數(shù)碼攝像機(jī)技術(shù)指標(biāo)及選型知識(shí)

除了利用字幕機(jī)或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)設(shè)備制作電視圖像外，電視節(jié)目制作的第一步都是利用攝像機(jī)攝取畫(huà)面。攝像機(jī)是產(chǎn)生電視素材信號(hào)的最主要設(shè)備。如果素材信號(hào)的質(zhì)量不高，那么，要制作質(zhì)量上乘的作品簡(jiǎn)直就是天方夜談。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)處理，記錄，傳輸以后，信號(hào)質(zhì)量總會(huì)產(chǎn)生不同程度的劣化，很難有明顯提高。因此，選擇優(yōu)良的攝像機(jī)具有非常重要的意義。近年來(lái)，攝像機(jī)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。CCD攝像器件逐漸取代了真空管的攝像器件，后來(lái)又出現(xiàn)了數(shù)字處理的攝像機(jī)。
??? 數(shù)字處理攝像機(jī)問(wèn)世至今，僅只10年。剛開(kāi)始時(shí)，數(shù)字處理攝像機(jī)還存在若干不足之處。所以，在一段時(shí)期中，數(shù)字處理攝像機(jī)和傳統(tǒng)的模擬處理攝像機(jī)并行存在，平分秋色。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在，數(shù)字處理攝像機(jī)的功能和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)全面超過(guò)模擬處理的攝像機(jī)。因此，模擬處理的攝像機(jī)已經(jīng)難免淘汰的命運(yùn)。本文闡述CCD攝像機(jī)的主要指標(biāo)，數(shù)字處理攝像機(jī)的若干特點(diǎn)以及將來(lái)發(fā)展的方向，供選擇攝像機(jī)時(shí)作為參考。

一、攝像機(jī)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程
??? 最早的電視攝像機(jī)以電真空攝像管作為攝像器件。攝像管在工作之前必須進(jìn)行預(yù)熱，時(shí)間長(zhǎng)了以后，工作狀態(tài)容易發(fā)生漂移。攝像管本身有多項(xiàng)調(diào)整，例如重合調(diào)整、機(jī)械聚焦、電聚焦調(diào)整、白黑平衡、黑斑校正調(diào)整等。往往在使用一段時(shí)間以后，工作狀態(tài)發(fā)生改變，必須重新進(jìn)行調(diào)整。攝像管的耐震動(dòng)性能差，工作中需要比較復(fù)雜的電源供電系統(tǒng)，這一部分的電路十分復(fù)雜，因而故障率比較高。
??? 以后出現(xiàn)了CCD為攝像器件的攝像機(jī)。CCD是大規(guī)模集成電路（VLSI）的產(chǎn)品。在CCD剛剛出現(xiàn)的時(shí)期，某些技術(shù)指標(biāo)，例如信噪比、清晰度、灰度特性的指標(biāo)還達(dá)不到攝像管的水平，還有一些CCD固有的缺陷。但是，隨著VLSI技術(shù)的進(jìn)步，近幾年來(lái)，CCD器件的技術(shù)指標(biāo)獲得了長(zhǎng)足進(jìn)展。現(xiàn)在可以說(shuō)，CCD器件的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)全面超過(guò)了攝像管的指標(biāo)。這樣，攝像管的攝像機(jī)就徹底退出攝像機(jī)的市場(chǎng)了。
??? 數(shù)字處理攝像機(jī)是在CCD器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。1989年，日本松下公司推出了世界上第一部數(shù)字處理攝像機(jī)AQ-20時(shí)，曾經(jīng)引發(fā)了一場(chǎng)議論。有人認(rèn)為，在當(dāng)時(shí)的條件下，模擬處理攝像機(jī)的功能已經(jīng)達(dá)到十分完美的程度，似乎沒(méi)有必要采用數(shù)字處理的方法。然而，經(jīng)過(guò)了近十年的實(shí)踐，現(xiàn)在事實(shí)已經(jīng)證明了，數(shù)字處理具有模擬處理無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在新推出的攝像機(jī)，毫無(wú)例外都是數(shù)字處理的攝像機(jī)。

