CCD攝像器的相關(guān)知識(shí)發(fā)表時(shí)間：2023-04-28 19:04 CCD攝像器的相關(guān)知識(shí) 本文介紹了CCD攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，名詞解釋等，由于CMOS技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在CCD攝像器逐漸被CMOS替代。 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(duì)越大。 4. 最小照度，也稱為靈敏度。是CCD對(duì)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(jí)和星光級(jí)等高增感度攝象機(jī)可工作在很暗條件， 1~3lux屬一般照度 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（黑白） 5. 掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。 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）。 6. 攝象機(jī)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1Vp-p、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。 10. CCD彩色攝象機(jī)的可調(diào)整功能 （１）同步方式的選擇 A、對(duì)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(hào)來完成操作。 外同步——利用一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)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(duì)于多攝象機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號(hào)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： 均采用同一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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。 （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(duì)NTSC攝象機(jī)，其CCD累積時(shí)間為1/60秒；對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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)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(jí)供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級(jí)、增加或減少蘭色各一個(gè)等級(jí)。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(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，是不需要對(duì)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 新型攝象機(jī)對(duì)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) DSP這個(gè)名詞在CCTV工業(yè)中越來越被廣泛使用。DSP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(hào)處理（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSO （Digital Signal Processing）是數(shù)字信號(hào)處理的縮寫。DSP芯片提高了攝像機(jī)的視頻處理及操作性能 。DSP技術(shù)不僅使攝像機(jī)在性能上獲得優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也使生產(chǎn)商節(jié)省了零件及裝配時(shí)間，從而降低了成本。DSP攝像機(jī)可分為兩類：
1、智能型DSP攝像機(jī) 此類攝像機(jī)提高圖像效果的同時(shí)具有智能特色。典型的智能攝像機(jī)具有以下幾種特點(diǎn)。
a. 可編程的背景光補(bǔ)償 b. 視頻動(dòng)態(tài)檢測 c. 通過串行數(shù)據(jù)接口可進(jìn)行遙控 d. 內(nèi)置字符發(fā)生器 e. 屏幕菜單 2、普通型DSP攝像機(jī) 這類低水平的DSP攝像機(jī)不具備與DSP技術(shù)相關(guān)的任何智能特色，僅僅是出于降低成本的考慮。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(duì)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。 低照度攝像機(jī)的正確認(rèn)識(shí) 謂照度？照度（LUX）數(shù)值達(dá)到多少為低照度？多少數(shù)值能適應(yīng)攝取影像的周圍環(huán)境？ 照度為一亮度單位，顧名思義，是指攝像機(jī)在攝取影像時(shí)，對(duì)周圍環(huán)境照明亮度的需求，1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度，我們?cè)跀z像機(jī)參數(shù)規(guī)格中常見的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示該攝像機(jī)只需在所標(biāo)示的LUX數(shù)值下，即能獲取清晰的影像畫面，此數(shù)值越小越好，說明CCD的靈敏度越高。同樣條件下，黑白攝像機(jī)所需的照度遠(yuǎn)比尚須處理色彩濃度的彩色攝像機(jī)要低10倍。 一般情況：夏日陽光下為100，000LUX；陰天室外為10000LUX；室內(nèi)日光燈為100LUX；距60W臺(tái)燈60CM桌面為300LUX；電視臺(tái)演播室為1000LUX；黃昏室內(nèi)為10LUX；夜間路燈為0.1LUX；燭光（20CM遠(yuǎn)處）10～15LUX。 目前市場上標(biāo)榜的低照度攝像機(jī)無論是廠商或是進(jìn)口商，對(duì)低照度的定義眾說紛紜，莫衷一是，彩色攝像機(jī)從0.0004LUX～1LUX，黑白攝像機(jī)從0.0003～0.1LUX均有，（若搭配紅外線，則均可達(dá)0LUX），這就是國內(nèi)市場在CCTV產(chǎn)業(yè)的技術(shù)規(guī)格方面并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而產(chǎn)生各說各話的情況。 超動(dòng)態(tài)（super dynamic）實(shí)際也就是動(dòng)態(tài)展寬。松下公司在cp450/cp650/bp550等第三代攝象機(jī)中均采用啦該技術(shù)，可以有效擴(kuò)展ccd感光成像時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍，比一般攝象機(jī)提高40倍，從某種意義上說，超動(dòng)態(tài)技術(shù)就是背光補(bǔ)償?shù)纳?jí)。 超動(dòng)態(tài)技術(shù)的核心是采用了新型的雙速ccd圖象傳感器，能在同一時(shí)間對(duì)場景進(jìn)行長短不同時(shí)間的曝光，即以標(biāo)準(zhǔn)快門速度讀出并傳輸標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，而以較快的快門速度讀出和傳輸高亮度信號(hào)。而后長短時(shí)間曝光信號(hào)在專用的圖象處理集成電路（mn67352）中進(jìn)行信號(hào)分離及時(shí)間周期變換并適當(dāng)合成，再經(jīng)適當(dāng)?shù)募哟a校正、數(shù)摸轉(zhuǎn)換，從而輸出擴(kuò)展了40倍的動(dòng)態(tài)范圍圖象。 隨后的460進(jìn)一步改進(jìn)了超動(dòng)態(tài)技術(shù)，此為超動(dòng)態(tài)二代（super dynamic2）技術(shù)，也就是我們俗稱的超動(dòng)態(tài)，他的動(dòng)態(tài)范圍比一般高出80倍 第二代超動(dòng)態(tài)仍利用了雙速ccd圖象傳感器并采用了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，長時(shí)間曝光（1/50s）可使畫面上處于背光的主體圖象清晰可見，短時(shí)間曝光（1/2000-1/4000s）則可使畫面上強(qiáng)光部分層次分明而不置曝光過度，然后通過增強(qiáng)的數(shù)字處理技術(shù)將兩副畫面中的圖象質(zhì)量較好的部分加以合成，即可以得到全面清晰的畫面。 