视频会议基础知识
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• 声音和视频画面的匹配 • 时间延迟 • 噪音和其他干扰
视频会议基础知识 │ 2010/11
14
大型会场音响的连接
MIC 调音台
功放
音箱
声音信号 远端声音 本地声音
视频会议基础知识 │ 2010/11
15
会议室声学和布局
混响
• 在指定空间内伴随的不连续的声音 • 用于音乐，但不适合演讲/开会 • 通常由于墙壁的反弹造成，会造成讲话词语不完整等现象
G.729
语音编码器
速率(Kbps) 48,56,64 24,32 48,56,64 16 5.3, 6.3 8
编码算法 PCM
ACELP-PT716子集包 双带 ADPCM 低延迟 CELP
ACELP/MPMLQ 结合结构 - CELP
视频会议基础知识 │ 2010/11
21
Q&A?
视频会议基础知识 │ 2010/11
Drapery, medium weight (14oz.), velour draped to half
.55
Drapery, heavy weight (18oz.), velour draped to half
.60
Fabric on Gypsum Fiberglass, 3-1/2" batt Fiberglass, 1" Semi-rigid Glass
• 声音采样或视频采样后需要时间进行编码和解码 • 音频大约需要10-40ms/视频大约需要80-280ms
视频会议基础知识 │ 2010/11
20
G系列标准
CCITT
带宽 (Hz)
G.711
300-3400
G.722.1
50-7000
G.722
50-7000
G.728
300-3400
G.723.1 语音编码器
10
音频设备 – 混音设备
麦克风混音:
• “...used when several microphone inputs need to feed a common sound distribution system…” --Audio Cyclopedia
预放大 增益控制 提供幻影电源 辅助输入和输出 均衡 连接
4
音频设备 – 麦克风
类型和用途
• 桌面式 • 手持式 • 领夹式 • 无线麦克 • 定向/鹅颈麦克 • 吊顶麦克
桌面式
无线/领夹
吊顶
手持
鹅颈
视频会议基础知识 │ 2010/11
5
音频设备 – 麦克风
定向式
• 拾音方向固定 • 拾音距离大于全向麦克
全向式
• 所有方向的拾音都相等 • 需要屏蔽拾音半径内的噪音
.05
Concrete (block), unpainted
.05 - .35
Cork, floor tiles (3/4" thick) Cork, wall tiles (1" thick) Drapery, light weight (10oz.)
.10 - .15 .30 - .70 .05 - .15
回声
• 颤动 – 由于较硬的桌面反射造成 • 拍打 – 由于墙面反射造成，比如在某些会议室中拍手后可以听到两次拍手 • Mountain yodel – 延时造成，就像在山谷里喊叫，很久才听到回声一样，出
现在很大型的会议室中
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16
会议室声学和布局
反射
• 声音在制定空间中来回反弹 • 会议室中如果有较多的玻璃或者非常硬的墙面或只有一个空的房间会
SQCIF
12,288
128x96
2,000,000
QCIF
25,344
CIF
101,376
预测） — G.729 - 在8Kbit/s CS-ACELP编码演讲者 — G.723.1 - 双比率演讲编码器/多媒体5.3/6.3Kbps — G.722.1 – 在32Kbit/s下使用低帧率附录A:包格式，能力鉴定和能力
参数的系统里手动自由操作编码
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19
编码属性
• 视频会议最佳照度是500-700流明或 50-70尺烛光 • 使用测光表测量
• 自动增益控制 (AGC)
• 自动增益控制和光圈的区别
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31
摄像机
色度
• 白平衡
• 调整红、绿、蓝三色的平衡
• 色温补偿 • 伽马校正
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32
摄像机
视频会议基础知识 │ 2010/11
17
会议室声学和布局
声学处理
• 为了减少回声、混响、 反射和控制噪音，需要 对会议室进行处理
• 吸音材料用NRC（降噪 系数）来衡量
• 常见的吸音材料是地毯、 窗帘、石英棉等
材料 Brick, painted Brick, unpainted Carpet, indoor-outdoor Carpet, heavy on concrete Carpet, heavy on foam rubber
视频会议基础知识
王龙 Nov 18，2010
目录
音频 视频 ITU-T标准及H.323
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2
音频部分
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3
音频设备
类型和用途 声学特性 关键距离 电子特性 麦克风和会议室布局
• 会议室 • 礼堂 • 远程教室
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视频会议基础知识 │ 2010/11
