閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識講座

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

知識講座

CCTV系統(tǒng)資料

目錄

第一章前端部分......................................................................6

1.1攝像機.........................................................................6

1.1.1攝像機的選擇和主要參數(shù)....................................................7

1.1.2CCD彩色攝像機的主要技術(shù)指標(biāo).............................................9

1.1.3CCD彩色攝像機的可調(diào)整功能...............................................9

1.1.4數(shù)字式的調(diào)整控制方法.....................................................11

1.2鏡頭..........................................................................11

1.2.1鏡頭的參數(shù)................................................................12

1.2.2鏡頭的安裝類型...........................................................14

L2.3CCTV鏡頭分類.............................................................15

124特別說明...................................................................16

1.3一體化攝像機.................................................................16

1.3.1產(chǎn)品類型..................................................................17

1.3.2鏡頭為發(fā)展關(guān)鍵...........................................................17

1.3.3線路設(shè)計..................................................................18

13.4發(fā)展趨勢與瓶頸.............................................................18

1.4云臺、解碼器.................................................................18

1.4.］云臺......................................................................18

1.4.2解碼器...................................................................19

1.5防護罩........................................................................19

1.6球機.........................................................................20

1.6.1智能球機的功能............................................................21

1.6.2智能球機的優(yōu)勢與不足.....................................................21

1.6.3智能球機的發(fā)展趨勢.......................................................21

1.7防雷和接地...................................................................22

1.7.1系統(tǒng)防雷和接地...........................................................22

1.7.2系統(tǒng)防電磁干擾...........................................................25

1.7.3系統(tǒng)布線和接地...........................................................26

1.8前端設(shè)備的合理化配置和選用..................................................27

1.8.1前端視頻采集設(shè)備在不同場合的選用........................................27

1.8.2前端設(shè)備不同場合的配置...................................................30

第二章傳輸部分.....................................................................32

2.1同軸電纜傳輸和同軸視頻放大器................................................32

2.2雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備..................................................33

2.3光纖和光端機傳輸.............................................................34

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CCTV系統(tǒng)資料

231模擬光端機..............................................................34

2.3.2數(shù)字光端機..............................................................35

2.4結(jié)束語.....................................................................36

第三章控制中心部分.............................................................37

3.1單系統(tǒng)控制中心............................................................37

3.2聯(lián)網(wǎng)控制中心..............................................................38

3.2.1以太網(wǎng)矩陣聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成...................................................39

3.2.2以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)和普通聯(lián)網(wǎng)相比的優(yōu)勢........................................42

3.2.3視頻傳輸解決方案......................................................43

3.2.4典型案例分析..........................................................44

3.3監(jiān)控中心控制系統(tǒng)的選擇方式................................................51

3.3.1數(shù)字系統(tǒng)..............................................................51

3.3.2模擬系統(tǒng)..............................................................54

3.3.3模擬數(shù)字結(jié)合系統(tǒng)......................................................55

第四章視頻存儲部分一一DVR專題................................................57

4.1硬盤錄像機監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)——視頻壓縮......................................57

4.1.1視頻為什么要壓縮......................................................57

4.1.2壓縮技術(shù)簡介..........................................................57

4.1.3H.264在技術(shù)上的亮點...................................................60

4.2硬盤錄像機的分類..........................................................61

4.2.1PC式硬盤錄像機.......................................................61

4.2.2嵌入式DVR硬盤錄像機.................................................62

4.3硬盤錄像機的小常識........................................................64

4.3.1圖像分辨率介紹.........................................................64

4.3.2硬盤存儲容量的計算方法................................................65

4.4INFINOVA嵌入式數(shù)字硬盤錄像機.............................................66

4.4.1先進的設(shè)計理念.........................................................66

4.4.2完善的本機功能........................................................66

4.4.3強大的網(wǎng)絡(luò)管理和訪問功能..............................................69

4.4.4理想的安全性能........................................................70

4.4.5界面友好,操作簡捷方便..................................................70

446產(chǎn)品穩(wěn)定性佳............................................................70

第五章系統(tǒng)軟件部分一一中心管理軟件專題.........................................71

5.1C/S與B/S軟件結(jié)構(gòu)的區(qū)別..................................................71