二代超動(dòng)態(tài)還采用了獨(dú)立的agc電路和數(shù)字拐點(diǎn)電路（knee circuit）。二代超動(dòng)態(tài)采用兩組agc電路 ，可以獨(dú)立的對(duì)長時(shí)間曝光信號(hào)及短時(shí)間曝光信號(hào)分別處理并使其最佳化，避免s/n比降低問題。由于兩組agc電路具有不同的起控點(diǎn)，因此在攝象機(jī)輸出特性曲線上出現(xiàn)了兩個(gè)拐點(diǎn)。 二代超動(dòng)態(tài)還增加了可辨識(shí)的灰度級(jí)層次，即：對(duì)黑色參考電平使用階層式校正電路，并允許最低電平增益值可機(jī)動(dòng)調(diào)整，利用正確的黑色參考電平可使圖象更加穩(wěn)定，也就是說，圖象最黑的部分會(huì)呈現(xiàn)應(yīng)有的黑色。 二代超動(dòng)態(tài)還采用了先進(jìn)的數(shù)字降噪（dnr）電路、增益 調(diào)整電路和數(shù)字2r濾波器，可將ccd的感光度提升12db（其中7db由dnr電路提供），使最低照度改善到08lux。相對(duì)于一般攝象機(jī)的3-100lux和一代超動(dòng)態(tài)3-3000lux的照度范圍，二代達(dá)到了0.8-10000lux CCD攝象機(jī)的選擇參考 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)量就要稍差一點(diǎn)點(diǎn)。因?yàn)樾酒a(chǎn)時(shí)產(chǎn)生不同等級(jí)，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(duì)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。
鏡頭的選擇和主要參數(shù) 攝像機(jī)鏡頭是視頻監(jiān)視系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備，它的質(zhì)量（指標(biāo)）優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)，因此，攝像機(jī)鏡頭的選擇是否恰當(dāng)既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價(jià)。 鏡頭相當(dāng)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(jī)和照相機(jī)的原理是一致的。當(dāng)人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時(shí)，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(dāng)圖像變得不清楚時(shí)，可以調(diào)整攝像頭的后焦點(diǎn)，改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離（相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的位置），可以將模糊的圖像變得清晰。由此可見，鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是非常重要的。工程設(shè)計(jì)人員和施工人員都要經(jīng)常與鏡頭打交道：設(shè)計(jì)人員要根據(jù)物距、成像大小計(jì)算鏡頭焦距，施工人員經(jīng)常進(jìn)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(dòng)光圈 電動(dòng)變焦 長焦距鏡頭 非球面鏡頭 1/2" 3mm 手動(dòng)光圈 手動(dòng)變焦 標(biāo)準(zhǔn)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(jī)鏡頭均是螺紋口的，ＣＣＤ攝象機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm。 ＣＳ安裝座：特種Ｃ安裝，此時(shí)應(yīng)將攝象機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm。如果要將一個(gè)Ｃ安裝座鏡頭安裝到一個(gè)ＣＳ安裝座攝象機(jī)上時(shí)，則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器。 （２）以攝象機(jī)鏡頭規(guī)格分類: 攝象機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機(jī)的ＣＣＤ尺寸而定，兩者應(yīng)相對(duì)應(yīng)。即攝象機(jī)的ＣＣＤ靶面大小為１／２英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選１／２英寸。 攝象機(jī)的ＣＣＤ靶面大小為１／３英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選１／３英寸。 攝象機(jī)的ＣＣＤ靶面大小為１／４英寸時(shí)，鏡頭應(yīng)選１／４英寸。如果鏡頭尺寸與攝象機(jī)ＣＣＤ靶面尺寸不一致時(shí)，觀察角度將不符合設(shè)計(jì)要求，或者發(fā)生畫面在焦點(diǎn)以外等問題。 （３）以鏡頭光圈分類: 鏡頭有手動(dòng)光圈（manual iris）和自動(dòng)光圈（auto iris）之分，配合攝象機(jī)使用，手動(dòng)光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場合，自動(dòng)光圈鏡頭因亮度變更時(shí)其光圈亦作自動(dòng)調(diào)整，故適用亮度變化的場合。自動(dòng)光圈鏡頭有兩類：一類是將一個(gè)視頻信號(hào)及電源從攝象機(jī)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(jī)上的直流電壓來直接控制光圈，稱為ＤＣ輸入型。自動(dòng)光圈鏡頭上的ＡＬＣ（自動(dòng)鏡頭控制）調(diào)整用于設(shè)定測光系統(tǒng)，可以整個(gè)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(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，供給自動(dòng)光圈調(diào)整使用。一般而言，ＡＬＣ已在出廠時(shí)經(jīng)過設(shè)定，可不作調(diào)整，但是對(duì)于拍攝景物中包含有一個(gè)亮度極高的目標(biāo)時(shí)，明亮目標(biāo)物之影像可能會(huì)造成"白電平削波"現(xiàn)象，而使得全部屏幕變成白色，此時(shí)可以調(diào)節(jié)ＡＬＣ來變換畫面。另外，自動(dòng)光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)光圈環(huán)時(shí)，通過鏡頭的光通量會(huì)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(shí)際有效口徑），Ｆ值越小，則光圈越大。 采用自動(dòng)光圈鏡頭，對(duì)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(dòng)光圈鏡頭可有較寬的動(dòng)態(tài)范圍。要求在整個(gè)視野有良好的聚焦時(shí)，用自動(dòng)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(hào)導(dǎo)致的模糊最小時(shí)，應(yīng)使用自動(dòng)光圈鏡頭。 （４）以鏡頭的視場大小分類 :標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角３０度左右，在１／２英寸ＣＣＤ攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為１２mm，在１／３英寸ＣＣＤ攝象機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)攝鏡頭：視角２０度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾米甚至幾十米，此鏡頭可在遠(yuǎn)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(dòng)變倍鏡頭和電動(dòng)變倍鏡頭兩類。 