安防技术培训资料(一).pdf

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3、识，提高工作效率。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 3 页 共 190 页 目录目录 目录.3 第一章 弱电系统与应用电视系统.6 第一节、弱电系统的内容与分类.6 一、火灾自动报警与自动灭火系统.6 二、通信系统.6 三、电缆电视和卫星电视接收系统.6 四、扩音与音响系统.7 五、安全防范系统.7 六、建筑物自动化系统（BA）.8 第二节、应用电视简介.8 第三节、应用电视的种类与发展方向.10 一、应用电视的分类.10 二、闭路电视的发展方向.12 第四节、安全防范应用电视系

4、统的组成.13 第二章 前端部分的主要设备.15 第一节、摄像机.15 一、CCD 摄像机的分类.15 二、CCD 传感器的技术发展趋势.17 三、CCD 摄像机的技术性能、特点及进展.18 四、CCD 摄像机常见性能和主要性能指标.19 五、一体化摄像机.23 六、球型摄像机.25 七、低照度摄像机.27 八、网络摄像机.28 九、摄像机的日常维护.30 第二节、镜头.31 一、镜头分类.31 二、镜头参数.32 三、镜头接口.33 四、镜头的发展.33 五、CCTV 中的特殊镜头.34 第三节、报警探测器.38 一、红外报警探测器.38 二、微波探测器.40 三、玻璃破碎探测器.42 四、

5、震动探测器.42 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 4 页 共 190 页 五、超声波探测器.43 六、开关式报警器.44 七、周界报警探测器.44 八、双技术与双鉴报警探测器.48 九、商品电子防盗系统.48 第四节、解码器.51 第五节、云台.52 一、云台的分类.52 二、云台的内部结构.53 三、通用型云台的性能指标.53 四、特殊用途的云台.56 第六节、防护罩.59 一、通用型防护罩.59 二、特殊用途护罩.61 第七节、红外灯与其它辅助照明设备.64 一、普通照明设

6、备.64 二、红外灯的原理.66 三、红外灯的种类.66 四、红外灯的选择与使用.68 第三章 信号传输部分.71 第一节、同轴电缆传输.71 一、同轴电缆.71 二、电缆补偿器.72 三、同轴电缆基带传输易出现的干扰.72 第二节、光纤传输方式.74 一、光纤传输的特点.74 二、光纤结构与传输机理.75 三、光缆.78 四、光源.79 五、探测器.83 六、光纤传输系统.83 第三节、双绞线传输.86 一、双绞线传输视频信号的基本原理.87 二、双绞线与双绞线传输图像的优点.87 三、远程供电器.89 第四节、无线传输方式.90 第四章 中心控制部分.91 第一节、四画面分割器.91 第二

7、节、多画面处理器.92 第三节、视频音频切换器.93 第四节、报警处理器.95 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 5 页 共 190 页 第五节、多媒体控制设备.96 一、多媒体监控系统所具备的功能：.96 二、多媒体监控系统的特点：.97 三、多媒体监控系统控制部分的组成：.98 第六节、其它设备.98 一、时间、日期发生器：.99 二、字符叠加器：.99 三、视频分配器：.99 四、时基校正器：.99 五、云台、镜头控制器：.100 第五章 记录、显示部分的设备.101 第一

8、节、传统录像机.101 第二节、数字硬盘录像机.102 第三节、网络视频服务器.107 第四节、数字硬盘录像机与视频服务器的区别.109 第五节、图像显示设备.110 一、CRT（Cathode Ray Tube）监视器：.110 二、大屏幕投影设备.112 三、平板显示器件.123 四、图像的输入.125 第六章 监控系统应用案例分析与设计.126 1、DVR 的现在及未来市场分析.126 2、农村信用社安防应用需求及产品设计.132 3、可视化水文监测系统.142 4、智能小区监控系统方案与实践.149 5、公安机关视频会议系统.156 6、平安城市监控系统分析与实现.161 7、平安城市

9、实际案例（江苏省常熟市平安城市监控项目）.180 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 6 页 共 190 页 第一章第一章 弱电系统与应用电视系统弱电系统与应用电视系统 所谓弱电是针对电力、照明用电相对而言的。通常情况下，把电力、照明用的电能称为强电；而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电的处理对象是能源（电力），其特点是电压高、电流大、功耗大、频率低，主要考虑的问题是减小损耗、提高效率；弱电的处理对象主要是信息，即信息的传送与控制，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高，

