第六节 图像监视器
1、 图像监视器
图像监视器主要分为黑白和彩色两大类 。黑白监视器的中心分辨率通常可达800线以上，彩色监视器的分辨率一般为330线以上。图像监视器视频信号的带宽一般在7～8MHz范围内。
第六节 录像机
2、 录像机
录像机是闭路电视监视系统中的记录和重放装置，它要求可以记录的时间非常长，目前大部分监视系统专用的录像机都可以录24H～960H的录像。此外，录像机还必须要有遥控功能，从而能够方便地对录像机进行远距离操作，或在闭路电视系统中用控制信号自动操作录像机。
闭路电视监视系统中专用录像机是间歇式视频录像机 ，它有多种时间间隔录像模式，在一盘1/2英寸VHS/E180的盒带上，最长可以录制长达960H的录像。录像机内设有字符信号发生器，可在图像信号上打出月/日/年/星期/时/ 分/秒/录像模式，还能在图像上示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一星期内每一天的录像模式进行编程。当收到报警信号后，录像机便自动进入连续录像状态，在无报警情况下，恢复正常间歇录像模式。此外，录像机还有一个锁定保护键，使非正常指令与操作无效，防止非专业人员与破坏性操作侵犯闭路电视监视系统。
数字录像机格式简述
从世界上第一台数字录像机诞生到现在，已经过了十几年的时间，数字录像机已开始普及，并成为今后的发展方向。数字录像机的优势十分明显，它可消除复制时图像质量的降低，并可直接进入计算机和由计算机控制的数字化设备。目前，数字录像机可分为非压缩格式和压缩格式两大类。记录载体可分为磁带、硬盘和光盘，常用的记录载体是磁带。
非压缩格式诞生较早，它把全部的图像信息未经压缩地记录到载体上。在非压缩格式中，最早诞生的专业数字录像机D1格式，最具影响力，并成为国际标准。现在对于许多非线性编辑系统来说，在评价它所输出的视频质量上，往往都要与D1格式相比较。D1格式按ITUR601标准，以4∶2∶2采样、8比特量化进行分量编码记录视频。对于音频，采样频率48KHZ、20比特量化，具有4个独立的音频通道。除D1格式外，还有D2、D3、D5格式的数字录像机，其中D2、D3格式记录复合视频，D5采用了分量记录方式。非压缩格式的数字录像机，图像质量很高，但其昂贵的价格，使大多数用户望而却步，即使在那些发达国家，情况也是如此。因此，这种类型的数字录像机我们很难见到。
采用压缩格式的数字录像机，主要有数字Betacam模式、Digitial－s格式、Betacam－SX格式、DVCPRO格式、DVCAM格式和家用DV格式。它们都采用了数字分量记录方式，所以也称为数字分量录像机。
数字Betacam的信噪比能达到62dB，采用4∶2∶2采样格式，10比特量化的数字分量处理，并使用基于DCT的电平自适应帧内压缩方式，压缩比为2.3∶1，采用1/2英寸金属带，具有4通道48KHZ采样，20比特线性量化的数字音频。具有复制30代而无质量损失的图像质量，并能兼容重放 Betacam－SP模拟分量格式的录像带。
Digitial－S的信噪比优于55dB，采用4∶2∶2采样格式，8比特量化的数字分量处理，使用DCT帧内压缩方式，能达到广播级质量。其压缩比为3.3∶1，记录码率为50MB/S，具有2通道48KHZ采样，16比特量化的数字音频。Digitial－S格式充分考虑了与S－VHS录像带的互换性，采用1/2英寸金属带，机械结构与VHS相同，具有编辑处理图像功能，向下兼容重放S－VHS录像带。其图像质量接近数字Betacam水平。
Betacam－SX采用4∶2∶2采样格式，8比特量化的数字分量处理，压缩采用MPEG－2442P@ML方式，输入的图像以2帧为1GOP(图像组)，每个GOP的数据为固定长度。其压缩比达10∶1，记录码率为18MB/S，图像质量优于标准型Betacam－SP。对于音频采用4通道 48KHZ采样，16比特量化的数字音频。Betacam－SX格式采用1/2英寸金属带，其DVW－A系列录像机可向下兼容重放Betacam－SP录像带。Betacam－SX录像机还首次采用了无循迹重放方式，通过加装4个重放磁头，提高了可靠性。
DVCRPO是在后面要讲的家用DV格式的基础上，开发成功的专业用数字分量录像机。它采用4∶1∶1采样格式，8比特量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25MB/S，信噪比大于54dB，具有2通道48KHZ采样，16比特量化的数字音频。它使用1/4英寸金属微粒带，磁迹宽度 18微米，具有兼容重放家用DV格式录像带的能力，其图像质量相当于标准型Betacam－SP。另外，松下公司在DVCPRO的基础上还推出了 4∶2∶2采样、记录码率为50MB/S的DVCPRO50格式，图像信号压缩为比3.3∶1，旋转磁头数和走带速度都比DVCPRO增加了一倍。
