1、1深圳市安立诺亚电子有限公司公司简介深圳市安立诺亚电子有限公司是加拿大祺诺亚安防香港有限公司在中国深圳投资注册的专业从事电视监控设备开发、生产的高科技产业公司。我公司以开发、生产电视监控产品为主,主要产品有：矩阵切换/控制系统、高速智能球形摄像机、视频切换器、云台镜头控制器、时日字符发生器、硬盘录像机等、摄像机。我公司的技术力量雄厚，荟萃了各类专业技术人才，我们在与加拿大 CHINOVA INTERNATIONALINC.公司共同研究世界先进产品的基础上，以数字化、网络化、模块化的模式设计产品，新开发的 SECUPRO 系列产品已把各子系统，如：矩阵系统、16 画面处理器、报警系统、硬盘录像机
2、集约在一个系统中，方便控制管理和系统集成。另外在消化吸收从加拿大 CHINOVA INTERNATIONAL INC.引进技术的基础上，根据国内法律法规和具体情况开发出更适合中国市场的新产品。我公司制定的Q/ADNV 01-2002 SP8000 矩阵切换/控制主机技术标准超过了目前国际上最先进、最苛刻的矩阵切换/控制主机检验标准,已在质量技术监督局备案，备案号：QB/440304L970-2002。我公司建立了完善的产品质量保证体系，已通过国际质量管理体系 ISO9001:2000 认证。我公司拥有先进的生产、测试设备，我公司生产的电视监控产品已通过了“公安部安全与警用电子产品质量检测中心”
3、的型式检验,公京检第 020801 号。我公司正是凭借着强大的科技实力、精良的产品质量、合理的价格体系及良好的售后服务，赢得了用户的信赖。我公司生产的电视监控产品已被广泛应用于金融、机场、军事基地、酒店、商场、学校、政府机关、工厂、交通等行业的数千个工程项目中。SECUPRO(安防保)的承诺：我们将以高标准的设计、优质的产品、极具竞争力的价格和积极完善的服务来确保用户 100%的满意。一切从用户利益出发，无论何时、何地对用户所提出的任何问题，我们都极尽所能地来解决。同时，我们将不断发展我们的技术、改进生产和服务流程、选择最佳的供应商及销售渠道资源，形成最符合用户利益的开发、生产、流通链，以满足
4、用户更高的要求。 质量方针：不断发展生产技术，提高产品质量，成为同行业中最优秀的企业不断满足客户要求，提供最佳服务，成为顾客最信赖的合作伙伴 2深圳市安立诺亚电子有限公司公司理念SECUPRO 自 1995 年成立以来，在取得了飞速发展的同时，也形成了自己独特的文化理念，这些文化理念是公司的宝贵财富，是公司发展的坚实基础。客户理念下道工序是客户 客户 120%满意是我们的目标 与客户共赢是处理客户关系的最高境界。客户关系 供应商公司经销商工程商客户 行政部财务部开发部计划采购部生产部经销商管理部品质部 工序 1工序 2工序 3 员工公司生存理念公司明天可能关门经过公司员工的不断努力，今天 SE
5、CUPRO 已有了较高的市场地位，我们的员工也有了较好的收入。但市场发展的特点就是瞬息万变，我们好比是冰海中行船，如果我们就此停滞不前，舒心守业，那么也许公司明天就要关门，所以每天都要有强烈的忧患意识，这是我们 SECUPRO 继续生存的动力保障。发展理念改进 追求完美 SECUPRO 把改进作为公司发展的动力，没有完美的企业，只有在不断改进中追求完美的企业，我们正是依靠长期以来点点滴滴的不断改进来实现更高的目标，这种改进包括技术、产品、市场、管理、体制和观念的改进，而追求完美将使 SECUPRO 永远奋进。技术理念日新月异 领先一步SECUPRO 把技术创新作为公司蒸蒸日上的源泉，超越自我的
6、动力。公司将不断推出创新产品来满足市场和用户的需求，并力争我们的产品与国际同类产品相比领先一步。人才理念赛马机制 淘汰制度没有竞争就没有动力，没有淘汰就没有危机意识。凡经受住重重考验而屹立于最高处的佼佼者，就是SECUPRO 需要和珍惜的人才，是公司发展的火车头；爱岗敬业，认真踏实为公司服务的员工是公司生存的基础；不思进取，工作马虎的员工将成为淘汰的对象。合作理念团队至上 互为主次SECUPRO 把团队精神奉为员工合作的核心，在公司的发展战略和目标实施过程中，每个员工无论职3务大小，都可以发表自己的见解，直述自己的意见，但要绝对服从上级或集体的决定。 管理理念以人为本 全员参与SECUPRO
7、的管理以人为本，在求得员工在价值观、公司理念等方面达成共识的前提下，动员全体员工参与管理，增强员工的主人翁责任感，也使公司从不同角度获得宝贵的建议。为人理念诚信重于生命 成功归功于诚信，发展更赖于诚信。SECUPRO 要对客户“诚信” ，首先要求 SECUPRO 的员工做到对公司、对他人“诚信” ，尊重知识、尊重个性、集体奋斗，才能为公司和个人结出丰收的果实。4第 1 章 典型电视监控系统的构成典型的电视监控系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式
8、来实现。如图 1-1 所示，电视监控系统由摄像机部分（有时还有麦克） 、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。在每一部分中，又含有更加具体的设备或部件。主 机（ 视 频 切 换 、 动 作控 制 、 字 符 发 生 ）监 视 器操 作 键 盘摄 像 机解 码 器 控 制 线视 频 传 输 线摄 像 机 解 码 器图 1-1 电视监控系统的基本组成1. 1 主要设备1. 1. 1 摄像部分摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛” 。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时，被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与
