【正文】 1 閉路監(jiān)控技術(shù) 攝象機(jī)的選擇和主要參數(shù) 閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭或 CCD（ Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。嚴(yán)格來說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，而實(shí)際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計(jì)算得到鏡頭的焦距，所以每個(gè)用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的，不要以為攝像機(jī)（頭）上已經(jīng)有鏡頭。 攝像頭的主要傳感部件是 CCD，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動(dòng)、抗磁場、體積小、無殘影等特點(diǎn)， CCD 是電耦合 器件（ Charge Couple Device）的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛?chǔ)存及轉(zhuǎn)移，也可將儲(chǔ)存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝象元件。 是代替攝像管傳感器的新型器件。 CCD 的工作原理是：被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經(jīng)鏡頭聚焦到CCD 芯片上， CCD 根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷，經(jīng)周期性放電，產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，經(jīng)過濾波、放大處理，通過攝像頭的輸出端子輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、 VCD 機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到 電視機(jī)上觀看。 CCD 攝象機(jī)的選擇和分類 2 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?jǐn)z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?yàn)樾酒a(chǎn)時(shí)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(shí)，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(shí)是否有亮點(diǎn)，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(gè)靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個(gè)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(huì)有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白紙，圖像也會(huì)顯示藍(lán)色或紅色。個(gè)別 CCD 由于生產(chǎn)車間的灰塵， CCD 靶面上會(huì)有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會(huì)影響圖像，但在弱光或顯微攝像時(shí)，細(xì)小的灰塵也會(huì)造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細(xì)挑選。 １、依成像色彩劃分 彩色攝象機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別， 如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝象機(jī)：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(dòng)時(shí)，可選用黑白攝象機(jī)。 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。 3 影像像素在 38 萬以上的高分辨率型。 機(jī)板型。 針孔型。 半球型。 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(shí)，特別是對攝像角度 有比較嚴(yán)格要求的時(shí)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 *高 ，對角線 16mm。 2/3 英寸 —— 靶面尺寸為寬 *高 ，對角線 11mm。 1/2 英寸 —— 靶面尺寸為寬 *高 ，對角線 8mm。 1/3 英寸 —— 靶面尺寸為寬 *高 ，對角線 6mm。 1/4 英寸 —— 靶面尺寸為寬 *高 ，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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制式。另外，日本為 NTSC 制式， 525 行， 60 場（黑白為 EIA）。 4 ５、依供電電源劃分 110VAC（ NTSC 制式 多屬此類 ）， 220VAC， 24VAC。 12VDC 或 9VDC（微型攝象機(jī)多屬此類）。 ６、按同步方式劃分 內(nèi)同步：用攝象機(jī)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(gè)外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝象機(jī)的外同步輸入端。 功率同步（線性鎖定， line lock）： 用攝象機(jī) AC 電源完成垂直推動(dòng)同步。 外 VD 同步：將攝象機(jī)信號電纜上的 VD 同步脈沖輸入完成外 VD 同步。 多臺(tái)攝象機(jī)外同步：對多臺(tái)攝象機(jī)固定外同步，使每一臺(tái)攝象機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝象機(jī)同步，這樣即使其中一臺(tái)攝象機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝象機(jī)的畫面亦不會(huì)失真。 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 左右 星光型 正常工作所需照度 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 5 CCD 彩色攝象機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) （１） CCD 尺寸，亦即攝象機(jī)靶面。原多為 1/2 英寸，現(xiàn)在 1/3 英寸的已普及化， 1/4 英寸和 1/5 英寸也已商品化。 （２） CCD 像素，是 CCD 的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。 CCD 是由面陣感光元素組成，每一個(gè)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象機(jī)。 （３）水平分辨率。彩色攝象機(jī)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 TV LINES）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(dāng)于清晰度為 80 線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。 （４）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(shí)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象機(jī) 可工作在很暗條件， 2~3lux 屬一般照度，現(xiàn)在也有低于 1lux的普通攝象機(jī)問世。 （５）掃描制式。有 PAL 制和 NTSC 制之分。 （６）攝象機(jī)電源。交流有 220V、 110V、 24V，直流為 12V 或 9V。 6 （７）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。 （８）視頻輸出。多為 1Vpp、 75Ω ，均采用 BNC 接頭。 （９）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。 ２、 CCD 彩色攝象機(jī)的可調(diào)整功能 （１） 同步方式的選擇 A、對單臺(tái)攝象機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種： 內(nèi)同步 —— 利用攝象機(jī)內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。 