視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識培訓教程

第一章視頻監(jiān)控系統(tǒng)的介紹

lo1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

雖然中國安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比國外發(fā)展較快的國家延遲了近20年，城市治安管理應(yīng)

用安防監(jiān)控技術(shù)的起步較晚，但是實際上從90年代中期開始，我國就已經(jīng)開始了較大

規(guī)模的城市監(jiān)控應(yīng)用，隨著中國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，安防產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣

泛（如政府機關(guān)、道路交通、教育、金融、電信、石油、電力水利等），智能建筑、大型

公共場所、工廠企業(yè)、商場、新型社區(qū)等大量增加，新增需求點越來越多；再有，隨著

居民收入的提高,消費水平和結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化,人們的自我保護意識也有所改變,

大多數(shù)人愿意通過安全產(chǎn)品保障自己的財產(chǎn)及生命安全，從而使安全產(chǎn)品的需求不斷提

高；另一方面，“911事件”以后國際恐怖活動猖獗,極大刺激了世界各國對安防產(chǎn)品的

進口需求，同時，由政府推動的“應(yīng)急體系”、“平安社會”、“平安城市”、“科技

強警”、“3111”工程等重大項目的實施，也有力地促進了公安及社會各方面對安防產(chǎn)

品需求的升溫。

據(jù)統(tǒng)計2006年規(guī)模以上社會公共安全設(shè)備及器材企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值同比增長

34.44%；2007年全國安防防范行業(yè)的市場規(guī)模為958億元同比增長31.05虬在宏觀經(jīng)

濟有利因素的帶動下，預(yù)計2008年至2010年安全防范行業(yè)的增長率分別為23。69%、

23.70%、21039%o安防產(chǎn)品市場按產(chǎn)品類別來分，可以劃分為視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場、出

入控制產(chǎn)品市場、防盜報警產(chǎn)品市場、其他市場四部分，而視頻監(jiān)控產(chǎn)品是市場的主體

占到總體的56。5%。我們的視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場是非常大的。

在國內(nèi)外市場上,主要推出的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)

品。前者技術(shù)發(fā)展己經(jīng)非常成熟、性能穩(wěn)定，并在實際工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用；后者

是新近崛起的以計算機技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)解決了

模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速崛起，但仍需進一步完善和發(fā)展。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處在

數(shù)控模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)混合應(yīng)用并將逐漸向數(shù)字系統(tǒng)過渡的階段.

前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方

向，而數(shù)字化是網(wǎng)絡(luò)化的前提，網(wǎng)絡(luò)化又是系統(tǒng)集成化的基礎(chǔ),所以，視頻監(jiān)控發(fā)展的

最大兩個特點就是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。

1、數(shù)字化

數(shù)字化是21世紀的特征，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然，數(shù)字化是

邁向成長的通行證，隨著時代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來越數(shù)字化。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應(yīng)該是系統(tǒng)中信息流(包括視頻、音頻、控制等)從模

擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài),這將徹底打破“經(jīng)典閉路電視系統(tǒng)是以攝像機成像技術(shù)為中心”

的結(jié)構(gòu),根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和

結(jié)構(gòu)形式。信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中

其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接,并在統(tǒng)一的操作平臺上實現(xiàn)管理和控制,這也是系統(tǒng)集

成化的含義.

3、網(wǎng)絡(luò)化

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化將意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)過渡。集散式

系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實時多任務(wù)、多用戶、分布式操作系

統(tǒng)以實現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標準

化、模塊化和系列化的設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、

控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)

運行互為熱備份,容錯可靠等優(yōu)點。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)

絡(luò)化將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務(wù)和負載的共享，這也是系統(tǒng)集成

的一個重要概念。

L2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成簡介

電視監(jiān)控系統(tǒng)的英文縮寫是:CCTV(closed-circuittelevision),閉路電視監(jiān)控系

統(tǒng)是一個跨行業(yè)的綜合性保安系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用了世界上最先進的傳感技術(shù)、監(jiān)控攝像

技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)，組成一個多功能全方位監(jiān)控的高智能化的處理系統(tǒng)。閉

路電視監(jiān)控系統(tǒng)因其能給人最直接的視覺、聽覺感受，以及對被監(jiān)控對象的可視性、實

時性及客觀性的記錄，因而已成為當前安全防范領(lǐng)域的主要手段，被廣泛應(yīng)用。.

一個完整的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端音視頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳送介質(zhì)、終端監(jiān)

視、錄像和控制設(shè)備組成。

前端設(shè)備:是指系統(tǒng)前端采什么集音視頻信息的設(shè)備。操作者通過前端設(shè)備獲取必

要的聲音、圖像及報警等需要被監(jiān)視的信息。系統(tǒng)前端設(shè)備主要包括攝像機、鏡頭、云

臺、解碼控制器、和報警探測器等.

傳送介質(zhì)：是將前端設(shè)備采集到的信息傳送到控制設(shè)備及終端設(shè)備的傳輸通道。主

要包括視頻線、電源線和信號線，一般來說，視頻信號采用同軸視頻電纜傳輸，也可用

光纖、微波、雙絞線等介質(zhì)傳輸。

控制設(shè)備：是整個系統(tǒng)的最重要的部分，它起著協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)運作的作用.人們正

是通過控制設(shè)備來獲取所需的監(jiān)控功能.滿足不同監(jiān)控目的的需要.控制設(shè)備主要包括

音、視頻矩陣切換控制器、控制鍵盤、報警控制器和操作控制臺。

終端設(shè)備：是系統(tǒng)對所獲取的聲音、圖像、報警等信息進行綜合后，以各種方式予

以顯示的設(shè)備.系統(tǒng)正是通過終端設(shè)備的顯示來提供給人最直接的視覺、聽覺感受，以及

被監(jiān)控對象提供的可視性、實時性及客觀性的記錄。系統(tǒng)終端設(shè)備主要包括監(jiān)視器、錄

像機等。

第二章攝像部分

2o1攝像機的分類

攝像機依感光元器件可分為CCD攝像機和CMOS攝像機。CCD和CMOS在制造上的

主要區(qū)別是CCD是集成在半導體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半

導體材料上，工作原理沒有本質(zhì)的區(qū)別.

CCD是電荷耦合器件(chargecoupleddeice)的簡稱.CCD攝像機可以依成像色彩

劃分、分辨率劃分、靈敏度劃分、按CCD靶面大小劃分等

1、依成像色彩劃分

彩色攝像機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。

黑白攝像機：適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的

位置或移動時，可選用黑白攝像機.

2、依分辨率靈敏度等劃分

影像像素在38萬以下的為一般型，其中尤以25萬像素(512*492)、分辨率為400線的

產(chǎn)品最普遍.

