安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之從入門到精通(入門篇最終修改)

1、安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之-從入門到精通 （入門篇）主編：研發(fā)中心-產(chǎn)品管理部安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之一從入門到精通（入門篇）資料版本V1.1日期 2014年5月浙江大華技術(shù)股份有限公司版權(quán)所有，保留一切權(quán)利。非經(jīng)本公司書面許可，任何單位和個人不得擅自摘抄、復制本 書的部分或全部，并不得以任何形式傳播。前言浙江大華技術(shù)股份有限公司（下簡稱：大華股份）經(jīng)過十年的磨練，向著“行業(yè)領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)報國”的目標不斷創(chuàng)新和發(fā)展壯大。今天的大華公司已經(jīng)是安防監(jiān)控領(lǐng)域里舉足輕重的企業(yè)。大華公司提供視頻監(jiān)控后端存儲、前端采集、通信傳輸、系統(tǒng)管理、解碼上墻的完整解決方案。為了幫助大家更好的理解大華產(chǎn)品，幫助新員工、在職員工熟悉安防

2、專業(yè)知識，了解掌握公司產(chǎn)品，特別編寫了“視頻監(jiān)控技術(shù)與產(chǎn)品入門”基礎(chǔ)資料庫，這套資料庫包括：行業(yè)基礎(chǔ)知識：1. 安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之從入門到精通（入門篇）2. 安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之攝像機技術(shù)3. 安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之 DVR 技術(shù)4. 安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之 ITS 技術(shù)5. 安防監(jiān)控基礎(chǔ)知識之軟件技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)知識：1. 大華股份監(jiān)控產(chǎn)品知識前端產(chǎn)品2. 大華股份監(jiān)控產(chǎn)品知識后端產(chǎn)品3. 大華股份監(jiān)控產(chǎn)品知識智能交通產(chǎn)品4. 大華股份監(jiān)控產(chǎn)品知識顯示產(chǎn)品5. 安防系統(tǒng)方案基礎(chǔ)知識解決方案基礎(chǔ)6. 安防系統(tǒng)方案基礎(chǔ)知識常見安防解決方案剖析本套叢書深入簡出的介紹了大華產(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)、特點和業(yè)務(wù)性能等，嘗試

3、用通俗易懂的語言將復雜的視頻監(jiān)控產(chǎn)品展現(xiàn)在具備不同知識結(jié)構(gòu)的讀者面前。讀者對象本套叢書適合于以下讀者閱讀：大華公司新員工大華公司非開發(fā)人員大華公司客戶（受控版）目錄第一章 安防監(jiān)控概述1.1 安全防范基礎(chǔ)知識1.1.1 安 全防范基本概念根據(jù)現(xiàn)在漢語詞典的解釋，所謂安全，就是沒有危險、不受侵害、不出事故；所謂防范，就是防備、戒備，而防備是指作好準備以應(yīng)付攻擊或避免受害，戒備是指防備和保護。綜合上述解釋，是否可以給安全防范下如下定義：做好準備和保護，以應(yīng)付攻擊或者避免受害，從而使被保護對象處于沒有危險、不受侵害、不出現(xiàn)事故的安全狀態(tài)。顯而易見， 安全是目的，防范是手段，通過防范的手段達到或?qū)崿F(xiàn)安

4、全的目的，就是安全防范的基本 內(nèi)涵。1.1.2 安 全防范的三種基本防范手段：人防、物防和技防安全防范是社會公共安全的一部分，安全防范行業(yè)是社會公共安全行業(yè)的一個分支。就防范手段而言，安全防范包括人力防范、實體（物）防范和技術(shù)防范三個范疇。其中人力防范和實體防范是古已有之的傳統(tǒng)防范手段，它們是安全防范的基礎(chǔ)，隨著科學技術(shù)的不斷進步，這些傳統(tǒng)的防范手段也不斷融入新科技的內(nèi)容。技術(shù)防范的概念是在近代科學技術(shù)（最初是電子報警技術(shù)）用于安全防范領(lǐng)域并逐漸形成的一種獨立防范手段的過程中所產(chǎn)生的一種新的防范概念。由于現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展和普及應(yīng)用，“技術(shù)防范”的概念也越來越普及，越來越為警察執(zhí)法部門和社