10、主要考虑的问题是信息传送的效果，如保真度、速度、广度和可靠性等。第一节、弱电系统的内容与分类第一节、弱电系统的内容与分类 一、火灾自动报警与自动灭火系统一、火灾自动报警与自动灭火系统 该系统也称火灾自动报警与联动控制系统，或火灾自动报警与消防控制系统，是通过安装在现场的各种火灾探测器对现场进行监控，一旦发生火灾警情产生报警并联动相应的灭火、疏散、广播等设备，达到预防火灾的目的。二、通信系统二、通信系统 随着信息时代、知识经济时代的到来，自动控制技术、计算机技术和通信技术的高度发展对建筑物内的信息系统的建设起到了很大的推动作用，真正实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）

11、以及住宅自动化（HA），而独立系统之间必然要通过各种方式（如局域网）连接起来，共享所积累的数据资源，转送和处理数据，并由通信系统与外界公用通信网连接，形成综合通信系统。三、电缆电视和卫星电视接收系统三、电缆电视和卫星电视接收系统 电缆电视和卫星电视接收的应用和推广是为了解决大城市高层建筑或电视信号覆盖区外的边远地区因电视信号反射或屏蔽严重而影响电视信号良好接收问题和丰富节目内容而设置的。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 7 页 共 190 页 电缆电视系统（Cable Telev

12、ision），缩写 CATV，是由早期的功用天线电视系统（Community Antenna Television）发展而来，开始时是以共用一组接收天线的系统传送，后来发展到以闭路形式或以有线传输方法传送各种电视信号，尤其是扩宽到卫星直播电视节目的接收、微波中继、录像和摄像、自办节目等，使 CATV 系统合成信息社会综合信息网的组成部分。电缆电视系统也是属于应用电视系统，但是由于与当前使用的以监视控制为目的的电视监控系统从传输的信号方式到应用范围都有很大的差别，因此现在已经单独作为一个弱电系统出现。四、扩音与音响系统四、扩音与音响系统 扩音与音响系统基本上有三种类型：一是公共广播（PA），属于

13、有线广播系统，包括背景音乐和紧急广播功能；二是厅堂扩音系统；三是专用的会议系统。五、安全防范系统五、安全防范系统 安全防范系统的全称为公共安全防范系统，是以保护人身财产安全、信息与通讯安全，达到损失预防与犯罪预防目的。防盗报警系统 防盗报警系统是通过安装在防护现场的各种入侵探测器对所保护的区域进行人员活动的探测（入侵），一旦发现有入侵行为将产生报警信息，以达到防盗的目的。电视监控系统 电视监控系统是以图像监视为手段，对现场图像进行实时监视与录像。监视监控系统可以让保安人员直观地掌握现场情况，并能够通过录像回放进行分析。电视监控系统是应用电视系统的重要组成部分，也是安防系统的重要组成部分。当前电

14、视监控系统已经与防盗报警系统有机地结合到一起，形成一个更为可靠的监控系统。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 8 页 共 190 页 出入口控制系统 出入口控制系统又称门禁系统，其功能是控制人员的出入，还能控制人员在防范区域内的活动。在防范区域内，必须使用各类卡片、密码或通过生物识别技术经控制装置识别确认，才能通过。停车场管理系统实际上也属于出入口控制系统。楼宇保安对讲系统 楼宇保安对讲系统为访客与室内人员提供双向通话或可视通话、遥控开锁以及报警功能。电子巡更系统 在大型楼宇或场院

15、中，出入口很多，来往人员复杂，必须有专人巡逻，较为重要的地点应设巡更站，定期进行巡逻。电子巡更系统是保安人员在规定的巡逻路线上，在指定的时间和地点向中心控制室发回信号以示正常。六、建筑物自动化系统（六、建筑物自动化系统（BA）建筑物设备自控系统（Building Automation SystemBAS）主要是建筑物的变配电设备、应急备用电源设备、蓄水池、不停电源设备等监视、测量和照明设备的监控；给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等运行、工况的监视、测量与控制；空调系统的次热源设备、空调设备、通风设备及环境检测设备等运行工况的监视、测量与控制；热力系统的热源设备等运行工况的监视；以