可變焦點(diǎn)鏡頭（vari-focus lens）：它介于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與廣角鏡頭之間，焦距連續(xù)可變，即可將遠(yuǎn)距離物體放大，同時(shí)又可提供一個(gè)寬廣視景，使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可通過設(shè)置自動(dòng)聚焦于最小焦距和最大焦距兩個(gè)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(dòng)聚焦實(shí)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(gè)較寬廣的視野。 中焦距鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)式，可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或遠(yuǎn)望等鏡頭使用。 1) 定焦距：焦距固定不變，可分為有光圈和無光圈兩種。 ?有光圈：鏡頭光圈的大小可以調(diào)節(jié)。根據(jù)環(huán)境光照的變化，應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)光圈的大小。光圈的大小可以通過手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)。人為手工調(diào)節(jié)光圈的，稱為手動(dòng)光圈；鏡頭自帶微型電機(jī)自動(dòng)調(diào)整光圈的，稱為自動(dòng)光圈。 ?無光圈：即定光圈，其通光量是固定不變的。主要用光源恒定或攝像機(jī)自帶電子快門的情況。 2) 變焦距：焦距可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，使被攝物體的圖像放大或縮小。 常用的變焦鏡頭為六倍、十倍變焦。 三可變鏡頭：可調(diào)焦距、調(diào)聚焦、調(diào)光圈。 二可變鏡頭：可調(diào)焦距、調(diào)聚焦、自動(dòng)光圈。
注釋： 變焦鏡頭--焦平面的位置固定，而焦路可連續(xù)調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng)。變焦是通過移動(dòng)鏡頭內(nèi)部的鏡片，改變它們之間的相對(duì)位置而實(shí)現(xiàn)的。這樣就可以在一定范圍內(nèi)改變鏡頭的焦距長度和視角。 焦距--透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點(diǎn)處的距離。單位一般為毫米或英寸。 光圈--位于攝像機(jī)鏡頭內(nèi)部分的、可以調(diào)節(jié)的光學(xué)機(jī)械性闌也，可用來控制通過鏡頭的光線的多少。 自動(dòng)光圈--鏡頭內(nèi)的隔膜裝置，可根據(jù)電視攝像機(jī)傳來的視頻信號(hào)自行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)光照強(qiáng)度的變化。光圈隔膜通過打開或關(guān)閉光圈來控制通過鏡頭傳送的光線。典型的補(bǔ)償范圍是10000-1到300000-1。 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(jī)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。 qV Z=:D{ （２）鏡頭的分辨率 描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)是鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)與畸變，但對(duì)擁護(hù)而言，需要了解的僅僅是鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位，計(jì)算公式為：鏡頭分辨率Ｎ＝１８０／畫幅格式的高度。由于攝象機(jī)ＣＣＤ靶面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如１／２英寸攝象機(jī)，其靶面為寬6.4mm＊高4.8mm，１／３英寸攝象機(jī)為寬4.8mm＊高3.6mm。因此對(duì)１／２英寸格式的ＣＣＤ靶面，鏡頭的最低分辨率應(yīng)為３８對(duì)線／mm，對(duì)１／３英寸格式攝象機(jī)，鏡頭的分辨率應(yīng)大于５０對(duì)線，攝象機(jī)的靶面越小，對(duì)鏡頭的分辨率越高。 （３）鏡頭焦距與視野角度 首先根據(jù)攝象機(jī)到被監(jiān)控目標(biāo)的距離，選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距f確定后，則由攝象機(jī)靶面決定了視野。 （４）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(biāo)記，每個(gè)鏡頭上均標(biāo)有其最大的Ｆ值，通光量與Ｆ值的平方成反比關(guān)系，Ｆ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(dòng)光圈還是用自動(dòng)光圈鏡頭。 ３、變焦鏡頭（zoom lens） 變焦鏡頭有手動(dòng)伸縮鏡頭和自動(dòng)伸縮鏡頭兩大類。伸縮鏡頭由于在一個(gè)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(biāo)放大或縮小，所以也常被成為變倍鏡頭。典型的光學(xué)放大規(guī)格有６倍（6.0~36mm,F1.2）、８倍（4.5~36mm,F1.6）、１０倍（8.0~80mm,F1.2）、１２倍（6.0~72mm,F1.2）、２０倍（10~200mm,F1.2）等檔次，并以電動(dòng)伸縮鏡頭應(yīng)用最普遍。為增大放大倍數(shù)，除光學(xué)放大外還可施以電子數(shù)碼放大。 在電動(dòng)伸縮鏡頭中，光圈的調(diào)整有三種，即：自動(dòng)光圈、直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈、電動(dòng)調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整，則只有電動(dòng)調(diào)整和預(yù)置兩種，電動(dòng)調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而預(yù)置則是通過鏡頭內(nèi)的電位計(jì)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(xiàng)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(dòng)變焦反饋控制系統(tǒng)構(gòu)成。 4、鏡頭與攝像機(jī)CCD尺寸的關(guān)系 1/2"鏡頭既可用于1/2"攝像機(jī)，也可用于1/3"攝像機(jī)，但視角會(huì)減少25%左右。1/3"鏡頭不能用于1/2"攝像機(jī)，只能用于1/3"攝像機(jī)。 5、不同種類鏡頭的應(yīng)用范圍 * 手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的應(yīng)用范圍 手動(dòng)光圈鏡頭是的最簡單的鏡頭，適用于光照條件相對(duì)穩(wěn)定的條件下，手動(dòng)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(gè)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(gè)固定目標(biāo)，應(yīng)采用自動(dòng)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(dòng)光圈鏡頭的光圈的動(dòng)作由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)受控于攝像機(jī)的視頻信號(hào)。手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭又有定焦距（光圈）鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭和電動(dòng)變焦距鏡頭之分。 * 定焦距（光圈）鏡頭，一般與電子快門攝像機(jī)配套，適用于室內(nèi)監(jiān)視某個(gè)固定目標(biāo)的場所作用。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭，中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭；焦距小于成像尺寸的稱為短距鏡頭，短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭，短焦距鏡頭主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場合，焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭，長焦距鏡頭又稱望遠(yuǎn)鏡頭，這類鏡頭的焦距一般在150mm以上，主要用于監(jiān)視較遠(yuǎn)處的景物。 * 手動(dòng)光圈鏡頭，可與電子快門攝像機(jī)配套，在各種光線下均可使用。 *自動(dòng)光圈鏡頭，（EF）可與任何CCD攝像機(jī)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(dòng)光圈鏡頭。 * 電動(dòng)變焦距鏡頭，可與任何CCD攝像機(jī)配套，在各種光線下均可使用，變焦距鏡頭是通過遙控裝置來進(jìn)行光對(duì)焦，光圈開度，改變焦距大小的。