影像像素在38萬以上的高分辨率型。

3、按CCD靶面大小劃分

CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸：

目前采用的芯片大多數(shù)為1/3”和1/4”。在購買攝像頭時，特別是對攝像角度有比較嚴

格要求的時候,CCD靶面的大小,CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像

的清晰度。

1英寸——靶面尺寸為寬12o7mm*高9.6mm,對角線16mm。

2/3英寸靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對角線11mm。

1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm*高4。8mm,對角線8mm.

1/3英寸—靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對角線6mm。

1/4英寸一靶面尺寸為寬3。2mm*高2。4mm,對角線4mm。

4、按掃描制式劃分

PAL制、NTSC制.中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR）,標準為625行,50

場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標準制式.另外，日本為NTSC制式,525行,60

場（黑白為EIA）。

5、依供電電源劃分

110VAC（NTSC制式多屬此類）；

220VAC

24VAC

12VDC

9VDC（微型攝像機多屬此類）。

6、按同步方式劃分

內(nèi)同步:用攝像機內(nèi)同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來完成操作。

外同步：使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝像機的外同步輸入端。

功率同步（線性鎖定，linelock）：用攝像機AC電源完成垂直推動同步。

外VD同步:將攝像機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。

多臺攝像機外同步：對多臺攝像機固定外同步，使每一臺攝像機可以在同樣的條件下作

業(yè)，因各攝像機同步，這樣即使其中一臺攝像機轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝像機的畫面亦

不會失真.

7、按照度劃分，CCD又分為：

普通型正常工作所需照度1?3LUX

月光型正常工作所需照度0。1LUX左右

星光型正常工作所需照度0.01LUX以下

紅外型采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像

8、按動態(tài)范圍分類

普通型：普通攝像機可提供3:1對比度的動態(tài)范圍（人眼可接受的對比度為1000：1）

寬動態(tài):寬動態(tài)的攝像機要求是在非常強烈的光照對比下也能看到影像的細節(jié)。寬動態(tài)

攝像機比傳統(tǒng)只具有3:1動態(tài)范圍的攝像機超出了幾十倍以上。

CCD和CMOS的區(qū)別

CCD傳感器將信號電荷包按照一定的次序轉(zhuǎn)移到一個公共的輸出結(jié)構(gòu)中，在這里信號電荷

被轉(zhuǎn)換為電壓，同時作為一個緩沖區(qū)域?qū)⑵渌统?

CMOS圖象傳感器中，信號電荷到電壓的轉(zhuǎn)換在每個象素內(nèi)部進行。

盡管CCD表示“電荷耦合器件”而CMOS表示“互補金屬氧化物半導體”，從技術(shù)

的角度比較，CCD與CMOS有如下四個方面的不同：

1.信息讀取方式

CCD電荷耦合器存儲的電荷信息,需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電

荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復雜。

CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號,信號讀取十分簡單。

2o速度

CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；

而CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號,還能同時處理各單元的圖像信息,

速度比CCD電荷耦合器快很多。這個優(yōu)點使得CMOS傳感器對于高幀攝像機非常有用，高幀

速度能達到400到100000幀/秒。

3.電源及耗電量

CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大；CMOS光電傳感器只需使用一個

電源，耗電量非常小，僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具

有很大優(yōu)勢。

4o成像質(zhì)量

CCD電荷耦合器制作技術(shù)起步早,技術(shù)成熟,采用PN結(jié)或二氧化硅（Si02）隔離層隔離

噪聲，成像質(zhì)量相對CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢。由于CMOS光電傳感器集成度高，各光

電傳感元件、電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較嚴重，噪聲對圖像質(zhì)量影響

很大，使CMOS光電傳感器很長一段時間無法進入實用。近年，隨著CMOS電路消噪技術(shù)的

不斷發(fā)展，為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS圖像傳感器提供了良好的條件。

此外，CCD與CMOS兩種傳感器在“內(nèi)部結(jié)構(gòu)”和“外部結(jié)構(gòu)''上都是不同的：

1。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（傳感器本身的結(jié)構(gòu)）

CCD的成像點為X—Y縱橫矩陣排列，每個成像點由一個光電二極管和其控制的一個鄰近電

荷存儲區(qū)組成。光電二極管將光線（光量子）轉(zhuǎn)換為電荷（電子），聚集的電子數(shù)量與光線

的強度成正比.在讀取這些電荷時，各行數(shù)據(jù)被移動到垂直電荷傳輸方向的緩存器中.每行

的電荷信息被連續(xù)讀出，再通過電荷/電壓轉(zhuǎn)換器和放大器傳感.這種構(gòu)造產(chǎn)生的圖像具有

低噪音、高性能的特點。但是生產(chǎn)CCD需采用時鐘信號、偏壓技術(shù)，因此整個構(gòu)造復雜，

增大了耗電量，也增加了成本。

CMOS傳感器周圍的電子器件，如數(shù)字邏輯電路、時鐘驅(qū)動器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等，可在

同一加工程序中得以集成。CMOS傳感器的構(gòu)造如同一個存儲器，每個成像點包含一個光電

二極管、一個電荷/電壓轉(zhuǎn)換單元、一個重新設(shè)置和選擇晶體管，以及一個放大器，覆蓋在

整個傳感器上的是金屬互連器（計時應(yīng)用和讀取信號）以及縱向排列的輸出信號互連器,它

可以通過簡單的X-Y尋址技術(shù)讀取信號.

2.外部結(jié)構(gòu)（傳感器在產(chǎn)品上的應(yīng)用結(jié)構(gòu)）

CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢;

而CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，還能同時處理各單元的圖像信

息，速度比CCD電荷耦合器快很多。

CMOS光電傳感器的加工采用半導體廠家生產(chǎn)集成電路的流程，可以將數(shù)字相機的所有

部件集成到一塊芯片上，如光敏元件、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖

像信號處理器及控制器等，都可集成到一塊芯片上，還具有附加DRAM的優(yōu)點.只需要一個

芯片就可以實現(xiàn)很多功能，因此采用CMOS芯片的光電圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體成本很低.

CMOS傳感器提供高集成度、低功耗和在保證圖象質(zhì)量（尤其是低照度下）前提下的更小

的系統(tǒng)體積和一定的靈活性。它適合于對圖象質(zhì)量要求不高的大批量應(yīng)用場合.這就決定了

它最佳的應(yīng)用場合是監(jiān)控領(lǐng)域、視頻會議、手持設(shè)備、條碼掃描、傳真、消費級掃描儀、

玩具和汽車應(yīng)用。CCD則提供更好的像質(zhì)及系統(tǒng)的靈活性，它仍然是高端圖象應(yīng)用的首選,

例如數(shù)碼相機、廣播電視、高性能工業(yè)圖象應(yīng)用以及絕大多數(shù)科學研究和醫(yī)療應(yīng)用場合.