5、會公眾所認可和接受，以致成為使用頻率很高的一個新詞匯，技術(shù)防范的內(nèi)容也隨著科學技術(shù)的進步而不斷更新。在科學技術(shù)迅猛發(fā)展的當今時代，可以說幾乎所有的高新技術(shù)都將或遲或早的移植、應(yīng)用于安全防范工 作中。因此，“技術(shù)防范”在安全防范技術(shù)中的地位和作用將越來越重要，它已經(jīng)帶來了 安全防范的一次新的革命。安全防范的三個基本要素是：探測、延遲與反應(yīng)。探測（ Detection）是指感知顯形和 隱性風險事件的發(fā)生并發(fā)出報警；延遲（ Delay）是指延長和推延風險事件發(fā)生的進程； 反應(yīng)（Response）是指組織力量為制止風險事件的發(fā)生所采取的快速行動。在安全防范的 三種基本手段中，要實現(xiàn)防范的最終目的，都要

6、圍繞探測、延遲、反應(yīng)這三個基本防范要 素開展工作、采取措施，以預防和阻止風險事件的發(fā)生。當然，三種防范手段在實施防范 的過程中，所起的作用有所不同?；A(chǔ)的人力防范手段（人防）是利用人們自身的傳感器（眼、耳等）進行探測，發(fā)現(xiàn)妨害或破壞安全的目標，作出反應(yīng)；用聲音警告、恐嚇、設(shè)障、武器還擊等手段來延遲或阻止危險的發(fā)生，在自身力量不足時還要發(fā)出求援信號，以期待做出進一步的反應(yīng)，制止危險的發(fā)生或處理已發(fā)生的危險。實體防范(物防)的主要作用在于推遲危險的發(fā)生，為“反應(yīng)“提供足夠的時間?，F(xiàn)代的實體防范，已不是單純物質(zhì)屏障的被動防范，而是越來越多地采用高科技地手段，一方面使實體屏障被破壞地可能性變小，增大延

7、遲時間；另一方面也使實體屏障本身增加探測和反應(yīng)的功能。技術(shù)防范手段可以說是人力防范手段和實體防范手段的功能延伸和加強，是對人力防范和實體防范在技術(shù)手段上的補充和加強。它要融入人力防范和實體防范之中，使人力防范和實體防范在探測、延遲、反應(yīng)三個基本要素中間不斷地增加高科技含量，不斷提高探測能力、延遲能力和反應(yīng)能力，使防范手段真正起到作用，達到預期的目的。探測、延遲和反應(yīng)三個基本要素之間是相互聯(lián)系、缺一不可的關(guān)系。一方面，探測要準確無誤、延遲時間長短要合適，反應(yīng)要迅速；另一方面，反應(yīng)的總時間應(yīng)小于(至多等于)探測加延遲的總時間。1.1.3 安全防范技術(shù)與安全技術(shù)防范安全防范技術(shù)是用于安全防范的專門技

8、術(shù)，在國外，安全防范技術(shù)通常分為三類：物理技術(shù)防范(Physical Protection)、電子防范技術(shù)(Electronic Protection)、生物統(tǒng)計學 防范技術(shù)(Biometric Protection)。這里的物理防范技術(shù)主要指實體防范技術(shù)，如建筑物 和實體屏障以及與其匹配的各種實物設(shè)施、設(shè)備和產(chǎn)品(如門、窗、柜、鎖等)；電子防范技術(shù)主要是指應(yīng)用于安全防范的電子、通信、計算機與信息處理及其相關(guān)技術(shù)，如：電子報警技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、出入口控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及其相關(guān)的各種軟件、系統(tǒng)工程等。生物統(tǒng)計學防范技術(shù)是法庭科學的物證鑒定技術(shù)和安全防范技術(shù)中的模式識別相結(jié)合的產(chǎn)物，他主

