位比较，经处置构成取样脉冲。比较信号通常是PG脉冲或FG信号转换成的锯齿波或梯形波。经过相位比较(取样)构成误差电压，去控制主导轴电机。 应该指出的是，录像机的伺服系统与机械系统的关系非常亲密，在许多情况下，伺服系统不能正常任务，其缘由在于机械缺点。 5.机控电路 录像机的机控电路的主要功能有两个:一是确定录像机的各种任务方式，以及它们之间的转换；二是实现录像机的自动控制和自动维护功能。它与录像机的机械构造和运用的盒式磁带的构造有亲密的关系，不同机器之间差别很大，很难给出一种通用的电路程式，但各种机器的机控电路所完成的功能是根本一样的。

26、 1)录像机的各种任务形状 录像机的主要任务方式有重放、记录、配音记录、快进、快倒、变速重放和静止重放等。构造封锁的机器要经过外部操作键来进展各种任务方式的选择和转换。机控电路作为一种机电逻辑系统，在收到各操作指令后，控制各部分按一定的程序和逻辑关系动作和任务，确定机器的各种任务方式，完成它们之间的转换。 录像机的各种任务方式与磁带形状是紧紧相连的，磁带与磁头鼓的关系，以及磁带的行走速度都是与各种任务方式相关的，而且它们是由机控电路来进展形状转换的。 2) 录像机的自动维护功能 各种录像机都有一些自动维护功能，以防止出现能够损坏录像机或磁带的情况。这些自动维护功能主要的有带头带尾检测、磁带松弛

27、检测、磁头鼓停转检测、结露检测和计数器回零检测等。这是利用适当的传感方式如光电、电磁和机械位置来监测磁头鼓和磁带的形状，当发现有检测信号呈现时，会自动地停顿录像机的任务，将磁带退回带盒，或使录像机不能启动等，以维护机器和磁带。 3) 微机机控电路 录像机采用单片机组成机控电路，功能多样且完善，可靠性高。录像机的微机机控电路成为独具特征的一部分。 4位单片机在一片电路上集成了CPU、ROM、RAM和IO接口电路，具有功能强，外围电路简单，价钱低等特点，是录象机机控电路主要采用的芯片，如MN15432、HA11827等。微机机控电路的系统框图如图716所示。图716 盒式磁带录像机单片机机控系统方

28、框图 微控机的输入信号有：操作键的指令信号，这是由人输入的；各种缺点形状的信号，这是由各种检测传感器产生的；录像机各机械开关的信号，它阐明某些机械部件到达了某一位置。 单片机将这些输入信号进展处置，判别录像机的现行形状，然后发出相应的动作指令，控制机器产生相应的动作。单片机所控制的详细器件是电机和电磁铁，像磁头鼓电机、主导轴电机、穿带电机与刹车和压带轮电磁铁等，同时还经过发光二极管或LCD显示屏来指示录像机的形状。7.2 时滞录像机 在运用电视系统中，当监视的目的较多且需进展长时间监视时，需求大量的录像带，这些带的定时改换、存放、管理和检索等都不方便。为了用规范的录像带录制更长的时间，人们研制

29、了长时间录像机。 7.2.1 家用录像机的LP、EP方式 家用录像机运用普通录像带，要想添加记录时间，就必需把磁带行走速度降下来。我们知道，磁带速度决议着无维护带磁带录像机的磁迹间隔和磁迹宽度(有维护带录像机的磁迹宽度由视频磁头的宽度决议)。采用与普通录像机一样宽度的视频磁头，采用低带速度(与普通录像机的规范带速相比)，就会出现两个磁头扫描相互重叠的景象，前一次记录磁迹被后一次记录消去一部分，构成较窄的视频磁迹的格式。 假设用半速速度是规范带速的一半行走磁带，磁迹宽度那么为规范宽度的一半，见图717a。假设重放时，也采用半速(同记录时一样)走带，由于是方位角记录方式，所以还可以产生较好的图像，

