● CCTV的基本理論 ...... CCTV即Closed Circuit Television 的縮寫(xiě),是閉路電視系統(tǒng)的意思。其利用電學(xué)原理,透過(guò)光學(xué)鏡頭所攝取的影像光能,經(jīng)由攝影機(jī)內(nèi)的芯片(CCD)或攝像管(tube)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽俳?jīng)由電纜線(xiàn)及一些用途不同的輔助器材傳送到監(jiān)視器上,使電能回復(fù)光能呈現(xiàn)在屏幕上。 目前大多數(shù)新式系統(tǒng)中,除特殊運(yùn)用外,多采用CCD攝影機(jī),此種趨勢(shì)在將來(lái)會(huì)更普遍。所謂CCD(charge coupled device,電荷耦合組件)為一攝像組件,此組件可將光線(xiàn)變成電荷,并可將電荷儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)移,且能令儲(chǔ)藏之電荷取出,使電壓發(fā)生變化。 ●CCD攝影機(jī)與攝像管攝影機(jī)比較時(shí),具有下列優(yōu)點(diǎn): (1)體積小,重量輕。 (2)低殘像。 (3)磁場(chǎng)不會(huì)影響到畫(huà)面。 (4)抗震動(dòng)、抗撞擊。 (5)壽命長(zhǎng)。 ▼ CCD尺寸攝影機(jī)所使用之CCD可分為2/3"、1/2"、1/3"等尺寸類(lèi)別。因?yàn)橛跋癖砻孀冃。瑘D素?cái)?shù)量及敏感度(sensitivity)隨之減少。最近已將此問(wèn)題解決,為了節(jié)省成本,制造商多采用1/3"CCD。 ▼ 電源 (1)交流電源(AC mains) (2)24V交流電源(24V AC)此類(lèi)攝影機(jī)另需加裝一個(gè)24V AC的轉(zhuǎn)接器。 (3)單電纜(one cable)此類(lèi)攝影機(jī)之電源(DC power)來(lái)自同軸電纜(需加裝控制器),此電纜供視頻信號(hào)輸出使用。 ▼ 分辨率(resolution) 通常是指水平解晰度,除非特別指定"垂直"時(shí)。 (1)水平解晰度(horizontal resolution) 其數(shù)目是由明顯的垂直交互黑白線(xiàn)條之最大數(shù)目乘以0.75而得。 一般以CCD之圖素(pixel)數(shù)量及攝影機(jī)的電子特性決定。 (2)垂直解晰度(vertical resolusion) 其數(shù)目是由明顯的水平交互黑白線(xiàn)條之最大數(shù)目而得。 一般以?huà)呙杈(xiàn)的數(shù)目及掃描方法而得。 ▼ 黑白 / 彩色若監(jiān)視一個(gè)景物的位置或景物的移動(dòng)時(shí),建議選用黑白攝影機(jī)。彩色攝影機(jī)適用于景物細(xì)部辨別做實(shí)時(shí)(real time)的監(jiān)視。通常黑白攝影機(jī)比彩色攝影機(jī)更為敏感,所以黑白攝影機(jī)適用于光線(xiàn)不足之地區(qū)或夜晚無(wú)法安裝照明設(shè)備之地點(diǎn)。 ▼ 照度(illumination)依照安裝地點(diǎn)的亮度來(lái)選擇攝影機(jī)。如果地點(diǎn)的亮度超過(guò)最低物體亮度10倍以上時(shí),畫(huà)面一定清晰 。 ■ 同步系統(tǒng)(synchronization system) 進(jìn)行發(fā)射機(jī)及接收機(jī)同步時(shí),須完成信號(hào)同步。水平同步信號(hào)控制水平掃描,垂直同步信號(hào)控制垂直掃描。 同步系統(tǒng)分為下列四種: ▼ 內(nèi)同步(internal synchronization)藉由攝影機(jī)的內(nèi)同步信號(hào)產(chǎn)生電路之同步信號(hào)來(lái)完成操作。 ▼ 外同步(external synchronization)藉由一個(gè)外部的同步信號(hào)產(chǎn)生器,將同步信號(hào)分送到攝影機(jī)的外同步輸入來(lái)完成同步。 ▼ 電源(行鎖定)同步(power(line-lock)synchronization)利用攝影機(jī)的AC電源周波來(lái)完成垂直驅(qū)動(dòng)(VD)同步。 ■ 功能 ▼ 電子快門(mén)(electronic shutter)固體攝像素子的電荷累積時(shí)間,依電子的可變性而控制曝光時(shí)間的功能。此一功能可使攝影機(jī)捕捉快速移動(dòng)之物體。 ▼ 白平衡(white balance)對(duì)于彩色攝影機(jī)為配合光源而調(diào)整顏色再現(xiàn)的功能。 (1)自動(dòng)白平衡(automatic white balance;AWB) 自動(dòng)儲(chǔ)存物體預(yù)設(shè)的白平衡。適用于固定光源的地方。 (2)自動(dòng)追蹤白平衡(automatic tracking white balance;ATW)可經(jīng)常對(duì)一個(gè)物體的色溫變化追蹤和偵測(cè),并自動(dòng)調(diào)整白平衡。適用于定期光源改變的地方,例如夜間用螢光燈來(lái)替代天然光線(xiàn)之地方。 ▼ 光圈(iris) (1)手動(dòng)(manual)光圈 當(dāng)亮度變更時(shí)需手動(dòng)調(diào)整光圈,所以適用于亮度不變的地方。 (2)自動(dòng)(auto)光圈 因亮度變更時(shí)光圈可自動(dòng)調(diào)整,所以適用于每天定時(shí)光源會(huì)變換的地方。 ● Video input型式鏡頭內(nèi)有電路來(lái)偵測(cè)進(jìn)入鏡頭里的光度。 ● DC input型式鏡頭內(nèi)無(wú)光度偵測(cè)電路,反之有些攝影機(jī)內(nèi)部加上了光度偵測(cè)電路,故鏡頭本身較便宜。 ■ 鏡頭之選擇鏡頭選擇與攝影機(jī)選擇同樣重要。依照監(jiān)視時(shí)被觀察物體之尺寸(觀察范圍)、物體亮度變化及CCD尺寸來(lái)選擇鏡頭的型式。一般有下列幾項(xiàng)選擇條件: ▼ 焦距(focal length) 必須注意物體到攝影機(jī)之距離及觀察尺寸。 ▼ 鏡頭種類(lèi) 可分為廣角(wide angle)、望遠(yuǎn)(telephoto)、標(biāo)準(zhǔn)(standard)、伸縮(motorized)、針孔(pin-hole)、棱鏡(prism)。 ▼ 安裝座分為C mount及CS mount。 ▼ 孔徑比(aperture ratio)孔徑比可指示鏡頭的亮度,亦即我們?cè)谝?guī)格上所見(jiàn)的F值(F-stop number)。此比率是鏡頭的光圈直徑(D)與鏡頭焦距(f)之比;數(shù)值愈小,光圈愈大,透過(guò)的光線(xiàn)愈多。F=f/D ■ 監(jiān)視器之選擇依照黑白或彩色及屏幕大小來(lái)選擇監(jiān)視器。 ■ 外圍設(shè)備因安裝位置環(huán)境需要及監(jiān)視作業(yè)周全與便利,必須加裝許多外圍設(shè)備,如回轉(zhuǎn)臺(tái)、防護(hù)罩、跳臺(tái)器,甚或矩陣控制器。 ● 監(jiān)視攝影機(jī)所需之明亮度 ■ 最低被照體照度 在攝影機(jī)的可辨識(shí)范圍內(nèi),被照體需要一定之明亮度,攝影機(jī)才可輸出被照體之影像,此明亮度稱(chēng)之為<最低被照體照度>。各型號(hào)攝影機(jī)可攝得影像所需之明亮度皆不相同,因此明亮度即成為攝影機(jī)感度之標(biāo)準(zhǔn)。 <最低被照體照度>會(huì)隨著鏡頭之F值(最大口徑比)、光源之色溫、被照體之反射率、增益的最大值等條件不同而改變。 鏡頭之F值(最大口徑比) 將鏡頭之明亮度數(shù)值化 光源之色溫 人類(lèi)肉眼不可辨識(shí)光源之色溫?cái)?shù)值化 被照體之反射率 被照體入射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)之比率 增益的最大值 攝影機(jī)感度之最大值 ■ 鏡頭之明亮度(F值)F 值即指鏡頭之明亮度。鏡頭規(guī)格中所顯示<最大口徑比1:1.2>之<1.2>即為F值。F值越小表示鏡頭之明亮度越高。F值每縮小一級(jí)距,明亮度即增加兩倍。鏡頭之射入光量與光束之?dāng)嗝娣e[鏡頭的有效口徑[D]的平方]成比例,因此影像明亮度為F值平方之反比。由此推算,F(xiàn)值每縮小一級(jí)距,明亮度即增加兩倍。 ■ 最低被照體照度之換算方式 攝影機(jī)規(guī)格記載之最低被照體照度,是使用F1.4鏡頭所測(cè)定之值。實(shí)際使用時(shí),根據(jù)所組合鏡頭之F值不同,最低被照體照度也有所不同。 在C-CC350攝影機(jī) <最低被照體照度:3Lx(50IRE)(F1.4)>上加裝CT-0312G(F1.2)之鏡頭時(shí),其換算之最低被照體照度為: (3Lx)×(1.2×1.2)/(1.4×1.4)=2.2Lx 使用比 F1.4明亮度更高之鏡頭(非球面鏡頭等),最低被照體照度也隨之下降,即使是昏暗的物體,攝影機(jī)也可清楚地輸出被照體之影像。
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