外同步 —— 利用一個(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機(jī)的外同步輸入端來實(shí)現(xiàn)同步。 電源同步 —— 也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機(jī)的交流電源來完成垂直推動(dòng)同步，即攝象機(jī)和電源零線同步。 B、對于多攝象機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝象機(jī)輸出時(shí)，不會(huì)造成畫面失真，但是由于多攝象機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)攝象機(jī)供電可能取自三相電源中的 不同相位，甚至整個(gè)系統(tǒng)與交流電源不同步，此時(shí)可采取的措施有： 7 均采用同一個(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺(tái)攝象機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。 調(diào)節(jié)各臺(tái)攝象機(jī)的 “ 相位調(diào)節(jié) ” 電位器，因攝象機(jī)在出廠時(shí)，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點(diǎn)同相的，故使用相位延遲電路可使每臺(tái)攝象機(jī)有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)整范圍 0~360 度。 （２）自動(dòng)增益控制 所有攝象機(jī)都有一個(gè)將來自 CCD 的信號放大到可以使用水準(zhǔn)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，需利用攝象機(jī)的自動(dòng)增益控制（ AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時(shí)地開關(guān) AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動(dòng)態(tài)范圍，即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。 （３）背景光補(bǔ)償 通常，攝象機(jī)的 AGC工作點(diǎn)是通過對整個(gè)視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo)，則此時(shí)確定的AGC 工作點(diǎn)有可能對于前景目標(biāo)是不夠合適的，背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。 當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時(shí)，攝象機(jī)僅對整個(gè)視場的一個(gè)子區(qū)域求平均來確定其 AGC 工作點(diǎn)，此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí)，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。 8 （４）電子快門 在 CCD攝象機(jī)內(nèi)，是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時(shí)間來操縱快門。電子快門控制攝象機(jī) CCD 的累積時(shí)間，當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí)，對 NTSC 攝象機(jī)，其 CCD 累積時(shí)間為 1/60 秒；對于 PAL 攝象機(jī)，則為 1/50 秒。當(dāng)攝象機(jī)的電子快門打開時(shí)，對于 NTSC 攝象機(jī)，其電子快門以 261 步覆蓋從 1/60 秒到 1/10000秒的范圍；對于 PAL 型攝象機(jī)， 其電子快門則以 311 步覆蓋從 1/50 秒到 1/10000秒的范圍。當(dāng)電子快門速度增加時(shí)，在每個(gè)視頻場允許的時(shí)間內(nèi)，聚焦在 CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝象機(jī)的靈敏度，然而，較高的快門速度對于觀察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè) “ 停頓動(dòng)作 ” 效應(yīng)，這將大大地增加攝象機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率。 （５）白平衡 白平衡只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。 A、自動(dòng)白平衡 連續(xù)方式 —— 此時(shí)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(shí)，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。 按鈕方式 —— 先將攝象機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo)，然后將自動(dòng)方式開關(guān)從手動(dòng)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(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時(shí) 9 白平衡設(shè)置將保持在攝象機(jī)的存儲(chǔ)器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?，其范圍?300~10000K，在此期間，即使攝象機(jī)斷電也不會(huì)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(dòng)白平衡 開手動(dòng)白平衡將關(guān)閉自動(dòng)白平衡，此時(shí)改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達(dá) 107 個(gè)等級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級、增加或減少蘭色各一個(gè)等級。除次之外，有的攝象機(jī)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。 （６）色彩調(diào)整 對于大多數(shù)應(yīng)用而言，是不需要對攝象機(jī)作色彩調(diào)整的，如需調(diào)整則需細(xì)心調(diào)整以免影響其他色彩，可調(diào)色彩方式有： 紅色 — 黃色色彩增加，此時(shí)將紅色向洋紅色移動(dòng)一步。 紅 色 — 黃色色彩減少，此時(shí)將紅色向黃色移動(dòng)一步。 蘭色 — 黃色色彩增加，此時(shí)將蘭色向青蘭色移動(dòng)一步。 蘭色 — 黃色色彩減少，此時(shí)將蘭色向洋紅色移動(dòng)一步。 ３、數(shù)字化式的調(diào)整控制方法 10 新型攝象機(jī)對前述各項(xiàng)可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制，此時(shí)不必手動(dòng)調(diào)節(jié)電位計(jì)而是采用輔助控制碼，而且這些調(diào)整參數(shù)被儲(chǔ)存在數(shù)字記憶單元中，增加了穩(wěn)定性和可靠性。 DSP 攝象機(jī) 在模擬制式的基礎(chǔ)上引入部分?jǐn)?shù)字化處理技術(shù)，稱為數(shù)字信號處理（ DSP， DIGITAL SIGNAL PROCESSOR） 攝象機(jī)。該種攝象機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： １、由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運(yùn)算技術(shù)而具有智能化背景光補(bǔ)償功能。常規(guī)攝象機(jī)要求被攝景物置于畫面中央并要占據(jù)較大的面積方能有較好的背景光補(bǔ)償，否則過亮的背景光可能會(huì)降低圖像中心的透明度。而 DSP 攝象機(jī)是將一個(gè)畫面劃分成 48 個(gè)小處理區(qū)域來有效地檢測目標(biāo)，這樣即使是很小的、很薄的或不在畫面中心區(qū)域的景物均能清楚地呈現(xiàn)。 ２ 、由于 DSP技術(shù)而能自動(dòng)跟蹤白平衡，即可以在任何條件檢測和跟蹤 “ 白色 ” ，并以數(shù)字運(yùn)算處理功能來再現(xiàn)原始的色彩。傳統(tǒng)的攝象機(jī)因系對畫面上的全部色彩作平均處理， 這樣如果彩色物體在畫面上占據(jù)很大面積，那么彩色重現(xiàn)將不平衡，也就是不能重現(xiàn)原始色彩。 DSP 攝象機(jī)是將一個(gè)畫面分成 48 個(gè)小處理區(qū)域，這樣就能夠有效地檢測白色，即使畫面上只有很小的一塊白色，該攝象機(jī)也能跟蹤它從而再現(xiàn)出原始的色彩。 在拍攝網(wǎng)格狀物體時(shí)，可將由攝象機(jī)彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少