9、要是指利用人體的生物學特征進行安全技術(shù)防范的一種特殊技術(shù)門類，現(xiàn)在應(yīng)用較廣的有指紋、掌紋、眼紋、聲紋等識別控制技術(shù)。安全技術(shù)防范是以安全防范技術(shù)為先導，以人力防范為基礎(chǔ)，以技術(shù)防范和實體防范為手段，所建立的一種具有探測、延遲、反應(yīng)有序結(jié)合的安全防范服務(wù)保障體系。他是以預防損失和預防犯罪為目的的一項公安業(yè)務(wù)和社會公共事業(yè)。對于警察執(zhí)法部門而言，安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)開展安全防范工作的一項公安業(yè)務(wù)；而對于社會經(jīng)濟部門來說，安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn)業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā)，就要有系統(tǒng)的設(shè)計與工程的施工、服務(wù)和管理。1.1.4 安全防范

10、技術(shù)的專業(yè)體系安全技術(shù)防范作為社會公共安全科學技術(shù)的一個分支，具有其相對獨立的技術(shù)內(nèi)容和專業(yè)體系。根據(jù)我國安全防范行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展，我們可以將安全防范技術(shù)按照學科專業(yè)、產(chǎn)品屬性和應(yīng)用領(lǐng)域的不同進行如下分類：1. 入侵探測與防盜報警技術(shù)2. 視頻監(jiān)控技術(shù)3. 出入口目標識別與控制技術(shù)4. 報警信息傳輸技術(shù)5. 移動目標反劫、防盜報警技術(shù)6. 社區(qū)安防與社會救助應(yīng)急報警技術(shù)7. 實體防護技術(shù)8. 防爆安檢技術(shù)9. 安全防范網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成技術(shù)10. 安全防范工程設(shè)計與施工技術(shù)由于安全防范技術(shù)是正在發(fā)展中的新興技術(shù)領(lǐng)域，因此上述專業(yè)的劃分只具有相對意義。實際上上述各項專業(yè)技術(shù)本身，都涉及諸多不

11、同的自然科學和技術(shù)的門類，它們之間又互相交叉和相互滲透，專業(yè)的界限會變得越來越不明顯，同一技術(shù)同時應(yīng)用于不同專業(yè)的情況也會越來越多。我公司主要涉及的是視頻監(jiān)控技術(shù)，但目前的視頻監(jiān)控技術(shù)也不是單一的，也涉及到與入侵探測、防盜報警系統(tǒng)相結(jié)合的一些聯(lián)動報警技術(shù)。1.2 視頻監(jiān)控簡介本文介紹的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要指的是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，因為這個系統(tǒng)的視頻信號是非公開傳輸?shù)?，只能提供給特定的使用者觀看，因此稱為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。英文縮寫是： CCTV(closed-circuit television) ，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是一個跨行業(yè)的綜合性保安系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用了世界上最先進的傳感技術(shù)、監(jiān)控攝像技術(shù)、通訊

12、技術(shù)和計算機技術(shù)，組成一個多功能全方位監(jiān)控的高智能化的處理系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)因其能給人最直接的視覺、聽覺感受，以及對被監(jiān)控對象的可視性、實時性及客觀性的記錄，因而已成為當前安全防范領(lǐng)域的主要手段，被廣泛應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)一直是監(jiān)控領(lǐng)域中的熱點，它以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而在各個行 業(yè)得到廣泛應(yīng)用，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與電子、通信的發(fā)展息息相關(guān)，就其發(fā)展的階段看,主要經(jīng)歷了以下階段。1.2.1 基于模擬傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀90年代初及其以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代 視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這種基于模擬圖像的視頻監(jiān)控系統(tǒng)從電視機、攝像 機誕生的那天，就

