* 摄 像 机 *
1. 什么是CCD摄像机？
CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
2. CCD摄像机的工作方式
被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。
3. 分辨率的选择
评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为330-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
4. 成像灵敏度
通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.
参考环境照度 ：
夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux
电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux
室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux
20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux
5. 电子快门
电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合。
6. 外同步与外触发
外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步，它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步，需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像，要实现这种功能，必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。
7. 光谱响应特性
CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光(550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况，在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、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，成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。 芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm
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* CCD摄像机的分类 *
安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件（charge coupled deice）的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。
CCD摄像机大致可分为下列几大类：
依成像色彩划分
( 1 )彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。
( 2 )黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
依摄像机分辨率划分
( 1 )影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的低档型。
( 2 )影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型
( 3 )影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，600线以上的高分辨率。
依摄像机灵敏度划分
( 1 )普通型：正常工作所需照度为1~31x
( 2 )月光型：正常工作所需照度为0.1x左右
( 3 )星光型：正常工作所需照度为0.01x以下
( 4 )红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。
按摄像元件的CCD靶面的大小划分
( 1 )lin靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm
( 2 )2/3in靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm
( 3 )1/2in靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm
( 4 )1/3in靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm
( 5 )1/4in靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm
( 6 )1/5in正在开发之中，尚未推出正式产品
此外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。
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* 如何正确选用摄像机 *
摄像部分一般安装在现场, 它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。
像机分为彩色和黑白两种， 一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高， 比较适合用于光线不足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，可采用黑白摄像机；如果要分辨被摄像物体的细节，比如分辨衣服和景物的颜色，则采用彩色的比较好。
摄像机的规格可分为1/3〃、1/2〃和2/3〃等，安装方式有固定和带云台二种。
摄像机测试步骤
测试摄像机主要测试晰度和色彩还原性、照度、逆光补偿，其次是测其球型失真、耗电量、最低工作电压，下面先把清晰度和色彩还原性以及照度、逆光补偿的测量步骤先介绍一下。
1 ． 清晰度的测量
多个摄像机进行测试时，应使用相同镜头，（推荐使作定焦、二可变镜头），以测试卡中心圆出现在监视器屏幕的左右边为准，清晰准确的数出已给的刻度线共10组垂直线和10组水平线。分别代表着垂直清晰度和水平清晰度，并相应的一组已给出了线数。如垂直350线水平800线，此时最好用黑白监视器。测试时可在远景物聚焦，也可边测边聚焦。最好能两者兼用，可看出此摄像机的差异（对远近会聚）。
2 ． 彩色还原性的测试
测试此参数应选好的彩色监视器。首先远距离观察人物、服饰，看有无颜色失真，拿色彩鲜明的物体对比，看摄像机反应灵敏度，拿彩色画册放在摄像机前，看画面勾勒得清晰程度，过淡或过浓，再次应对运动的彩色物体进行摄像，看有无彩色拖尾、延滞、模糊等。测试条件如此摄像最代照度在50V时应在50+10V照度情况下测量，即每摄像机最代照度基础上加十伏，且光圈应保持最接近状态。
3 ． 照度
将摄像机置于暗室，暗室前后为有源220V自炽灯，处设调压器，以调压器调节电压高代来调节暗室内灯的明暗，电压可以从0V调到250V。室内光照也可从最暗调至最明，测试时把摄像机光圈均开至最大时记录下一个最低照度值（把有源灯用调压器调暗至看不清暗室内置画面）再把光圈打至最小再记录下一个最低照度值，也可前后灯分别调压明灭。
4 ． 逆光补偿