9、显示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；有时还把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。总之，摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲，影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级
10、的输出（在这里即为摄像机的图像信号输出）信号信噪比的情况。所以，认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像机输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器、等又引入了噪声的缘故。除了上述的有关讨论之外，对于摄像部分来说，在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。这些也将在后面的有关章节中讨论。1. 1. 2 传输部分传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。但是，由于某
11、些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。如前所述，传输部分主要传输的内容是图像信号。因此重点研究图像信号的传输方式及传输中有关5问题是非常重要的。对图像信号的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真） ，保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面有良好的
12、性能。在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下，也有采用射频传输方式或光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。1. 1. 3 控制部分控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑” ，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台（有些系统还设有副控制台）组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、
13、图像信号的切换三部分。在某些摄像机距离控制中心很近、或对整个系统指标要求不高的情况下，在总控制台中往往不设较正与补偿部分。但对某些距离较远，或由于传输方式的要求等原因，校正与补偿是非常重要的。因为图像信号经过传输之后，往往其幅频特性（由于不同频率成分到达总控制台时，衰减是不同的，因而造成图像信号不同频率成分的幅度不同，此称为幅频特性） 、相频特性（不同频率的图像信号通过传输部分后产生的相移不同，此称为相频特性）无法绝对保证指标的要求，所以在控制台上要对传输过来的图像信号进行幅频和相频的校正与补偿。 经过校正与补偿的图像信号，再经过分配和放大，进入视频切换部分，然后送到监视器上。总控制台的另一个
14、重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。总控制台上设有的录像机，可以随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。目前，有些控制台上高设有一台或两台“长延时录像机” ，这种录像机可用一盘 60 分钟带长的录像带记录长达几天时间的图像信号，这样就可以对某些非常重要的被监视场所的图像连续记录，而不必使用大量的录像带。还有的总控制台上设有“多画面分割器” ，如四画面、九画面、十六画面等等。也就是说，通过这个设备，可以在一台监视器上同时显示出四个、九个、十六个摄像机送来的各个被监视场所的画面，并用一台常规录像机或长延时
15、录像机进行记录。上述这些功能的设置，要根据系统的要求而定，不一定都采用。目前生产的总控制台，在控制功能上，控制摄像机的台数上往往都做成积木式的。可以根据要求进行组合。另外，在总控制台上还设有时间及地址的字符发生器，通过这个装置可以把年、月、日、时、分、秒都显示出来，并把被监视场所的地址、名称显示出来。在录像机上可以记录，这样对以后的备查提供了方便。总控制台对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱” ，在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作（如镜头的变倍、云