6、鏡頭的主要性能指標(biāo)有以下幾個(gè)： ( 1) 焦距：焦距的大小決定著視場角的大小，焦距數(shù)值小，視場角大，所觀察的范圍也大，但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚；焦距數(shù)值大，視場角小，觀察范圍小，只要焦距選擇合適，即便距離很遠(yuǎn)的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一一對(duì)應(yīng)的，一個(gè)確定的焦距就意味著一個(gè)確定的視場角，所以在選擇鏡頭焦距時(shí)，應(yīng)該充分考慮是觀測細(xì)節(jié)重要，還是有一個(gè)大的觀測范圍重要，如果要看細(xì)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 )光闌系數(shù)：即光通量，用F表示，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個(gè)鏡頭上都標(biāo)有最大F值，例如6mm/F1.4代表最大孔徑為4.29毫米。光通量與F值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)值越小，光通量越大。鏡頭上光圈指數(shù)序列的標(biāo)值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其規(guī)律是前一個(gè)標(biāo)值時(shí)的曝光量正好是后一個(gè)標(biāo)值對(duì)應(yīng)曝光量的2倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一數(shù)值是后一數(shù)值的根號(hào)2倍，因此光圈指數(shù)越小，則通光孔徑越大，成像靶面上的照度也就越大。另外鏡頭的光圈還有手動(dòng)（MANUAL IRIS）和自動(dòng)光圈（AUTO IRIS）之分。配合攝像頭使用，手動(dòng)光圈適合亮度變化不大的場合，它的進(jìn)光量通過鏡頭上的光圈環(huán)調(diào)節(jié)，一次性調(diào)整合適為止。自動(dòng)光圈鏡頭會(huì)隨著光線的變化而自動(dòng)調(diào)整，用于室外、入口等光線變化大且頻繁的場合。 ( 3) 自動(dòng)光圈鏡頭：自動(dòng)光圈鏡頭目前分為兩類：一類稱為視頻（VIDEO）驅(qū)動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)光圈馬達(dá)的控制。另一類稱為直流（DC）驅(qū)動(dòng)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(jì)式光圈馬達(dá)，要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對(duì)于各類自動(dòng)光圈鏡頭，通常還有兩項(xiàng)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(biāo)發(fā)光條件平均測光兩種選擇，一般取平均測光檔；另一個(gè)是LEVEL調(diào)節(jié)（靈敏度），可將輸出圖像變得明亮或者暗淡。 ( 4) 變倍鏡頭：變倍鏡頭分為手動(dòng)（MANUALZOOM LENS）和電動(dòng)（AUTO ZOOM LENS）兩種，手動(dòng)變倍鏡頭一般用于科研項(xiàng)目而不用在閉路監(jiān)視系統(tǒng)中。在監(jiān)控很大的場面時(shí)，攝像頭通常要配合電動(dòng)鏡頭和云臺(tái)使用。電動(dòng)鏡頭的好處是變焦范圍大，既可以看大范圍的情況，也可以聚焦某個(gè)細(xì)節(jié)，再加上云臺(tái)可以上下左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，可視范圍就非常大了。電動(dòng)鏡頭有6倍、10倍、15倍、20倍等多種倍率，如果再知道基準(zhǔn)焦距，就可以確定鏡頭焦距的可變范圍。例如一個(gè)6倍電動(dòng)鏡頭，基準(zhǔn)焦距為8.5毫米，那么其變焦范圍就是8.5到51毫米連續(xù)可調(diào)，視場角為31.3到5.5度。電動(dòng)鏡頭的控制電壓一般是直流8V~16V，最大電流為30毫安。所以在選控制器時(shí)，要充分考慮傳輸線纜長度，如果距離太遠(yuǎn)，線路產(chǎn)生的電壓下降會(huì)導(dǎo)致鏡頭無法控制，必須提高輸入控制電壓或更換視頻矩陣主機(jī)配合解碼器控制。
選配鏡頭原則: 為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素： A) 被攝物體的大小 B) 被攝物體的細(xì)節(jié)尺寸 C) 物距 D) 焦距 E) CCD攝像機(jī)靶面的尺寸 F) 鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率 焦距的計(jì)算： 公式計(jì)算法：視場和焦距的計(jì)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(jì)算如下； f=wL/W 2、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 規(guī)格 1/3" 1/2" 2/3"1" W 4.8 6.4 8.8 12.7 H 3.6 4.8 6.6 9.6 鏡頭后截距的調(diào)整 焦鏡頭后截距的調(diào)整 使用攝像機(jī)自動(dòng)電子快門功能，將鏡頭光圈調(diào)到最大，鏡頭聚焦環(huán)按景物實(shí)際距離調(diào)整，然后調(diào)節(jié)鏡頭后截距直至圖像最清晰。 變焦鏡頭后截距的調(diào)整 1. 打開攝像機(jī)自動(dòng)電子快門功能。 2. 用控制器將鏡頭光圈調(diào)到最大。 3. 將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)30米以外的物體，聚焦調(diào)至無窮遠(yuǎn)處（大部分鏡頭是面對(duì)鏡頭面的聚焦調(diào)節(jié)環(huán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭）。 4. 用控制器調(diào)整鏡頭變焦將景物推至最遠(yuǎn)，調(diào)整鏡頭后截距使景物最清楚。 5. 用控制器調(diào)整鏡頭變焦將景物拉至最近，微調(diào)鏡頭聚焦使景物最清楚。 6. 重復(fù)4~5步數(shù)遍，直至景物在鏡頭變焦過程中始終清楚。 監(jiān)控圖象傳輸方式分析 在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控圖象的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，選擇何種介質(zhì)和設(shè)備傳送圖象和其它控制信號(hào)將直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。目前，在監(jiān)控系統(tǒng)中用來傳輸圖象信號(hào)的介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線和光纖，對(duì)應(yīng)的傳輸設(shè)備分別是同軸視頻放大器、雙絞線視頻傳輸設(shè)備和光端機(jī)。要組建一個(gè)高質(zhì)量的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，就必須搞清楚這三種主要傳輸方式的特點(diǎn)和使用環(huán)境，以便針對(duì)實(shí)際工程需要采取合適的傳輸介質(zhì)和設(shè)備。 1 同軸電纜和同軸視頻放大器 一提起圖象傳輸，人們首先總會(huì)想起同軸電纜，因?yàn)橥S電纜是較早使用，也是使用時(shí)間最長的傳輸方式。