更進一步，CCD由于其靈活性可以獲得比CMOS器件更強系統(tǒng)差異。

2.2攝像機的工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

ChargeCoupledDevice（CCD）電荷耦合器件。CCD是一種半導體裝置，能夠把光

學影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號.CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前我國尚無能力

制造，市場上大部分攝像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片，

現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn)，但質(zhì)量就要稍遜一籌。因為芯片生產(chǎn)時產(chǎn)生不同等級,各廠家

獲得途徑不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在購買時，可以采取如下方法檢

測:接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕

上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然

后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查

看監(jiān)視器上的圖像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景

物的色彩，使物體看起來清晰自然；而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白

紙，圖像也會顯示藍色或紅色。個別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵，CCD靶面上會有雜質(zhì)，

在一般情況下，雜質(zhì)不會影響圖像，但在弱光或顯微攝像時，細小的灰塵也會造成不良

的后果，如果用于此類工作，一定要仔細挑選.

CCD:就像是人的眼睛，把光影像轉(zhuǎn)成電子訊號，靠的就是上頭的感光點，每一點就像一顆

太陽能電池，被光照到后會產(chǎn)生電能,依照光的強度不同，會產(chǎn)生不同大小的電能.

V-Driver:CCD里頭每一點被光照到產(chǎn)生電能，就是靠這顆V—DRIVER,它會產(chǎn)生不同

的脈波，把CCD每點的訊號”擠"出來.

CDS/AGC:CCD擠出來的訊號，在這顆晶片內(nèi)做濾波和放大，送進D。S。P

到以上階段，記住!全都是模擬訊號

D.SoP:重頭戲來了，D.S.P是DigitalSignalProcessor的縮寫，也就是數(shù)位訊號處

理器，可是不是說CDS/AGC出來是模擬訊號嗎？因此DSP里頭包了一顆Decoder（A/D

Converter,模擬數(shù)位轉(zhuǎn)換器），先把模擬轉(zhuǎn)成數(shù)位，再做一大堆的運算（顏色，亮度，

白平衡…..），然后再把數(shù)位轉(zhuǎn)模擬（Encoder,也是包在DSP里頭），就是視頻輸出了。

挺復雜的,我們所謂的方案就是以用那顆DSP來說的）

T.G:TimingGen:這是在控制整個處理過程的快慢用的，現(xiàn)在一般看不到了，都包在DSP

內(nèi)了。

由這些攝像部分原理電路和電源模塊電路等組成一個電路板一CCD板,加鏡頭即為

單板機

CCD彩色攝像機的主要技術(shù)參數(shù)

CCD尺寸：亦即攝像機靶面。

CCD像素：是CCD的主要性能指標，它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高，圖

像細節(jié)的表現(xiàn)越好.CCD是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，

像素越多，圖像越清晰?，F(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界，38

萬像素以上者為高清晰度攝像機。

水平分辨率：彩色攝像機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、

380線、420線、460線、500線等不同檔次.分辨率是用電視線（簡稱線

TVLINES）來表示的，彩色攝像頭的分辨率在330?500線之間。分辨率與

CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是

1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值

相對越大。

最小照度：也稱為靈敏度。是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像

時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯（LUX）,數(shù)值越小，表示需要

的光線越少,攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在

很暗條件,2~31ux屬一般照度，現(xiàn)在也有低于llux的普通攝像機問世.

黑白攝像機的靈敏度大約是0.02-0.5Lux（勒克斯），彩色攝像機多在ILux以上。

0.ILux的攝像機用于普通的監(jiān)視場合；在夜間使用或環(huán)境光線較弱時，推薦使用

0.02Lux的攝像機。與近紅外燈配合使用時，也必須使用低照度的攝像機。另外攝像的

靈敏度還與鏡頭有關(guān),0。97Lux/F0.75相當于2。5Lux渡1。2相當于3.4Lux/Fl。

參考環(huán)境照度：夏日陽光下lOOOOOLux陰天室外lOOOOLux

電視臺演播室lOOOLux60W臺燈60cm桌面300Lux

室內(nèi)日光燈lOOLux黃昏室內(nèi)lOLux

20cm處燭光10—15Lux夜間路燈0。ILux

掃描制式：有PAL制和NTSC制之分。常見的電視信號制式是PAL和NTSC,另外還有

SECAM等。NTSC即正交平衡調(diào)幅制.PAL為逐行倒像正交平衡調(diào)幅制.

NTSC（美國全國電視標準委員會,NationalTelevisionStandardsCommittee）>

PAL（逐行倒相，PhaseAlternateLine）以及SECAM（順序傳送與存儲彩色電視系統(tǒng)，法

國采用的一種電視制式,SEquentialCouleurAvecMemoire）.PAL電視標準，每秒25幀，

電視掃描線為625線，奇場在前，偶場在后，標準的數(shù)字化PAL電視標準分辨率為720

*576,24比特的色彩位深，畫面的寬高比為4：3,PAL電視標準用于中國、歐洲等

國家和地區(qū).NTSC電視標準，每秒29。97幀（簡化為30幀），電視掃描線為525線，

偶場在前，奇場在后，標準的數(shù)字化NTSC電視標準分辨率為720*486,24比特的色彩

位深，畫面的寬高比為4：3ONTSC電視標準用于美、日等國家和地區(qū).

攝像機電源:交流有220V、110V、24V,直流為12V或9V。

信噪比：典型值為46db,若為50db,則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好;若為60db,

則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲.

視頻輸出：多為IVp—p、75Q,均采用BNC接頭。

鏡頭安裝方式：有C和CS方式,二者間不同之處在于感光距離不同。

鏡像功能MIR:圖像左右相反,成鏡像。

防閃爍FLK：當有燈光閃爍的頻率不一致導致閃爍時可調(diào)節(jié)至一致。

自動增益控制AGC

所有攝像機都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大

量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大

器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝像機的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻

信號的電平，適時地開關(guān)AGC,從而使攝像機能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范

圍，即在低照度時自動增加攝像機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖

像。

背光補償BLC

通常,攝像機的AGC工作點是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中

包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標，則此時確定的AGC工作點有可能對于

前景目標是不夠合適的，背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。

當背景光補償為開啟時，攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點，

此時如果前景目標位于該子區(qū)域內(nèi)時，則前景目標的可視性有望改善。

強光抑制ELC：強光抑制功能是一種獨有的背光補償技術(shù)，它可以偵測是否存在強光點

并給該區(qū)域提供所需的補償獲的更清晰的影像.在夜晚街道或停車場內(nèi)讀取車輛車牌上

的號碼時，強光抑制就非常有用了。

自動電子快門AES

在CCD攝像機內(nèi)，是用光學電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門。電子快門控制

攝像機CCD的累積時間，當電子快門關(guān)閉時，對NTSC攝像機，其CCD累積時間為1/60

秒；對于PAL攝像機，則為1/50秒。當攝像機的電子快門打開時，對于NTSC攝像機，

其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍；對于PAL型攝像機，其電子快

門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當電子快門速度增加時,在每個視頻

場允許的時間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝像機的靈敏度，然而，較高的

快門速度對于觀察運動圖像會產(chǎn)生一個“停頓動作”效應(yīng)，這將大大地增加攝像機的動

態(tài)分辨率。

自動白平衡AWB

白平衡只用于彩色攝像機，就是攝像機對白色物體的還原。其用途是實現(xiàn)攝像機圖

像能精確反映景物狀況，有手動白平衡和自動白平衡兩種方式.