5.1.1常見C/S軟件的服務(wù)器端界面............................................71

5.1.2常見C/S結(jié)構(gòu)軟件的服務(wù)器端功能模塊....................................72

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5.1.3常見C/S結(jié)構(gòu)軟件的客戶端界面...........................................72

5.2C/S與B/S結(jié)構(gòu)的區(qū)別與演變.................................................73

5.2.1B/S結(jié)構(gòu)工業(yè)監(jiān)控實現(xiàn)案例...............................................73

5.2.2簡易B/S架構(gòu)軟件的瀏覽器端界面........................................74

第六章典型案例分析.............................................................75

6.1治安監(jiān)控應(yīng)用典型案例一一南京白下區(qū)治安監(jiān)控項目............................75

6.1.1項目需求和設(shè)計........................................................75

6.1.2設(shè)備配置表............................................................77

6.1.3項目調(diào)試經(jīng)驗談........................................................78

6.2軌道交通應(yīng)用典型案例一一南京地鐵一號線/上海地鐵1、2、3號線..錯誤！未定義書簽。

621案例需求簡介、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備配置表...........錯誤！未定義書簽。

6.2.2項目調(diào)試經(jīng)驗談.........................................錯誤！未定義書簽。

623上海地鐵1、2、3號線項目...............................錯誤！未定義書簽。

6.3住宅小區(qū)應(yīng)用典型案例.....................................錯誤！未定義書簽。

6.3.1小區(qū)治安監(jiān)控需求......................................錯誤！未定義書簽。

632系統(tǒng)設(shè)計和配置.........................................錯誤！未定義書簽。

6.4智能樓宇應(yīng)用典型案例.....................................錯誤！未定義書簽。

641案例需求簡介...........................................錯誤！未定義書簽。

6.4.2需求詳細(xì)分析...........................................錯誤！未定義書簽。

643樓宇監(jiān)控系統(tǒng)特點和設(shè)備配置.............................錯誤！未定義書簽。

6.5港口監(jiān)控應(yīng)用典型案例一一煙臺港口監(jiān)控項目.................錯誤！未定義書簽。

651系統(tǒng)需求與系統(tǒng)設(shè)計.....................................錯誤！未定義書簽。

652主要設(shè)備配置表.........................................錯誤！未定義書簽。

6.5.3項目調(diào)試經(jīng)驗談.........................................錯誤！未定義書簽。

第七章監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)備安裝與調(diào)試經(jīng)驗談..........................錯誤！未定義書簽。

7.1球機類產(chǎn)品安裝調(diào)試經(jīng)驗談.................................錯誤！未定義書簽。

7.1.1安裝調(diào)試注意事項......................................錯誤！未定義書簽。

7.1.2常見問題與解決辦法....................................錯誤！未定義書簽。

7.2光端機類產(chǎn)品安裝調(diào)試經(jīng)驗談...............................錯誤！未定義書簽。

7.2.1前端安裝與調(diào)試........................................錯誤！未定義書簽。

722后端安裝與調(diào)試.........................................錯誤！未定義書簽。

7.2.3前端后端設(shè)備聯(lián)調(diào)......................................錯誤！未定義書簽。

7.2.4常見問題與解決辦法....................................錯誤！未定義書簽。

7.3矩陣類產(chǎn)品安裝調(diào)試經(jīng)驗談.................................錯誤！未定義書簽。

7.3.1單獨矩陣系統(tǒng)的安裝與調(diào)試..............................錯誤！未定義書簽。

732聯(lián)網(wǎng)矩陣系統(tǒng)的安裝與調(diào)試...............................錯誤！未定義書簽。

7.4硬盤錄像機類產(chǎn)品安裝調(diào)試經(jīng)驗談...........................錯誤！未定義書簽。

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7.4.1安裝調(diào)試注意事項......................................錯誤！未定義書簽。