DVCAM也是在家用DV格式的基础上，开发成功的专业用数字分量录像机。和DVCRRO一样，其目标是高画质、小型、轻量和低价格。它采用 4∶2∶0采样格式，8比特量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25MB/S，信噪比大于54dB，具有2通道48KHZ采(下转第 50页)(上接第48页)样，16比特量化的数字音频。它采用1/4英寸金属微粒带，磁迹宽度15微米，与家用DV格式双向兼容，即DV格式磁带可以在 DVCAM录像机上重放，DVCAM录像机也能在DV格式录像机上重放。其图像质量相当于标准型的Betacam－SP。
家用DV格式，是在家用数字录像机开发研制阶段，为了避免重演模拟录像机格式之争，由世界上一些知名的电器公司共同制定的一个标准。目前，已有55家大公司宣布支持这一格式，使其成为国际标准。对于PAL制信号来讲，它采用4∶2∶0的采样格式、8比特量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25MB/S，信噪比可达54dB。对于音频，可采用32KHZ采样，16比特量化的双声道立体声方式，也可采用32KHZ采样，12比特量化的四声道方式。家用DV格式的图象质量是相当高的，远远超过了常见的S－VHS和Hi8，因为其亮度信号频带带宽达6MHZ，色差信号的带宽也分别达到了 1.4MHZ和3MHZ。家用DV格式也采用1/4英寸金属微粒带，磁迹宽度10微米。
数字录像机的发展方兴未艾，但在目前仍是模拟与数字共存的时代，模拟录像机在今后相当长的时期里不会退出历史舞台。不过数字化的序幕已经拉开，自然就会有好戏连台。对于广大中、小型用户来说，应该将关注的目光投向DVCPRO和DVCAM格式。它们完全能够满足专业级的制作需要，而且具有兼容重放家用 DV格式录像带的能力，可实现家用DV格式向专业制作领域的顺得过渡。
硬 盘 录 像 机
产品特性：
硬盘录像机的基本功能是将模拟的音视频信号转变为JPGE MPEG数字信号存储在硬盘（HDD）上，并提供与录制、播放和管理节目相对应的功能。
其突出特性体现在以下几个方面：
1.实现了模拟节目的数字化高保真存储 能够将广为传播和个人收集的模拟音视频节目以先进的数字化方式录制和存储，一次录制，反复多次播放也不会使质量有任何下降。
2.全面的输入输出接口 提供了天线/电视电缆、AV端子、S端子输入接口和AV端子、S端子输出接口。可录制几乎所有的电视节目和其它播放机、摄像机输出的信号，方便地与其它的视听设备连接。
3.多种可选图像录制等级 对于同一个节目源，提供了高、中、低三个图象质量录制等级。选用最高等级时，录制的图象质量接近于DVD的图象质量。
4.大容量长时间节目存储，可扩展性强 用户可选用20.4GB、 40GB或更大容量的硬盘用于节目存储。以20.4GB 容量计算，在选定的码率下可录制节目时间的关系如下表所示：
码率（Mbps） 可录制节目时间（小时）
6 7
4 10
2 20
1.15 38
5.具有先进的时移（Timeshifting）功能 当不得不中断收看电视节目时，用户只需按下Timeshifting键，从中断收看时刻开始的节目都将被自动保存起来，用户在处理完事务后还可以从中断的位置起继续收看节目，而不会有任何停顿感。
6.完善的预约录制/播放节目功能。 用户可以自由的设定开始录制/播放节目的起始时刻、时间长度等选项。通过对预约节目单的编辑组合，可以系统化地录制各种间断性的电视节目，包括电视连续剧。
7.强大的网络信息家电中心 用户通过网络通讯接口，使用DVR度身定制的网络浏览器，配备相应的网络资源，将可以享用丰富的网络在线信息。
8.提供便捷的管理已录制节目的方法 用户可以按照录制时间、节目种类等方式对已录制的节目进行组织和分类，随意在喜好的位置设定书签。
9.提供随心所欲的播放方式 由于硬盘快速、随机存储的特点，欣赏录制好的和正在录制的节目时，都可以用比当前DVD播放机更多种、更灵活的方式进行特技播放，快速播放时图像更加平滑，慢速播放时具有更高的细节分辨率。
第六节 视频切换器
视频切换器是组成控制中心中主控制台上的一个关键设备 ，是选择视频图像信号的设备。简单地说，将几路视频信号输入，通过对其控制，选择其中一路视频信号输出。
在多路摄像机组成的电视监控系统中，一般没必要用同摄像机数量一样的监视器一一对应显示各路摄像机的图像信号。如果那样，则成本高，操作不方便，容易造成混乱，所以一般都是按一定的比例用一台监视器轮流切换显示几台摄像机的图像信号。视频切换器目前多采用由集成电路做成的模拟开关。这种形式切换控制方便，便于组成矩阵切换形式。切换的控制信号可采用编码方式。
目前所使用的主控制台上的视频切换器，一般都做成矩阵切换形式以及积木式。可根据系统中摄像机的多少以及摄像机对监视器的比例来选用视频切换器的输入输出路数及任意组成切换比例。
视频切换器的主要技术指标：
