電視攝像機已進入數字化階段。1989年第一臺數字信號處理(DSP)攝像機—松下AQ-20進入我國市場，當時只用了8b量化的A/D變換器。此后Sony DVW-700、池上HL-57等10b量化DSP攝像機相繼推出。1995年后DSP攝像機性能和質量全面提高，同時適應多媒體要求的逐行掃描攝像機也投入使用。
在數字攝像機中，攝像器件仍是模擬工作的，只是視頻處理數字化。與模擬攝像機相比，在圖像質量和使用方面都有許多特點。本文將具體闡述攝像機數字化的特點。
一 量化比特數要高于演播室的要求
演播室設備所處理的視頻信號電平都限定在100%的標準電平，而且是經過γ校正的信號。ITU-R601對演播室數字信號編碼規定的最低要求是用8b量化。數字攝像機輸出的信號質量應達到ITU-R601規定的最低要求。所以初期數字攝像機都采用最少 8b量化。現在10b A/D轉換器已成為當今主流，這兩年12b A/D轉換器也出現在攝像機中。
A/D變換和DSP會引入量化噪聲。攝像機的信雜比現達到60～62dB。當然，這是在去掉γ校正時測量的，實際上沒這么高。如果用8b量化，由于DSP使攝像機的信雜比下降0.7dB，對于ENG應用，這個損傷還是容許的，但是要采用預γ校正、黑色低通以及顫抖校正來減小偽輪廓效應和降低量化噪聲。對演播室用的攝像機必須用10b以上進行量化，使量化噪聲對攝像機的信雜比損傷小于0.5dB。如果用14b量化，則信雜比降低量小于0.2dB。這么小的變化，人眼覺察不到。
保證數字攝像機的圖像質量符合ITU-R601規定的演播室質量，首先要保證數字信號的量化級差相同。因此，用10b量化不能使視頻處理全部數字化，必須先經過部分模擬處理后才能進行A/D變換。若從預放開始數字化，則需要更多量化比特。
現在CCD圖像傳感器的動態范圍已達到600%，由于10b A/D轉換器受到量化比特數的限制，所以在進行A/D轉換之前，在模擬預放器中要進行預拐點處理，將600%的信號壓縮至226%，相當于1023量化級，其中拐點設在130%處。12b A/D轉換器可直接處理600%的信號，所以在進行A/D轉換前沒有必要對信號進行壓縮處理，使得信號的非線性處理（如γ較正、拐點處理等）過程得以在數字范疇內進行。故它不僅可以保留10b A/D處理時暗區有很高的細節，而且使得高光區域的圖像色彩更加逼真。
二 具有4:3至16:9切換功能
為了在現有系統中實現16:9幅型比畫面，開發了4:3、16:9可切換的數字攝像機。實現這一轉換主要有兩種方法。
1.左右“遮幅”方式
廣播檔攝像機的CCD成像靶面為2/3"，即對角線尺寸為2/3"。左右遮幅方式，是把2/3"CCD以16:9方式做出感光靶面，當以4:3方式工作時，則截取靶面的中間部分。這種方法CCD制作比較簡單，在IT-W和FIT-W型CCD攝像機中得到廣泛應用。
具體作法是：通過改變CCD的時鐘頻率和讀取范圍，以電子方式改變CCD的有效區域，即去掉畫幅的左右部分，從而實現16:9到4:3的轉換。如圖1所示。可以看出，在輸出16:9格式圖像時，CCD的水平讀出時鐘頻率為18MHz。在輸出4:3格式圖像時，保持垂直掃描行數不變，有效行期間仍為52
µs，水平分解力不變。比較4:3與16:9可知，在上述條件下，兩種格式的像寬之比為3:4。在16:9的CCD上只讀出中間3:4寬的圖像，即可輸出4:3格式的圖像。CCD兩邊各丟掉1/8像寬的圖像。因為要保持行正程時間不變，都是52
µs ，所以4:3格式的水平讀出時鐘頻率應為18MHz×3/4=13.5MHz。
使用左右“遮幅”技術進行寬高比轉換時，對應兩種寬高比情況下CCD的水平像素數將有所不同。通常,在16:9時總像素為60萬的CCD,在4:3時有效像素數將只有40多萬，這將使攝像機的水平清晰度(調制度)大打折扣。若16:9時攝像機的調制度(對應5MHz)為70%，則4:3方式時調制度將下降到50%。并且，對應于兩種寬高比格式，視頻信號的讀出掃描頻率不同，還會對攝像機預放器電路提出不同要求，必需進行相應的調整。
為了彌補清晰度方面的損失，CCD生產廠家又研制了74萬像素的CCD，確保4:3格式下仍能夠獲得60萬像素，使其調制度達到70%以上。但是，在CCD靶面尺寸不變的情況下，增加像素數將會導致每個像素變小，這又會影響到攝像機的靈敏度和動態范圍。
采用左右“遮幅”方式還會帶來成像靶面水平視場角變化。如圖3所示，對應的4:3格式時水平視場角為44°，對應的16:9格式時則為57°。若使用一固定鏡頭以不同寬高比進行拍攝，構圖大小將發生變化，見圖1。從另一個角度講，所對應的鏡頭變焦比無法在兩種情況下均與鏡頭的標稱一致。因此，使用“遮幅”鏡頭的攝像機，要根據不同寬高比選用相應的鏡頭，或使用帶有寬高比可轉換功能的鏡頭。
2.DPM（動態像素管理）技術
另一種寬高比轉換方法是湯姆遜的DPM技術。其數字攝像機內裝配了4:3格式的CCD，每一行的水平像素為1000，如圖2所示。以4:3格式為基礎，在輸出16:9格式圖像時，它可以自動地把垂直方向的三個像素或四個像素組合在一起，成為一個新的像素元，分別適應16:9或4:3格式的需要；而且無論在哪一種格式下，每一行的水平像素不變；同時通過嚴格的計算，可以不改變垂直方向的行數，從而確保了行場方向的分辨率，并且不改變水平方向的視角范圍。
由于使用了