742常見問題與解決辦法.....................................錯誤！未定義書簽。

7.5CCTV系統(tǒng)安裝調(diào)試經(jīng)驗談..................................錯誤！未定義書簽。

7.5.1電源問題..............................................錯誤！未定義書簽。

752三可變鏡頭、攝像機及云臺問題...........................錯誤！未定義書簽。

7.5.3設(shè)備或部件本身的質(zhì)量問題..............................錯誤！未定義書簽。

754對設(shè)備調(diào)整不當(dāng)產(chǎn)生的問題...............................錯誤！未定義書簽。

755設(shè)備（或部件）與設(shè)備（或部件）之間的連接不正確產(chǎn)生的問題錯誤！未定義書簽。

756顯示器顯示效果不好的問題...............................錯誤！未定義書簽。

757操作鍵盤失靈...........................................錯誤！未定義書簽。

7.5.8主機對圖像的切換不干凈................................錯誤！未定義書簽。

759數(shù)字硬盤錄像機問題.....................................錯誤！未定義書簽。

7510系統(tǒng)集成布線常見問題..................................錯誤！未定義書簽。

7.6報警系統(tǒng)安裝調(diào)試經(jīng)驗談...................................錯誤！未定義書簽。

7.6.1探測器安裝中應(yīng)注意的幾個問題..........................錯誤！未定義書簽。

7.6.2探測器調(diào)試中應(yīng)注意的幾個問題..........................錯誤！未定義書簽。

7.6.3報警與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動系統(tǒng)中應(yīng)該注意的問題................錯誤！未定義書簽。

第八章行業(yè)的發(fā)展趨勢與前沿產(chǎn)品簡介............................錯誤！未定義書簽。

8.1安防行業(yè)的發(fā)展趨勢.......................................錯誤！未定義書簽。

8.1.1數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化將是安防行業(yè)發(fā)展的大趨勢........錯誤！未定義書簽。

8.1.2面向行業(yè)用戶的整體網(wǎng)絡(luò)解決方案........................錯誤！未定義書簽。

8.1.3安防技術(shù)發(fā)展前景預(yù)測..................................錯誤！未定義書簽。

8.2安防前沿產(chǎn)品簡介.........................................錯誤！未定義書簽。

8.2.1數(shù)字矩陣..............................................錯誤！未定義書簽。

822全景攝像機.............................................錯誤！未定義書簽。

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第一章前端部分

1.1攝像機

攝像機是獲取監(jiān)視現(xiàn)場圖像的前端設(shè)備，它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，外加同

步信號產(chǎn)生電路、視頻信號處理電路及電源等。近年來，新型的低成本CMOS圖像傳感器有

了較快速的發(fā)展，基于CMOS圖像傳感器的攝像機已開始被應(yīng)用于對圖像質(zhì)量要求不高的可

視電話或會議電視系統(tǒng)中。由于CMOS圖像傳感器的分辨率和低照度等到主要指標(biāo)暫時還比

不上CCD圖像傳感器，因此，在電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用攝像機仍為CCD攝像機。

延伸部分：CCD與CMOS傳感器是當(dāng)前被普遍采用的兩種圖像傳感器，兩者都是利用感

光二極管(photodiode)進行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳

送的方式不同。

CCD傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中，山最底端

部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個象素都會

鄰接?個放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。造成這種差異的原因

在于：CCD的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時不會失真，因此各個象素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再

進行放大處理；而CMOS工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長時會產(chǎn)生噪聲，因此，必須先放大，再

整合各個象素的數(shù)據(jù)。

由于數(shù)據(jù)傳送方式不同，因此CCD與CMOS傳感器在效能與應(yīng)用上也有諸多差異，這些

差異包括：

(1)靈敏度差異：由于CMOS傳感器的每個象素由四個晶體管與一個感光二極管構(gòu)成(含

放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路)，使得每個象素的感光區(qū)域遠(yuǎn)小于象素本身的表面積，因此在象素

尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。

(2)成本差異：由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易

地將周邊電路(如AGC、CDS、Timinggenerator,或DSP等)集成到傳感器芯片中,因此可

以節(jié)省外圍芯片的成本；除此之外，由于CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一

個象素不能運行，就會導(dǎo)致整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制CCD傳感器的成品率比CMOS

傳感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，CCD

傳感器的成本會高于CMOS傳感器。

(3)分辨率差異：如上所述，CMOS傳感器的每個象素都比CCD傳感器復(fù)雜，其象素尺

寸很難達到CCD傳感器的水平，因此，當(dāng)我們比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時，CCD