9
音频设备 – 麦克风
电子特性
• 音频源阻抗
• 典型的麦克风阻抗为150ohm • 平衡线
• 信号电平
• 需要将麦克电平转换成线路电平 • 需要40到60dB的增益 • 领夹式麦克通常比桌面式少20dB
• 供电要求
• 幻影电源
• 连接
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34
视频制式
制式名
历史
应用
区别
NTSC制(National Television Systems Committee)正交平衡 调幅制
1952年美国国家电视标准委员 会定义的彩色电视广播标准
美国、加拿大等大部分西半球 国家，以及日本、韩国、菲律 宾等国和中国的台湾采用这种 制式
525行/帧, 30帧/秒;隔行扫描; 颜色模型：YIQ
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25
摄像机功能
收集光信号 将光信号转换成电信号 将电信号格式化并输出
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26
摄像机、镜头
聚焦光线
• 组合镜头 • 手动对焦 • 自动对焦
• 自动对焦技术
变焦
对焦
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27
摄像机、镜头
控制通光量
• 光圈 • 自动光圈 • 曝光时间 • 自动曝光
关键距离（Davis）
• ...the distance from a sound source at which the level of direct sound is 20dB above the ambient sound…
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8
音频设备 – 麦克风
声学特性
22
QUESTIONS
1. Mic 的距离位置应该如何摆放 ？ 2. 人耳的听力频率范围是多大？ 3. 理想的会议室噪音水平应该是多大？ 4. G.711和G.722分别提供多大带宽的音频编码？
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23
视频部分
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24
视频摄像机
摄像机和镜头的功能 景深 视野 白平衡 分辨率和带宽 云台（PTZ）
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28
摄像机、镜头
景深
• 在制定的摄像机画面中能够被清晰聚焦的物体的距离范围
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29
摄像机、镜头
视野
• 摄像机可以看到的场景大小
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30
摄像机
灵敏度:
• “需要多少光线” (lux) • Lux, footcandles（尺烛光）, lumens（流明）
Concrete (smooth), painted
NRC .00 - .02 .00 - .05 .15 - .20 .20 - .30 .30 - .55
.00 - .05
Concrete (smooth), unpainted
.00 - .20
Concrete (block), painted
PAL制(Phase-Alternative Line)逐 德国(当时的西德)于1962年制
行倒相正交平衡调幅制
定
德国、英国等一些西欧国家， 625行(扫描线)/帧，25帧/秒;隔
以及中国、朝鲜等国家采用这 行扫描，2场/帧，;颜色模型：
种制式
YUV
SECAM制。(法文：Sequential Coleur Avec Memoire)顺序传送 法国制定 彩色与存储制
法国、苏联及东欧国家采用这 种制式。世界上约有65个地区 和国家试验这种制式
625行(扫描线)/帧，25帧/秒;隔 行扫描
35
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35
视频格式
CIF (Common Intermediate Format -
通用中间格式)
Pixe来自百度文库s
2,500,000
Standard Pixels Resolution
.05 .90 - .95 .50 - .75 .05 - .10
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18
音频编码及压缩标准
模拟音频信号必须通过编码/解码以及压缩/解压缩过程才可 以在网络上进行传输。 以下是使用在视频会议中的ITU-T 音频相关标准
— G.711 - 音频频率的脉冲编码调制 — G.722 - 64Kbit/s的7KHz音频解码 — G.728 - 使用低延迟CELP算法在16Kbps 上编码演讲者（码激励线性
带宽 – 带宽也就是编码采样频率。理论上来说采样频率越 高，声音质量越高 编码速率 – 在同等带宽下，音频编码速率越高，会影响视频 编码速率。 模拟到数字编码以及数字到模拟解码的转换会带来失真 DSP是专门用来完成编码\解码以及压缩\解压缩的部件 DSP的性能是由运算速度和内存来衡量的 编码\压缩的延时
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11
音频设备 – 混音设备
手动
• 输入电平预设置（增益） • 打开/关闭输入 • 预设置输出电平 • 应用