16、及对电梯、自动扶梯设备运行工况的监视。通过 BAS实现对建筑物内机电设备的控制与管理，节约能源和人力资源，提供午夜管理水平，创造更舒适、安全的环境。第二节、应用电视简介第二节、应用电视简介 应用电视系统是弱电系统工程的一个重要的子系统。应用电视是指除广播电视系统以外，在其它领域中应用的一切电视系统，由于首先用于工业所以习惯上也称工业电视随着科学技术的发展应用电视以其传输质量高、系统功能强、应用范围广、施工方便、操作简单、安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 9 页 共 190 页 使

17、用安全和不占空间频率等优点，被广泛应用于工业、农业、科研、教育、军事等行业。目前应用电视以其独特的功能和优点在扩展人们的视野，提高工作效率、减轻劳动强度，实现安全生产、经营等方面已经显示出广阔的发展前景和巨大的使用价值。应用电视和有线电视都采用同轴电缆或光缆作为电视信号的传输介质，其特点是不向空间发射频率，故称闭路电视。闭路电视在信号传输过程中普遍采用两种传输方式，一种是射频信号传输，又称高频传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输。有线电视系统采用射频传输方式，而工业电视、交通管理电视、电视台节目制作系统等都采用视频信号传输方式。我们把采用视频信号传输方式的闭路电视系统称作应用电视系统。电视

18、信号的闭路传输方式有视频传输方式和射频传输方式。其中视频传输方式又称基带传输，指不经频率变换等任何处理，直接传送摄像机、录像机等设备输出的视频信号和音频信号。视频传输方式具有如下特点。?设备简单，成本低，可直接传输高清晰度电视。?工作稳定，图像质量好。传输距离近，系统容量小。?视频信号频带很宽，并且起始频率很低，音频信号频率则更低。音频信号范围是20HZ20KHZ，视频信号在 30HZ4.5MHZ 之间。所以信号在电缆传输中其振幅在高频端和低频端的衰减差很大，特别是相位失真太大就难以用简单的电路进行补偿。由此传输干线距离受到很大限制，也决定系统用户和传输路数不能太多。?占有电缆多，节目换接麻烦

19、。?抗干扰能力差。同轴电缆的屏蔽层对于频率越低的信号屏蔽性能越差，因此易受到载波电话、有线广播、音频通信等信号干扰。若线缆采用架空明线时还会因天线效应受到频率为 500KHZ1600KHZ 的中波广播电台信号的干扰。射频信号传输是把射频和音频信号对高频载波信号进行调制，使之成为我国标准电视广播信号（射频信号），然后送往干线电缆进行传输，与视频传输相比具有如下特点。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 10 页 共 190 页?设备复杂，匹配要求严格。?该传输方式要增加频率变换设备。由

20、于载波频率高，容易产生失配反射（驻波），造成用户收看时图像重影，因此要求设备与设备之间、设备与电缆之间的连接要阻抗匹配，以保证图像传输质量。?容易与当地电视台节目争用频道。?射频传输方式主要是有线电视系统采用，有线电视系统就是将多个调制在不同频道的射频信号混合在一起，通过一根同轴电缆或光缆传输到不同用户进行收看。该系统易与广播电视节目争用频道，但可通过占用当地空用频道得到解决，具体方法可由调制器确定频道。传输距离长，系统容量大。?由于可使用同一电缆传输多路节目，在干线传输部分安装放大器后可延长传输距离到几公里。因此节省大量线缆并携带更多的用户。?增加节目方便，变换内容简单。?当节目增加时无需改

21、动线路和增加设备，只需在前端混合部分增加一路输入接口即可实现。接收时只需按动电视机频道转换器即可接收增加后的节目。?容易与外界网络并网。综上所述，射频传输和视频传输是闭路电视系统的两种信号传输方式，按传输方式的不同，可分为有线电视和应用电视两大类型。在许多场合下两者又可以结合在一起，组成一个多功能的综合的闭路电视系统。第三节、应用电视的种类与发展方向第三节、应用电视的种类与发展方向 一、应用电视的分类一、应用电视的分类 应用电视系统一般按使用部门、使用环境进行分类。通用工业电视 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理