13、已經(jīng)誕生。其視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機、視頻切換矩陣、監(jiān)視器、錄 像機等組成，通過視頻線、控制線連接，主要用于安保、生產(chǎn)管理場合。其特點是模擬視 頻信號傳輸，使用串口控制，傳輸距離有限，遠距離傳輸需要光傳輸設(shè)備，監(jiān)控方式單一， 智能化，集成度不高。系統(tǒng)構(gòu)成：前汽攝像機+視頻光端機視糠峰+VCR樵僑機1.2.2 模混合視頻監(jiān)控系統(tǒng)20世紀90年代中期，隨著計算機處理能力的提高和數(shù)字視頻技術(shù)、嵌入式技術(shù)的發(fā)展，人們利用計算機以及專用大規(guī)模集成電路的高速數(shù)據(jù)處理能力進行視頻的采集和處理，從而大大提高了圖像質(zhì)量，增強了視頻監(jiān)控的功能。整個系統(tǒng)的視頻、音頻信號的采集、存儲主要為數(shù)字形式，質(zhì)量較高，但是視頻

14、信號的傳輸和現(xiàn)實，基本還是模擬信號。DVR（數(shù)字硬盤錄像機）是第二代多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，有采用PC平臺（已經(jīng)趨于淘汰）和嵌入式 DVR兩種流行產(chǎn)品。在較大型的項目中，仍然會使用視頻矩陣，使圖像能夠分配給任意的監(jiān)視器使用。整個系統(tǒng)數(shù)字視頻信號和模擬視頻信號處理并存。1.2.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)到了 20世紀90年代末特別是近 5年；隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計算機處理能力和存儲容量的 迅速提高，以及各種實用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進入了全新的網(wǎng)絡(luò)時代，稱 為第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù) 字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以智能實用的圖像分

15、析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān) 控行業(yè)的技術(shù)革命。第三代視頻監(jiān)控領(lǐng)域，集中了多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理及遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)茸钚录夹g(shù)。 不僅僅可以解決圖像傳輸、遠程控制、現(xiàn)場信號采集等監(jiān)控功能，還可提供高質(zhì)量的監(jiān)控 圖像和便捷的監(jiān)控方式。第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般基于TCP/IP架構(gòu)，符合通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢。系統(tǒng)所有硬件軟件全都采用專業(yè)設(shè)計、具備專業(yè)的制造工藝。在編解碼方面，采用 專用的高速DSP處理芯片，系統(tǒng)軟件采用穩(wěn)定性最高的實時專用操作系統(tǒng)，因此具有功能 強大、可靠性高、功耗小、環(huán)境適應(yīng)能力強、軟件的擴展升級方便等優(yōu)點，具有非常廣泛 而靈活的應(yīng)用。示意圖如下：1.2.4 大規(guī)模數(shù)模混合視頻監(jiān)控系統(tǒng)近幾年，平安

16、城市、智慧城市概念以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)從早期 的僅僅提供清晰的，可控制的圖像到目前的越來越多的面向用戶實戰(zhàn)需求、面向各種業(yè)務(wù) 處理以及智能化應(yīng)用發(fā)展。用戶的需求也由早期的需要機器設(shè)備提供清晰可用的視頻信號 發(fā)展到了需要機器設(shè)備在原始視頻信號的基礎(chǔ)上提供更多的實戰(zhàn)應(yīng)用；面對越來越海量的 設(shè)備和信息，用戶越來越多的需要通過智能化應(yīng)用，用機器代替人力協(xié)助處理信息，人工 智能可以對信息進行識別、統(tǒng)計、歸納、挖掘等處理，輔助使用者進行決策，擺脫過去諸 如人工視頻巡檢、監(jiān)看、設(shè)備維護等這種繁重的體力勞動。軟件在視頻監(jiān)控中的作用越來 越大，同時TCP/IP技術(shù)由于其自生的一些問題，還是不能