16、台的转动等） 。在某些摄像机距离控制中心很近的情况下，为节省开支，也可采用由控制台直接送出控制动作的命令信号即“开、关”信号。总之，根据系统构成的情况及要求，可以综合考虑，以完成对总控制台的设计要求或订购要求。1. 1. 4 显示部分显示部分一般由几台或多台监视器（或带视频输入的普通电视机）组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。在电视监视系统中，特别是在由多台摄像机组成的电视监控系统中，一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。这样做一是可以节省设备，减少空间的占用；二是没有必要一一对应显示。因为被监视场所的情况不可能同时发生意外情况
17、，所以平时只要隔一定的时间（比如几秒、十几秒或几十秒）显示一下即可。当某个被监视的场所发生情况时，可以通过切换器将这一路信号切换到某一台监视器上一直显示，并通过控制台对其遥控跟踪记录。所以，在一般的系统中通常都采用四比一、八比一、甚至十六比一的摄像机对监视器的比例数设置监视器的数量。目前，常用的摄像机对监视器的比例数为四比一，即四台摄像机对应一台监6视轮流显示，当摄像机的台数很多时，再采用八比一或十六比一的设置方案。另外，由于 “画面分割器”的应用，在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上，也就是在一台较大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等
18、的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。但是，这种方案不宜在一台监视器上同时显示太多的分割画面，否则会使某些细节难以看清楚，影响监控的效果。个人认为，四分割或九分割较为合适。为了节省开支，对于非特殊要求的电视监控系统，监视器可采用有视频输入端子的普通电视机，而不必采用造价较高的专用监视器。监视器（或电视机）的屏幕尺寸宜采用 14 英寸至 18 英寸之间的，如果采用了“画面分割器” ，可选用较大屏幕的监视器。放置监视器的位置应适合操作者观看的距离、角度和高度。一般是在总控制台的后方，设置专用的监视架子，把监视器摆放在架子上。监视器的选择
19、，应满足系统总的功能和总的技术指标的要求，特别是应满足长时间连续工作的要求。由于监视器或电视机已有成型的产品，大家都很熟悉，在此不作详述。1. 2 中小型电视监控系统通常的电视监控系统规模都不大，功能也相对简单，但其适用的范围非常广。所监视的对象也不仅仅限于想到的人、商品、货物或车辆，有些应用系统还涉及到对诸如天然气罐、高油墨瓜炉的监视，另有些应用系统则需要对工厂的烟囱及排污管道进行曲监视。电视监控系统可以自成体系，也可以与防盗报警系统或出入口控制系统组合，构成综合保安监控系统。一般来说，典型中小型电视监控系统的摄像监视点数不超过 32 点，造价大都在几万几十万元。1. 2. 1 简单的定点监
20、控系统最简单的定点监控系统就是在监视现场安置定点摄像机（摄像机配接定焦镜头） ，通过同轴电缆将视频信号传输到监控室内的监视器。例如，在小型工厂的大门口安置一台摄像机，并通过同轴电缆将视频信号传送到厂办公室内的监视器（或电视机）上，管理人员就可以看到哪些人上班迟到或早退，离厂时是否携带了厂内的物品。若是再配置一台录像机，还可以把监视的画面记录下来，供日后检索查证。这种简单的定点监控系统适用于多种应用场合。当摄像机的数量较多时，可通过多路切换器、画面分割器或系统主机进行监视。以某著名外企总部为例，该总部曾多次丢失高档笔记本电脑，后来在其各楼层的所有 12 个出口都安装了定点摄像机，并配备了 3 台
21、四画面分割器和 24 小时实时录像机，有效地杜绝了上述失盗现象。某招待所也是采用了这种简单的定点监控系统。这是在 16 层客房通道的两端各安装一台定点黑白摄像机，加上大门口、门厅、后门、停车场等 4 个监视点共计 16 台摄像机，再配置一台 16 画面分割器、一台 29 英寸大屏幕彩电和一台 24 小时录像机便构成了完整的监控系统。当监视的点数增加时会使系统规模变大，但如果没有其他附加设备及要求，这类监控系统仍可归属于简单的定点系统，以某超市的闭路电视监控系统为例，由于该超市的营业面积较大（上下两层总计约16000） ，货架较多，总共安装了 48 台定点黑白摄像机。这 48 台摄像机的信号被分
22、成了 3 组，分别接到了对应的 16 画面分割器、17 英寸黑白监视器和 24 小时录像机（该超市的实际工程中另外增加了防盗报警系统和公共广播/背景音乐系统，此处从略） 。图 1-2 示出了该超市电视监控系统的构成。摄像机 116 摄像机 1732 摄像机 33487图 1-2 该超市电视监控系统的构成1. 2. 2 简单的全方位监控系统全方位监控系统是将前述定点监控系统中的定焦镜头换成电动变焦镜头，并增加可上下左右运动的全方位云台（云台内部有两个电动机） ，使每个监视点的摄像机可以进行上下左右的扫视，其所配镜头的焦距也可在一定范围内变化（监视场景可拉远或推进） 。很显然，云台及电动镜头的动作
23、需要由控制器或与系统主机配合的解码器来控制。最简单的全方位监控系统与最简单的定点监控系统相比，在前端增加了一个全方位云台及电动变焦镜头，在控制室增加了一台控制器，如 SP3801，另外从前端到控制室还需多布设一条多芯（ 10 芯或 12芯）控制电缆。以某小型制衣厂的监控系统为例，在其制衣车间安装了两台全方位摄像机，在厂长办公室内配置了一台普通电视机、一台切换器和两台控制器，当厂长需要了解车间情况时，只需通过切换器选定某一台摄像机的画面，并通过操作控制器使摄像机对整个监控现场进行扫视，也可以对某个局部进行定点监视。在实际应用中，并不一定使每一个监视点都按全方位来配置，通常仅是在整个监控系统中的某