测试此参数有两种方法：一种是在暗室内，把摄像机前侧调压灯打开，调至最亮时，然后在灯的下方放置一图画或文字，把摄像机迎光摄像，看图像和文字能否看清，画面刺不刺眼，并调节AL、AX拔档开关，看有无变化，哪种效果最好。另一种是在阳光充足的情况下把摄像机向窗外照，此时看图像和文字能否看清楚。
5 ． 球型失真
看球型失真把测试卡置于摄像机前端使整个球体出现在屏幕上，看圆球形有无椭圆，把摄像机前移，看圆中心有无放大，再远距离测试边、角、框有无弧形失真等。
6 ． 耗电量
最低工作电压，使用万用表测量电流，使用小稳压器调节电压看。
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* 低照度摄像机的正确认识 *
目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商， 对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.0004LUX～1LUX，黑白摄像机从0.0003～0.1LUX均有，（若搭配红外线，则均可达0LUX），这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。 行业内人士强调，照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小（F值），更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值，否则只是流于数字的游戏罢了！以光圈大小（F值）而言，光圈愈大则其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外电子灵敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）是否提高，单一画面累积帧数为多少？红外线是ON还是OFF？……等都应了解清楚，才不致被规格所标示的照度数值所混淆。
低照度摄像机在中国市场的演进过程 低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步： 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快门（SLOW/SHUTTER）及超感度摄像机（EXVIEW/HAD）。
一、白天彩色/晚上黑白（昼夜型摄像机COLOR/MONO）
此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群。昼夜（COLOR/MONO）摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0LUX，我们不禁要问：“摄像机乃光学原理制成，0照度下如何成像？” 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点，在一定的光源条件，利用线路切换的方式将影像由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。 在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中，此类摄像机已采用单一CCD（彩色）设计，在白天或光源充足时为彩色摄像机，当夜晚降临或光源不足时（一般在1LUX～3LUX）即利用数位电路将彩色信号消除掉，成为黑白影像，且为了搭配红外线，亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器，真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身 (所采用的元件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD感度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升,不能算是低照度摄像机。
二、低速快门（SLOW/SHUTTER）
此类摄像机又称为（画面）累积型摄像机，是利用电脑记忆体的技术，连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来，成为一个影像清晰的画面，运用SLOW SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且画面能够累积的帧数 (128帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆，夜间生物活动观察，夜间军事海岸线监视等，属性较静态场所的监视。
三、超感度摄像机（EXVIEW/HAD）
超感度摄像机（EXVIEW/HAD），又称24小时摄像机，其彩色照度可达0.05LUX，黑白则可达0.003-0.001LUX（亦可搭配红外线以达 0LUX）不仅能清晰的辩识影像，更是实时连续的画面。
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* 简介超低照度摄像机与红外灯 *
超低照度摄像机是近年来随着半导体技术发展而推出的监控行业热点产品。目前已广泛用于金融、文博、酒店、写字楼、 住宅小区物业管理等领域。由于传统的摄像机难以满足24小时连续监控（因为不可能在任何地点都做到24小时开灯）的需求，新技术型的超低照度摄像机抓住这一良机迅速发展起来。
一般的超低照度摄像机大都采用Exview HAD 技术，采用Exview HAD CCD的摄像机， 对外界光线的敏感程度会大大提高，在近红外区域，其感度可以提高到普通摄像机的4倍，如(图1)。因此，即使在非常暗的环境下，这种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体，这一技术的出现受到了监控市场的欢迎，对各种光照环境下均可表现出最佳的效果，特别是配合专用的红外照明设备，可以得到高清晰度的黑白图像，实现0照度的监控（完全无光的情况下）。在近红外760mm-1100mm的近红外区域，如果配合合适波长的红外照明，就可以实现清晰的黑白图像。
类似地获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧累积方式增加CCD在单帧图像的爆光量， 从而提高摄像机对单帧图像的灵敏度。这种方式也可以获得较低的照度指标，但是需要降低图像的连贯程度，所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用，否则会造成丢失画面的现象。在获得低照度下图像上还有一些其它的办法，但都不能从根本上解决照度问题。
另外，在选择使用低照度摄像机和红外线灯时要注意几点。第一，必须选择适当的镜头。为了提高摄像机对红外灯以及景物的敏感度，应尽可能选用通光量大的镜头，并注意在使用自动光圈或电动二可变镜头时，要尽可能开大光圈的驱动电平值。因为一般随着镜头焦距的增加，其通光量会相对减少，在选择红外灯时要留一定的余量，并注意红外灯的标称指标。第二，红外灯的选配电源应尽可能要满足其所需的最小电功率，经常发生照射距离不够的情况。第三，要考虑被摄像景物的反光程度，由于红外线具备可见光相同的如反射、折射等特性，因此，在目标景物周围如果没有良好的反光环境（如建筑物、围墙、标牌）时应考虑一定的距离余量。
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* 镜头探析 *
1． 镜头的种类（根据应用场合分类）
广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形。
标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。