30、见图717b。许多VHS方式录像机的慢录LP(Long Play)方式就是这样，采用半速走带，而使规范盒带的记录时间添加一倍。磁迹变窄对图像信号的信噪比是有影响的，因此采用这种方式是有限制的，目前记录时间最长的特慢录EP(Extra Long Play)方式，记录时间添加二倍，当我们需求将记录时间加长到几倍、十几倍或更多，还如此处置，就会使磁迹变得非常的窄，而不能实现图像的重放了。图717 VHS型录像机LP方式的磁带格式 (a)记录磁迹；(b)重放 7.2.2 时滞录像机的原理和特点 1.延续记录方式 长时间录像机也称时滞录像机、长延迟录像机。采用延续记录方式(抽场记录)可以得到足够宽度的视

31、频磁迹。 长时间录像机普通选择磁带速度是规范带速23.39mms的1m(m是正整数)。当两个磁头交替扫描m次后，磁带恰好走了规范带速时的一条磁迹宽度所对应的间隔，假设每m场信号取其第一场录制，就会构成与规范磁带格式类似的磁带格式，磁迹宽度与规范磁迹宽度一样。 PAL制彩色电视信号是8场顺序制，每8场才出现V(场同步)、H(行同步)、S(副载波)、P(PAL识别脉冲)完全一样的视频信号，所以当m=8n+1时(n是正整数)，每m场信号抽取其第一场录制所得的视频信号仍能保证一帧两场、奇数场和偶数场交替，色同步相位正确。这些磁迹用规范带速回放，能得到较高质量的图像，但由于缺帧，快速挪动物体图像的录像回

32、放时有动画效应。 长时间录像机常具有报警自动录像功能。即平常处于长时间录像方式，报警后自动进入规范录像方式，这样既节约了录像带又不会丧失重要的信息。 2. 时滞录像机的特点 时滞录像机与普通家用录像机有许多一样之处，且所用的录像带也完全一样，但从图像录制方式、磁头转动方式、机械构造和耐久性等方面来看，又有不少不同之处。 关于图像录制方式，家用录像机每秒钟固定录制25帧图像，也就是每40ms录制一帧图像，每20ms录制一场图像，录像带回放时图像不产生动画效应。时滞录像机那么根据设定录像时间的长短来决议每秒录像的帧数，普通远小于每秒钟25帧，呵斥在录像回放过程中图像有或多或少的动画效应。 设定录像

33、时间越长那么录制间隔越长，如运用960小时的长延时录像机并任务于960小时录像方式，那么每间隔6.4秒钟才会录制一场图像，因此，假好像样按960小时方式回放录像带，就会觉得到与放映幻灯片没有什么区别。 就磁头的转动方式来看，家用录像机的磁头是利用电动机经过皮带或齿轮来传动的，只需一启动就要延续转动。而时滞录像机由伺服电动机(Servo Motor)或步进电动机(Stepping Motor)直接驱动磁头，使其一步一步准确地转动。 就机械构造和耐久性而言，家用录像机的设计主要用于播放录像带，一旦磁带加载能够就要延续播放23个小时，然后停机封锁电源，反复启动录像特别是反复检索录像的情况不会太多，更

34、不会每天24小时周而复始地延续运转，设计时尽能够降低资料本钱(如运用塑料资料等)。时滞录像机专门为电视监控系统所运用，能够从第一天加电运用开场就不再断电，为检索某些重要证据，能够要反反复复地使录像带前进、倒退，时滞录像机的磁头及机械构造常采用金属件或其他耐磨的资料，因此时滞录像机运用寿命比家用录像机长得多。 3. 时滞录像机的附加功能 松下NVTD512CMC型录像机的一盘EP180型录像带，以EP方式记录可达9小时，而普通家用录像机一盘EP180型的录像带以LP方式记录可用6小时，时滞录像机最根本的时滞录像方式是24小时(用EP180型的录像带)，大部分时滞录像机最长记录时间可达960小时(