24、几个特殊的监视点才配备全方位设备。例如，在前述的某招待所的定点监控系统中，也可考虑将监视停车场情况的定点摄像机改为全方位摄像机（更换电动变焦镜头并增加全方位云台） ，再在控制室内增加一台控制器，这样就可以把对停车场的监视范围扩大了，既可以对整个停车场进行扫视，也可以对某个局部进行监视。特别是当推进镜头时，还可以看清车牌号码。图 1-3 为在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构。图 1-3 在定点监控系统中增加一个全方位监视点的系统结构16 画面分割器16 画面分割器16 画面分割器监视器 录像机 监视器 录像机 监视器 录像机摄像机 11616 画面分割器监视器 录像机 控制器云台81
25、. 2. 3 低成本全方位监控系统在本系统中（如图 1-4 所示） ，用分控键盘 SP8050 替代云台镜头控制器，这样系统的连接线就显得比较简单。SP8050 还能遥控控制切换器（SP2000 系列）及画面分割器。切换器还有报警功能，当有报警时，能自动地把报警的现场摄像机切换出来，并记录。在成本方面，要低于使用系统主机/矩阵切换器的系统。9PROG 0 PROG 0LiveTape SeqSelectFunctionLiveTape SeqSelectFunction10图 1-4 低成本全方位监控系统1. 2. 4 具有小型主机的监控系统多大的系统才需配用系统主机并没有严格的限制。一般来说
26、，当监控系统中的全方位摄像机数量达到 34 台以上时，就可考虑使用小型系统主机。虽然用多台单路控制器或一台多路（如 4 路或 6 路）控制器也可以实现全方位摄像机的控制，但这样所需的控制线缆数量较多（每一路至少要一根 10 芯电缆） ，而且线缆的长度将过长（长线电阻造成的电压降可能会导致云台及电动镜头动作迟缓甚至不动作） ，整个PROG 0 PROG 01 3 5 7 9 1 13 152 4 6 8 10 12 14 16 AUTOPROGARMA / BDWEL SAVEABCTL.LiveTape SeqSelectFunction11系统也会显得零乱。一般来说，使用系统主机会增加整个监
27、控系统的造价，这是因为系统主机的造价要比普通切换器高，而与之配套的前端解码器的价格也比普通单路控制器高。但从布线考虑，各解码器与系统主机之间是采用总线方式连接的，因此系统中线缆的数量不多（只需要一根两芯通信电缆） 。另外，集成式的系统主机大都有报警探测器接口，可以方便地将防盗报警系统与电视监控系统整合于一体。当有探测器报警时，该主机还可自动地将主监视器画面切换到发生警情的现场摄像机所拍摄的画面。图 1-5 示出了采用系统主机的小型电视监空系统的结构。图 1-5 采用系统主机的小型电视监空系统的结构1. 2. 5 具有声音监听的监控系统电视监控系统中还常常需要对现场声音进行监听（例如：银行柜员制
28、监控系统） ，因此从系统结构上看，整个电视监控系统由图像和声音两个部分组成。由于增加了声音信号的采集及传输，从某种意义上说，系统的规模相当于比纯定点图像监控系统增加了一倍，而且在传输过程中还应保证图像与声音信号的同步。对于简单的一对一结构（摄像机录像机监视器） ，只要增加监听头及音频传输线，即可将视音频信号一同显示、监听并记录。对于切换监控的系统来说，则需要配置视音频同步切换器，它可以从多路输入的视音频信号中切换并输出已选中的视频及对应的音频信号。1. 3 大中型电视监控系统大中型电视监控系统的监视点数增多，除了包含有大量的全方位监视点外，还常常与防盗报警系统集成为一体。由于汇集在中心控制室的
29、视音频信号多，往往需要多种视音频设备进行组合，很多系统还需要多个分控制中心（或分控点） ，因此系统相对庞大。1. 3. 1 大中型电视监控系统释义从原理上说，大中型电视监控系统与前述的中小型电视监控系统是一样的。这里所谓的“大中型”可有两层含义：一是指系统的规模大，如前端摄像机的数量及中心控制端设备的数量都很多，中心控制室的场面也很庞大，往往还要有一面庞大的监视器墙，能同时显示出大小不等的十几个甚至几十个实时监控现场的画面，另外还在很多相关部门设有分控系统，有时还会与防盗报警系统或门禁刷卡系统联动；二是系统的复杂程度高，作业难度大，传输条件恶劣，使得十几个点的监控系统比普通超市或写字楼中的同十
30、个甚至上百个点的监控系统的施工与调试还难。1. 3. 2 多主机多级电视监控系统常规的电视监控系统一般只有一台主机，即使是大中型系统，也不外乎是增加摄像机的数量和增加分控系统的数量。但是对某些特殊应用的场合，这种单台主机加若干台分控器的实现方法是不能满足用户需要的。以某大型工厂的监控系统为例，用户要求在其每一个相对独立的厂区都安装一套闭路电视监控系统，各厂区内有独立的监控室，管理人员可以对本系统进行任意操作控制。而整个工厂还要建立一个大型监控系统，将各厂区的子系统组合在一起，并设立大型电视监控中心，在该中心可以任意调看一厂区中某一个摄像机的图像，并对该摄像机的云台及电动变焦镜头进行控制。这就提