A、自動白平衡

連續(xù)方式--此時白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800?

6000K.這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表

現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。

按鈕方式一一先將攝像機對準諸如白墻、白紙等白色目標，然后將自動方式開關(guān)從手動

撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將

自動方式開關(guān)撥回手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將保持在攝像機的

存儲器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?，其范圍?30（T10000K,在此期間，即使攝像機斷

電也不會丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場合。

B、手動白平衡

開手動白平衡將關(guān)閉自動白平衡，此時改變圖像的紅色或藍色狀況有多達107個等

級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少藍色各一個等級。除次之外，有

的攝像機還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（日光水平）等檔次命令.

為了了解白平衡，就必須了解另一個重要的概念：色溫.所謂色溫，簡而言之，就是

定量地以開爾文溫度表示色彩。當物體被電燈或太陽加熱到一定的溫度時，就會發(fā)出一

定的光線，此光線不僅含有亮度的成份，更含有顏色的成份，而色溫越高，藍色的成份

越多，圖像就會偏藍；相反，色溫越低，紅色的成份就越多，圖像就會偏紅。因此，如果

照射物體的光線發(fā)生了變化，那末其反映出的色彩也會發(fā)生了變化，而這種變化反映到

攝像機里，就會產(chǎn)生在不同光線下彩色還原不同的現(xiàn)象。下面的表格顯示了一些光線下

的色溫情況。

光源色溫（K）

蠟燭2000

鴇絲燈2500—3200

碳棒燈4000—5500

熒光燈4500-6500

日光（平均）5400

有云天氣下的日光6500—7000

陰天日光12000—18000

從上表可見，不同光線下色溫相差十分懸殊,造成攝像機在不同的光線下彩色還原不

同。為解決這個問題，現(xiàn)在的攝像機都具有白平衡校正功能，對不同的色溫進行補償，從

而真實地還原拍攝物體的色彩。

各種攝像機的原理

1、槍式攝像機

槍式攝像機由CCD電路板、后背電路板、外殼、背焦環(huán)組成。使用時加裝鏡頭形成

完整的前端攝像機。

標準槍機：420TVL彩色

日夜型槍機：由DSP控制,在達到一定照度（一般為10LUX）左右,控制攝像機使輸出

為黑白視頻。

高解析、低照度等只是DSP和CCD不同，其原理都一樣。

2、紅外攝像機

紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級管）紅外燈和熱輻

射紅外燈兩種。

先介紹一下濾光片，它正確名稱叫“光學低通濾波器”（OLPF）!

濾光片的功用：

濾除紅外線：彩色CCD也可感應(yīng)紅外線，就是因為會感應(yīng)紅外線，會導致D。S.P無

法算出正確顏色，，因此須加一片濾光片，把光線中紅外線部份隔開,所以只有彩色CCD

需要裝濾光片，黑白就不用了?？捎缅兡し绞郊八{玻璃，鍍膜分真空鍍膜及化學鍍膜方

式，化學鍍膜是將石英片浸入溶劑中加以電鍍，成本低但鍍膜厚度不平均且容易脫落，

真空鍍膜是用真空蒸鍍法,鍍膜均勻且不易脫落，但成本高。以上我們稱IRCoating,目

地在濾除紅外線，另外還要加上所謂的AR-Coating的鍍膜，目地是增加透光率，因為光

線在透過不同介質(zhì)時（比如從空氣進入石英片），會產(chǎn)生部分的折射及反射，加上AR-

Coating后，濾光片可達到98-99%的穿透率，否則只有90—95的穿透率,這對CCD的感

光度當然有影響.

修整進光:因為CCD上是一顆顆的感光體（CELL）構(gòu)成,最好光線是直射進來，但為

了怕干擾到鄰近感光體，就需要對光線加以修整，因此那片濾光片不是玻璃，而是石英片，

利用石英的物理偏光特性，把進來的光線，保留直射部份，反射掉斜射部份，避免去影響

旁邊的感光點。利用石英的物理偏光特性,把進來的光線，保留直射部份，反射掉斜射部

份，但只能對一個方向修整，通常攝像機只考慮到水平分辨率，因此只對光線做水平修整,

因此在貼濾光片時方向要對，不可弄反了。那如果垂直光線也要修整的話怎辦？很簡單,

就黏兩片,把其中一片轉(zhuǎn)90度就行了，因此就有這種也叫〃兩片式''的濾光片，一片用在水

平修整，一片用在垂直修整,其中一片再做IR-Coating來濾紅外線.。那更高級的呢？

就是兩片石英中間夾片藍玻璃,那就各項優(yōu)點就有了，這種“三片式”常見于日本進口機。

普通攝象機使用能透過一定比例紅外光線的雙峰濾片，其優(yōu)點是成本低廉，但由于

自然光線中含有較多的紅外成份,當其進入CCD后會干擾色彩還原，比如綠色植物變得灰

白，紅色衣服變成灰綠色等等（有陽光室外環(huán)境尤其明顯）。在夜間由于雙峰濾光片的過

濾作用，使CCD不能充分利用所有光線，其低照性能難以令人滿意。

雙濾光片的使用有效解決了雙峰濾光片產(chǎn)生問題。雙濾光片由一個紅外

截止濾光片和一個全光譜光學玻璃構(gòu)成，當白天的光線充分時紅外截止濾光片工作，CCD

還原出真實彩色，當夜間光線不足時，紅外截止濾光片自動移開，全光譜光學玻璃開始工

作，使CCD充分利用到所有光線，從而大大提高了低照性能。

雙CCD就是一個彩色CCD（加濾光片的）和一個黑白CCD（不加濾光片的）晝夜交替使

用。

紅外攝像機紅外燈板上一個光敏電阻，當光線達到較低時可以控制紅外燈的打開，

同時攝像機切換到黑白模式，這樣就可以提高分辨率，圖像效果。我們紅外攝像機的濾

光片使850nm波長的紅外線可以進入,這樣使晚上可以感紅外光，但也會使白天的圖像

部分顏色偏掉.

一般市場上主要采用紅外發(fā)射二極管的紅外燈，其原理及特性我們介紹如下：由紅

外發(fā)光二級管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級管由紅外輻射效率高的材料（常用碑化錢

GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波

長830~950nm,半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機可感受的

范圍。其最大的優(yōu)點是可以完全無紅暴，（采用940?950nm波長紅外管）或僅有微弱紅

暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長。紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度uW/m2表示.