35、依然是用EP180型的录像带)，而且有不同时间长短的多档记录方式供选择。除了长延时录像，时滞录像机普通还有以下附加功能： 1) 时间字符叠加 普通家用录像机虽然也有时间显示电路，但却不具有时间字符的视频叠加功能，因此，在对录像带进展回放时是看不到任何时间字符信息的。这对于具有存档意义的录像资料来说是个明显的缺陷。作为监控系统中运用的图像记录设备，时滞录像机无一例外都具有时间字符叠加功能，可以将事件发生的时间信息同视频图像内容一同记录到录像带上，这为日后检索提供了极大的方便。 2)报警输入及报警自动录像 报警输入及报警自动录像是时滞录像机的一个根本功能。当报警传感器传来报警信号时，时滞录像机自动

36、启动录像机进入规范录像方式，在自动转入规范录像方式的同时，还将此报警信号输出到其他报警联动安装。时滞录像机这种报警自动转入规范录像方式的功能保证了在报警期间记录的图像具有实时性。 3) 自动循环录像 普通家用录像机录像时，在录像带运转到末端时会自动停顿录像方式，并倒带到磁带的始端，然后停顿任务。而时滞录像机可以根据需求设定录像带行进到末端后的任务方式。可以在停顿，倒带后停顿，倒带后重新录像等三种任务方式中任选一种。倒带后重新录像方式即自动循环录像方式可以保证录像带中记录的内容总是最近24小时根据设定的录像方式，可以是24960小时中的任一挡刚刚发生的事件。对于24小时以前的内容，那么由于没有出

37、现异常情况而无什么保管价值，它将被24小时内的最新内容所覆盖。 4) 接通电源后自动录像 接通电源后自动录像是时滞录像机的一个重要功能。当录像机处于录像方式时，供电系统能够会出现短期缺点，呵斥录像机断电而停顿任务，缺点排除后电源重新接通时，接通电源后自动录像功能保证录像机重新进入录像方式。 7.2.3 改善图像质量的方法 降低磁带速度会使视频磁迹与磁带长度方向的夹角改动。长时间记录的磁带，以正常速度重放，就会出现重放磁头扫描与记录磁迹的偏向，如图718所示，因此在图像上能够会出现噪声带。处理这个问题有两个方法，一是采用加宽磁头，一是要用动态跟踪磁迹磁头。图718 记录与重放时的磁迹夹角 1.加

38、宽磁头 加宽磁头就是采用比规范视频磁迹宽度宽的视频磁头。例如,VHS方式录像机的视频加宽磁头的宽度选为75m，而其规范视频磁迹的宽度为56m。由于视频磁迹的宽度是由记录时磁带速度决议的，所以磁头加宽并不改动磁带格式。重放时，假设走带速度与记录不同，就会出现磁头的扫描偏向，这时宽磁头就可以适当地补偿这个偏向，起到消除图像上噪声带的作用。这种方式不仅用于低带速长时间记录磁带的重放，在规范录像机中也可用于改善正常记录磁带的变速(低速或倍速)重放时的信噪比。 2. 动态跟踪磁迹 动态跟踪磁迹(DT)技术是经过检测重放输出的大小来自动调整磁头的扫描角度以实现良好跟踪的。磁头扫描角度的调整是经过改动磁头安

39、装基板的几何高度来实现的。DT技术在AST自动扫描跟踪伺服系统控制下能一直沿视频磁迹拾取信号，这种方法效果好，但技术复杂，主要运用于高档录像机中。 长时间录像机以长时间记录，快速地重放，适用于一些无人值守的地方。要根据监视现场的实践情况选择记录时间，应该把摄像机的布置和记录时间的选择两者结合起来，不要脱漏有用的图像信息。否那么，即使长时间记录，也会丧失大量的信息。7.3 多画面处置器 长时间录像机只能对1路视频信号进展长时间录像，为了用1台录像机对多路视频信号进展录制，研制了多画面处置器。 多画面处置器也称帧场切换处置器。松下公司称作数字视频多工器，先讯美资公司称作多路视频图像复合处置器。 多