31、出了由各厂区的多台主机共同组成大型电视监控系统的要求。由于各主机的内部结构和工作原理是一样的，因此，相对于普通的矩阵主机来说，这种多主机系统解码器通信总线系统主机/矩阵切换器 监视器录像机12的各个主机都增加了地址标识码，可以被上一级主机选调，各摄像机的图像则经过二级或三级切换被选调到主中心控制室的监视器上。图 1-6 示出了多级矩阵系统连接控制 系 列 矩 阵 主 机一 级 系 统二 级 系 统SP800/820/830系 列 矩 阵 主 机F2F2F2F1F1F1AUXAUXAUXACKACKACKAAABBBLASTLASTLASTNEXTNEXTNEXTRUNRUNRUNTIMETIM
32、ETIMEPROGPROGPROGUSERUSERUSERVCRVCRVCRARMARMARMPROGPROGPROGDISPDISPDISPOFOFOFUSERUSERUSERPOWERPOWERPOWERSP805N网 络 型 主 控 键 盘SP805N网 络 型 主 控 键 盘SP805N网 络 型 主 控 键 盘二 级 系 统SP800/820/830系 列 矩 阵 主 机二 级 系 统SP800/820/830系 列 矩 阵 主 机图 1-6 多级矩阵系统连接控制13第 2 章 电视监控系统的前端设备电视监控系统的前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器
33、和多功能解码器等部件组成，它们各司其职，并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系（传输视/ 音频信号及控制、报警信号） 。在实际的电视监控系统中，这些前端设备不一定同时使用，但实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是必不可少的。2. 1 摄像机摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵 CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本 MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于 MOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不
34、上 CCD 图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为 CCD 摄像机。摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白 CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外） ，因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头（详见本章第 2-2 节） 。2. 1. 1 黑白 CCD 摄像机的主要参数在电视监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及
35、价格和今后服务等因素。以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。A、 CCD 尺寸及像素数 CCD 尺寸指的是 CCD 图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的 CCD 尺寸比较大，为 lin、2/3in 和 1/2in 等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的 CCD 尺寸以 1/3in 为主流。像素数指的是摄像机 CCD 传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如500H*582V，有些则组出了前两者的乘积值，如 30 万像素。对于一定尺寸的 CCD 芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如，在电视监控摄像机中使用的 CCD 传感器的
36、像素有的已达到 48 万像素。B、分辨率 分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。工业监视用摄像机的分辨率通常在 380460 线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到 700 线左右。C、 低照度 低照度指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时，还应特别注明镜头的最大相对孔径。例如，使用 F1. 2 的镜头，当被景物的光亮度值低到 0. 04lx 时，摄像机