同時(shí)，同軸電纜具有價(jià)格較便宜、鋪設(shè)較方便的優(yōu)點(diǎn)，所以，一般在小范圍的監(jiān)控系統(tǒng)中，由于傳輸距離很近，使用同軸電纜直接傳送監(jiān)控圖象對(duì)圖象質(zhì)量的損傷不大，能滿足實(shí)際要求。 但是，根據(jù)對(duì)同軸電纜自身特性的分析，當(dāng)信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)其受到的衰減與傳輸距離和信號(hào)本身的頻率有關(guān)。一般來講，信號(hào)頻率越高，衰減越大。視頻信號(hào)的帶寬很大，達(dá)到6MHz，并且，圖象的色彩部分被調(diào)制在頻率高端，這樣，視頻信號(hào)在同軸電纜內(nèi)傳輸時(shí)不僅信號(hào)整體幅度受到衰減，而且各頻率分量衰減量相差很大，特別是色彩部分衰減最大。 所以，同軸電纜只適合于近距離傳輸圖象信號(hào)，當(dāng)傳輸距離達(dá)到200米左右時(shí)，圖象質(zhì)量將會(huì)明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。 在工程實(shí)際中，為了延長傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對(duì)視頻信號(hào)具有一定的放大，并且還能通過均衡調(diào)整對(duì)不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補(bǔ)償，以使接收端輸出的視頻信號(hào)失真盡量小。但是，同軸放大器并不能無限制級(jí)聯(lián)，一般在一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)中同軸放大器最多只能級(jí)聯(lián)2到3個(gè)，否則無法保證視頻傳輸質(zhì)量，并且調(diào)整起來也很困難。因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時(shí)，為了保證有較好的圖象質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。 另外，同軸電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸圖象信號(hào)還存在著一些缺點(diǎn)： 1）、同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖象質(zhì)量受到一定影響； 2）、同軸電纜較粗，在密集監(jiān)控應(yīng)用時(shí)布線不太方便； 3）、同軸電纜一般只能傳視頻信號(hào)，如果系統(tǒng)中需要同時(shí)傳輸控制數(shù)據(jù)、音頻等信號(hào)時(shí)，則需要另外布線； 4）、同軸電纜抗干擾能力有限，無法應(yīng)用于強(qiáng)干擾環(huán)境； 5）、同軸放大器還存在著調(diào)整困難的缺點(diǎn)。 2雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備 由于傳統(tǒng)的同軸電纜監(jiān)控系統(tǒng)存在著一些缺點(diǎn)，特別是傳輸距離受到限制，所以尋求一種經(jīng)濟(jì)、傳輸質(zhì)量高、傳輸距離遠(yuǎn)的解決方案十分必要。早期，在傳輸距離超過五、六百米的監(jiān)控系統(tǒng)中一般使用多模光纖和多模光端機(jī)，這雖然解決了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}，但是系統(tǒng)造價(jià)增加了很多，并且，光纖的施工復(fù)雜，需要專業(yè)人員和專用設(shè)備。所以，對(duì)這種距離不是太遠(yuǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)而言，使用光纖和光端機(jī)還是顯得不夠經(jīng)濟(jì)。 最近，出現(xiàn)了一種雙絞線視頻傳輸設(shè)備，通過使用此種設(shè)備，可以將雙絞線應(yīng)用于監(jiān)控圖象傳輸，它很好地解決了上面的難題，在今后的監(jiān)控系統(tǒng)中必將被大量使用。 其實(shí)，雙絞線的使用由來已久，電話傳輸使用的就是雙絞線，在很多工業(yè)控制系統(tǒng)中和干擾較大的場所以及遠(yuǎn)距離傳輸中都使用了雙絞線，我們今天廣泛使用的局域網(wǎng)也是使用雙絞線對(duì)。雙絞線之所以使用如此廣泛，是因?yàn)樗哂锌垢蓴_能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、布線容易、價(jià)格低廉等許多優(yōu)點(diǎn)。由于雙絞線對(duì)信號(hào)也存在著較大的衰減，所以傳輸距離遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)的頻率不能太高，而高速信號(hào)比如以太網(wǎng)則只能限制在100m以內(nèi)。對(duì)于視頻信號(hào)而言，帶寬達(dá)到6MHz，如果直接在雙絞線內(nèi)傳輸，也會(huì)衰減很大，在傳輸距離為150m左右時(shí)視頻信號(hào)的衰減曲線如下圖所示。 因此，視頻信號(hào)在雙絞線上要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，必須進(jìn)行放大和補(bǔ)償，雙絞線視頻傳輸設(shè)備就是完成這種功能。加上一對(duì)雙絞線視頻收發(fā)設(shè)備后，可以將圖象傳輸?shù)?至2km，如果采用中繼方式，還可以成倍增加傳輸距離，而且，傳輸圖象的質(zhì)量可以與光端機(jī)媲美。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設(shè)備價(jià)格都很便宜，不但沒有增加系統(tǒng)造價(jià)，反而在距離增加時(shí)其造價(jià)與同軸電纜相比下降了許多。所以，監(jiān)控系統(tǒng)中用雙絞線進(jìn)行傳輸具有明顯的優(yōu)勢(shì)： 1） 傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量高。由于在雙絞線收發(fā)器中采用了先進(jìn)的處理技術(shù)，極好地補(bǔ)償了雙絞線對(duì)視頻信號(hào)幅度的衰減以及不同頻率間的衰減差，保持了原始圖象的亮度和色彩以及實(shí)時(shí)性，在傳輸距離達(dá)到1km或更遠(yuǎn)時(shí)，圖象信號(hào)基本無失真。如果采用中繼方式，傳輸距離會(huì)更遠(yuǎn)。 2） 布線方便、線纜利用率高。一對(duì)普通電話線就可以用來傳送視頻信號(hào)。另外，樓宇大廈內(nèi)廣泛鋪設(shè)的5類非屏蔽雙絞線中任取一對(duì)就可以傳送一路視頻信號(hào)，無須另外布線，即使是重新布線，5類纜也比同軸纜容易。此外，一根5類纜內(nèi)有4對(duì)雙絞線，如果使用一對(duì)線傳送視頻信號(hào)，另外的幾對(duì)線還可以用來傳輸音頻信號(hào)、控制信號(hào)、供電電源或其它信號(hào)，提高了線纜利用率，同時(shí)避免了各種信號(hào)單獨(dú)布線帶來的麻煩，減少了工程造價(jià)。 3） 抗干擾能力強(qiáng)。雙絞線能有效抑制共模干擾，即使在強(qiáng)干擾環(huán)境下，雙絞線也能傳送極好的圖象信號(hào)。而且，使用一根纜內(nèi)的幾對(duì)雙絞線分別傳送不同的信號(hào)，相互之間不會(huì)發(fā)生干擾。 4） 可靠性高、使用方便。利用雙絞線傳輸視頻信號(hào)，在前端要接入專用發(fā)射機(jī)，在控制中心要接入專用接收機(jī)。這種雙絞線傳輸設(shè)備價(jià)格便宜，使用起來也很簡單，無需專業(yè)知識(shí)，也無太多的操作，一次安裝，長期穩(wěn)定工作。 5） 價(jià)格便宜，取材方便。由于使用的是目前廣泛使用的普通5類非屏蔽電纜或普通電話線，購買容易，而且價(jià)格也很便宜，給工程應(yīng)用帶來極大的方便。 3 光纖和光端機(jī) 光纖和光端機(jī)應(yīng)用在監(jiān)控領(lǐng)域里主要是為了解決兩個(gè)問題：一是傳輸距離，一是環(huán)境干擾。雙絞線和同軸電纜只能解決短距離、小范圍內(nèi)的監(jiān)控圖象傳輸問題，如果需要傳輸數(shù)公里甚至上百公里距離的圖象信號(hào)則需要采用光纖傳輸方式。另外，對(duì)一些超強(qiáng)干擾場所，為了不受環(huán)境干擾影響，也要采用光纖傳輸方式。因?yàn)楣饫w具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，一根光纖就可以傳送監(jiān)控系統(tǒng)中需要的所有信號(hào)，傳輸距離可以達(dá)到上百公里。