• 麦克风的拾音范围不能覆盖到其他麦克风的拾音范围。
自动
• 输入电平预设置（增益） • 将不需要的输入静音 • 根据打开的麦克风数量调整输出电平 • 可能包含其他内置自动增益控制 • 通常与回声抑制器的配合较差
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音频设备 – 互联
相关设备
• VCR音频 • 卡带播放器 • 激光播放器 • 计算机音频 • 编解码器音频 • 会议室音频
连接
• 阻抗 • 信号电平 • 接口类型 • 电缆类型
VCR音频
卡带播放器
混音设备
计算机音频
编解码器
会议室音频
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6
音频设备 – 麦克风
声学特性
• 定向 • 心型 • 超心型 • 特心型 • 双向
全向
• 灵敏度 • 噪声消除
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7
音频设备 – 麦克风
关键距离（Shure Brothers）
• “...the distance from a sound source at which the level of direct sound has fallen to the level of the ambient sound…”
容易造成反射 • 可以在会议室中放置一些家具来消除反射
噪音
• 环境声 – 与演讲者声音无关的声音
• 空调声音、投影机风扇声音、PC/笔记本电脑声音 • 隔壁房间人的声音 • 人员移动的声音和其他噪音
• 看的到的（开门/关门、走廊里走路的声音、开关窗户的声音） • 看不到的（空调系统、风扇、等等） • 理想的会议室噪声水平是40dBA
13
音频设备 – 会议室音频
扬声器类型
• 有源音箱 • 被动式
功率需求
• 需要维持20dB的信噪比(per Davis) • 70到90 dBSPL的会议室最适合演讲 • 所有声压通过声压表测量 • 音频输入设备
声音分布
• 标准的扬声器安装/位置 • 吸顶式扬声器安装 • 分布式扬声器安装
心理声学原则
分辨率
• 电视线 • 像素
传感器类型
• 三片式
• 3CCD，3CMOS
• 单片式
• 分辨率可用标准测试卡测试
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33
摄像机
云台功能PTZ
• 水平/上下转动系统
• 恒定的速度 • 与变焦相关的速度
• 变焦倍数 • 控制
• 开关 • 智能控制系统 • 自动跟踪
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大型会场音响的连接
MIC 调音台
功放
音箱
声音信号 远端声音 本地声音
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会议室声学和布局
混响
• 在指定空间内伴随的不连续的声音 • 用于音乐，但不适合演讲/开会 • 通常由于墙壁的反弹造成，会造成讲话词语不完整等现象
G.729
语音编码器
速率(Kbps) 48,56,64 24,32 48,56,64 16 5.3, 6.3 8
编码算法 PCM
ACELP-PT716子集包 双带 ADPCM 低延迟 CELP
ACELP/MPMLQ 结合结构 - CELP
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Q&A?
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Drapery, medium weight (14oz.), velour draped to half
.55
Drapery, heavy weight (18oz.), velour draped to half
.60
Fabric on Gypsum Fiberglass, 3-1/2" batt Fiberglass, 1" Semi-rigid Glass
• 声音采样或视频采样后需要时间进行编码和解码 • 音频大约需要10-40ms/视频大约需要80-280ms
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G系列标准
CCITT
带宽 (Hz)
G.711
300-3400
G.722.1
50-7000
G.722
50-7000
G.728
300-3400
G.723.1 语音编码器
10
音频设备 – 混音设备
麦克风混音:
• “...used when several microphone inputs need to feed a common sound distribution system…” --Audio Cyclopedia
预放大 增益控制 提供幻影电源 辅助输入和输出 均衡 连接
4
音频设备 – 麦克风
类型和用途
• 桌面式 • 手持式 • 领夹式 • 无线麦克 • 定向/鹅颈麦克 • 吊顶麦克
桌面式
无线/领夹
吊顶
手持
鹅颈
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音频设备 – 麦克风
定向式
• 拾音方向固定 • 拾音距离大于全向麦克
全向式
• 所有方向的拾音都相等 • 需要屏蔽拾音半径内的噪音
.05
Concrete (block), unpainted
.05 - .35
Cork, floor tiles (3/4" thick) Cork, wall tiles (1" thick) Drapery, light weight (10oz.)