长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。
变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。
针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。
2． 被摄物体的大小、距离与焦距的关系
假设被摄物体的宽度和高度分别为W.H,被摄物体与镜头间的距离为L，镜头的焦距为F。
3． 相对孔径
为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。假定光圈的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜光实际有效的有效孔径为D，比d大，D与焦距f之比定义为相对孔径A，即A=D/f，镜头的相对孔径决定被摄像的照度，像的照度与镜头的相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小。F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情况下，F值越小，表示镜头越好。
4． 镜头的焦距
1 ）定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。
有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境江照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节，人为手工调节光圈的，称为手动光圈。镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。
无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。
2 ）变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。
常用的变焦镜头为六倍、十售变焦。
三可变和二可变镜头
三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。
二可变镜头：可调焦调、调聚焦、自动光圈。
5． 先配镜头原则
为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：
A ）被摄物体的大小
B ）被摄物体的细节尺寸
C ）物距
D ）焦距
E ）CCD摄像机靶面的尺寸
F ）镜头及摄像系统的分辨率
操作步骤：
* 移开镜头防尖装置，连接上镜头。
* 如果使用CS镜头，请降下C圈（5mm），然后锁住CS镜头装置。
* C型镜头可直接安装使用。
* 连接视频输出（BNC）至监视器或其它设备。
* 插上DC12V电源/AC220V
* 检查LED是否亮。
* 当图像一旦模糊时，请调整镜头焦距。
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* 镜头选购指南概要 *
常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。
定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。定焦镜头的适用范围如下：
手动光圈镜头：所需监视的环境照度变化不大，如室内。
自动光圈镜头：所需监视的环境照度变化大，如室外。
广角镜头：监视的角度较宽，距离较近。
标准镜头：监视的角度和距离适中。
变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：手动变焦和电动变焦（电动光圈和自动光圈）两种。
变焦镜头在规则上可以划分为：1/3〃、1/2〃和1〃等。
选择变焦镜头的原则是：镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2〃的镜头可以与1/3〃的 摄像机一起使用，但是1/3〃的镜头就不能够在1/2〃的摄像机上使用。
摄像机镜头选购指南
在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言)，所以正确的选用摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。
摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种，就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。
下面就以使用环境的不同谈如何正确选用摄像机镜头。
1、 手动、自动光圈镜头的选用
手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。
对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。
对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。
对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种 ， 即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。
2、 定焦、变焦镜头的选用
定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小 ，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。
在镜头规格(镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情况下 ，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小(见图1所示)；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。
镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。
对于一般变焦(倍)镜头而言 ，由于其最小焦距通常为6.0mm左右，故其变焦(倍)镜头的最大视场角为45°左右，如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中，其监视死角必然增大，虽然可通过对前端云台进行操作控制，以减少这种监视死角，但这样必将会增加系统的工程造价(系统需增加前端解码器、云台、防护罩等)，以及系统操控的复杂性，所以在这种环境中，不宜采用变焦(倍)镜头。
在开阔的被监视环境中，首先应根据被监视环境的开阔程度，用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度，以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据，在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下，应尽量考虑选用长焦距镜头，这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦(倍)镜头(电动三可变镜头)，这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定，在选用时也应考虑两点：(1)在调节至最短焦距时(看全景)应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求；(2)在调节至最长焦距时(看细节)应能满足观察被监视场景画面细节的要求。通常情况下，在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求，而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中，可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可(一般情况下，镜头倍数越大，价格越高，可在综合考虑系统造价允许的前提下，适当选用高倍数变焦镜头)。