傳感器的分辨率通常會優(yōu)于CMOS傳感器的水平。

(4)噪聲差異：由于CMOS傳感器的每個感光二極管都需搭配一個放大器，而放大器屬

于模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有個放大器放在芯片邊

緣的CCD傳感器相比，CMOS傳感器的噪聲就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。

(5)功耗差異：CMOS傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直

接由晶體管放大輸出，但CCD傳感器為被動式采集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，

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而此外加電壓通常需要達到1218V；因此，CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計上的難度更

高之外（需外加powerIC）,高驅(qū)動電壓更使其功耗遠(yuǎn)高于CMOS傳感器的水平。舉例來說，

OmniVision推出的0V7640O/4英寸、VGA）,在30fps的速度下運行，功耗僅為40mW；而

致力于低功耗CCD傳感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等級的產(chǎn)品，其功耗卻仍

保持在90mW以上，雖然該公司近期將推出35mW的新產(chǎn)品，但仍與CMOS傳感器存在差距，

且仍處于樣品階段。

綜上所述，CCD傳感器在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都優(yōu)于CMOS傳感器，而CMOS

傳感器則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)

的進步，兩者的差異有逐漸縮小的態(tài)勢。

CCD攝像機還具有黑白和彩色之分，由于黑白攝像機具有高分辨率、低照度等優(yōu)點，特

別是它可以接收紅外光成像，因此在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，黑白CCD攝像機仍具有較高的市場占

有率。順便指出，在各商家列出的閉路電視監(jiān)控器材清單中的攝像機通常都是不帶鏡頭的（一

體化攝像機除外），因此在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場的實際環(huán)境及用戶要求，為攝像機

配合適的鏡頭。

1.1.1攝像機的選擇和主要參數(shù)

在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機又稱攝像頭或CCD（ChargeCoupledDevice）即電荷耦合

器件。嚴(yán)格來說，攝像機是攝像頭和鏡頭的總稱，而實際上，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，通過計算得到鏡頭的焦距，所以每

個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實際情況而定的，不要以為攝像機（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、抗磁場、

體積小、無殘影等特點，CCD是電耦合器件（ChargeCoupleDevice）的簡稱，它能夠?qū)⒐?/p>

線變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D(zhuǎn)移，也可將儲存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的

攝像元件。

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標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。這個標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家

用的錄像機、DVD機、家用攝像機的視頻輸出信號是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機

上觀看。

CCD攝像機的選擇和分類：

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)。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(lán)色或紅色。個別CCD山于生產(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(xì)小的灰塵也會造成

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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

彩色攝像機：適用于景物細(xì)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(yán)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英寸一靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm,對角線16mm。

2/3英寸一靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對角線11mm。

1/2英寸一靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對角線8mm。

1/3英寸一靶面尺寸為寬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(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）o

<5>依供電電源劃分

110VAC（NTSC制式多屬此類），220VAC,24VAC。12VDC或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卜作

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CCD照度劃分

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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>按外觀劃分

有機板型、針孔型、半球型。

1.1.2CCD彩色攝像機的主要技術(shù)指標(biāo)

〈DCCD尺寸：亦即攝像機靶面。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。

<3>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(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正常成像時所

需要的最喑光線。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下。

<5>掃描制式：有PAL制和NTSC制之分。

<6>攝像機電源：交流有220V、110V、24V,直流為12V或9V。

<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lVp-p、75Q,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。

1.1.3CCD彩色攝像機的可調(diào)整功能

<1>同步方式的選擇

（1）對單臺攝像機而言，主要的同步方式有下列三種：

內(nèi)同步：利用攝像機內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。

外同步：利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝像機的外同步輸入端來實現(xiàn)

同步。

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電源同步:也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝像機的交流電源來完成垂直推動同步,

即攝像機和電源零線同步。

(2)對于多攝像機系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機

輸出時.，不會造成畫面失真，但是由于多攝像機系統(tǒng)中的各臺攝像機供電可能取自三相電源

中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取的措施有：均采用同一個外同

步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝像機的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。調(diào)節(jié)各臺攝像