17、完全取代模擬以及非IP數(shù)字信號技術(shù)。因此，面對復雜的應(yīng)用，在一些大型項目中，會涉及到大規(guī)模、多技術(shù)混合應(yīng)用 的的情況，同時，監(jiān)控設(shè)備也開始向多業(yè)務(wù)處理，模數(shù)混合發(fā)展，以實現(xiàn)綜合應(yīng)用為目的。系統(tǒng)構(gòu)成：攝像機+光端機十多功能矩陣+DVR/DVS+SAN/NAS+流媒體服務(wù)器+綜合業(yè)務(wù)管理平臺第二章前端部分知識2.1 攝像機基礎(chǔ)知識2.1.1 圖像傳感器原理現(xiàn)代安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開圖像傳感器技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。而在圖像傳感器中，日商所獨占的CCD專感器與百家爭鳴的 CMO贊感器都在盡力克服自身的缺點，希望成為市場上 的主流技術(shù)。2.1.1.1 CCD/CMOS感器技術(shù)簡介1) 技術(shù)簡介CCD/CMO圈

18、像傳感器是當前主流的兩種器件，其實物如下圖所示。從外觀上看它們并沒有實質(zhì)的差異。CCDCMOS傳感器實物CCD (Charge Coupled Device )是電荷耦合器件的英文簡寫。它由美國貝爾實驗室于1969 年發(fā)明。CMOS( Complementary Metal Oxide Semiconductor ),是互補金屬氧化物 半導體的英文簡寫。它本意是一種半導體制造工藝，當標識圖像傳感器時特制采用CMOS工藝制造的器件。2) 成像原理CCD/CMOS 光無論是CCDE是CMOS它們都采用感光元件作為影像捕獲的基本手段,元件單元的核心都是一個感光二極管，該二極管在接受光線照射之后能夠產(chǎn)

19、生輸出電流或電壓，而電流的強度則與光照的強度對應(yīng)。輸出的電壓或電流經(jīng)過放大器放大，A/D轉(zhuǎn)換后就成為可以被計算機其他數(shù)字器件處理的圖像數(shù)據(jù)。基本工作流程如下圖:基本工作流程由于每個像素單元是一樣的，所以對光線的反應(yīng)也近似，這樣是沒有辦法區(qū)分出色彩 的，因此在彩色成像時，按照一定的規(guī)律在每個像素前放置一個微小的顏色透鏡，這樣就 可以使不同的像素單元僅對某一色彩的光線產(chǎn)生光敏特性。根據(jù)建立在大量統(tǒng)計規(guī)律的基 礎(chǔ)上所體現(xiàn)的人的視覺特性，目前多采用 RGB (red, green, blue)三原色矩陣來對顏色 進行分離如同圖所示。這樣每個像素單元對光的反應(yīng)就表示一種顏色的光強，在該像素點 上的其他顏

20、色就依據(jù)周圍像素的顏色強度通過差值來得到，這個差值過程通常也稱為解馬 賽克。其過程如下圖所示。通過這種方式雖然降低了圖像顏色的分辨率，但用一片傳感器 就可以獲得彩色圖像數(shù)據(jù)，同是減少了要存貯的數(shù)據(jù)量。利用rGRB巨陣采集彩色圖像插值組合RGB 輸出圖像彩色還原原理2.1.1.2 CCD/CMOS感器主要區(qū)別CCD CMOS1態(tài)圖像傳感器在光檢測方面都利用了硅的光電效應(yīng)原理，其根本不同 點在于像素光生成電荷的讀出方式。造成這種差異的原因在于：CCD勺特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時不會失真，因此各個象素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進行放大處理；而CMOS：藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長時會產(chǎn)生噪聲，因此，必須先放大再

21、整合各個象素的數(shù)據(jù)。對于CMOS感器，每一個感光元件都直接整合了放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯，當感光二極 管接受光照、產(chǎn)生模擬的電信號之后，電信號首先被該感光元件中的放大器放大，然后直 接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號。換句話說，在CMOS感器中，每一個感光元件都可產(chǎn)生最終的數(shù)字輸出。CMOS像傳感器芯片的結(jié)構(gòu)如圖所示。典型的CMOS素單元主要由感光區(qū)和采樣電容及放大器構(gòu)成，多個單元構(gòu)成一個像素陣列（二維可編址傳感器陣列），傳感器的 每一列與一個位線相連，行允許、線允許所選擇的行內(nèi)每一個敏感單元輸出信號送入它所 對應(yīng)的位線上，位線末端是多路選擇器，按照各列獨立的列編址進行選擇，輸出相應(yīng)像素 信號。采樣電容CMO