一般來說,其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時，

器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降.紅外二極管電流過小，將影響其輻

射功率的發(fā)揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。

下面是對紅外燈的一些理解:

1,大家別以為紅外燈只有一種角度的，他外燈的視角一般分為8-9度，15度，

30度，45度，80度,90度等幾種，紅外燈和攝像機的搭配是根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境所用的鏡頭所

配的，如果紅外燈的角度和鏡頭的可視角度不匹配將會出現(xiàn)手電筒或者紅外距離很近的

不良效果。市面上有很多紅外機子都會出現(xiàn)手電筒現(xiàn)象，如果你拿到的紅外機子有這種

現(xiàn)象我可以告訴你這個攝像機的廠家不是什么好廠家，他連最基本的理論都不懂就推出

來賣給客戶，是極不負責任的，為了賺錢隨便配個燈板就拿出來賣了.會害人的。我在很

多地方看到人家拍的圖片，好多都出現(xiàn)這種狀況，導致工程驗收不過關(guān)，自己竟然還不

知道問題出在哪。所以一般客戶在下單前必須考慮場地所用的鏡頭告知我們！以便搭配

合適的紅外攝像機，達到最佳效果.如果紅外燈數(shù)量相同，但角度不同，反映出來的效果

也會不同，這點要根據(jù)客戶不同的環(huán)境來選配。舉個例子！我們標有50-60米的機子是相

對16MM或者25MM的鏡頭來測量的！當如果你用一個4MM或者更小的鏡頭那根本就不可

能打到50米，因為小鏡頭它的可視角度要大很多，那么我們要配相對應(yīng)的紅外燈以便紅

外能投射到整個畫面并且沒有暗角.但這樣的紅外燈的角度必定要大很多！所以他是不可

能投射到50米那么遠的！再打個比方，我們常用的手電筒,聚光的時候能把光束打得很

遠很遠，但我們轉(zhuǎn)到散光的位置的時候就很近了。這跟紅外燈是一樣道理的！

2,市場上紅外燈的價格也相差極大，小5的燈管單價有0.1幾元一0。7元不等，

e8以上有0.6元一2元不等的，甚至3元的，再大的10幾20幾元的都有，紅外燈的功

率還分為10MIL,12MIL,14MIL,16MIL及更大功率的燈管,所以單是紅外燈的品質(zhì)不同

就會造成紅外攝像機有幾十元的差價了。

3,另外一臺攝像機的芯片不同廠家所做出來的造價也不同，一些低劣的廠

家為了省成本他們會用一些比較便宜的周邊元器件，所以造出來的芯片也會便宜幾元到

10幾元的不等。

4,價格越貴的紅外燈管其壽命越長,功率越大,效果也就越好;所以選購

紅外攝像機的時候，不要僅僅局限在紅外燈的數(shù)量與其大小之上。合適才是最重要的。

3、IP攝像機

網(wǎng)絡(luò)攝像機的應(yīng)用，使得圖像監(jiān)控技術(shù)有了一個質(zhì)的飛躍。首先，網(wǎng)絡(luò)的綜合布線代替

了傳統(tǒng)的視頻模擬布線，實現(xiàn)了真正的三網(wǎng)（視頻、音頻、數(shù)據(jù)）合一，網(wǎng)絡(luò)攝像機即插即

用，工程實施簡便，系統(tǒng)擴充方便；其次，跨區(qū)域遠程監(jiān)控成為可能,特別是利用互聯(lián)網(wǎng),

圖像監(jiān)控已經(jīng)沒有距離限制，而且圖像清晰，穩(wěn)定可靠；再者，圖像的存儲、檢索十分安全、

方便、可異地存儲，多機備份存儲以及快速非線性查找等。

網(wǎng)絡(luò)攝像機一般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、圖像、聲音、控制

器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、外部報警、控制接口等部分組成。

4、寬動態(tài)攝像機

室內(nèi)照度為lOOLux,而外面風景的照度可能是10,000Lux,對比就是

10,000/100=100:lo這個對比人眼能很容易地看到，因為人眼能處理1000:1的對比度，然

而傳統(tǒng)的閉路監(jiān)控攝像機處理它會有很大的問題，傳統(tǒng)攝像機只有3：1的對比性能，它只

能選擇使用1/60秒的電子快門來取得室內(nèi)目標的正確曝光，但是室外的影像會被清除掉

（全白）；或者換種方法攝像機選擇1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室內(nèi)的影像會

被清除（全黑）。這是一個自從攝像機被發(fā)明以來就一直長期存在的缺陷。

所謂寬動態(tài)，就是把問題集中在解決逆光環(huán)境下所產(chǎn)生的問題.解決方法就是用一顆

CCD,但是上面的每一點在單一時間內(nèi)曝光兩次，一次長曝光（低快門），一次短曝光（高

快門），所以每一點都有兩個數(shù)據(jù)輸出，就叫“雙輸出CCD”，正因為每點有兩個數(shù)據(jù)輸出，

總資料量就比一般CCD多了一倍，因此傳輸?shù)乃俣鹊么笊弦槐恫拍馨奄Y料搬出來,所以又

叫"雙速CCD（DoubleSpeedCCD）.就這樣了！雙輸出CCD扔出一個長曝光及短曝光

的訊號給DSP,DSP去運算再加總，所謂“寬動態(tài)攝像機”就出來了。

2o3鏡頭介紹

鏡頭相當于人眼的晶狀體，如果沒有晶狀體，人眼看不到任何物體；如果沒有鏡頭，

那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒有清晰的圖像輸出，這與我們家用攝像

機和照相機的原理是一致的。當人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時，也就是人

們常說的近視眼，眼前的景物就變得模糊不清;攝像頭與鏡頭的配合也有類似現(xiàn)象，當圖

像變得不清楚時，可以調(diào)整攝像頭的后焦點，改變CCD芯片與鏡頭基準面的距離（相當于

調(diào)整人眼晶狀體的位置），可以將模糊的圖像變得清晰。工程設(shè)計人員和施工人員都要經(jīng)

常與鏡頭打交道：設(shè)計人員要根據(jù)物距、成像大小計算鏡頭焦距，施工人員經(jīng)常進行現(xiàn)

場調(diào)試，其中一部分就是把鏡頭調(diào)整到最佳狀態(tài)。

1、鏡頭的分類

按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按變焦類型分按焦距長矩分

球面鏡頭1”25mm自動光圈電動變焦長焦距鏡頭

非球面鏡頭1/2”3mm手動光圈手動變焦標準鏡頭

針孔鏡頭1/3”8.5mm固定光圈固定焦距廣角鏡頭

魚眼鏡頭2/3”17mm

(1)以鏡頭安裝分類

所有的攝象機鏡頭均是螺紋口的，cCD攝象機的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標準，即C

安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同，但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。

C安裝座：從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm.