37、输出的视频信号幅值为最大幅值的 50%，即达到350mV（标准视频信号最大幅起来 700mV） ，则称此摄像机的最低照度为 0. 04lx/F1. 2。被摄景物的光亮度值再低，摄像要输出的视频信号的幅值就达不到 350mV 了，反映在监视器的屏幕上，将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。D、信噪比及伽玛校正系数 信噪比也是摄像机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log，一般摄像机给出的信噪比值均是在 AGC（自动增益控制）关闭时的值，因为当 AGC 接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。CCD 摄像机的信噪比的典型值一般为 4555dB。测量信噪比参数时，应使
38、用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。伽玛校正系数前面提到的 值，其典型值为 =0. 45。现行摄像机大都采用了固定的 值。2. 1. 2 黑白 CCD 摄像机的附带功能除了上述介绍的基本参数外，各品牌的摄像机大都还有一些附带的功能，如自动光圈接口、电子快门、自动增益控制、逆光补偿、线锁定同步及外同步等，下面简要介绍一下。A、电动光圈接口 目前在市场上见到的标准 CCD 摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，其中有些只提供一种驱动方式（通常为视频驱动方式） ，也就是说，它只能配接 VD 型的自动光圈镜头，有些则可同时提供两种驱动方式（视频驱动和直流驱动）供用户选择，因此，它可以配接
39、任何自动光圈14镜头。这里，视频驱动（Video Driver，简称 VD）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动；直流驱动（DC Driver，简称 DD）方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动，因此，具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因为增加了一部分电路） ，但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小一些，价格也就低一些。不同品牌及型号的摄像机所带自动光圈接口的位置及形式是不完全一样。一般摄像机的自动光圈接口设置在机身的后面板
40、上，但也有一些则设在机身的侧面。图 2-1 示出几种不同形式的自动光圈的接口，其中阴式方四孔接口最为常见，但不同摄像机对其各针脚的定义又不完全相同。一般视频驱动自动光圈接口使用 3 个针，即电源、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用 4 个针，即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负。若同时具有两种光圈驱动方式，则具体将该接口定义为 VD 还是DD 驱动方式，须由另外的拨动开关来选择（如 JETCOM 公司的 JC 系列摄像机） ，也有的由摄像机盖板内视频处理板上不同的插座位置来选择，并在出厂前设定一种方式（如 NATURE 的 NV-434CA摄像机） ，还有的干脆在摄像机机身侧面及后面板上直接设
41、定两个不同的自动光圈接口（如 JVC 的TX-S240E 摄像机） 。 +（1） （2） （3）（1）阴式方四孔型（2）阴式圆四孔型（3）接线端子型图 2-1 摄像机的自动光圈接口B、电子快门 电子快门（Electronic Shutter）是比照照相机的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制 CCD 图像传感器的感光时间。由于 CCD 感光的实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度） ，即可实现控制 CCD 感光时间的功能。 C、自动增益控制 摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准
42、电平，即。为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称 AGC 电路。具有 AGC 功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。D、背光补偿 背光补偿（ Back light Compensation）也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域（如从第 80 行 200 行的中心区域）进
43、行检测，通过求此区域的平均信号电平来确定 AGC 电路的工作点。由于子区域的平均电平很低，AGC 放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高，从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整个视场的可视性得到改善。E、 线锁定同步 线锁定同步（LINE LOCK）是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时，将此开关拨到线锁定同步（LL）的位置，就可消除交流电源的干扰。2. 1. 3 摄像机的使用摄像机的使用很简单，通常只要正确安装镜头、连通信号电缆，接通电源即可工作。但在实际使用中，如果不能正