二、電視攝像機(jī)的三大指標(biāo)
??? 靈敏度，分解力，信噪比統(tǒng)稱(chēng)為電視攝像機(jī)的三大指標(biāo)。是攝像機(jī)最重要的技術(shù)指標(biāo)。

1、攝像機(jī)靈敏度
??? 是在標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)下，攝像機(jī)光圈的數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)指的是，靈敏度開(kāi)關(guān)設(shè)置在0DB位置，反射率為89.9％的白紙，在2000勒克司的照度，標(biāo)準(zhǔn)白光（碘鎢燈）的照明條件下，圖像信號(hào)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)輸出幅度時(shí)，光圈的數(shù)值稱(chēng)為攝像機(jī)的靈敏度。通常靈敏度可達(dá)到F8.0，新型優(yōu)良的攝像機(jī)靈敏度可達(dá)到F11。相當(dāng)于高靈敏度ISO-400膠卷的靈敏度水平。
??? 在攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)中，往往還提供最低照度的數(shù)據(jù)。在選擇時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)更為直觀，所以具有一定的價(jià)值。最低照度與靈敏度有密切的關(guān)系，它同時(shí)與信噪比有關(guān)。最新攝像機(jī)的最低照度指標(biāo)是，光圈在F1.4，增益開(kāi)關(guān)設(shè)置在+30DB檔，則最低照度可以達(dá)到0.5勒克司。在ENG條件下使用時(shí)，可以選擇低照度的攝像機(jī)。這樣，在外出攝像時(shí)，可以降低對(duì)于燈光的要求，甚至在傍晚肉眼看得不清楚的環(huán)境下，不用打光，也能攝出可以接受的圖像。對(duì)于演播室應(yīng)用的場(chǎng)合，利用高靈敏度的攝像機(jī)，可以降低對(duì)于演播室燈光照時(shí)的要求。降低演播室內(nèi)的溫度，改善演職人員的工作條件，降低能源消耗，節(jié)約制作的經(jīng)費(fèi)。

2、水平分解力
??? 分解力又稱(chēng)為清晰度。其含義是，在水平寬度為圖像屏幕高度的范圍內(nèi)，可以分辨多少根垂直黑白線(xiàn)條的數(shù)目。例如，水平分解力為850線(xiàn)，其含義就是，在水平方向,在圖像的中心區(qū)域，可以分辨的最高能力是，相鄰距離為屏幕高度的850分之1的垂直黑白線(xiàn)條。
??? 現(xiàn)在，高檔的業(yè)務(wù)級(jí)攝像機(jī)能夠達(dá)到的水平分解力是800線(xiàn)。有的攝像機(jī)采用像素錯(cuò)位的技術(shù)，號(hào)稱(chēng)清晰度達(dá)到850線(xiàn)。實(shí)際上，片面追求很高的分解力是沒(méi)有意義的。由于電視臺(tái)中的信號(hào)處理系統(tǒng)，以及電視接收機(jī)中信號(hào)處理電路的頻帶范圍有限，特別是錄像機(jī)的帶寬范圍的限制，即使攝像機(jī)的分解力很高，在信號(hào)處理過(guò)程中也要遭受損失，最終的圖像不可能顯示出這么高的清晰度。
??? 兩部攝像機(jī)，即使具有相同的分解力，但是，圖像信號(hào)的調(diào)制度不同時(shí)，獲得圖像的視覺(jué)效果也會(huì)大不相同。因此，在比較攝像機(jī)優(yōu)劣時(shí)，應(yīng)該在相同調(diào)制度的條件下進(jìn)行比較，分解力越高，則質(zhì)量越好。一般攝像機(jī)產(chǎn)品沒(méi)有提供調(diào)制度的數(shù)據(jù)，在購(gòu)買(mǎi)時(shí)，應(yīng)該通過(guò)對(duì)比，以判明優(yōu)劣。
??? 攝像機(jī)的垂直清晰度主要取決于掃描格式，即掃描的行數(shù)。因此，對(duì)于攝像機(jī)的垂直清晰度不必加以考慮。