40、画面处置器与录像机配合运用，将多路输入视频信号以帧场间隔进展切换，输出一路视频信号由录像机录制下来。录像回放时，录像机输出的视频信号必需经过多画面处置器，才干恣意选择某一路图像显示。 7.3.1 多画面处置器的原理 多画面处置器普通处置4、9或16路视频信号。多画面处置器能将多路视频信号以多画面方式显示在1台监视器上，又能将各路视频信号以帧场为单位分时顺序输出供录像机录像。由于多画面处置器内部具有时基校正电路，各路视频信号可以是非同步的。以4路视频输入为例，假设从某时辰起，A，B，C，D等4路视频信号的各场分别用A1，A2，A3，A4，；B1，B2，B3，B4，；C1，C2，C3，C4，；D1

41、，D2，D3，D4，表示， 那么从该时辰起多画面处置器的顺序录像输出端输出视频信号的场顺序为A1，B2，C3，D4，A5，B6，C7，D8，是4路视频输入信号的分时输出。将该信号录制后的录像回放时，A路输出的视频信号各场顺序是A1，A1，A1，A1，A5，A5，A5，A5，A9，A9，A9，A9，；B路输出的视频信号各场顺序是B2，B2，B2，B2，B6，B6，B6，B6，B10，B10，B10B10，；C路输出的视频信号各场顺序是C3，C3，C3，C3，C7，C7，C7，C7，C11，C11，C11，C11，； D路输出的视频信号各场顺序是D4，D4，D4，D4，D8，D8，D8，D8，D1

42、2，D12，D12，D12，；每4场的信号是完全一样的。图719是四路视频输入场切换录像与回放表示图。当视频输入是9或16路时，各路回放时完全一样的图像场数添加为9或16。图719 场切换录像与回放 多画面处置器每一路视频输入都有一路报警输入与其一一对应，且可设置为多种报警方式之一。顺序录像输出端常用的报警方式是报警优先录像和摄像机切换方式。这种方式既能保证报警处的重点录像，又兼顾了其他未报警部位。例如，同样是上面例子的A，B，C，D4路视频输入信号，其中C路报警输入曾经报警，当多画面处置器顺序录像输出端被设定为报警优先录像和摄像机切换方式时，其顺序录像输出端输出视频信号的场顺序为C1，A2，

43、C3，B4，C5，D6，C7，A8，C9，B10，C11，D12，将该信号录制后的录像回放时， C路输出的视频信号各场顺序是C1，C1，C3，C3，C5，C5，C7，C7，C9，C9，C11，C11，；A路输出的视频信号各场顺序是A2，A2，A2，A2，A2，A2，A8，A8，A8，A8，A8，A8，A14，；B路输出的视频信号各场顺序是B4，B4，B4，B4，B4，B4，B10，B10，B10，B10，B10，B10，B16，；D路输出的视频信号各场顺序是D6，D6，D6，D6，D6，D6，D12，D12，D12，D12，D12，D12，D18，。由此可见，报警图像回放时两场完全一样，未报警

44、图像回放时6场完全一样。 这种保证重点，兼顾普通的录像方式在视频输入路数较多时效果更明显。当视频输入是9或16路时，报警图像回放时照旧是两场完全一样，未报警图像回放时图像完全一样的场数添加为16或30。 多画面处置器的多画面监视输出端输出的视频信号除可供监视器进展实时不少处置器多画面显示时有明显的动画效应监视外，也可同时供录像机录制，录制的是多画面分割的视频信号。回放时图像的明晰度降低，在4，9，16画面的情况下分别下降为原来单画面时明晰度的12，13，14。对明晰度要求不高的场所可以采用这种方式录像。 多画面处置器顺序录像输出端输出的是多路分时信号，普通用普通录像机进展录像，除非是多画面处置