機的"相位調(diào)節(jié)”電位器，因攝像機在出廠時，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點同相

的，故使用相位延遲電路可使每臺攝像機有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)

整范圍0~360度。

<2>自動增益控制

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(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即

增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下達到較高的靈敏度，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。

<3>背景光補償

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(biāo)，則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目

標(biāo)是不夠合適的，背景光補償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。當(dāng)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(biāo)位于該子區(qū)域

內(nèi)時，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。

<4>電子快門

在CCI)攝像機內(nèi)，是用光學(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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?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。

<5>白平衡

白平衡只用于彩色攝像機，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。

(1)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。按鈕方式一先將攝

像機對準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo)，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)?/p>

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止，其范圍為230010000K,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。

（2）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(lán)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(lán)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。

<6>色彩調(diào)整

對于大多數(shù)應(yīng)用而言，是不需要對攝像機作色彩調(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，此時將紅色向洋紅色移動一步。紅

色-黃色色彩減少，此時將紅色向黃色移動一步。藍(lán)色-黃色色彩增加，此時將藍(lán)色向青藍(lán)色

移動一步。藍(lán)色-黃色色彩減少，此時將藍(lán)色向洋紅色移動一步。

1.1.4數(shù)字式的調(diào)整控制方法

新型攝像機對前述各項可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制，此時不必手動調(diào)節(jié)電位計

而是采用輔助控制碼,而且這些調(diào)整參數(shù)被儲存在數(shù)字記憶單元中，增加了穩(wěn)定性和可靠性。

DSP攝像機：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,

DIGITALSIGNALPROCESSOR）攝像機。該種攝像機具有以下優(yōu)點：

（1）由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)而具有智能化背景光補償功能。常規(guī)攝像機

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償，否則過亮的背景

光可能會降低圖像中心的透明度。而DSP攝像機是將一個畫面劃分成48個小處理區(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)字運算處理功能來再現(xiàn)原始的色彩。傳統(tǒng)的攝像機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攝像機是將一個畫面分成48個小處理區(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，該攝像機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，可將由攝像機彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少。

1.2鏡頭

鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與CCD攝像機配合，可以將遠(yuǎn)距離目標(biāo)成

像在攝像機的CCD靶面上。

鏡頭的種類繁多，有多種分類方法，如下：

?從焦距上分類，可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭；

?從視場的大小分類，可分為廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭；

?從結(jié)構(gòu)上分類，還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡

頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭（指光圈、焦距、聚

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焦這三者均可變）等類型。

由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，在實際應(yīng)用中必須合理

選擇鏡頭。

不同環(huán)境下選擇合適的鏡頭，重要的原則是優(yōu)秀的成像能力兼顧合適的價格。比如在選

擇時手動變焦鏡頭能夠滿足的情況下不要選擇電動變焦鏡頭。

1.2.1鏡頭的參數(shù)

鏡頭的光學(xué)特性主要包括成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角等幾個參數(shù)，以下分別介

紹：

<1>成像尺寸

鏡頭-一般可分為25.4mm(1in)、16.9mm(2/3in)、12.7mm(1/2in)>8.47mm(1/3in)

和6.35mm(1/4in)等幾種規(guī)格。

標(biāo)稱芯片尺寸

25.416.912.78.476.35

CCD感光靶面尺寸

對角線1611864.5

垂直9.66.64.83.62.7

水平12.78.86.44.83.6

它們分別對應(yīng)不同的成像尺寸，選鏡頭時.，應(yīng)使鏡頭的成像尺寸與攝像機的CCD靶面尺

才大小相吻合，當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機CCD靶面的尺寸大時，不會影響成像，但實際成

像的視場角要比該鏡頭的標(biāo)稱視場角??；當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機靶面的尺寸小時.，就會