.10 - .15 .30 - .70 .05 - .15
回声
• 颤动 – 由于较硬的桌面反射造成 • 拍打 – 由于墙面反射造成，比如在某些会议室中拍手后可以听到两次拍手 • Mountain yodel – 延时造成，就像在山谷里喊叫，很久才听到回声一样，出
现在很大型的会议室中
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会议室声学和布局
反射
• 声音在制定空间中来回反弹 • 会议室中如果有较多的玻璃或者非常硬的墙面或只有一个空的房间会
SQCIF
12,288
128x96
2,000,000
QCIF
25,344
CIF
101,376
预测） — G.729 - 在8Kbit/s CS-ACELP编码演讲者 — G.723.1 - 双比率演讲编码器/多媒体5.3/6.3Kbps — G.722.1 – 在32Kbit/s下使用低帧率附录A:包格式，能力鉴定和能力
参数的系统里手动自由操作编码
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编码属性
• 视频会议最佳照度是500-700流明或 50-70尺烛光 • 使用测光表测量
• 自动增益控制 (AGC)
• 自动增益控制和光圈的区别
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31
摄像机
色度
• 白平衡
• 调整红、绿、蓝三色的平衡
• 色温补偿 • 伽马校正
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32
摄像机
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会议室声学和布局
声学处理
• 为了减少回声、混响、 反射和控制噪音，需要 对会议室进行处理
• 吸音材料用NRC（降噪 系数）来衡量
• 常见的吸音材料是地毯、 窗帘、石英棉等
材料 Brick, painted Brick, unpainted Carpet, indoor-outdoor Carpet, heavy on concrete Carpet, heavy on foam rubber
视频会议基础知识
王龙 Nov 18，2010
目录
音频 视频 ITU-T标准及H.323
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2
音频部分
视频会议基础知识 │ 2010/11
3
音频设备
类型和用途 声学特性 关键距离 电子特性 麦克风和会议室布局
• 会议室 • 礼堂 • 远程教室
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音频设备 – 麦克风
电子特性
• 音频源阻抗
• 典型的麦克风阻抗为150ohm • 平衡线
• 信号电平
• 需要将麦克电平转换成线路电平 • 需要40到60dB的增益 • 领夹式麦克通常比桌面式少20dB
• 供电要求
• 幻影电源
• 连接
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视频制式
制式名
历史
应用
区别
NTSC制(National Television Systems Committee)正交平衡 调幅制
1952年美国国家电视标准委员 会定义的彩色电视广播标准
美国、加拿大等大部分西半球 国家，以及日本、韩国、菲律 宾等国和中国的台湾采用这种 制式
525行/帧, 30帧/秒;隔行扫描; 颜色模型：YIQ
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摄像机功能
收集光信号 将光信号转换成电信号 将电信号格式化并输出
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摄像机、镜头
聚焦光线
• 组合镜头 • 手动对焦 • 自动对焦
• 自动对焦技术
变焦
对焦
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摄像机、镜头
控制通光量
• 光圈 • 自动光圈 • 曝光时间 • 自动曝光
关键距离（Davis）
• ...the distance from a sound source at which the level of direct sound is 20dB above the ambient sound…
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音频设备 – 麦克风
声学特性
22
QUESTIONS
1. Mic 的距离位置应该如何摆放 ？ 2. 人耳的听力频率范围是多大？ 3. 理想的会议室噪音水平应该是多大？ 4. G.711和G.722分别提供多大带宽的音频编码？
视频会议基础知识 │ 2010/11
23
视频部分
视频会议基础知识 │ 2010/11
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视频摄像机
摄像机和镜头的功能 景深 视野 白平衡 分辨率和带宽 云台（PTZ）
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摄像机、镜头
景深
• 在制定的摄像机画面中能够被清晰聚焦的物体的距离范围