光端機(jī)可以提供一路和多路圖象接口，還可以提供雙向音頻接口、一路和多路各種類型的雙向數(shù)據(jù)接口（包括RS232、RS485、以太網(wǎng)等），將它們集成到一根光纖上傳輸。光端機(jī)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式，信號(hào)質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。近些年來，由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖和光器件的價(jià)格下降很快，使得光纖監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià)大幅降低，所以光纖和光端機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及。 光纖分為多模光纖和單模光纖兩種。多模光纖由于色散和衰耗較大，其最大傳輸距離一般不能超過5Km，所以，除了先前已經(jīng)鋪好了多模光纖的地方外，在新建的工程中一般不再使用多模光纖，而主要使用單模光纖。 光纖中傳輸監(jiān)控信號(hào)要使用光端機(jī)，它的作用主要就是實(shí)現(xiàn)電-光和光-電轉(zhuǎn)換。光端機(jī)又分為模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)： 1） 模擬光端機(jī) 模擬光端機(jī)采用了PFM調(diào)制技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸圖象信號(hào)，是目前使用較多的一種。發(fā)射端將模擬視頻信號(hào)先進(jìn)行PFM調(diào)制后，再進(jìn)行電-光轉(zhuǎn)換，光信號(hào)傳到接收端后，進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行PFM解調(diào)，恢復(fù)出視頻信號(hào)。由于采用了PFM調(diào)制技術(shù)，其傳輸距離很容易就能達(dá)到30 Km左右，有些產(chǎn)品的傳輸距離可以達(dá)到60 Km，甚至上百公里。并且，圖象信號(hào)經(jīng)過傳輸后失真很小，具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復(fù)用技術(shù)，還可以在一根光纖上實(shí)現(xiàn)圖象和數(shù)據(jù)信號(hào)的雙向傳輸，滿足監(jiān)控工程的實(shí)際需求。不過，這種模擬光端機(jī)也存在一些缺點(diǎn)： a）生產(chǎn)調(diào)試較困難； b）單根光纖實(shí)現(xiàn)多路圖象傳輸較困難，性能會(huì)下降，目前這種模擬光端機(jī)一般只能做到單根光纖上傳輸4路圖象； c）由于采用的是模擬調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其穩(wěn)定性不夠高，隨著使用時(shí)間的增加或環(huán)境特 性的變化，光端機(jī)的性能也會(huì)發(fā)生變化，給工程使用帶來一些不便。 2） 數(shù)字光端機(jī) 由于數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，所以正如數(shù)字技術(shù)在許多領(lǐng)域取代了模擬技術(shù)一樣，光端機(jī)的數(shù)字化也是一種必然趨勢(shì)。目前，數(shù)字圖象光端機(jī)主要有兩種技術(shù)方式：一種是MPEG II圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)，另一種是非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)。 圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)一般采用MPEG II圖象壓縮技術(shù)，它能將活動(dòng)圖象壓縮成N×2Mbps的數(shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。由于采用了圖象壓縮技術(shù)，它能大大降低信號(hào)傳輸帶寬，以利于占用較少的資源就能傳送圖象信號(hào)。同時(shí)，由于采用了N×2Mbps的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以利用現(xiàn)有的電信傳輸設(shè)備的富裕通道傳輸監(jiān)控圖象，為工程應(yīng)用帶來了方便。不過，圖象壓縮數(shù)字光端機(jī)也有其固有的缺點(diǎn)。其致命的弱點(diǎn)就是不能保證圖象傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。因?yàn)閳D象壓縮與解壓縮需要一定的時(shí)間，所以一般會(huì)對(duì)所傳輸?shù)膱D象產(chǎn)生１~２Ｓ的延時(shí)。因此，這種設(shè)備只適合于用在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場所，在工程使用上受到一些限制。另外，經(jīng)過壓縮后圖象會(huì)產(chǎn)生一定的失真，并且這種光端機(jī)的價(jià)格也偏高。 非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)的原理就是將模擬視頻信號(hào)進(jìn)行Ａ／Ｄ變換后和語音、音頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行復(fù)接，再通過光纖傳輸。它用高的數(shù)據(jù)速率來保證視頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量和實(shí)時(shí)性，由于光纖的帶寬非常大，所以這種高數(shù)據(jù)速率也并沒有對(duì)傳輸通道提出過高要求。非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)能提供很好的圖象傳輸質(zhì)量（如武漢微創(chuàng)光電技術(shù)有限公司的非壓縮數(shù)字光端機(jī)信噪比大于60dB，微分相位失真小于2°，微分增益失真小于2%），達(dá)到了廣播級(jí)的傳輸質(zhì)量，并且圖象傳輸是全實(shí)時(shí)的。由于采用數(shù)字化技術(shù)，在設(shè)備中可以利用已經(jīng)很成熟的通信技術(shù)比如復(fù)接技術(shù)、光收發(fā)技術(shù)等，提高了設(shè)備的可靠性，也降低了成本。非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在： a）采用了數(shù)字化技術(shù)，極大提高了圖象傳輸質(zhì)量； b）數(shù)字化技術(shù)和大規(guī)模集成電路的使用，保證了設(shè)備工作的穩(wěn)定性和可靠性，克服了模擬光端機(jī)的弊??； c）不會(huì)產(chǎn)生傳輸延時(shí)，保證了監(jiān)控圖象的實(shí)時(shí)性； d）可以方便地將多路圖象和音頻、數(shù)據(jù)等多種信號(hào)集成在一起通過一根光纖傳輸，目前，這種非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)可以做到在單方向傳輸幾十路、甚至上百路圖象（比如武漢微創(chuàng)光電技術(shù)有限公司的非壓縮數(shù)字光端機(jī)可以在單纖上傳輸64路圖象）。 數(shù)字圖象光端機(jī)的技術(shù)含量高，其在監(jiān)控工程中的使用時(shí)間還不長，目前大都用在多路圖象傳輸方面，主要原因在于目前能夠提供這種光端機(jī)的廠家還不多，價(jià)格相對(duì)模擬光端機(jī)而言也稍微偏高。不過，由于數(shù)字圖象光端機(jī)特別是非壓縮數(shù)字圖象光端機(jī)的突出優(yōu)勢(shì)，再加上大量使用后會(huì)降低成本，模擬光端機(jī)必將很快被數(shù)字圖象光端機(jī)所取代。 4 結(jié)束語 傳送圖象監(jiān)控信號(hào)除了以上介紹的三種主要方式外，也有些工程中采用了點(diǎn)到點(diǎn)無線傳輸方式以及有線電視上采用的多路副載波復(fù)用射頻傳輸方式。無線傳輸受環(huán)境和氣候影響太大，工作不穩(wěn)定，而且設(shè)備安裝調(diào)整困難；多路副載波復(fù)用射頻傳輸方式需要的設(shè)備多，穩(wěn)定性不高，圖象質(zhì)量較差，設(shè)備安裝調(diào)整也很困難。所以，這兩種設(shè)備使用得很少，也不推薦用戶使用。對(duì)于同軸電纜、雙絞線和光纖三種傳輸方式，用戶可以根據(jù)工程實(shí)際情況選用。一般來說，距離在二、三百米以內(nèi)，并且無環(huán)境干擾、布線空間大的場所，可以考慮使用電纜；當(dāng)傳輸距離在兩公里以內(nèi)，或者環(huán)境干擾大、布線要求緊湊的場所，建議使用雙絞線；距離達(dá)到幾公里或更遠(yuǎn)時(shí)，光纖就是必然選擇了。當(dāng)然，工程實(shí)際中，不少用戶不管距離遠(yuǎn)近，在同一個(gè)工程中統(tǒng)統(tǒng)使用光纖，或者在距離較近的工程中統(tǒng)統(tǒng)使用雙絞線，這完全由工程的實(shí)際需要確定。