CS安裝座：特種C安裝,此時應(yīng)將攝象機前部的墊圈取下再安裝鏡頭.其鏡頭安裝

基準面到焦點的距離是12。5mm.如果要將一個C安裝座鏡頭安裝到一個CS安裝座攝象

機上時，則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器。

(2)以攝象機鏡頭規(guī)格分類

攝象機鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機的CCD尺寸而定，兩者應(yīng)相對應(yīng)。即

攝象機的CCD靶面大小為1/2英寸時，鏡頭應(yīng)選1/2英寸。

攝象機的CCD靶面大小為1/3英寸時，鏡頭應(yīng)選1/3英寸。

攝象機的CCD靶面大小為1/4英寸時，鏡頭應(yīng)選1/4英寸。

如果鏡頭尺寸與攝象機CCD靶面尺寸不一致時，觀察角度將不符合設(shè)計要求，或

者發(fā)生畫面在焦點以外等問題。

(3)以鏡頭光圈分類

鏡頭有手動光圈(manualiris)和自動光圈(autoiris)之分，配合攝象機使用，手

動光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場合，自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈亦作自動調(diào)

整，故適用亮度變化的場合。自動光圈鏡頭有兩類：一類是將一個視頻信號及電源從攝象

機輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，稱為視頻輸入型，另一類則利用攝象機上的直流電

壓來直接控制光圈，稱為DC輸入型.

自動光圈鏡頭上的ALC(自動鏡頭控制)調(diào)整用于設(shè)定測光系統(tǒng)，可以整個畫面的

平均亮度，也可以畫面中最亮部分(峰值)來設(shè)定基準信號強度，供給自動光圈調(diào)整使用。

一般而言，ALC已在出廠時經(jīng)過設(shè)定，可不作調(diào)整，但是對于拍攝景物中包含有一個亮

度極高的目標時，明亮目標物之影像可能會造成“白電平削波”現(xiàn)象，而使得全部屏幕

變成白色，此時可以調(diào)節(jié)ALC來變換畫面.

另外，自動光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉(zhuǎn)動光圈環(huán)時，通過鏡頭的光通量會發(fā)生變化，光

通量即光圈，一般用F表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：F=f(焦距)

/D(鏡頭實際有效口徑)，F(xiàn)值越小，則光圈越大。

采用自動光圈鏡頭，對于下列應(yīng)用情況是理想的選擇，它們是：

在諸如太陽光直射等非常亮的情況下，用自動光圈鏡頭可有較寬的動態(tài)范圍。

要求在整個視野有良好的聚焦時,用自動光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。

要求在亮光上因光信號導致的模糊最小時，應(yīng)使用自動光圈鏡頭。

(4)以鏡頭的視場大小分類

標準鏡頭：視角30度左右，在1/2英寸CCD攝象機中，標準鏡頭焦距定為12

mm,在1/3英寸CCD攝象機中，標準鏡頭焦距定為8mm。

廣角鏡頭：視角90度以上，焦距可小于幾毫米，可提供較寬廣的視景。

遠攝鏡頭:視角20度以內(nèi)，焦距可達幾米甚至幾十米，此鏡頭可在遠距離情況下將

拍攝的物體影響放大，但使觀察范圍變小。

變倍鏡頭(zoomlens):也稱為伸縮鏡頭，有手動變倍鏡頭和電動變倍鏡頭兩類。

可變焦點鏡頭(vari-focuslens)：它介于標準鏡頭與廣角鏡頭之間，焦距連續(xù)可

變，即可將遠距離物體放大，同時又可提供一個寬廣視景，使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可

通過設(shè)置自動聚焦于最小焦距和最大焦距兩個位置，但是從最小焦距到最大焦距之間的

聚焦，則需通過手動聚焦實現(xiàn)。

針孔鏡頭：鏡頭直徑幾毫米，可隱蔽安裝.

(5)從鏡頭焦距上分

短焦距鏡頭：因入射角較寬，可提供一個較寬廣的視野.

中焦距鏡頭：標準鏡頭,焦距的長度視CCD的尺寸而定。

長焦距鏡頭:因入射角較狹窄，故僅能提供狹窄視景，適用于長距離監(jiān)視。

變焦距鏡頭：通常為電動式，可作廣角、標準或遠望等鏡頭使用。

2、選擇鏡頭的技術(shù)依據(jù)

(1)鏡頭的成像尺寸

應(yīng)與攝象機CCD靶面尺寸相一致，如前所述，有1英寸、2/3英寸、1/2英

寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等規(guī)格。

(2)鏡頭焦距與視野角度

首先根據(jù)攝象機到被監(jiān)控目標的距離,選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距f確定后，則由攝

象機靶面決定了視野.

(3)光圈或通光量

鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量，以F為標記，每個鏡頭上均

標有其最大的F值，通光量與F值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)值越小，則光圈越大。所以應(yīng)根

據(jù)被監(jiān)控部分的光線變化程度來選擇用手動光圈還是用自動光圈鏡頭。

2、變焦鏡頭(zoomlens)

變焦鏡頭有手動伸縮鏡頭和自動伸縮鏡頭兩大類。伸縮鏡頭由于在一個鏡頭內(nèi)能夠

使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化，因此可以使被監(jiān)控的目標放大或縮小，所以也常被成為

變倍鏡頭.典型的光學放大規(guī)格有6倍(6.0~36mm,Fl.2)、8倍(4.5~36mm,Fl.6)、1

0倍(8.0~80mm,Fl。2)、12倍(6。0~72mm,Fl。2)、20倍(10~200mm,Fl.2)等

檔次，并以電動伸縮鏡頭應(yīng)用最普遍。為增大放大倍數(shù)，除光學放大外還可施以電子數(shù)

碼放大。在電動伸縮鏡頭中，光圈的調(diào)整有三種，即：自動光圈、直流驅(qū)動自動光圈、電

動調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整，則只有電動調(diào)整和預(yù)置兩種，電動調(diào)整是由鏡頭內(nèi)

的馬達驅(qū)動，而預(yù)置則是通過鏡頭內(nèi)的電位計預(yù)先設(shè)置調(diào)整停止位，這樣可以免除成像

必須逐次調(diào)整的過程，可精確與快速定位。在球形罩一體化攝像系統(tǒng)中，大部分采用帶預(yù)

置位的伸縮鏡頭。

另一項令用戶感興趣的則是快速聚焦功能，它由測焦系統(tǒng)與電動變焦反饋控制系

統(tǒng)構(gòu)成。

3、鏡頭與攝像機CCD尺寸的關(guān)系

1/2”鏡頭既可用于1/2”攝像機，也可用于1/3”攝像機，但視角會減少25%左右。

1/3”鏡頭不能用于1/2”攝像機，只能用于1/3”攝像機。

4、不同種類鏡頭的應(yīng)用范圍

手動、自動光圈鏡頭的應(yīng)用范圍手動光圈鏡頭是的最簡單的鏡頭，適用于光照條件

相對穩(wěn)定的條件下，手動光圈由數(shù)片金屬薄片構(gòu)成.光通量靠鏡頭外徑上的一個環(huán)調(diào)節(jié).