3、信噪比
??? 表示在圖像信號(hào)中包含噪聲成分的指標(biāo)。在顯示的圖像中，表現(xiàn)為不規(guī)則的閃爍細(xì)點(diǎn)。噪聲顆粒越小越好。信噪比的數(shù)值以分貝（DB）表示。最近，攝像機(jī)的加權(quán)信噪比可以做到65DB。用肉眼觀察，已經(jīng)不會(huì)感覺(jué)到噪聲顆粒存在的影響了。
??? 攝像機(jī)的噪聲與增益的選擇有關(guān)。一般攝像機(jī)的增益選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)該設(shè)置在0DB位置進(jìn)行觀察或測(cè)量。在增益提升位置，則噪聲自然增大。反過(guò)來(lái)，為了明顯地看出噪聲的效果，可以在增益提升的狀態(tài)下進(jìn)行觀察。在同樣的狀態(tài)下，對(duì)不同的攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)照比較，以判別優(yōu)劣。
??? 噪聲還和輪廓校正有關(guān)。輪廓校正在增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)輪廓的同時(shí)，使得噪聲的輪廓也增強(qiáng)了，噪聲的顆粒增大。在進(jìn)行噪聲測(cè)試時(shí)，通常應(yīng)該關(guān)掉輪廓校正開(kāi)關(guān)。
??? 所謂輪廓校正，是增強(qiáng)圖像中的細(xì)節(jié)成分。使圖像顯得更清晰，更加透明。如果去掉輪廓校正，圖像就會(huì)顯得朦朧，模糊。早期的輪廓校正只是在水平方向進(jìn)行輪廓校正，現(xiàn)在采用數(shù)字式輪廓校正，在水平和垂直方向上都進(jìn)行校正，所以，其效果更為完善。但是輪廓校正也只能達(dá)到適當(dāng)?shù)某潭龋绻喞Ｕ刻螅瑒t圖像將顯得生硬。此外，輪廓校正的結(jié)果將使得人物的臉部斑痕變得更加突出。因此，新型的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)設(shè)置了在膚色區(qū)域減少輪廓校正的功能，這是智能型的輪廓校正。這樣，在改善圖像整體輪廓的同時(shí)，又保持了人物的臉部顯得比較光滑，改善了演員的形象效果。

三、攝像機(jī)的其他主要指標(biāo)