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摄像机、镜头
视野
• 摄像机可以看到的场景大小
视频会议基础知识 │ 2010/11
30
摄像机
灵敏度:
• “需要多少光线” (lux) • Lux, footcandles（尺烛光）, lumens（流明）
Concrete (smooth), painted
NRC .00 - .02 .00 - .05 .15 - .20 .20 - .30 .30 - .55
.00 - .05
Concrete (smooth), unpainted
.00 - .20
Concrete (block), painted
PAL制(Phase-Alternative Line)逐 德国(当时的西德)于1962年制
行倒相正交平衡调幅制
定
德国、英国等一些西欧国家， 625行(扫描线)/帧，25帧/秒;隔
以及中国、朝鲜等国家采用这 行扫描，2场/帧，;颜色模型：
种制式
YUV
SECAM制。(法文：Sequential Coleur Avec Memoire)顺序传送 法国制定 彩色与存储制
法国、苏联及东欧国家采用这 种制式。世界上约有65个地区 和国家试验这种制式
625行(扫描线)/帧，25帧/秒;隔 行扫描
35
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35
视频格式
CIF (Common Intermediate Format -
通用中间格式)
Pixe来自百度文库s
2,500,000
Standard Pixels Resolution
.05 .90 - .95 .50 - .75 .05 - .10
视频会议基础知识 │ 2010/11
18
音频编码及压缩标准
模拟音频信号必须通过编码/解码以及压缩/解压缩过程才可 以在网络上进行传输。 以下是使用在视频会议中的ITU-T 音频相关标准
— G.711 - 音频频率的脉冲编码调制 — G.722 - 64Kbit/s的7KHz音频解码 — G.728 - 使用低延迟CELP算法在16Kbps 上编码演讲者（码激励线性
带宽 – 带宽也就是编码采样频率。理论上来说采样频率越 高，声音质量越高 编码速率 – 在同等带宽下，音频编码速率越高，会影响视频 编码速率。 模拟到数字编码以及数字到模拟解码的转换会带来失真 DSP是专门用来完成编码\解码以及压缩\解压缩的部件 DSP的性能是由运算速度和内存来衡量的 编码\压缩的延时
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11
音频设备 – 混音设备
手动
• 输入电平预设置（增益） • 打开/关闭输入 • 预设置输出电平 • 应用
• 麦克风的拾音范围不能覆盖到其他麦克风的拾音范围。
自动
• 输入电平预设置（增益） • 将不需要的输入静音 • 根据打开的麦克风数量调整输出电平 • 可能包含其他内置自动增益控制 • 通常与回声抑制器的配合较差
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12
音频设备 – 互联
相关设备
• VCR音频 • 卡带播放器 • 激光播放器 • 计算机音频 • 编解码器音频 • 会议室音频
连接
• 阻抗 • 信号电平 • 接口类型 • 电缆类型
VCR音频
卡带播放器
混音设备
计算机音频
编解码器
会议室音频
视频会议基础知识 │ 2010/11
视频会议基础知识 │ 2010/11
6
音频设备 – 麦克风
声学特性
• 定向 • 心型 • 超心型 • 特心型 • 双向
全向
• 灵敏度 • 噪声消除
视频会议基础知识 │ 2010/11
7
音频设备 – 麦克风
关键距离（Shure Brothers）
• “...the distance from a sound source at which the level of direct sound has fallen to the level of the ambient sound…”
容易造成反射 • 可以在会议室中放置一些家具来消除反射
噪音
• 环境声 – 与演讲者声音无关的声音
• 空调声音、投影机风扇声音、PC/笔记本电脑声音 • 隔壁房间人的声音 • 人员移动的声音和其他噪音
• 看的到的（开门/关门、走廊里走路的声音、开关窗户的声音） • 看不到的（空调系统、风扇、等等） • 理想的会议室噪声水平是40dBA
13
音频设备 – 会议室音频
扬声器类型
• 有源音箱 • 被动式
功率需求
• 需要维持20dB的信噪比(per Davis) • 70到90 dBSPL的会议室最适合演讲 • 所有声压通过声压表测量 • 音频输入设备
声音分布
• 标准的扬声器安装/位置 • 吸顶式扬声器安装 • 分布式扬声器安装
心理声学原则
分辨率
• 电视线 • 像素
传感器类型
• 三片式
• 3CCD，3CMOS
• 单片式
• 分辨率可用标准测试卡测试
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33
摄像机
云台功能PTZ
• 水平/上下转动系统
• 恒定的速度 • 与变焦相关的速度
• 变焦倍数 • 控制
• 开关 • 智能控制系统 • 自动跟踪
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