旋轉(zhuǎn)此圈可使光圈收小或放大.在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來監(jiān)視某個固定目

標，應(yīng)采用自動光圈鏡頭，比如在戶外或人工照明經(jīng)常開關(guān)的地方，自動光圈鏡頭的光圈

的動作由馬達驅(qū)動,馬達受控于攝像機的視頻信號。手動光圈鏡頭和自動光圈鏡頭又有

定焦距(光圈)鏡頭自動光圈鏡頭和電動變焦距鏡頭之分。

手動光圈鏡頭，可與電子快門攝像機配套，在各種光線下均可使用。

自動光圈鏡頭，(EF)可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，特別用于

被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場所。為了避免引起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面，一般都

配自動光圈鏡頭。

5、鏡頭的主要性能指標有以下幾個：

1焦距：焦距的大小決定著視場角的大小，焦距數(shù)值小，景深大，視場角大，所觀察

的范圍也大，但距離遠的物體分辨不很清楚;焦距數(shù)值大,景深小,視場角小，觀察范圍小,

只要焦距選擇合適，即便距離很遠的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一

一對應(yīng)的,一個確定的焦距就意味著一個確定的視場角，所以在選擇鏡頭焦距時，應(yīng)該充

分考慮是觀測細節(jié)重要，還是有一個大的觀測范圍重要，如果要看細節(jié)，就選擇長焦距

鏡頭；如果看近距離大場面，就選擇小焦距的廣角鏡頭。

2自動光圈鏡頭：自動光圈鏡頭目前分為兩類：一類稱為視頻（VIDEO）驅(qū)動型，鏡頭

本身包含放大器電路，用以將攝像頭傳來的視頻幅度信號轉(zhuǎn)換成對光圈馬達的控制。另一

類稱為直流（DC）驅(qū)動型，利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含

電流計式光圈馬達，要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對于各類自動光圈鏡頭，通常還有兩項

可調(diào)整旋鈕，一是ALC調(diào)節(jié)（測光調(diào)節(jié)），有以峰值測光和根據(jù)目標發(fā)光條件平均測光兩

種選擇，一般取平均測光檔；另一個是LEVEL調(diào)節(jié)（靈敏度），可將輸出圖像變得明亮或

者暗淡。

6、焦距的計算：

1公式計算法:視場和焦距的計算視場系指被攝取物體的大小，視場的大小是以鏡頭

至被攝取物體距離，鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。

1、鏡頭的焦距，視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下；

f=wL/W2、f=hL/h

f;鏡頭焦距w:圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）

W:被攝物體寬度

L:被攝物體至鏡頭的距離

h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場景）高度

H：被攝物體的高度

ccd靶面規(guī)格尺寸：單位mm

規(guī)格1/3〃1/2”2/3”]”

W4086o48o81207

H3o64。86。69.6

由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度一樣，其比例均為4：3,

當L不變，H或W增大時，f變小，當H或W不變，L增大時，f增大.

圖解法如前所示，攝像機鏡頭的視場由寬（W）.高（H）和與攝像機的距離（L）決

定，一旦決定了攝像機要監(jiān)視的景物,正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個因素決定；*o

欲監(jiān)視景物的尺寸禮攝像機與景物的距離*。攝像機成像器的尺士：1/3"、1/2”.

f=vD/V或f=hD/H

其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被觀測物體高度,h代表CCD靶

面水平寬度，H代表被觀測物體寬度。

舉例:假設(shè)用1/3"CCD攝像頭觀測，被測物體寬15米，高5米，鏡頭焦點距物

體10米.由公式可以算出：

焦距f=4。8X10/15—3.6毫米

如果要以高為計算:焦距f=3.6X10/5q7.2毫米

當焦距數(shù)值算出后，如果沒有對應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的,這時可以根據(jù)產(chǎn)品

目錄選擇相近的型號，一般選擇比計算值小的，這樣視角還會大一些。

2.4球型攝像機的工作原理

球機是一種集成度相當高的產(chǎn)品，集成了云臺系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、和攝像機系統(tǒng)三個

原理部分。云臺系統(tǒng)是指電機帶動的旋轉(zhuǎn)部分，通訊系統(tǒng)是指對電機的控制以及對圖象

和信號的處理部分，攝像機系統(tǒng)是指采用的一體機機心。而幾大系統(tǒng)之間，起著橫向的連

接的是一塊主控核心cpu和電源部分。電源部分通過與各大系統(tǒng)之間供電，很多地方是

采用的二極管、三極管等微電流供電，而核心CPU是實現(xiàn)所有功能正常運行。

一體化智能球形攝像機作為監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，成像是否清晰、聚焦是否準確迅

速是個極其關(guān)鍵性指標,而這又取決于產(chǎn)品所選用的關(guān)鍵部件一一體化攝像機。一體機的

主要指標：CCD參數(shù)、清晰度、照度、變焦倍數(shù)等等。

云臺系統(tǒng)控制著球機的上、下、左、右，其主要的指標有水平和垂直的極限角度、

轉(zhuǎn)速、預(yù)置位軌跡等功能的狀況。

所謂智能的突出表現(xiàn)，其代表為：預(yù)制點及連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能。預(yù)置點是用戶可以對監(jiān)

控畫面的場景提前進行的編號，此編號就為預(yù)置點。無論畫面停留在任何地方，通過預(yù)置

點的調(diào)用，場景會立即出現(xiàn)在監(jiān)視器（顯示器）上，而無須其他復雜的操作。連續(xù)旋轉(zhuǎn)

是指云臺的轉(zhuǎn)動不再是從左到右或從右到左的旋轉(zhuǎn)，而是可以沿一個方向連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，

突破了云臺只能0-355度的旋轉(zhuǎn)范圍。

智能球型攝像機的分類

（1）以云臺的轉(zhuǎn)速為劃分依據(jù)：包括高速球（0—360/S）；中速球（0—60/S）和低

速球（0—30/S）o

（2）以使用環(huán)境區(qū)分：室內(nèi)智能球型攝像機和室外智能球型攝像機，室外智能球包

括防水裝置和恒溫裝置,多為雙層帶加熱和風扇。

（3）以安裝方式劃分：吊裝（通過支架吊于屋頂及天花板）；側(cè)裝（通過支架固定

在墻面或立桿）；嵌入（直接在天花板開孔，無支架）。

根據(jù)使用的一體化攝像機也可以進行分類。

智能球型攝像機的選購

由于目前國內(nèi)光電技術(shù)、微電機制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝等方面的原因，一體化智能球機