1、CCD的類(lèi)型和規(guī)格
??? CCD是大規(guī)模集成電路制造的光電轉(zhuǎn)換器件，從字面上翻譯叫做電荷耦合器件，根據(jù)制作工藝和電荷轉(zhuǎn)移方式的不同，可以分為FIT型－幀行間轉(zhuǎn)移，IT型－行間轉(zhuǎn)移和FT型－幀間轉(zhuǎn)移等三種類(lèi)型。常用的是前兩種類(lèi)型。FIT型的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，性能較好，多為高檔攝像機(jī)所采用。IT型價(jià)格比較便宜，但可能產(chǎn)生垂直拖尾。近年來(lái)，由于技術(shù)的進(jìn)步，拖尾現(xiàn)象有所改進(jìn)。因其價(jià)格較低，故多為業(yè)務(wù)級(jí)攝像機(jī)所采用。
??? 根據(jù)CCD器件對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度，可以有1/3英寸，1/2英寸和2/3英寸等不同規(guī)格。CCD是一種半導(dǎo)體器件，每一個(gè)單元是一個(gè)像素。攝像機(jī)的清晰度主要取決于CCD像素的數(shù)目。一般來(lái)說(shuō)，尺寸越大，包含的像素越多，清晰度就越高，性能也就越好。在像素?cái)?shù)目相同的條件下，尺寸越大，則顯示的圖像層次越豐富，在可能的條件下，應(yīng)選擇CCD尺寸大的攝像機(jī)，當(dāng)然價(jià)格也就越貴。高級(jí)攝像機(jī)的像素可能達(dá)到60多萬(wàn)個(gè)。在高清晰度攝像機(jī)中使用的2/3英寸CCD器件，像素?cái)?shù)目甚至高達(dá)200萬(wàn)個(gè)。
??? 根據(jù)攝像機(jī)內(nèi)使用CCD的數(shù)目，分為單片CCD和三片CCD兩種，電視臺(tái)使用的攝像機(jī)一般都是具有三片CCD的攝像機(jī)。RGB分別各由獨(dú)立的CCD進(jìn)行成像。比較低檔的攝像機(jī)也可能采用單片CCD，單片式攝像機(jī)只用一片CCD器件處理RGB三路信號(hào)。其價(jià)格比較低廉，相應(yīng)于彩色重現(xiàn)能力比較差。此外，高級(jí)的攝像機(jī)也可以使用四片的CCD。除了RGB外，還專(zhuān)門(mén)使用一片CCD產(chǎn)生Y信號(hào)，以提高處理精度。

2、灰度特性
??? 自然界的景物具有非常豐富的灰度層次，無(wú)論是照片，電影，繪畫(huà)或電視，都無(wú)法絕對(duì)真實(shí)的重現(xiàn)自然界的灰度層次。因此，灰度級(jí)的多少只是一個(gè)相對(duì)的概念。由于顯像管的發(fā)光特性具有非線(xiàn)性，在輸入低電壓區(qū)域，發(fā)光量的增長(zhǎng)速度緩慢，隨著輸入電壓增大，發(fā)光效率逐漸增大。然而，攝像器件的光電轉(zhuǎn)換特性卻是線(xiàn)性的（電真空攝像管和CCD器件都是如此），因此，必須在電路中進(jìn)行伽碼校正。實(shí)際上是從顯像管的電光變換特性反過(guò)來(lái)來(lái)推算伽碼校正電路應(yīng)該具有的校正量。要想獲得良好的圖像灰度特性效果，主要的措施是，必須準(zhǔn)確地調(diào)整好攝像機(jī)的伽碼特性。
??? 在室內(nèi)觀察，圖像中最低亮度與最高亮度之比在1：20的范圍內(nèi)是適當(dāng)?shù)摹Ｈ绻@個(gè)比例太大，長(zhǎng)時(shí)間觀看的結(jié)果，容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。在這個(gè)范圍內(nèi)，灰度層次在11級(jí)左右，可以獲得滿(mǎn)意的觀看效果。

3、動(dòng)態(tài)范圍和拐點(diǎn)特性
??? 有時(shí)，電視攝像是在強(qiáng)光照明條件下，或者是在太陽(yáng)光下進(jìn)行的，某些反射體反射出特別明亮的光點(diǎn)，攝像機(jī)將產(chǎn)生特別強(qiáng)的信號(hào)。如果不加以限制，那么，在電路的處理過(guò)程中，信號(hào)可能遭受限幅，也就是說(shuō)，受到白切割。在顯示的圖像中，將出現(xiàn)一塊慘白，沒(méi)有層次的部分，影響了圖像的視覺(jué)效果。在電路處理中，是將超亮部分進(jìn)行逐步壓縮，使得在后續(xù)處理中不會(huì)出現(xiàn)白切割，在圖像中的超亮部分保留一定程度的層次，則可以大大改善圖像的視覺(jué)效果。這種未壓縮的輸入信號(hào)與壓縮后輸出信號(hào)的幅度關(guān)系曲線(xiàn)中，表現(xiàn)為在高幅值位置出現(xiàn)曲線(xiàn)的拐點(diǎn)，這就是拐點(diǎn)處理。攝像機(jī)能夠處理輸入光通量超過(guò)正常最大光通量的比例，是攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。現(xiàn)在，優(yōu)良攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍可以達(dá)到600％。

