CCTV系统简介

图像传感器简介
图像传感器： 最常用的是CCD、CMOS CCD:在CCD中，对每个像素，光落在一个光电二极管上，光电二极 管产生一个与落在上面的光的数量直接成比例的电荷。在光电二 极管旁边的每个图像元件上的电荷传送寄存器(CTR)中捕获形成 的电荷。这个电荷从A行的CTR传送到读数寄存器(R行)中。读数 寄存器把这一电荷馈送到放大器中，然后馈送到模数转换器 (ADC)，之后进行复位，以便能够从下一行(B行)像素中接受电荷， 然后再次传送到输出放大器，之后传送到ADC上。这一过程一直 重复，直到读取了所有行。A行上的电荷与B行上的电荷耦合，B 行上的电荷与C行上的电荷耦合，依此类推。在A上的电荷到达R 时，B移动到A，C移动到B，依此类推。 CMOS:CMOS成像器也有一个图像元件，其中包含一个光电二极管。 但是CMOS成像器不在芯片的单独部分或在芯片外存储或处理电 荷，而是在光电二极管旁边进行处理。这种处理包括电荷到电压 转换、放大非常低的光电二极管信号及降低噪声等其它处理。这 样可以降低功耗，加快图像处理速度。
1.前端设备
作用：信号采集（音、视频信号等） 2.信号传输设备 作用：将信号从前端传输到后端 3.后端设备 作用：将信号还原、显示、记录、对前端设备进行 控制等
前端主要设备
• 摄像机
• 附属设备 • 拾音器
摄像机简介
功能： 将光学图像转换为随时间变化的视频信号。 主要组成: 图像传感器、同步扫描系统、定时电路、视频放 大和处理电路、视频信号同步电路、用来生成复 合视频信号的合成电路等。
CCD 分辨率
灵敏度 功耗 成本
CMOS 较低
低 低 低
高
高 高(>10*CMOS) 高
噪音
响应速度
低
慢
高
快
摄像机分类
按外形分，主要包括： 1.枪式摄像机
根据成像器件的大小分为1/2寸、1/3寸、1/4寸等。
2. 半球摄像机
通常为1/3寸或1/4寸CCD,主要区别:CCD、镜头、焦距等。
3. 一体化摄像机
安全系统构成
集成安全系统
出 入 口 控 制 系 统
报 警 系 统
周 界 防 范 系 统
Baidu Nhomakorabea
闭 路 监 控 系 统
通 讯 系 统
保 安 人 员
CCTV系统简介
• CCTV(闭路电视)系统的主要作用:
1.对犯罪行为进行有效的心理威慑 2.现场监控,协助安全人员正确决策 3.记录相应资料,提供有效证据
CCTV系统构成
一体化摄像机
• 一体化摄像机指可自动聚焦、镜头内建的摄像机，其技术从家用 摄像机技术发展而来，与传统摄像机相比，一体化摄像机体积小 巧、美观，安装、使用方便，监控范围广、性价比高，在成功应 用于教育行业视频展示台之后，正对安防产业监控系统形成新一 轮的冲击。 • 一体化摄像机的关键技术是镜头、CCD和DSP处理模块。 • 一体化摄像机种类繁多，目前的市场主体可分为彩色高解型和日 夜转换型，以16、18、20、22倍变倍最多，其他6倍、10倍应用较 少。总体来说，一体机的趋势是照度越来越低，倍数越来越高。 • 国内市场常见的国际品牌有LG、C&B、SONY、HITACHI、 PANASONIC、SAMSUNG等。国产一体化摄像机基本使用的是 国际品牌的成品机芯。
常用技术参数2
自动光照控制（Automatic light control)：根据被拍摄景物亮度的变化 对摄像机内拾像器件上的入射光照强度进行自动调节的过程。 复合视频信号（Composite video signal)：电视信号传送中使用的组合 信号，其中一般一包括图像信号、消隐信号、垂直同步信号和水 平同步信号等。 水平消隐：摄像和显像系统中的扫描光束都是从图像的左上角开始， 水平向右扫描，同时缓缓下移，直到到达图像的右侧。扫描光束 到达右侧后，就迅速返回到左侧开始点的下方-这个回扫过程称为 水平消隐间隔。 垂直消隐：不断重复水平消隐，到扫描光束到达图像底端时，就完 成一场的扫描。这时，扫描光束跳回到图像顶部-这个过程称为垂 直消隐间隔。
球型摄像机