的三個主要部件（內(nèi)置變焦鏡頭的一體化攝像機、電刷、高性能電機）幾乎全部依賴進

口。使用智能球型攝像機應(yīng)注意品牌和服務(wù)，因為不同廠家生產(chǎn)的智能球型攝像機在功

能上節(jié)本相同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻有天壤之別。

高速球的通訊問題還有就是涉及到通訊協(xié)議和通訊方式的問題，通訊協(xié)議是指高速

球跟主機系統(tǒng)相通訊時候，選擇的通訊協(xié)議，比如pelco、曼碼、松下、菲利普協(xié)議等。

通訊方式是指這些通訊協(xié)議采用什么方式來進行通訊，比如485通訊方式、232通訊方式、

422通訊方式、同軸視控通訊方式，一般來講,高速球都采用485通訊方式，而通訊協(xié)議

各個不同廠家不同。

高速球與球型云臺、中速球、勻速球的區(qū)別

1、中速球分兩種，一種是精密微分步進電機的中速球，一種是帶減速比的步進電

機的中速球，第一種相當于一種簡化的高速球，而第二種純粹在原理上差異比較大,第二

種的電機微分是通過減速比電機的電機本身實現(xiàn)的，而高速球是通過控制芯片里的程序

實現(xiàn)的.因此第二種的中速球會在預(yù)置位精確度上和運行速度上遠遠遜于高速球.第一種

高速球，一般是采用的普通單片機進行控制的高速球，功能簡化，開發(fā)平臺較低，采用的

元器件也比較低檔，比如在電源處理、核心芯片的選擇、通訊部分等都是比較節(jié)省的方

案，在穩(wěn)定性、功能性、抗干擾、使用壽命等方面遜于高速球。

2、勻速球:勻速球一般分為兩種，一種是球型云臺內(nèi)置解碼板，而且該解碼板也

許帶有預(yù)置位功能，不能旋轉(zhuǎn)360度.這種勻速球?qū)嶋H是球型云臺的的外置解碼器變成內(nèi)

置一塊解碼板。另一種勻速球就是采用的上訴中速球中的帶減速比的步進電機作為云臺

部分的勻速球，一般可以再加一個導電滑環(huán)可以實現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，這種勻速球因為

電機本身的扭矩和參數(shù)限制，速度提不高，預(yù)置位不準，但是技術(shù)簡單，不需要多少軟件

支持.

3、球型云臺：球型云臺采用的電機完全跟高速球不一樣，采用的是直流電機，不

需要程序，通過對電流的控制進行對電機的控制，即“通電即轉(zhuǎn)''的原理。直流電機制造

簡單、使用面廣、成本低，但是壽命短、扭矩?。▽е滤俣嚷⒉蝗菀卓刂疲▽е虏黄?/p>

穩(wěn)，不能精確定位）。球型云臺一般需要配置解碼器，而解碼器的原理一般采用一組繼電

器對電流脈沖進行控制，然后實現(xiàn)對直流電機的云臺進行控制，這種繼電器相對簡單、成

本低、用量廣、但是控制電流遠遠不如芯片指令的控制，屬于一種很落后和簡單的技術(shù)。

4、以上是從原理上講差別，在具體上，球型云臺和采用減速比的步進電機的中速球,

一般是裝一體機整機，不涉及到攝像機與球機的通訊問題，而高速球采用的是攝像機機

心，必須講攝像機的端口協(xié)議及功能寫入到高速球里，所以在選擇高速球時，一般配置的

一體機是不能讓客戶自己安裝的。

第三章傳輸部分

3o1傳輸方式種類

視頻監(jiān)控有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、微波傳輸、雙絞線平衡傳輸、寬

頻共纜傳輸六種傳輸方式.

1、視頻基帶傳輸：是最為傳統(tǒng)的電視監(jiān)控傳輸方式，對0?6mhz視頻基帶信號不作

任何處理，通過同軸電纜（非平衡）直接傳輸模擬信號。其優(yōu)點是：短距離傳輸圖像信

號損失小，造價低廉.缺點：傳輸距離短，300米以上高頻分量衰減較大，無法保證圖像質(zhì)

量；一路視頻信號需布一根電纜，傳輸控制信號需另布電纜;其結(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，布線量

大、維護困難、可擴展性差.

2、光纖傳輸：常見的有模擬光端機和數(shù)字光端機，是解決幾十甚至幾百公里電視監(jiān)

控傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方式，通過把視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中傳輸.其優(yōu)點是:

傳輸距離遠、衰減小，抗干擾性能最好，適合遠距離傳輸.其缺點是:對于幾公里內(nèi)監(jiān)控信

號傳輸不夠經(jīng)濟；光熔接及維護需專業(yè)技術(shù)人員及設(shè)備操作處理，維護技術(shù)要求高，不

易升級擴容。

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸:是解決城域間遠距離、點位極其分散的監(jiān)控傳輸方式，采用mpeg音視

頻壓縮格式傳輸監(jiān)控信號。其優(yōu)點是：采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器作為監(jiān)控信號上傳設(shè)備，有

inteciet網(wǎng)絡(luò)安裝上遠程監(jiān)控軟件就可監(jiān)看和控制。其缺點是：受網(wǎng)絡(luò)帶寬和速度的限

制，只能傳輸小畫面、低畫質(zhì)的圖像；每秒只能傳輸幾到十幾幀圖像，動畫效果十分明

顯并有延時,無法做到實時監(jiān)控.

4、微波傳輸：是解決幾公里甚至幾十公里不易布線場所監(jiān)控傳輸?shù)慕鉀Q方式之一。

采用調(diào)頻調(diào)制或調(diào)幅調(diào)制的辦法，將圖像搭載到高頻載波上,轉(zhuǎn)換為高頻電磁波在空中傳

輸.其優(yōu)點是:省去布線及線纜維護費用，可動態(tài)實時傳輸廣播級圖像。其缺點是：由于采

用微波傳輸,頻段在Ighz以上常用的有1波段（1。0~2。Oghz）、s波段（2.0~3.0ghz）、

ku波段（10?12ghz）,傳輸環(huán)境是開放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號為直線

傳輸，中間不能有山體、建筑物遮擋；ku波段受天氣影響較為嚴重，尤其是雨雪天氣會

有嚴重雨衰。

5、雙絞線傳輸（平衡傳輸）：也有叫電話線傳輸或者網(wǎng)線傳輸，是解決監(jiān)控圖像1km

內(nèi)傳輸，電磁環(huán)境復雜場合的解決方式之一，將監(jiān)控圖像信號處理通過平衡對稱方式傳

輸。其優(yōu)點