4、量化比特?cái)?shù)
??? 現(xiàn)代數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的取樣一般都符合ITU-R 601（即CCIR 601）4：2：2的取樣規(guī)格。就是說(shuō)，Y信號(hào)的取樣頻率為13.5兆赫茲，R-Y，B-Y信號(hào)的取樣頻率分別為6.75兆赫茲。量化級(jí)可以為8、10、12比特。比特級(jí)越大，則產(chǎn)生的量化噪聲越小，量化噪聲是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的重要固有噪聲源。對(duì)于演播室使用的攝像機(jī)，應(yīng)盡可能選用量化比特級(jí)高的攝像機(jī)。除了量化噪聲小外，在運(yùn)算和處理中，可以獲得較高的處理和調(diào)整精度，得到更好的效果，有的攝像機(jī)采用4：4：4的取樣格式，甚至4：4：4：4的取樣格式，是在亮度、兩種色差信號(hào)之外，還增加了專(zhuān)用的鍵信號(hào)，供信號(hào)處理過(guò)程中使用。每種信號(hào)的取樣頻率都是13.5兆赫茲。因?yàn)閿z像機(jī)一般都采用不壓縮（比特透明）的數(shù)字處理方式，因此，信號(hào)的碼率非常之高，對(duì)于信號(hào)處理速度的要求是非常苛刻的。

5、中性濾色片
??? 新型攝像機(jī)有時(shí)設(shè)置多個(gè)中性濾色片，濾色片的作用是減少光通量，這是因?yàn)椋趶?qiáng)光的情況下，由于自動(dòng)光圈的作用，光圈會(huì)變得很小，產(chǎn)生的圖像會(huì)顯得比較生硬，鏡頭不能工作在最佳的狀態(tài)下。使用適當(dāng)?shù)闹行詾V色片，使得自動(dòng)光圈張大一些，則圖像就會(huì)顯得比較柔和，提高了電視圖像的總體效果。

6、鏡頭的選擇
??? 現(xiàn)代攝像機(jī)都使用變焦距鏡頭。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際使用的場(chǎng)合，選擇不同變焦范圍的鏡頭。如果用于攝取會(huì)議畫(huà)面，通常必須選擇短焦距的變焦鏡頭，有利于攝取廣角畫(huà)面。如果用于攝取室外畫(huà)面，進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝像，例如，攝取野生動(dòng)物的鏡頭，或需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離偷拍時(shí)，宜選擇長(zhǎng)焦距的變焦鏡頭。可以選擇適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)攝倍率鏡或廣角倍率鏡。對(duì)于ENG使用的鏡頭，現(xiàn)在，廣角鏡頭的焦距可以做到小于4.8毫米（鏡頭型號(hào)A10×4.8BEVM-28）。對(duì)于具體的攝像機(jī)，成像大小決于CCD的尺寸,像距也是確定的，因此，根據(jù)最短焦距可以計(jì)算出攝像的張角。最短焦距在4.8毫米時(shí)，攝像的張角約在85～90度范圍（與CCD的尺寸有關(guān)）。望遠(yuǎn)鏡頭的焦距可以做到大于700毫米（鏡頭型號(hào)A36×14.5BERD-R28）。有的時(shí)候，一部攝像機(jī)可以備用2種或多種鏡頭，根據(jù)實(shí)際使用的需要，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，更換相應(yīng)的鏡頭。還有一種稱(chēng)為魚(yú)眼附加器的鏡頭裝置，很適合于某些特定場(chǎng)合（例如偷拍）時(shí)使用。鏡頭的另一個(gè)重要的參數(shù)是最大相對(duì)孔徑，相對(duì)孔徑越大，則失真越小，光的利用效率就越高。優(yōu)良的大口徑鏡頭，不僅在中心區(qū)域有很高的分辨力，而且在邊緣區(qū)域，也具有很高的分辨力，較小的圖像和彩色失真。
??? 彩色還原能力也是攝像機(jī)的一個(gè)重要特性。但是它難以用測(cè)試指標(biāo)來(lái)說(shuō)明，一般的攝像機(jī)廠商也沒(méi)有提供關(guān)于該性能的指標(biāo)數(shù)據(jù)，通常可以根據(jù)實(shí)際觀察的效果，通過(guò)比較進(jìn)行判斷。
??? 對(duì)于電真空型的攝像器件，還有RGB重合精度的指標(biāo)，對(duì)于CCD攝像機(jī)，這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)不再成為問(wèn)題了。