45、器运用阐明书上规定可配接的某些型号的长时间录像机。在配接长时间录像机后变为多路信号分时传送的根底上再按规定规那么抽取某些场的信号，快速挪动物体的动画效应更加明显。 多画面处置器由于内置数字信号处置电路，所以常被称为数字视频多工器。其本质上只是一种使普通录像机能录制多路视频信号并与录像机配套的产品，其输入输出信号都是模拟全电视信号。 7.3.2 多画面处置器的附加功能 多画面处置器除了多画面现场监视和场切换顺序录像输出两项主要功能外，还有许多附加功能。 1.多种报警方式 多画面处置器普通有三个视频输出端。其中：多画面监视输出端，常用来显示多画面图像；点监视有时称为调用监视输出端，只能固定显示或定

46、时顺序显示全屏幕图像；顺序录像输出端，供录像机录像时用。三个视频输出端可各自设定报警方式。报警后，闪烁多画面处置器的报警指示灯，吸合报警输出继电器并在监视器上显示图像或字样。 1)报警提示方式和报警连动方式 这两种报警方式是多画面监视输出端用的。当处于报警形状时，报警提示方式只在相应画面上显示“ALARM字样，多画面显示或多画面定时顺序显示不受影响。当处于报警形状时，报警连动方式除了在相应画面上显示“ALARM字样，还将四画面顺序显示一切报警通道的图像。 2)报警忽略方式和报警点方式 这两种报警方式是点监视输出端用的。当处于报警形状时，报警忽略方式只将报警记录存储在多画面处置器的内部存储器中，

47、对屏幕显示无影响。当处于报警形状时，报警点方式显示最后一个报警通道的图像并显示“ALARM字样。 3) 报警优先记录和摄像机切换方式 这种报警方式是顺序录像输出端用的，前面已作过引见。 4)视频丧失报警 多画面处置器的报警源除了与视频输入一一对应的报警输入外，还有视频丧失报警和挪动检测报警。当检测到无视频输入信号时，视频丧失报警闪烁相应的视频输入指示灯，吸合报警输出继电器，在多画面监视器或点监视器上显示“CHloss字样，将视频丧失码送到录像机。 5)挪动检测报警 挪动检测先要分别设定各路视频输入的挪动检测点，将各路视频输入检测点的像素值存入指定RAM单元，将下一次的检测值与存入值进展比较，假

48、设有明显变化就以为有挪动。挪动检测报警后同样进展指示、输出和显示，还进展动态时间分配，有关内容稍后再详细引见。 2.多种监视方式 多画面处置器的多画面监视输出，普通能进展全屏幕显示和4、9、16多画面显示，有的多画面处置器能进展7、10、13多画面显示，如图720所示。有的多画面处置器还能进展全屏幕定时顺序显示和多画面定时顺序显示，如图720所示。图720 多画面定时顺序显示表示图 3.摄像机标题和日期时间显示 多画面处置器都可以经过键盘操作进展摄像机标题设置，供选取的字符有数字、英文字母和少量特殊符号，普通规定标题最长不超越816个字符。有的多画面处置器还能显示日期时间并叠加在录像信号上，且

49、能由键盘封锁日期时间叠加以免与录像机叠加的日期时间反复。 4.摄像机录像机控制 多画面处置器普通都能对指定型号的摄像机和录像机进展遥控，只需配置一定数量的摄像机、录像机和监视器就能组成小型系统，不需求另配控制器。 5.系统扩展 松下公司的WJFS616数字视频多工器可以四台机器并联运用组成64路输入的系统。用WVCU550A控制器经过RS485接口对四台WJFS616数字视频多工器进展控制，对64台摄像机进展如PTZ、光圈、聚焦、位置预置和选单设定等操作。或者可用PC机配WVAS500PC软件经过RS485接口或RS232接口对数字视频多工器和摄像机进展同样的控制，但每台数字视频多工器的顺序录