22、更多资料请访问：http:/ 第 11 页 共 190 页 主要用于工业生产、试验、研究等现场的监视。安装后可提高工作效率、保证安全生产、改善工作环境。教学电视 电化教学已经逐渐地被认识和接受，并逐步得到普及。电化教学以直观、形象、生动、感染力强等特点使学生理解深、记忆牢，有助于加快教学进度和提高教学质量。同时降低教师的劳动强度，节省师资和教学设备。医用电视 应用电视系统在医疗领域具有广泛的发展前景。它不仅能进行一般的医疗监护，还可以配合其它电子医疗设备进行病理检查和治疗工作。另外，显微电视还能进行高难度的手术治疗。交通管理电视 在交通运输部门安装应用电视可以实现对城市交通要道、车站、港口、机

23、场、隧道等现场的远距离监视，掌握交通要道的车 辆情况，起到疏导旅客、保障运输畅通、防止事故发生的作用。通信电视 通信电视又称信息传递电视。在当今的信息时代，信号传输包括着巨大的信息流，应用电视可以传递图像信息和数据资料。检测电视 应用电视不仅可以传输供眼睛观看的图像信号，而且还具有非接触性质的电视测量，并且测量速度高、输出信号易于处理。这种电视系统配以电子计算机可以对移动目标的检测信号通过处理后转变成数字信号，输入计算机再进行处理。因此在宇宙观测和航天工程上得到广泛的应用。军事电视 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整

24、理 更多资料请访问：http:/ 第 12 页 共 190 页 这种电视可应用于观察火箭发射、原子反应堆运行情况，也可用于战场侦察、目标瞄准、电视制导、空间遥感遥测、空间摄像等方面。在国际方面，应用电视以成为现代化的侦察工具之一，尤其是红外夜视电视。矿井下电视 这种电视主要用于光照度很低的井下采矿业和地质勘探的井下现场，配以自动控制系统还可实现自动化生产。农业电视 主要用于森林防火、大型养殖场和大型水库水位及河水水位的监视。水下电视 将特制的水下摄像机沉入海底，可看到美丽的海洋世界，研究海底的地质结构，探索沉船，检查桥坝、桥墩等水下建筑物。同时水下摄像机也越来越多地使用在水上项目的体育比赛中。

25、二、闭路电视的发展方向二、闭路电视的发展方向 随着科学技术的发展，闭路电视系统也不断地进步，同时以其巨大的优势而不断得到认可和普及。闭路电视的发展方向可归纳为如下几点：?大型化，多路化。?系统功能更强。?能进行双向传输。?采用光纤作为传输介质。采用光导纤维作传输介质可为扩大用户量、增加功能、提高传输质量、延长传输距离、实现大容量双向传输提供了有利条件，是目前闭路电视的发展前途。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 13 页 共 190 页?数字化、网络化。?集成化。在当今的电视系统应

26、用中，传统意义上功能单一电视系统已经远远不能满足实际需要，因此各种弱电系统与电视系统的有机结合将形成一个综合性的弱电集成系统，如火灾自动报警系统、扩音音响系统、防盗报警系统、出入口控制系统、电子巡更系统、楼宇自控系统等。第四节、安全防范应用电视系统的组成第四节、安全防范应用电视系统的组成 应用电视系统一般由前端信号摄取部分、信号传输部分、中心控制部分、信号处理显示部分等四部分组成。小到单路系统，大到上百路、上千路系统，无论功能多少，都可以清楚地区分各部分的不同设备。一、前端信号摄取部分：这部分设备包括摄像机、镜头、云台、解码器、灯光、报警探头、防抢开关、监听器、支架、防护罩等等。可以根据不同的

27、需要选择不同的设备，如银行柜员制系统只需选择摄像机、镜头及防护装置即可。该部分的器材选择原则是能够全方位清楚、真实地监视并反映现场情况。二、信号传输部分：信号的传输需要不同的电缆，一般需有视频同轴电缆、带屏蔽层的多芯控制电缆、电源线等，其选择尤其是视频同轴电缆应选择优质电缆以避免由于电缆质量问题使视频信号的传输质量降低。必要时还可选择使用视频放大器、视频线缆补偿器等器材。三、中心控制部分：中心控制部分是闭路电视系统的心脏，有了这一部分才能实现相应的控制功能，而系统功能强弱、档次高低在很大程度上取决于中心控制部分器材的选择。一般情况下，该部分包括视频切换器、音频切换器、报警处理器、时间日期发生器