四、數(shù)字處理攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
??? 下面簡(jiǎn)要說(shuō)明數(shù)字處理攝像機(jī)的特點(diǎn)。

1、適合于使用計(jì)算機(jī)處理
??? 在現(xiàn)代的數(shù)字處理攝像機(jī)中，普遍采用了微處理機(jī)（MCP）作為中心處理元件，實(shí)現(xiàn)控制、調(diào)整、運(yùn)算的功能，并且采用了多種專(zhuān)用的大規(guī)模集成電路，使得攝像機(jī)的處理能力，自動(dòng)化功能獲得極大增強(qiáng)。

2、簡(jiǎn)化調(diào)整機(jī)構(gòu)和調(diào)整方式
??? 模擬攝像機(jī)大多數(shù)采用調(diào)整元件（電位器、可調(diào)電容、線(xiàn)圈等）進(jìn)行調(diào)整，許多攝像機(jī)的調(diào)整元件位于電路板上，因此，必須打開(kāi)外殼才能實(shí)現(xiàn)調(diào)整操作，非常不方便。模擬處理攝像機(jī)一旦調(diào)整失誤，恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)十分困難，因此，模擬處理攝像機(jī)的調(diào)整工作一般由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行，即便如此，也必須慎重行事，要是調(diào)亂了，要恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，將是一件非常麻煩的事情。
??? 數(shù)字處理攝像機(jī)采用菜單顯示，由按鍵進(jìn)行增減調(diào)整。這樣，從用戶(hù)的角度來(lái)看，本來(lái)必須由技術(shù)熟練的技術(shù)人員進(jìn)行認(rèn)真調(diào)整的工作，現(xiàn)在，一般的技術(shù)人員，甚至攝像員也能夠進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整好的數(shù)據(jù)以文件的形式保存在存儲(chǔ)器中，如果對(duì)于自已調(diào)整好的數(shù)據(jù)不夠滿(mǎn)意，可以調(diào)出機(jī)器出廠時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)的），或者這一次調(diào)整前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，因此不必?fù)?dān)心因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足而把數(shù)據(jù)調(diào)亂。操作者完全可以放心大膽的進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，以獲得自已滿(mǎn)意的結(jié)果。從制造廠家的角度來(lái)看，便于實(shí)現(xiàn)制造和調(diào)試過(guò)程的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，降低成本。