44、确地安装镜头并调整摄像机及镜头的状态，则可能达不到预期使用效果。以下简要介绍摄像机的正确使用方法。A、安装镜头 摄像机必须配接镜头才可使用，一般应根据应用现场的实际情况来选配合适的镜头，如15定焦镜头或变焦镜头、手动光圈镜头或自动光圈镜头、标准镜头或广角镜头或长焦镜头等。另外还应注意镜头与摄像机的接口，是 C 型接口还是 CS 型接口（这一点要切记，否则用 C 型镜头直接往CS 接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的 CCD 芯片） 。安装镜头时，首先去掉摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头，还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上，对于电
45、动两可变镜头或三可变镜头，只要旋转镜头到位，则暂时不需校正其平衡状态（只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状态） 。B、调整镜头光圈与对焦 关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关，将摄像机对准欲监视的场景，调整镜头的光圈与对焦环，使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机，最好配接自动光圈镜头并作摄像机的电子快门开关置于 OFF。如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关置于 ON，并在应用现场最为明亮（环境光照度最大）时，将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳（不能使图像过于发白而过载） ，镜头即调整完毕。装好防护罩并上好支架即可。由于光圈较大，景深范围相对较小，对焦
46、距时应尽可能照顾到整个监视现场的清晰度。当现场照度降低时，电子快门将自动调整为慢速，配合较大的光圈，仍可使图像满意。在以上调整过程中，若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大，而是关得比较小，则摄像机的电子快门会自动调在低速上，因此仍可以在监视器上形成较好的图像；但当光线变暗时，由于镜头的光圈比较小，而电子快门也已经处于最慢（1/50s ）了，此时的成像就可能是昏暗一片了。C、后焦距的调整 后焦距也称背焦距，指的是当安装上标准镜头（标准 C/CS 接口镜头）时，能使被摄景物的成像恰好成在 CCD 图像传感器的靶面上，一般摄像机在出厂时，对后焦距都做了适当的调整，因此，在配接定焦镜头的应用场合
47、，一般都不需要调整摄像机的后焦。在有些应用场合，可能出现当镜头对焦环调整到极限位置时仍不能使图像清晰，此时首先必须确认镜头的接口是否正确。如果确认无误，就需要对摄像机的后焦距进行调整。根据经验，在绝大多数摄像机配接电动变焦镜头的应用场合，往往都需要对摄像机的后焦距进行调整。后焦距调整的步骤如下：a、将镜头正确安装到摄像机上。b、将镜头光圈尽可能开到最大（目的是缩小景深范围，以准确找到成像焦点） 。c、通过变焦距调整（Zoom In）将镜头推至望远（Tele）状态，拍摄 10m 以外的一个物体的特写，再通过调整聚焦（Focus）将特写图像调清晰。d、进行与上一步相反的变焦距调整（Zoom Out
48、）将镜头拉回至广角（Wide）状态，此时画面变为包含上述特写物体的全景图像，但此时不能再作聚焦调整（注意：如果此时的图像变模糊也不能调整聚焦），而是准备下一步的后焦调整。e、将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉旋松，并旋转后焦调节环（对没有后焦调节环的摄像机则直接旋转镜头而带动其内置的后焦环） ，直至画面最清晰为止，然后暂时旋紧内六角螺钉。f、重新推镜头到望远状态，看看刚才拍摄的特写物体是否仍然清晰，如不清晰再重复上述第 a、b、c 步骤。g、通常只需一两个回合就可完成后焦距调整了。h、旋紧内六角螺钉，将光圈调整到适当的位置。2. 2 镜头镜头是电视监控系统中必不可少的部件，镜头与 CC
49、D 摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的 CCD 靶面上。镜头的种类繁多，从焦距上分类，可分为短焦距、中焦距、和焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（指光圈、焦距、聚焦这三者均可变）等类型。由于镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣，因此，在实际应用中必须合理选择镜头。2. 2. 1 镜头的参数16镜头的光学特性包括成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等几个参数，一般在镜头所附的说明书中都有注明，以下分别介绍。A、成像尺寸镜头一般可分为 25. 4mm（lin） 、16. 9mm（2/3in） 、12. 7mm（1/2in ） 、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。表 2-1 列出了几种常见 CCD 芯片的靶面尺寸，表中单位为 mm