影響成像，表現(xiàn)為成像畫面四周被鏡筒遮擋，出現(xiàn)四角發(fā)暗甚至四角無圖像的情況。

<2>焦距

注意：實際應(yīng)用中，常有用戶提出攝像機能看清多么遠(yuǎn)的物體或多么寬的場景等問題,

這要由所選用鏡頭的焦距來決定，還與所用攝像機的分辨率及監(jiān)視器的分辨率有關(guān)。

長焦距鏡頭攝取景物尺寸大，短焦距鏡頭攝取景物尺寸小，已知被攝物體的大小及物體

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到鏡頭的焦距，叫f=hD/H或f=vD/V

D為鏡頭中心到被攝物體的距離。

H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸。

例：已知被攝物體距鏡頭中心距離3m,高度為1.8m,所用攝像機CCD靶面為1/2in。

（靶面垂直尺寸為4.8mm）查得f=vD/V=4.8X30004-1800=8.02mm,應(yīng)配8mm的鏡頭。

<3>相對孔徑

（為了控制通過鏡頭的光通量大小，在鏡頭后部均設(shè)置了光闌，俗稱光圈）相對孔徑A

為有效孔徑D與焦距f之比（A=D/f）

鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定被攝像的照度，即像的照度E與鏡頭的相對孔徑A的平方或正比。

,般習(xí)慣用相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光闌的大小。

即：F=f/D

F一般稱為光闌F數(shù)，標(biāo)注在鏡頭光闌調(diào)整圈上，其標(biāo)值為1.4、2、2.8、4、5.6、8、

11、16、22等序列值，每兩個相鄰數(shù)值中，后一數(shù)值的21/2倍。

山于像面照度與相對孔徑的平方成正比（與光闌的平方成反比）所以光闌每變化一檔，

像面亮度就變化一倍。

光闌F值越小則相對孔徑越大，到達攝像機靶面的光通量就越大。常見鏡頭所標(biāo)的F

值均指該鏡頭的最小光闌數(shù)。

有些公司的鏡頭相對孔徑參數(shù)為F/A,A為上面所說的光闌F數(shù)。

<4>視場角

鏡頭有一一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。（視場角與

焦距f及攝像機靶面尺寸，水平尺寸h及垂直尺寸v的大小有關(guān),ah=2arctg（h/2f）；a、.=2actg

（v/2f）。

鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，或攝像機靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。

如所選鏡頭的視場角太小，可能會因出現(xiàn)監(jiān)視死角而漏監(jiān)，所選鏡頭的視頻角太大又可

能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小難以辨認(rèn)且畫面邊緣出現(xiàn)畸變。（應(yīng)選擇合適的視角場）

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視場角=14.2°視場角=94.6°視場角=42.6°

1.2.2鏡頭的安裝類型

鏡頭的安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩種

下圖為兩種接口示意圖，上半部為CS型鏡頭，下半部為C型鏡頭，電視監(jiān)控系統(tǒng)用鏡

頭C型安裝鏡頭(lin32牙螺紋座)國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。安裝部位U徑為25.4mm(1in)從鏡頭

安裝基準(zhǔn)面到焦點距離是17.526mm。

鏡頭C型安裝到CS接口的攝像機需增配?個5mm厚的接圈。

12.5mm

CS安裝鏡頭焦點

C安裝鏡頭

5mm接圈

17.526mm

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1.2.3CCTV鏡頭分類

固定光圈鏡頭

定焦鏡頭手動光圈鏡頭

\/DC驅(qū)動

、自動光圈鏡頭<4

視頻驅(qū)動

手動光圈鏡頭

手動變焦鏡頭/DC驅(qū)動

自動光圈鏡頭（2

視頻驅(qū)動

DC驅(qū)動

電動變焦鏡頭視頻驅(qū)動

電動三可變鏡頭（光圈Iris、<聚焦Focus、變焦Zoom）

光圈：控制進入鏡頭的光通量。

聚焦：使被攝物體在CCD靶面上成像清晰。

變焦：光學(xué)變倍，看近景（廣角Wide）或遠(yuǎn)景（望遠(yuǎn)Tele）。

<1>固定光圈定焦鏡頭

固定光圈定焦鏡頭只有一個可手動調(diào)整的對焦調(diào)整環(huán)（環(huán)上標(biāo)有若干距離參考值），左

右旋轉(zhuǎn)該環(huán)可成在CCD靶面上的像最為清晰，此時監(jiān)視器屏幕上得到圖像也最為清晰。

無光圈調(diào)整環(huán)，只能改變環(huán)境照度來調(diào)整光通量。

<2>手動光圈定焦鏡頭

比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調(diào)整環(huán)，調(diào)整范圍一般可以從FL2或F1.4到全關(guān)閉。