初學(xué)者推薦 - 光學(xué)名詞中英文對(duì)照 光圈(Iris)：位于攝像機(jī)鏡頭內(nèi)部的、可以調(diào)節(jié)的光學(xué)機(jī)械性闌孔，可用來控制通過鏡頭的光線的多少。 可變光圈(Iris diaphragm)：鏡頭內(nèi)部用來控制闌孔大小的機(jī)械裝置?；蛑赣脕泶蜷_或關(guān)閉鏡頭闌孔，從而調(diào)節(jié)鏡頭的f-stop的裝置。 隔離放大器(Isolation amplifier)：輸入和輸出電路經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，可以避免兩者互相影響的放大器。 抖動(dòng)(現(xiàn)象)(Jitter)：由于機(jī)械干擾或電源電壓、元器件特性等的變化所引起的信號(hào)不穩(wěn)定，信號(hào)的不穩(wěn)定可能是振幅上的或是相位上的，也可能兩者兼有。 滯后(Lag)：電視拾像管中，去除勵(lì)磁后，兩幀或多幀圖像的電荷映像的短暫停留。 激光(Laser)：Lightamplification by stimulated emission of radiation 的縮寫。激光器是一個(gè)光學(xué)諧振腔，兩端裝有平面鏡或球面鏡，中間裝有光放大材料。它使用光學(xué)或電學(xué)的方法激發(fā)其中的材料，使材料的原子受激發(fā)產(chǎn)生一束亮光，亮光透過其一端的鏡面發(fā)射出來。 輸出的光束是高度單色(純色)和非擴(kuò)散性的。 前緣(Leading edge)：脈沖升高部分的主部，其位置一般位于總振幅的10－90%處。
鏡頭(Lens)：由一片或多片弧面（通常為球面）光學(xué)玻璃組成的透明光學(xué)部件。它可以用來聚集或分散被攝物發(fā)出的光，從而生成被攝物的實(shí)像或虛像。 透鏡，菲涅耳~(Lens,fresnel)：被切割成窄環(huán)狀再打平的鏡頭。鏡頭上有一圈圈的窄同心圓或梯級(jí)，它們可以將（各個(gè)方向射來的）光線匯聚成圖像。 鏡頭速度(Lens speed / f-number)：鏡頭的透光能力。F值是焦距（FL）與鏡頭直徑的比值。比較快的鏡頭的值可能是f / 1.4，而f / 8的鏡頭其速度就相當(dāng)?shù)土?。f值越大，鏡頭的速度越慢。 透鏡系統(tǒng)(Lens system)：指兩個(gè)或多個(gè)透鏡的有機(jī)組合。 光(Light)：眼睛可以看到的電磁射線，波長在400nm(藍(lán)色)到750 nm（紅色）的范圍內(nèi)。 有限分辨率(Limiting resolution)：分辨率的度量方法，通常用每幅電視圖像中測試圖樣上可分辨的電視線的條數(shù)來表示。 線路放大器(Line amplifier)：用于驅(qū)動(dòng)傳輸線的音頻或視頻信號(hào)放大器。安裝在主電纜的中間位置，用于減少損耗的放大器（通常為寬帶型的）。 線性(Linearity)：輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)的變化而直接或按比例變化的現(xiàn)象。 線對(duì)(Line pairs)：定義電視清晰度所用的術(shù)語。一個(gè)電視線對(duì)一條黑線和一條白線組成。525線NTSC制的畫面中共有485個(gè)線對(duì)。 負(fù)載(load)：承受設(shè)備所輸出的能量的部件。 損耗(loss)：信號(hào)電平或強(qiáng)度的減少，通常用分貝表示。也指沒有實(shí)際用途的功率耗散。 低頻失真（Low-frequency disortion）：低頻率下發(fā)生的失真現(xiàn)象。電視系統(tǒng)中一般指15.75kHz以下的頻率。 低照度攝像機(jī)，低照度電視(Low light level/LLLcamera and television)：可以在極其微弱的光照下工作的閉路電視攝像機(jī)。可以在低于正常視覺響應(yīng)的光照情況下工作的閉路電視系統(tǒng)。 流明(Lumen / Im)：光通量的單位。相當(dāng)于一燭光的均勻點(diǎn)輻射源穿過一個(gè)立體角（球面）的通量，也相當(dāng)于一燭光的均勻點(diǎn)輻射源等距的所有點(diǎn)所在的表面上的光通量。
照度(Luminance)：從同一方向看，在給定方向上的任何表面的每單位投影面積上的光照強(qiáng)度（光度）。單位為英尺朗伯。亮度信號(hào)（Luminance signal）：NTSC彩色電視信號(hào)中涉及場景照度或亮度的那部分信號(hào)。 光通量(Luminous flux)： 光通過的時(shí)率。 勒克斯(Lux)：國際單位制中的照明單位，其中涉及到的長度單位為米。1勒克斯等于每平方米1流明。 磁聚焦(Magnetic focusing)：利用磁場作用來使電子束會(huì)聚的方法。 靜電聚焦（Electrostatic focusing）： 通過對(duì)電子透鏡系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)元素施以靜電勢(shì)能，將陰極射線束聚焦成小點(diǎn)的方法。 放大倍數(shù)(Magnification)：表示被攝物與圖像之間的尺寸差異的數(shù)字。通常以焦距為1英寸鏡頭和靶面尺寸為1英寸的傳感器為基準(zhǔn)（放大倍數(shù)＝M＝1）。焦距為2英寸的鏡頭的放大倍數(shù)為M＝2。 微分增益(Differential gain)：當(dāng)載有 3.58 -Mhz 彩色次載波的圖像信號(hào)從消隱電平變成白色電平時(shí)，整個(gè)電路中彩色次載波振幅的變化。微分增益通常用dB或百分比來計(jì)量。 微分相位(Differential phase)：當(dāng)載有3.58-Mhz 彩色次載波的圖像信號(hào)從消隱電平變成白色電平時(shí)，整個(gè)電路中彩色次載波相位的變化。微分相位通常以度為單位來計(jì)量。 屈光度(Diopter)：描述鏡頭光學(xué)功率的術(shù)語。它的值是以米為單位的焦距值的倒數(shù)。例如，焦距為25cm(0.25cm)的透鏡的光學(xué)功率為 4個(gè)屈光度。 電氣失真(Distortion electrical)：某信號(hào)與原信號(hào)相比時(shí)，出現(xiàn)的不希望發(fā)生的波形變化。 光學(xué)失真(Distortion,optical):用來描述圖像不是物體的準(zhǔn)確復(fù)制的一般術(shù)語。失真有多種不同的類型。 點(diǎn)條狀信號(hào)發(fā)生器( Dot bar generator)：產(chǎn)生特殊的點(diǎn)條信號(hào)的設(shè)備。一般用來測量電視攝像機(jī)和視頻監(jiān)視器的掃描線性和幾何失真。 驅(qū)動(dòng)脈沖( Drive pulses )：指同步脈沖和消隱脈沖。 動(dòng)態(tài)范圍( Dynamic range )：在電視系統(tǒng)中，指攝像機(jī)的實(shí)用照度范圍。在這種情況下，被攝視場中同時(shí)存在強(qiáng)光區(qū)和陰影區(qū)，而所有細(xì)節(jié)均可看清。數(shù)量上一般以允許的最大照度水平與最小照度水平的電壓差或功率差來衡量。 回波(Echo)： 信號(hào)傳輸過程中從一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)反射回來的信號(hào)。與原信號(hào)相比，具有明顯的幅度和時(shí)間上的差異?；夭梢员仍盘?hào)超前或拖后，造成反射波或"重影"現(xiàn)象。 EIA接口標(biāo)準(zhǔn)(EIA interface)：由電子工業(yè)協(xié)會(huì)的（EIA）規(guī)定的一系列標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)特性，包括持續(xù)時(shí)間、波形、電壓和電流等。 EIA同步信號(hào)(EIA syncsignal)：在電子工業(yè)協(xié)會(huì)的RS－170（單色圖像）標(biāo)準(zhǔn)，RS－170A（彩色圖像）標(biāo)準(zhǔn)、RS－312、RS330、RS－420及續(xù)后文件中規(guī)定的，用于使掃描同步的信號(hào)。 電磁聚集(Electromagneticfocusing)：使用電子透鏡系統(tǒng)中的一個(gè)或多少偏轉(zhuǎn)線圈，通過電磁場的作用，將陰極射線束會(huì)聚成一點(diǎn)的過程。