28、、画面分割器、云台镜头动作控制器、视频分配器、其它自动控制设备等。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 14 页 共 190 页 中心控制设备的种类、品牌很多，选用原则是根据实际需要功能，选择性价比高、能真实还原前端摄取信号的产品。四、图像处理及显示部分：该部分包括器材有录像机、电视机或专业监视器等。有时也将该部分与中心控制部分合并。录像机、监视器的选用原则是与前端设备相配合，做到档次一致。如前端选择 460 线以上的清晰度较高的摄像机，则监视器应选与摄像机清晰度相差不大的电视或监视

29、器，否则不能体现摄像机的高质量。同样若摄像机的清晰度不高，选择高清晰度的专业监视器也无法使观看到的图像达到高于摄像机指标的高画质。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 15 页 共 190 页 第二章第二章 前端部分的主要设备前端部分的主要设备 第一节、摄像机第一节、摄像机 摄像机的发展速度很快，从摄像管到 CCD 元件，以其构成的 CCD 摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特点，同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被广泛应用。CCD 是 Charge C

30、oupled Device（电荷耦合器件）的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。被摄物体的图像经过镜头聚焦至 CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。一、一、CCD 摄像机的分类摄像机的分类 按照成像色彩划分 CCD 摄像机按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机两种。除色度处理方面不同外，其它原理基本一致。主要有光学系统、光电转换系统、信号处理系统组成。其中光电

31、转换系统是摄像机的核心。自然图像通过光学镜头成像于摄像机的光靶面上，彩色摄像机的光学系统中使用相干分色棱镜或特殊条状滤色镜将光信号分成红、绿、蓝三色光信号，光电转换系统通过摄像管或CCD 元件利用电视扫描方法把光图像信号转换成随时间变化的视频电信号，再经放大、处理、编码而成为全电视信号。按照分辨率划分 按照分辨率划分为 25 万像素左右，对应彩色 330 线/黑白 400 线的低档型；25 万至 38万像素之间，对应彩色 420 线/黑白 500 线的中档型；38 万像素以上，对应彩色大于或等于安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术

32、论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 16 页 共 190 页 460 线黑白 570 线以上的高档型。按照摄像机灵敏度划分 按照灵敏度可分为最低照度 1 至 3lux 的普通型；0.1lux 左右的月光型；0.01lux 以下的星光型以及原则上可以为 0Lux，采用红外光源成像的红外照明型。按照 CCD 靶面尺寸划分 摄像机摄像器件（CCD）的尺寸分为 1 英寸、1/2 英寸、1/3 英寸、1/4 英寸等。其中以1/3 英寸和 1/2 英寸最为常见。CCD 尺寸 水平（mm）垂直（mm）对角线（mm）1 英寸 12.7 9.6 16 2/3 英寸 8.8 6.6 11 1/2 英

33、寸 6.4 4.8 8 1/3 英寸 4.8 3.6 6 1/4 英寸 3.6 2.4 4 1/5 英寸的 CCD 摄像机正待开发之中，将来也会在市场上占有一定比例。一般来说，大的 CCD 芯片，其相应的象素面积也较大，接收所摄光的面积增大，必然使象素输出电荷增多，灵敏度上升，在弱光条件下具有较好的拍摄能力，容易使摄像机整体质量提高，图像细部明显细腻自然。而光学系统聚焦影像时的焦平面越小，则成像过程中丢失的细节就越多，得到的影像放大后细部过渡就可能有突变的现象，显得不自然。另外小尺寸 CCD 拥有更多的象素和更高的分辨率也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。单个像素的面积越小，其感

34、光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄。每个象素上的信息趋于与在它附近的象素的信息混合（在电子学上这个概念叫做色度亮度干扰）。安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 17 页 共 190 页 二、二、CCD 传感器的技术发展趋势传感器的技术发展趋势 CCD 是摄像机的核心器件，因此其性能高低将直接影响摄像机的品质，并且 CCD 的发展是摄像机更新换代的基础。CCD 传感器有两种，第一种是特殊 CCD 传感器，如红外 CCD 芯片（红外焦平面阵列器件）、高灵敏度背照式和电子轰击式 CCD、