3、 正确选用镜头焦距的理论计算
摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数 ，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：
(1)f=u?D/U
(2)f=h?D/H
f：镜头焦距、U：景物实际高度、H：景物实际宽度、D：镜头至景物实测距离、u：图像高度、h：图像宽度
举例说明：
当选用1/2″镜头时，图像尺寸为u=4.8mm，h=6.4mm。镜头至景物距离D=3500mm，景物的实际高度为U=2500mm(景物的实际宽度可由下式算出H=1.333?U，这种关系由摄像机取景器CCD片决定)。
将以上参数代入公式(1)中，可得f=4.8?3500/2500=6.72mm，故选用6mm定焦镜头即可。
浅谈CCTV系统中摄像机镜头的选择
手动光圈及自动光圈的选择
镜头光圈分手动和自动两种。以往由于摄像机的使用在室外或其它特殊场合等缘故，所以较多选用自动光圈镜头。在目前的监控工程中，由于智能建筑大量使用CCTV系统，室内监控点占较高的比例。而许多工程商在做工程设备报价时，也同样喜欢采用自动光圈镜头。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变化适应性较强，但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头。而现在大多数的摄像机都有电子快门，室内的光源也较为稳定，因此，智能建筑项目中大量采用自动光圈镜头没有太大的必要；另一方面，现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类：a.电源驱动自动光圈镜头；b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的，其中两根为DC12V或DC24V电源来驱动镜头中的马达，另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小；视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的，其中一根为视频触发信号来起动光圈，并控制光圈大小，另二根为DC12V或DC24V电源线驱动电机马达。目前市场上大多黑白或彩色摄像机虽然有自动光圈镜头接口，但除了少数可以兼容二种镜头以外，大多数摄像机不能兼容，只能使用电源驱动自动光圈镜头或视频驱动自动光圈镜头。如果在使用中当一些摄像机损坏时，新购入的摄像机就有与原来的自动光圈镜头是否兼容的问题。但当工程中的监控点在室外时，采用带自动光圈的镜头是必要的，因为室外的光线的动态范围变化较大，夏日阳光下环境照度达50000Lx－100000Lx；夜间路灯时仅为10Lx，变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围，也就无法达到控制图像效果的作用。
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* 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。
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* 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）
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。
显示与记录设备的选购
显示与记录设备
显示与记录设备安装在控制室内,主要有监视器、录像机和一些视频处理设备。
现在有一种电视监控系统把云台 、 变焦镜头和摄像机封装在一起组成一体化摄像机。它们配有高级的伺服系统，云台具有很高的旋转速度，还可以预置监视点和巡视路径。平时按设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快地对准报警点，进行定点的监视和录像。一台摄像机可以起到几个摄像机的作用。
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。
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。
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。
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* 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
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* 云台 *
云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。
固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。
电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。
云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平旋转速度一般在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达480°/s以上，垂直旋转速度在120°/s以上。
监控设备维护注意事项
1 、对每个摄像机所供电源的插座要经常检查，防止插头脱落。
2 、保证对每个摄像机和监控中心的供电电压较恒定。
3 、对低矮位置的摄像机尽量设有明显标志，提醒非监控管理人员触碰。
4 、对监控中心的监控控制设备派专人专管，要求非监控人员禁止操作。
5 、监控中心在每晚无人的情况下一定要对监控设备断电。
6 、对监控设备经常擦拭保养。
| 安防术语译名对照 |
| | |
| | alarm failure （漏报警） |
| | detection zone （探测范围） |
| | detection distance （探测距离） |
| | detection sensitivity （探测灵敏度） |
| | detection response speed （探测响应速度） |
| | alarm response time （报警响应时间） |
| | intruder alarm system （入侵报警系统） |
| | sensitivity margin （灵敏度冗余） |
| | signal transfer output （报警输出） |
| | normal open （常开状态） |
| | normal close （常闭状态） |
| | tamper device （防拆功能） |
| | false alarm （误报警） |
| | security system （安全系统） |
| | security （安全） |