3、可以實(shí)現(xiàn)精確，細(xì)致的調(diào)整
??? 從本質(zhì)上看，數(shù)字處理攝像機(jī)對(duì)于信號(hào)進(jìn)行了變換，將原來(lái)的模擬信號(hào)變換0，1代碼表示的符號(hào)。這樣，數(shù)字處理攝像機(jī)所處理的是符號(hào)，而不是模擬的信號(hào)本身。符號(hào)具有以下主要的特性：
??? (1)模擬信號(hào)在處理和傳輸?shù)倪^(guò)程中，難免產(chǎn)生失真和噪聲，一旦產(chǎn)生了失真和噪聲，降低了信號(hào)的質(zhì)量，就很難恢復(fù)；而數(shù)字信號(hào)具有優(yōu)良的穩(wěn)固性，在存儲(chǔ)和傳輸?shù)倪^(guò)程中，不易產(chǎn)生失真。在數(shù)字領(lǐng)域，可能出現(xiàn)的問(wèn)題是誤碼，采取一定的措施，例如，通過(guò)信道編碼，采用前向糾錯(cuò)的方法，可以有效地克服誤碼。當(dāng)然，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，還是應(yīng)該謹(jǐn)慎小心，不應(yīng)該讓系統(tǒng)接近崩潰區(qū)域，應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行信號(hào)再生。否則，誤碼大得超出了糾錯(cuò)的能力范圍，將一發(fā)而不可收拾。但是，經(jīng)過(guò)正確設(shè)計(jì)，這種局面完全是可以避免的。
??? 模擬處理的本質(zhì)是信號(hào)復(fù)制，因而伴隨著信號(hào)失真，數(shù)字處理的本質(zhì)是信號(hào)再生，因此可以準(zhǔn)確重現(xiàn)無(wú)噪聲和失真的信號(hào)。

??? (2)模擬信號(hào)很難對(duì)特定的某一段幅度或者頻率特性單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。為了調(diào)整其中的某一段特性，可能引起其他部分特性的改變。另一方面，如果需要幾種參數(shù)配合調(diào)整，就顯得非常困難；在數(shù)字處理時(shí)，可以對(duì)信號(hào)的某一部分特性單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，例如，單獨(dú)進(jìn)行伽碼校正調(diào)整和拐點(diǎn)調(diào)整；對(duì)于某一段頻率，或者對(duì)于某一段幅度電平單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，并保持其他部分信號(hào)的特性不會(huì)改變。此外，還可以將某幾項(xiàng)調(diào)整結(jié)合在一起，相互關(guān)聯(lián)，進(jìn)行配合調(diào)整。例如，在應(yīng)用過(guò)程中，往往需要對(duì)于色度、對(duì)比度、亮度等結(jié)合進(jìn)行相關(guān)配合的調(diào)整。在模擬條件下，幾乎是做不到的事情，在數(shù)字條件下，可以比較容易實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)型的功能。
??? 有人說(shuō)在數(shù)字領(lǐng)域，只有想象不到的功能，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)不了的功能。實(shí)際情況應(yīng)該是，只要是合理的想法，數(shù)字技術(shù)都有能力予以實(shí)現(xiàn)。即使當(dāng)時(shí)的計(jì)算能力尚有困難，但是，隨著算法、存儲(chǔ)和計(jì)算速度等技術(shù)的發(fā)展，終究能夠得以實(shí)現(xiàn)。

??? (3)處理精度高，對(duì)于10比特的量化，可以區(qū)分為1024個(gè)電平等級(jí)進(jìn)行調(diào)整，高檔的攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)12，14比特，相當(dāng)于4096，16384電平等級(jí)，甚至更高級(jí)別的處理。要進(jìn)行如此精細(xì)的調(diào)整，模擬的處理方法是無(wú)能為力的，只好望洋興嘆了。

五、數(shù)字處理攝像機(jī)的缺點(diǎn)