50、像输出端还是输出本机所接的16路视频输入信号的场切换记录。 6.动态时间分配 动态时间分配(Dynamic Time Division，简称DTD)技术是美国AD公司多画面处置器的一项专利技术。该技术对各路视频输入信号的活动性进展分析，对活动性大的那路信号多分配一些场输出，使该活动图像的动画效应减弱；而对活动性不大的其他各路图像，录制场数减少后对图像质量影响不大。其实动态时间分配也可了解为活动图像优先录像，与前述报警优先录像类似，不再赘述。7.4 硬盘录像机 录像机在运用电视系统中被大量运用，但它有以下缺陷： (1)操作不便:对每台录像机要反复按键操作,要定时换带,要倒带。 (2)检索费事:检

51、索时先寻觅某段时间的录像带，再寻觅某台摄像机的带子，最后还要寻觅有关片断，要反复进带、倒带查找。 (3)寿命较短:磁头容易磨损，录像带多次运用后缺点率上升，录像机长期运用后易产活力械缺点，且很难修复。 (4)反复性差:录像带长期存放后，回放时图像质量不断下降。 (5)管理繁琐:如需录像的图像路数较多时，大量录像带的保管、管理、检索、改换是一项繁琐且过失率大的任务。 随着计算机技术的开展，硬盘容量迅速增大而价钱不断下降，电视信息紧缩技术逐渐成熟，能对电视信号按MPEG1规范进展紧缩的芯片组(甚至单片)曾经有多种产品可供选择。这些使硬盘录像迅速成为替代传统录像机的新技术。 7.4.1 硬盘录像的优

52、点 硬盘录像首先把图像信号数字化，然后根据图像的行间相关性和帧间相关性将数字化后的数据进展紧缩，紧缩后的数据以时间为序以文件的方式存储在硬盘中。由于硬盘录像是以数字技术和计算机技术为根底的，所以具有较高的智能，是许多传统录像机不能比较的。 1.录像方式灵敏 录像方式可选择设定为延续录像、自动定时录像和报警触发录像等多种方式，录像速度可在125帧秒范围内任选，回放速度可以是录像速度或选录像速度的12132，也可以作单帧冻结慢速回放，这在寻觅破案线索时特别有用。 2.检索方便 可以按日期、摄像机编号或其他信息进展检索，自动、快速地找到相应的录像文件，不用像传统录像机那样先得找录像带，再将录像带反复

53、地快进、快退来查阅。 3.管理简单 由系统管理员对计算机进展设置，计算机按照设置进展管理，通常包括用户权限管理、硬盘管理、文件管理、报警管理和日志管理。 4.可远程传送 管理硬盘的计算机入网后，网络中恣意一台计算机，只需安装相应的软件且有授权的密码，就可经过各种网络调用数字图像数据，进展远程实时监控或录像回放。 5.联动反响快 传统录像机在接到报警信号后才启动录像，录像延迟报警数秒钟，而这数秒钟的录像恰好是最重要的。硬盘录像在接到报警信号后立刻录像，甚至还能录制报警前规定时间内110秒钟的图像信号。 6.多种附加功能 硬盘录像是以计算机为根底的，很容易实现时间和文字的添加、多画面显示、视频丧失

54、报警和视频挪动报警等功能。 7.存储容量扩展容易 主机不插硬盘扩展卡能带4块硬盘；加插一块硬盘扩展卡，能扩展为带8块硬盘；加插两块硬盘扩展卡，能扩展为带12块硬盘；用48cm(19英寸)加长型4U规范工控机箱就能装12块硬盘；假设硬盘超越12块可运用活动硬盘架，所以扩展起来很方便。目前一块硬盘的最大容量是120GB，随着硬盘制造工艺的改良和计算机技术的开展，硬盘录像机的容量将不断添加。 7.4.2 硬盘录像的主要技术目的 1.图像分辨率 图像分辨率是指在每帧视频信号中采集、处置、显示的像素数。高分辨率(720576)时，显示和回放的图像质量好，但视频信息量太大，虽经紧缩，每小时仍有大约1GB的信息量，由于存储总容量有限，采用高分辨率使录像时间减少，除非特殊需求，目前还较少采用。中分辨率(352288，CIF格式)相当于VCD的图像质量