圖像平面(Image plane)：在成像點(diǎn)上，與光軸垂直的平面。 阻抗(Impedance)：電路或電子器件的輸入/ 輸出特性。為實(shí)現(xiàn)最佳信號(hào)傳輸效果，用來連接兩個(gè)電路或器件的電纜的特征阻抗必須與電路或器件的特征阻抗相同。阻抗的單位為歐姆。視頻分配系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜兩種。 入射光線(Incident light)：直接照射到物體上的光線。 紅外輻射(Infrared radiation)：波長大于750納米(可見光譜紅色的一端)、小于微波波長不可見光。 增強(qiáng)電荷耦合器件(Intensified CCD/ICCD)：通過光纖與電子管式或微通道板式圖像增強(qiáng)器相連的CCD攝像機(jī)。 增強(qiáng)型硅靶(Intensified silicon intensifiedtarget/ISIT)：通過光纖與額外的增強(qiáng)器件相連接、以提高靈敏度的SIT管。兩個(gè)增強(qiáng)器級(jí)連使用，可獲得的靈敏度為標(biāo)準(zhǔn)攝像管度的2000倍。 增強(qiáng)型攝像機(jī)(Intensified vidicon/IV) ：通過光纖與增強(qiáng)器件相連、以提高靈敏度的直讀型標(biāo)準(zhǔn)攝像管。 干擾(Interference)：傾向于擾亂期望獲得的信號(hào)的外來雜散信號(hào)。 隔行掃描，2：1~(Interlace,2 to 1)：閉路電視系統(tǒng)中使用的一種掃描技術(shù)。其中，每幀圖像由兩場組成，兩個(gè)場以2比1的速率精確地同步掃描，相連場中相鄰掃描行間的時(shí)間或相位關(guān)系是固定的。 隨機(jī)交錯(cuò)( Interlace,random) ：閉路電視系統(tǒng)中使用的一種掃描技術(shù)。其中，組成幀的兩場并不同步，相連場鄰行的時(shí)間或相位關(guān)系不固定。。 光圈值 / F值(f-number)：鏡頭的透光能力。F值是物鏡焦距（FL）與入射光瞳周長（D）的比值，即F＝FL / D。F值與焦距成正比，與透鏡周長成反比。F值越小，透鏡的透光性能越好。 焦距(FL)：透鏡中心或其第二主平面到圖像聚焦點(diǎn)處的距離。FL的單位一般為毫米或英寸。 焦距，后~(Focal length , back)：透鏡后頂點(diǎn)到透鏡焦平面間的距離。 焦平面(Focal plane)：與透鏡或反射鏡的主軸成直角且通過聚焦點(diǎn)的平面；該平面上生成的圖像效果最好。 IP率是器材防塵防水的一個(gè)指標(biāo)。此項(xiàng)指標(biāo)在歐洲及英國產(chǎn)品中經(jīng)常使用，由兩位數(shù)字組成。前一位是對(duì)固體的防御指標(biāo)，后一位是對(duì)液體的防御指標(biāo)。 與防護(hù)罩有關(guān)的IP率：
IP55：防塵，但會(huì)進(jìn)入有限的少量灰塵。防止來自各個(gè)方向的低壓水，但會(huì)進(jìn)入有限的少量水。 IP65：防塵，不會(huì)進(jìn)入灰塵。防止來自各個(gè)方向的低壓水，但會(huì)進(jìn)入有限的少量水。 IP66：防塵，不會(huì)進(jìn)入灰塵。防止來自各個(gè)方向的高壓水，但會(huì)進(jìn)入有限的少量水。
有關(guān)視頻的基本知識(shí) 根據(jù)三基色原理，在視頻領(lǐng)域利用R（紅）、G（綠）、B（藍(lán)）三色不同比例的混合來表現(xiàn)豐富多采的現(xiàn)實(shí)世界。首先，通過攝像機(jī)的光敏器件像CCD（電荷耦合器件），將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB三路電信號(hào)；其次，在電視機(jī)或監(jiān)視器內(nèi)部也使用RGB信號(hào)分別控制三支電子槍轟擊熒光屏以產(chǎn)生影象。這樣，由于攝像機(jī)中原始信號(hào)和電視機(jī)、監(jiān)視器中的最終信號(hào)都是RGB信號(hào)，因此直接使用RGB信號(hào)作為視頻信號(hào)的傳輸和記錄方式會(huì)獲得極高的信號(hào)質(zhì)量。但這樣做會(huì)極大地加寬視頻帶寬從而增加設(shè)備成本，且這也與現(xiàn)行黑白電視不兼容，因此，在實(shí)際應(yīng)用中不這樣做，而是按亮度方程Y=0.39R+0.5G+0.11B（PAL制）RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)U（B-Y）、V（R-Y），形成YUV分量信號(hào)。此種信號(hào)利用人眼對(duì)亮度細(xì)節(jié)分辨率高而對(duì)色度細(xì)節(jié)分辨率低的特點(diǎn)，對(duì)U、V信號(hào)帶寬壓縮。U、V信號(hào)還可進(jìn)一步合成一個(gè)色度信號(hào)C，進(jìn)而形成Y/C記錄方式。由于記錄時(shí)對(duì)C信號(hào)采取降頻處理，因此也稱彩色降頻方式。Y和C又可進(jìn)一步形成復(fù)合視頻（Composite），即彩色全電視信號(hào)，這種方式便于傳輸和電視信號(hào)的發(fā)射。將RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成YUV信號(hào)、Y/C信號(hào)直至composite信號(hào)的過程稱為編碼，逆過程則為解碼。由此可看出，由于轉(zhuǎn)換步驟的多少，視頻輸出質(zhì)量由YUV端口到Y(jié)/C端口到Composite端口依次降低。因此，在視頻捕捉或輸出時(shí)選擇合適的輸入、輸出端口可提高視頻質(zhì)量。另外，還應(yīng)提供同步信號(hào)以保證傳送圖象穩(wěn)定再現(xiàn)。 視頻影像是由一系列被稱為幀的單個(gè)靜止畫面組成。一般幀率在24-30幀/秒時(shí)，視頻運(yùn)動(dòng)非常平滑，而低于15幀/秒時(shí)就會(huì)有停頓感。在PAL制中，規(guī)定25幀/秒，每幀水平625掃描行（分奇數(shù)行、偶數(shù)行，即奇、偶兩場，因采用隔行掃描方式）。在每一幀中，電子束由左上角隔行掃至右下角后再跳回至左上角有一個(gè)逆程期，約占整個(gè)掃描時(shí)間的8%，因此625行中有效行只有576行，即垂直分辨率576點(diǎn)。按現(xiàn)行4:3電視標(biāo)準(zhǔn)，則水平分辨率為768點(diǎn)，這就是常見的一種分辨率768*576。另外，還有一種遵循CCIR601標(biāo)準(zhǔn)的PAL制，其分辨率為720*576。對(duì)于NTSC制，規(guī)定30幀/秒，525行/幀，隔行掃描，分奇、偶兩場，圖像大小720*486。由于PAL制與NTSC制處理方式不同，因此互不兼容。確定視頻每一幀時(shí)間位置及視頻片段持續(xù)時(shí)間，使用的是專門的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間編碼格式SMPTE時(shí)間碼，表示為"H：M：S：F"，即"時(shí)：分：秒：幀"。
PAL制與NTSC制一般都是模擬信號(hào)，視頻捕捉卡可完成對(duì)它的A/D轉(zhuǎn)換。視頻捕捉卡先對(duì)輸入視頻信號(hào)以4:2:2格式進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行量化，一般對(duì)YUV（也即對(duì)RGB）各8bit量化，因而產(chǎn)生24位真彩。由于一幀圖象數(shù)字化后數(shù)據(jù)量很大，為節(jié)省存儲(chǔ)空間，還要對(duì)其進(jìn)行壓縮處理。壓縮處理可分為有損壓縮和無損壓縮，而前者是以犧牲圖象細(xì)節(jié)為代價(jià)的。壓縮可由軟、硬件實(shí)現(xiàn)，后者可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)壓縮，而前者往往要在分辨率、顏色深度、幀率等方面做出一些犧牲。選擇壓縮比時(shí)，壓縮比越高，圖象質(zhì)量越差。經(jīng)過上述過程，模擬視頻即變成數(shù)字視頻，而這一過程的逆過程即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻的解壓縮與回放。另外，利用某些視頻捕捉卡的輸入、輸出設(shè)置，能簡單地實(shí)現(xiàn)PAL制與NTSC制的轉(zhuǎn)換。 數(shù)字視頻經(jīng)解壓縮后，可送入顯示卡并在計(jì)算機(jī)的顯示器上顯示出來。為在計(jì)算機(jī)的顯示器上精確顯示數(shù)字視頻，必須使視頻顯示模式與數(shù)字視頻的類型相匹配。由于顯象管存在著顯示亮度信號(hào)的非線形，因此送入的圖象信號(hào)必須預(yù)先補(bǔ)償，這就是^ 校正，它只對(duì)中間色調(diào)產(chǎn)生影響。計(jì)算機(jī)顯示器的^ 一般為1.8，而PAL制圖象的^γ值大約也是1.8，影響不大；但NTSC制圖象的^γ 值為2.2，如果不經(jīng)調(diào)整顯示圖象就會(huì)發(fā)白.
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