35、EBCCD 等，另外还有大靶面如 20482048、40964096 可见光 CCD 传感器、宽光谱范围（紫外光可见光近红外光3-5m 中红外光8-14um 远红外光）焦平面阵列传感器等。目前已有商业化产品，并广泛应用于各个领域。第二种是通用型或消费型 CCD 传感器，在许多方面都有较大地进展，总的方向是提高CCD 摄像机的综合性能。CCD 传感器的像面尺寸向集成化、轻量化方向的发展。由于制造 CCD 传感器的硅片和加工成本都很高，所以很希望一片 6.5 英寸的硅片上光刻出更多的 CCD 传感器芯片；由于光刻机的进步，所以在仍保持具有很高灵敏度的特性下，CCD 传感器的尺寸向 1/2 英寸、1

36、/3 英寸、1/4 英寸、1/5 英寸的方向发展。在 1993 年，1/2英寸的 CCD 传感器占总产量的 5%;1/4 英寸的 CCD 传感器占总产量的 10%；1/3 英寸的 CCD传感器占总产量的 85%。在 1997 年，在总产量比 1993 年增加 200%以上的情况下，1/2 英寸的 CCD 传感器仍有很大发展，已占总产量的 15%（1/2 英寸由于靶面较大仍有许多场合需要，尤其在科研领域中）；1/4 英寸的 CCD 传感占总产量的 60%。也就是说，1/2 英寸较大靶面尺寸 CCD 传感器仍有很大增长。1/4 英寸的 CCD 传感器的产量比 1/3 英寸的 CCD 传感器来说，占

37、总产量的比例在减少。CCD 传感器向高素数、多制式发展 各种 CCD 传感器的像面尺寸在减少，但其像素数在增加，已由早期的 512（H）596（V）向 795（H）596（V）发展，甚至出现超过百万像素的 CCD 传感器。为提高水平方向和垂直方向的分辨能力，已从通常的隔行扫描向逐行扫描格式发展。降低 CCD 传感器的工作电压、减少功耗 安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 18 页 共 190 页 在初期研制的 CCD 摄像机有+24V、+22V、+17V 和+5V 等，目前通用的为

38、+12V。为配合 PC 摄像机和网络图像传输的应用，逐步以+12V 和+5V 两种工作电压为主。提高 CCD 摄像机的制造效率 为了降低 CCD 摄像机的制造成本，实现高速自动化生产，制造厂家追求紧密性结构，致力于 CCD 摄像机的小型化，即由 Dip On Board（DOB）过锡板工艺改进为 Chip On Board（COB）板上连接 IC 芯片的贴片方式。到目前为止，已实现多层板的 Multi Chip Module（MCM）多芯片集成模组化制造技术。CCD 摄像机的数字化 在制造 CCD 摄像机时，从以往的 Analog 模拟系统逐步实现 DSP 数字化处理，可以借助电子计算机和专门

39、软件系统实现对 CCD 摄像机，特别是对彩色 CCD 摄像机的各种参数的量化调整，可以确保 CCD 摄像机性能指标的优化一致性以及在特殊使用条件下的参数量化修改。三、三、CCD 摄像机的技术性能、特点及进展摄像机的技术性能、特点及进展 Hyper-D 高动态范围 CCD 摄像机 CCD 摄像机是一种用来模拟人眼的光电探测器。但是人眼在观察目标时，可以看清目标的最低照度为 1Lux，当目标照度达到 3105Lux 时，即为人眼动态范围，这种摄像机被称为 Hyper-D CCD 摄像机。从模拟 Analog CCD 摄像机向 DSP 数字处理 CCD 摄像机方向的发展 采用 DSP 技术，可以使

40、CCD 摄像机在数字检测和数字运算技术上能够有效实现智能化逆光背景补偿；能够自动跟踪白平衡，即可以在任何条件下检测和跟踪“白色”，并以数字运算处理功能来再现原始的景物色彩。电脑摄像机（PC camera）和网络摄像机（Network Camera）由于计算机的进步和发展，可通过计算机主板上的 USB 接口通用串行总线和 IEEE1394安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 19 页 共 190 页 高速串行综合数据传输接口以及 PCMCIA 来输入。USB 接口的传输速率是 12Mb