• 球型摄像机也属于一体化摄像机的范畴。不仅包含可自动聚焦、镜头内 建的摄像机，而且具有全方位旋转的云台及球型防护罩。 • 按应用环境分类：室内型、室外型，按安装方式又分为：吸顶、吊装、 壁装、柱装等。 • 根据旋转速度可将其分为匀速球和高速球。一般匀速球的水平速度在120 度/秒左右，高速球可达到240度/秒，目前市场上速度最快的水平速度可 达400度/秒。 • 球型摄像机目前的市场主体也分为彩色高解型和日夜转换型，也是以16、 18、20、22倍变倍最多。国内市场常见的国际品牌均属于高速球，有 PELCO、JVC、 BOSCH、KALATEL、 PANASONIC、SAMSUNG等。 国产球型摄像机都是用进口机芯，因此在图像和画质上与国外产品基本 没什么差别，电机和传动装置上是自己研发，电机和传动装置的耐热性 直接影响到球机的稳定性和耐用性。
附属设备一：镜头
•作用：收集被拍摄场景反射来的光线,并将其聚焦到摄像机传感器上。
确定定焦镜头的焦距：
（1）场景的尺寸（高度和宽度）（2）场景和摄像机之间的距离（3）CCD的尺寸
镜头与摄像机CCD的尺寸匹配问题： CCD的尺寸不能比镜头的尺寸大，否则，图像边缘就会出现失真和黑边现象。
镜头的类型
• 定焦镜头(广角、普通、狭角）
常用技术参数3
动态范围（Dynamic range)：在电视系统中，指摄像机的实用照度范 围。在这种情况下，被拍摄视场中同时存在强光区和阴影区，而 所有细节均可看清。数量上一般允许的最大照度水平与最小照度 水平的电压差或功率差来衡量。 电子快门（Electronic Shutter)：通过电子方式改变感光器件的光线收 集时间。在相同光线条件下，当采集时间较长时，感光期间光电 转换后累积电荷较多，输出的图像较亮；当采集时间较短时，感 光器件光电转换后累积电荷较少，输出的图像较暗。 自动电子快门（AES）：通过改变电子快门的速度，依照入射光线 的亮度自动控制感光器件的输出电平，使得摄像机在一定光照范 围内不同亮度环境下输出相同亮度的视频信号。其基础是根据输 出电平自动负反馈控制感光器件对每帧图像的嚗光时间。
摄像机传感器的尺寸
传感器的尺寸 制式名称 对角线尺寸（d) 水平尺寸 垂直尺寸
毫米 1英寸
2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 16 11 8 5.5
英寸
0.63 0.43 0.31 0.22
毫米
12.8 8.8 6.4 4.4
英寸
0.50 0.35 0.25 0.17
毫米
9.6 6.6 4.8 3.3
常用技术参数5
色温即光源色品质量的表征。光源的色品质量，也就是说要了解一个光源的光 的色相倾向和色饱和程度。在技术上，我们用色温（K）来表示光源的色品 质。对于色温与光源的色品质，可以有这样认为，色温越高，光越偏冷，色 温越低，光越偏暖。国际照明协会制定了三种供色彩测定用的标准光源： CIEILL A、CIEILL B、CIEILL C（具体内容参照相关资料）。标准中，D65 色温为6500K，这种光源的辐射能分布与典型的平均日光十分相似，故应用 最广。因日光随气候和时间而异，其光源色温在5500～7500K间变化。许多 显示器都提供了色温选择，一股有5600K、6500K、9300K。许多人习惯选 择9300K或6500K的色温。 等能光源E是一种理想的辐射能分布完全均匀的光源的相关色温只有 5400K，相当于直射阳光，故仍是一种偏暖的白光。根据人眼的色知觉判断， 理想的白是偏冷的，即为色温较高的白光。索尼显示器的白色偏冷，因此感 觉其色彩非常艳丽，适合人眼的特点。荧光增白剂的作用是通过在涂料里加 少量的蓝颜料，来增强冷和白的感觉。下面是标准光源和日光的相关参数。 ■ 标准D65 6500K ■ 直射阳光 5330K ■ 阴天天光 6500K ■ 45°仰角北天空 10000K ■ 等能光源E 5400K
常用技术参数1
