彩色摄像机最难实现的是焦点调整的自动化，即摄像机镜头的自动聚焦。目前，人们已经研究了红外自聚焦，超短波自聚焦，三角测量自聚焦以及TTL检测图像对比度自聚焦，但无论哪种机理的自聚焦结构，都分别存在着精度低、动态跟踪差、惰性大、摄像环境要求高，需要附属探测源等缺点。其中两个共性的问题尤为引人注目：一是依此实现的摄像机，其镜头的最大焦距短（大都在50mm左右）难于实现远拍摄；二是拍摄画面内的物体是平均检测自聚焦的，这样操作员在摇镜头时，对画面内的景物无法实现有针对性的自聚焦。对于长焦大光圈下的远景拍摄，仍需凭经验进行手动聚焦。由于操作员体能状况的限制，人眼的视觉误差，必然使聚焦状态的实时跟随性较差，尤其是对高速运动的物体拍摄，无法保证在任何情况下都实现最佳聚焦，使图像的再现受到影响。
一、检测参量
在电视视频信号中，占相当大比重的是低频成份，它反映图像中的亮度、色度的平坦区、中等区及大块的缓慢变化等区域。而图像中的高细节区，急剧变化的边缘区（轮廓区）则对应于视频信号的高频成份。对于以场周期20ms的速率变化的电视图像来说，相邻两场之间的画面非常相似，即具有很大的相关性。确切地说，这种相关性主要是对大块背景及平坦区等中低频段信号成份而言的，而描述图像的高频信号的相关性较差。
摄像机在聚焦与散焦两种情况下得到的视频信号是不同的。虽然场间倍号的低频成份仍存在很强的相关性，但其高频成份的幅度具有明显的差别，聚焦状态的高频分量的幅度将大于散焦状态的视频信号的高频幅度。由此提出对场间视频信号的高频成份幅值之间进行聚焦状态的检测。通过微机处理，判断其摄像状态控制摄像机镜头的伺服机构，实现自聚焦控制。换句话说，利用取景对焦时轮廓越清晰、取出的视频信号中包含的高频成份越多这一点，从高频成份中算出焦点电压，自动检出其峰值，使焦点对准。
二、整机结构：
首先对视频信号的高频成份取样，这是通过高通滤波器来完成的。实际拍摄中，聚焦对象的拍摄主体往往处于画面中心位置，有时为了某种特殊效果的需要，要对电视画面的不同位置进行调实，对画面的某些部位实现取样，即要设置“窗口”脉冲形成电路（在整幅电视画面上分割出不同的分区画面谓之窗口），那么窗口脉冲的形成系统又以什么为基准进行定标呢？最可靠的办法是以视频信号的同步信号为触发信号。
对取样信号的检测，在于实现场间信号的高频分量幅值的实时比较，计算出其差值ΔV，视其为正、负或零控制输出电脉冲（聚焦马达为步进制电机），使聚焦马达正转、反转或动态停机（聚焦状态），从而实现实时动态跟踪自聚焦。
工作流程见图1。
①启动：首先在任意方向启动镜片，测定初始焦点电压。
②查寻：如果①的启动方向上焦点电压增加，就继续驱动镜片，反之就向相反的方向上驱动镜片。
③峰值检出：由焦点电压增量、减量的平衡点，检出聚焦点零输出差值。
④停止：驱动镜片正好停在聚焦位置。
⑤动态跟踪：当景物活动时，监视聚焦状态，动态保持焦点电压的峰值，必要时返回到①。
本系统是由单片机来实现计算、比较及控制信号回授功能的。即将进行峰值检波之后的模拟焦点电压经A／D变换后送入单片机，并存在单片机中，在同步信号的触发下在单片机内完成取出内存、比较差值。为了便于监视摄像机的摄像状态，状态指示电路也是必不可少的。为了配合A／D转换集成电路的逻辑电平，使之有较大的动态输入范围，在检波级后要加一级电平驱动电路。整机方框图见图2。
三、总体线路
总体线路如图3。
1．滤波器
为了提取视频信号高频分量，需要设计高通滤波器。图4中a、b是同一画面在散焦与聚焦两种情况下的幅频特性，C是高通滤波器的幅频特性，高通滤波器的下截止频率选多少为好呢？拍摄不同景像获得到的高频幅度是不同的，对比强烈，图像复杂的画面，其高频成份丰富，而简单、缓变的图像的高频成份就很少，这样高通滤波器的截止频率就不能选得过低或过高，频率取得过低，检测的灵敏度就会降低，选得太高，在拍摄大块平坦灰度图像时就可能失控，无法自动聚焦。考虑到这两方面的因素，且人眼最敏感的频率区域是2MHz左右，因此我们选2MHz为高通滤波器的下截止频率。这里选T型定K式高通滤波器。
2.视频放大器
为了满足视频信号带宽的要求，设计了多种高频补偿电路。C4、R4构成射极补偿电路，L2构成串联电感补偿，L3构成并联电感补偿，它们分别在2.5MHz、4MHz、5.5MHz处有补偿能力，使总的幅频特性是平坦的。
3．窗口
为了满足某种特殊需要，要对画面的不同位置取样。无论取样窗口的多少，其机理都是相同的，都是以视频信号的同步信号作为触发脉冲回控行、场消隐脉宽，即在行、场正程的某段时间里输出信号，以取得不同的检测画面达到分区取样控制的目的。利用软件或硬件均可实现窗口电路的设计。下面以1/4画面窗口（图5）为例说明窗口电路的设计。这里利用单稳态触发器的单稳特性构成级联两次延时电路。
在行、场正程中间的1/2区间有输出脉冲。如图6所示的行脉冲波形，当行同步脉冲上升沿到来时，延时10.7μs＋13μs=23.7μs后单稳态有输出，输出宽度为26μs，之后自行恢复到原状态即无输出，直到下一个行同步脉冲到来又重复上述过程。
场同步脉冲如图7所示，其上升沿到来时，延时1.452ms＋4.6ms=6.052ms后有9.2ms时间输出，然后自行还原。
行、场二路同步脉冲信号相“与”后作为视频信号选通控制信号。
选用两片74LS123即可构成电路。
4．高频分量的比较
相邻两场视频信号高频分量比较是由单片机完成的，其程序流程见图8。（汤渭 周洁波）