41、ps，IEEE1394 接口的传输速率是 100-400Mbps。随着国际信息高速公路的实施，对于 CCD 摄像机作为系统的前端图像传感器正向着适合网络用户的方向发展。CCD 摄像机不仅需具有高分辨率的图像质量，而且还需具有小巧、使用简便、通用性强的特点。当前人们关注的Consumer CCD 摄像机在不久的将来会普及到千家万户。逐行扫描（Progressive Scan）方式 CCD 摄像机 Progressive Scan CCD 摄像机即逐行扫描 CCD，是相对通用的隔行扫描 CCD 摄像机而言的。CCD 摄像机的垂直分辨率一般仅能达到 350TV 线，这是由于使用 2 场，每场以 31

42、1条线扫描，以 21 隔行扫描，对运动的目标会由于奇场和偶场合为一帧，使用两个瞬间状态的信息被平滑了，分辨率会不降。而用 PC 逐行扫描方式摄像机拍摄的运动目标是在同一瞬间将两场图像同时采集成为一帧图像，达到提高垂直分辨率的作用。综上所述，到 21 世纪，世界将进入信息时代，数字化、计算机化、通讯、电视融为一体的网络化即将成为现实，让人们去面对、去学习、去研究。从整个系统来讲，CCD 摄像机是核心的元件之一，但由于我国 CCD 摄像机制造技术和 CCD 传感器生产线正处于发展和不断完善的阶段，因此，目前我国 CCD 产业亟待发展，才能适应市场的需求。随着我国经济的高速增长，信息产业化进程的加快

43、，CCD 摄像机的市场会越来越大，应用的领域将深入到每一个相关的专业领域，将给人们带来新的概念。四、四、CCD 摄像机常见性能和主要性能指标摄像机常见性能和主要性能指标 现在摄像机的功能很多，如自动白平衡调整、自动增益调整、电子快门、逆光补偿、多种同步方式、Y/C 分离输出等等。但考察摄像机档次的最主要指标是水平清晰度、最低照度（灵敏度）和信噪比。清晰度 清晰度数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。当超过这一线数安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家

44、来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 20 页 共 190 页 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。清晰度是由摄像器件像素多少决定的，显然摄像器件的像素越多，得到的图像越清晰，反之也然。清晰度越高，说明摄像机档次越高，反之越低。最低照度 最低照度是最低照度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。一般彩色摄像机的最低照度为 23LUX，照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提，因此，不能只看摄像机说

45、明书中标明的最低照度，应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小，摄像机档次越高。相对于彩色摄像机而言，黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱（亮度）信号敏感，所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低，一般可做到 0.1LUX 在 F1.4 时，至于微光摄像机则更低。有关光圈系数的知识请参阅镜头一节。视频信号的标称值为 1Vp-p，标准值为 0.7Vp-p，最低照度时的视频信号值为 1/3 到 1/2的标准植。所以摄像机在最低照度时的图像，决不会“如同白昼一样”。另外，摄像机在最低照度时产生的图像清晰度，是用电视信号测试卡进行测式的，其黑白相间的条纹，要求黑色反射率近于 0%，

46、白色反射率大于 89.9%。而我们在现场观察时有时不具备这样的条件，比如：树叶和草地的反射率很低，反差很小，就不易获得清晰图像。因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。信噪比 信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电

47、压的比值，通常用符号 S/N 来表示。由于在一安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 21 页 共 190 页 般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，因此，实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以 10 为底的对数再乘以系数 20，单位用 dB表示。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 摄像机信噪比的典型值一般为 45dB55dB。测量信噪比参

48、数时，应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。自动增益控制（AGC）AGCAutomatic Gain Control 的缩写。所有摄象机都有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关 AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有 AGC 功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但

49、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。背景光补偿（BLC）BLCBackLight Compesation 的缩写，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。通常，摄象机的 AGC 工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的 AGC 工作点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。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

50、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安防技术论坛-技术资料在 TMCCTV.COM 您只需要提出问题，剩下的事情由安防专家来做 安防技术论坛 搜集整理 更多资料请访问：http:/ 第 22 页 共 190 页 降低，整个视场的可视性得到改善。当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其 AGC 工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。电子快门（ES）电子快门的英文全称为 Electronic Shutte