照度(Luminance):从同一方向看,在给定方向上的任何表面的每单位投 影面积上的光照强度(光度)。单位为英尺朗伯。 流明（Lumen/ lm)：光通量的单位。相当于一烛光的均匀辐射源穿过 一个立体角（球面）的通量。也相当于与一烛光的均匀点辐射源 等距的所有点所在的表面上的光通量。 勒克斯(Lux)：国际单位制中的照明单位，其中涉及到的长度单位为 米。1Lux等于每平方米1流明。 水平分辨率：图像中水平方向上可分辨的细节的数量；可辨别的独 立图像单元的最大数量。一般以在与图像高度相等的横向距离上， 可分辨的黑白相间的垂直线的条数来表示。 自动增益控制（AGC）：根据输入信号或其他特定参数，对增益进 行自动调节的过程。
英寸
0.38 0.26 0.19 0.13
1/4英寸
1/6英寸
4
2.75
0.16
0.11
3.2
2.2
0.13
0.09
2.4
1.7
0.10
0.07
传感器尺寸越大，其接收的光线越多，光电转换的信号就越强，还原图像的 质量就更好。对于给定焦距的镜头，尺寸越大的传感器能看到的场景越大。
CCD与CMOS的主要区别
通常为1/4寸CCD,主要区别:CCD、镜头、焦距等。
4. 球型摄像机
通常为1/4寸CCD，主要区别：云台、机芯。
枪式摄像机
枪式摄像机品牌繁多，目前的市场主体可分为高分辨率型及普通分辨 率型。 国内市场常见的国际品牌有PANASONIC、SONY、JVC、SAMSUNG、 AD、PELCO、BOSCH、KALATEL等，由于受到国内产品的市场冲 击，目前基本以大型及政府项目为主推目标。国产枪式摄像机品牌繁 多，但核心部件如CCD、DSP基本使用国外厂家的产品，产品极为类 似，故市场较乱，且竞争以价格战为主。
• 广角镜头（焦距较短） • 普通镜头 • 望远镜头（焦距较长）
• 变焦镜头（手动变焦/电动变焦/预置型）
镜头的选择-1
• 焦距:镜头的焦距以毫米为计量单位,他与镜头所获得的观察视角互 为因果,小焦距镜头具有大的观察视角,而长焦距镜头具有望远效果 并具有窄小的观察视角.通常把和人眼的观察视角相类似的镜头称 为普通标准镜头. • 摄像机规格:CCD的规格大小也影响着观察视角,在使用相同镜头 的条件下,CCD越小所获取的视角越小.对镜头的规格参数提出的 要求是其所成图像能将CCD全部覆盖.例如:使用和摄像机相同规 格的镜头或比摄像机规格大的镜头.这也意味着1/3寸规格的摄像机 可以使用从1/3到1寸整个范围内的镜头.该摄像机配接1/3寸8毫米 镜头同2/3寸8毫米镜头所得到的观察视角是一样的.只是由于使用 后一种镜头时由于更多利用了成型更精确镜头中心光路,所以可以 提供较好的图像质量和较高分辨率.
常用技术参数4
白平衡（WHITE BALANCE）：物体颜色会因投射光线颜色产生改 变，在不同光线的场合下拍摄出的照片会有不同的色温。白平衡 就是无论环境光线如何，让摄像机能认出白色，而平衡其他颜色 在有色光线下的色调。 自动白平衡（AWB）：当使用者触发此功能的瞬间，摄像机自动根 据预设基准对偏色进行单独一次校正。但在光线色温发生变化后， 仍然可能出现偏色现象。 自动跟踪白平衡（ATW）：当使用者开启此功能后，摄像机会每间 隔一段时间自动根据预设基准对偏色进行一次校正，即摄像机可 随时跟踪光线色温的变化，不断的调整并适应。 背光补偿（BLC）：通过强制降低图像中某部分区域的亮度用来修 正拍摄逆光环境时自动光圈因背景光过亮而过度收缩（引起图像 暗部区域没有层次）。 数字信号处理器（DSP）：一种微处理芯片，将输入的模拟信号转换 成数字信号后对其进行预设的相关处理任务，然后在将处理完的 数字信号还原为模拟信号。
半球型摄像机
• 半球型摄像机指镜头内建，安装半球型防护罩内的摄像机，与传 统摄像机相比，半球型摄像机体积小巧、美观，安装、使用方便。 • 半球型摄像机按CCD的不同可分为1/3寸CCD型和1/4寸CCD型。 • 一体化摄像机种类繁多，目前的市场主体可分为彩色高解型和日 夜转换型，以16、18、20、22倍变倍最多，其他6倍、10倍应用较 少。总体来说，一体机的趋势是照度越来越低，倍数越来越高。 • 国内市场常见的国际品牌有LG、C&B、SONY、HITACHI、 PANASONIC、SAMSUNG等。国产一体化摄像机基本使用的是 国际品牌的成品机芯。