能方便適應(yīng)被攝現(xiàn)場的光照度，這種鏡頭一般應(yīng)用于光照度比較均勻的場合。

<3>自動光圈定焦鏡頭

自動光圈定焦鏡頭相當(dāng)于在手動光圈定焦鏡頭的光圈調(diào)整環(huán)上增加一個由齒輪嚙合傳

動的微型電動機，并從其驅(qū)動電路上引出了4芯的屏蔽線，接到攝像機的自動光圈接口座匕

自動光圈的方式有DC驅(qū)動和VIDEO驅(qū)動兩種，?般常用的為DC驅(qū)動自動光圈鏡頭。

<4>手動變焦鏡頭

手動變焦鏡頭的焦距是可變的，它有一個焦距調(diào)整環(huán)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭的焦

距，其變比一般為2-3倍,焦距一般在3.

在實際工程應(yīng)用中，通過手動調(diào)節(jié)鏡頭的變焦環(huán),可以方便地選擇被監(jiān)視現(xiàn)場的視場角。

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手動變焦鏡頭中也有帶自動光圈的鏡頭，也有直流驅(qū)動和視頻驅(qū)動兩類。

<5>自動光圈電動變焦鏡頭

比自動光圈定焦鏡頭增加了兩個微型電動機，其中一個電動機與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，當(dāng)

其受控而轉(zhuǎn)動時可改變鏡頭的焦距（Zoom）；另?個電動機與鏡頭的對焦環(huán)嚙合，當(dāng)其受控而

轉(zhuǎn)動時可完成鏡頭的對焦（Focus）。

<6>電動三可變鏡頭

與電動兩可變鏡頭結(jié)構(gòu)相差不多，只是將對光圈調(diào)整電動機的控制由自動控制方式改為

由控制器來手動控制，因此它也包含了三個微型電動機引出一組6芯控制線與鏡頭控制器

（如解碼器）相連。

常見的有6倍、10倍和12倍、16倍等兒種規(guī)格。變焦鏡頭的“倍率”是變焦鏡頭的最

長焦距與最短焦距之比，是一個相對值。

1.2.4特別說明

<1>自動光圈鏡頭中“DC驅(qū)動”和“視頻驅(qū)動”是什么意思？后者為什么比前者貴？

視頻驅(qū)動是指攝像機將視頻信號電平輸出到自動光圈鏡頭的內(nèi)部。再由其內(nèi)部的驅(qū)動電

路輸出控制電壓使鏡頭的光圈調(diào)整電動機驅(qū)動電路。（驅(qū)動在鏡頭里）

直流驅(qū)動是指攝像機內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動機的驅(qū)動電路?？梢灾苯虞敵鲋绷骺刂齐?/p>

壓到鏡頭內(nèi)的光圈電動機并使其轉(zhuǎn)動。（驅(qū)動在攝像機里）

DC驅(qū)動與視頻驅(qū)動調(diào)節(jié)自動光圈的效果差不多，但因視頻驅(qū)動把驅(qū)動電路做在鏡頭里

面，所以價格要比DC驅(qū)動的貴，另外體積也比DC驅(qū)動的稍大。

<2>什么是“非球面鏡頭”，它有什么優(yōu)點？

非球面鏡頭（Asphericallens）是近年開始廣泛使用的新型鏡頭其特點是鏡頭所用的鏡

片為球面鏡片，鏡片表面形狀可能是二次、三次，其中三次曲面也被稱為自由曲面。

傳統(tǒng)球面鏡頭采用的是球血鏡片，一般會出現(xiàn)像差（色差、球差、彗差、畸度等）問題。

為了解決這些光學(xué)畸變問題，實際鏡頭需要多片不同性能的鏡片分組組合來進行校正，簡單

的定焦鏡頭可能只需要4片3組、6片4組或7片4組，而高檔變焦鏡頭則高達十幾組鏡片

組合，使鏡頭體積重量加大，透光系數(shù)也變差，F(xiàn)值小的高