1、變換損失
??? 從攝像機(jī)的攝像器件（無(wú)論是攝像管或CCD）開(kāi)始，產(chǎn)生的信號(hào)都是模擬信號(hào)。經(jīng)過(guò)一系列的處理和傳輸以后，在顯像管上顯示圖像時(shí)，仍然必須采用模擬信號(hào)。由此可知，所謂數(shù)字處理，首先是將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)（ADC），只是在中間的處理和傳輸過(guò)程中，采用數(shù)字信號(hào)的形式，最終，仍需將數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)（DAC）。模數(shù)變換和數(shù)模變換將產(chǎn)生量化誤差失真。在信號(hào)的處理過(guò)程中，必須經(jīng)過(guò)各種運(yùn)算，在運(yùn)算過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生舍位和進(jìn)位誤差，如果還要進(jìn)行碼流變換，將產(chǎn)生新的變換誤差。這些誤差的結(jié)果累次疊加，構(gòu)成總體的損失。因此，任何數(shù)字系統(tǒng)，都應(yīng)該盡可能避免各種類(lèi)型的信號(hào)變換。
??? 增大量化的比特?cái)?shù)和信號(hào)處理時(shí)的比特?cái)?shù)可以減小這些誤差，最早的數(shù)字處理攝像機(jī)AQ-20采用8比特的量化級(jí)，相對(duì)于256級(jí)的量化電平。由此產(chǎn)生的量化損失不容忽略。如果量化比特?cái)?shù)提高為10比特，則量化電平可以達(dá)到1024級(jí)，相應(yīng)的量化誤差可以達(dá)到60dB，其噪聲實(shí)際上接近于可以忽略。但是考慮到計(jì)算中產(chǎn)生的舍位和進(jìn)位誤差的積累，優(yōu)秀的攝像機(jī)通常采用12，14甚至更高比特的信號(hào)處理器。
??? 攝像機(jī)通常采用比特透明的處理方式，即采用非壓縮，全比特的處理方式。因此不存在壓縮和解壓縮引起的質(zhì)量損失。如果信號(hào)采用壓縮的方法進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、傳輸時(shí)，則還應(yīng)該考慮壓縮以及碼流變換造成的質(zhì)量損失。

2、碼率高，給信號(hào)的處理帶來(lái)困難
??? 根據(jù)ITU-R 601（即CCIR 601）推薦的取樣參數(shù)，即4:2:2的取樣方式，Y信號(hào)的取樣頻率為13.5兆赫茲，R-Y，B-Y信號(hào)的取樣頻率分別為6.75兆赫茲。如果采用8比特量化，則可以計(jì)算視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)碼率：
????? （13.5+2×6.75）×8=216兆比特/秒
??? 扣除消隱區(qū)的無(wú)效信息：
????? 216×（64-12）/64×（312.5-25）/312.5=161.46兆比特/秒。
??? 因?yàn)橥叫畔⒘亢苌伲枰院雎浴＿@里暫不考慮聲音信號(hào)的信息。
??? 由此可知，量化比特?cái)?shù)為8時(shí)，視頻信號(hào)的碼率仍然高達(dá)161兆比特。也就是說(shuō)，攝像機(jī)每秒鐘必須處理1.6億比特的數(shù)據(jù)量。如果采用10，12，14比特的量化級(jí)，則數(shù)據(jù)量還要按比例急劇增加。由此可知，數(shù)字處理攝像機(jī)的數(shù)據(jù)處理量是大的異常驚人的。而且，攝像機(jī)是所有處理都必須是實(shí)時(shí)處理。因此，對(duì)于內(nèi)裝的IC和微處理器的運(yùn)算能力和運(yùn)算速度提出了十分苛刻的要求。

3、功耗大
??? 如上所述，數(shù)字處理攝像機(jī)必須高速處理極其巨大的數(shù)據(jù)量，每一步運(yùn)算都伴隨著能量消耗。因此，早期的數(shù)字處理攝像機(jī)的溫升很高。特別是主要處理電路板上的VLSI，竟然達(dá)到發(fā)燙的程度。顯然，功耗引起溫升，是不穩(wěn)定和造成故障的根源。功耗大增加了供電電源的負(fù)擔(dān)。在許多場(chǎng)合下，攝像機(jī)由充電蓄電池供電工作，由于功耗大，同樣的電池只能夠工作較短的時(shí)間，給實(shí)際工作帶來(lái)諸多不便。攝像機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)，則信號(hào)數(shù)據(jù)的處理工作量越來(lái)越大，能量的消耗也就越來(lái)越大。另一方面，由于算法的改進(jìn)，以及集成電路技術(shù)的進(jìn)步，功耗不斷下降，這是辨證的發(fā)展過(guò)程。
??? 可以預(yù)測(cè)，現(xiàn)有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的缺點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展將逐步得以克服。