1.切换比例，此指标即指切换器的输入路数及切换后输出的路数。如果是矩阵形式的视频切换器，可通过编码任意选择切换比例。如果切换比例是固定的，一般常用的有“四选一”、“六选一”等等。
2.隔离度：这项指标是衡量多路视频信号输入到切换器上时，各路视频信号之间以及它们与切换后输出的信号之间隔离的程度。一般用分贝(dB)表示，此项指标值越高越好。
3.微分增益DG、微分相位DP 微分增益DG是指被切换后输出的视频信号与切换前的信号在幅度上的失真程度。此指标值越小，表明失真越小。
微分相位DP是指被切换后输出的视频信号与切换前的信号在相位上的失真。此指标值越小，表示在相位上失真越小。一般要求电视监视控系统中使用的视频切换器的DG≤8%，DP≤8°。
4.输入电平与输出电平 有些视频切换器还给出输入电平(或输入电压)和输出电平(或输出电压)的技术指标。输入电平是指视频切换器输入端对输入视频信号电压幅度的要求，一般为0.8Vp-p至1.2Vp-p；输出电平是指视频切换器输出端输出电压的幅度标准，一般为1Vp-p至1.2Vp-p。
3、 视频切换器
在闭路电视监视系统中，摄像机数量与监视器数量的比例在2:1到5:1之间，为了用少量的监视器看多个摄像机，就需要用视频切换器按一定的时序把摄像机的视频信号分配给特定的监视器，这就是通常所说的视频矩阵。切换的方式可以按设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换到某一台监视器的输入端上，也可以在接到某点报警信号后，长时间监视该区域的情况，即只显示一台摄像机信号。切换的控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像、就控制哪一路的设备。
第七节 画面分割器
在有多个摄像机组成的电视监控系统中，通常采用视频切换器使多路图像在一台监视器上轮流显示。但有时为了让监控人员能同时看到所有监控点的情况，往往采用多画面分割器使得多路图像同时显示在一台监视器上。当采用几台多画面分割器时，就有可能用与多画面分割器相同数量的监视器将所有摄像机传送来的多个画面同时显示。这样，既减少了监视器的数量，又能使监控人员一目了然地监视各个部位的情况。常用的画面分割器为四画面、九画面和十六画面。
画面分割器的基本工作原理
采用图像压缩和数字化处理的方法，把几个画面按同样的比例压缩在一个监视器的屏幕上。有的还带有内置顺序切换器的功能，此功能可将各摄像机输入的全屏画面按顺序和间隔时间轮流输出显示在监视器上(如同切换主机轮流切换画面那样)，并可用录像机按上述的顺序和时间间隔记录下来。其间隔时间一般是可调的。
主要性能：
1.全压缩图像，数字化处理的彩色/黑白画面分割器；
2.四路(或九、十六路)视频输入并带有四路(或九、十六路)的环接输出；
3.内置可调校时间的顺序切换器和独立的切换输出。根据摄像机的编号对全屏画面按顺序切换显示，敏路画面的显示时间可由用户自己进行优化编程调整；
4.高解像度以及实时更新率。画面指标为512×512象素，更新率为25-30场/秒；
5.录像带重放时可实现1/4(或1/9、1/16)画面到全屏画面变焦(还原为实时全屏画面)；
6.与标准的SUPER-VHS录像机兼容(有的还具有S-VHS接口)；
7.有报警输入/输出接口，可与报警系统联动。报警时可调用全屏画面并产生报警输出信号启动录像机或其它相关设备。也就是说，当报警信号产生时，与该警报相关区域的场景将以全屏画面显示出来，并可自动录像。用户可自行设定警报的持续时间和录像的持续时间。报警输入接口数目与画面输入数目相同；
8.八个字符的摄像机名称。用户可自已编程设定给每个摄像机最多达八个字符的名称；
9.报警画面叠加、视频信号丢失指标。该功能可方便用户快速检查出现丢失的原因；
10.设置屏幕菜单编程/调用。编程简单、操作容易，人-机界面友好；
11.电子保险锁。用户可自行设定密码，被允许的操作者才能进行系统的操作
4、 多画面分割器
在大型楼宇的闭路电视监视系统中摄像机的数量多达数百个，但监视器的数量受机房面积的限制要远远小于监视器的数量。而且监视器数量太多也不利于值班人员全面巡视。为了实现全景监视，即让所有的摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需要用多画面分割器。这种设备能够把多路视频信号合成为一路输出，输入一台监视器，这样就可在屏幕上同时显示多个画面。分割方式常有4画面、9画面及16画面。使用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。有些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，即能选择同时录下的多路信号视频信号的任意一路在监视器上满屏放。
第七节 视频分配器
可将一路视频信号转变成多路信号，输送到多个显示与控制设备。
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