22、S 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖而在CC茨感器中，每一個感光元件都不對輸出的電流作進一步的處理，而是將它直接輸出到感光元件的存儲單元，由于感光元件生成的電信號實在太微弱了，無法直接進行模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，因此這些輸出數(shù)據(jù)必須做統(tǒng)一的放大處理，這項任務(wù)是由CC臏感器中的放大器專門負責，經(jīng)放大器處理之后，每個像點的電信號強度都獲得同樣幅度的增大；但由于CCm身無法將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，因此還需要一個專門的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進行處理。但在周邊組成上，CCDJ感光元件與CMOS感光元件也不相同，如下圖所示，CCD勺感光元件除了感光二極管之外，包括一個用于控制相鄰電荷的存儲單元，感光二極管占據(jù)了絕大多數(shù)面積，不像 CM

23、OS樣，每個感光元件還集成了采樣電容、放大器、A/D裝換等器件。因此在相同面積下，CCD勺感光區(qū)域占據(jù)了較多的面積，而CMOS于其復雜結(jié)構(gòu)，感光面積比 CCDI低了約20%!至更多。串行時鐘圖表CCD傳感器結(jié)構(gòu)示意圖正是由于CCDfCMOS結(jié)構(gòu)工藝的不同，導致了他們在物理特性上的很多差異，主 要有以下幾方面：靈敏度差異由于CMOS采樣及放大電路與感光區(qū)集成在一起，所以 CMOS有效感光面積就比 CCD、了很多，表現(xiàn)就是在相同像素面積的情況下， CMOS靈敏度比CCDO艮多。分辨率差異如上所述，CMOS個像素的構(gòu)成相對復雜，因此像素尺寸通常不容易做的更小，所以在 相同尺寸（感光面積）的情況下，C

24、MOS成的像素數(shù)一般情況下比 CC要少，導致相同尺寸的分辨率較低。噪聲差異由于CMOS感器的每個感光二極管都需搭配一個放大器，而放大器屬于模擬電路， 很難讓每個放大器所得到的結(jié)果保持一致，因此與只有一個放大器放在芯片邊緣的 CC睽感器相比，CMOS感器的噪聲就會增加很多，影響圖像品質(zhì)。功耗差異CMOS感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由晶體管放大輸出，但CC法感器為被動式采集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，而此外加電壓通常需要達到1218V;因此，CC茂感器除了在電源管理電路設(shè)計上的難度更高之外，高驅(qū)動電壓更使其功耗遠高于 CMOS感器的水平。實際應(yīng)用中，CCDJ發(fā)熱

25、量也要比CMOS出很多，甚至需要對散熱進行額外的設(shè)計。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度差異由于CMOS個像素都集成了放大器、采樣及 A/D轉(zhuǎn)換電路，因此，信號的處理可并行進行，而CC咯個象素的數(shù)據(jù)匯聚至邊緣再統(tǒng)一進行放大處理，只能采用串行處理的方式；因而數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度要遠低于 CMOS高速的CMOS像采集幀率每秒可達到 3000甚 至5000幀。雖然CCDT采取分多區(qū)域多通道同時輸出等手段，但幀率也很難達到100幀,并同時會涉及圖像拼接技術(shù)，導致增加系統(tǒng)復雜度，影響圖像質(zhì)量。成本差異由于CMOS感器采用一般半導體電路最常用的CMOS藝，可以輕易地將周邊電路（如AGC、 CDS、 Timing generator 等

26、 ）集成到傳感器芯片中，因此可以節(jié)省外圍芯片的成本；除此之外，由于 CC床用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù)，只要其中有一個象素不能運行，就會導致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送，因此控制CC睽感器的成品率比CMOS感器困難許多，即使有經(jīng)驗的廠商也很難在產(chǎn)品問世的半年內(nèi)突破50%的水平，因此，CCD傳感器的成本會高于CMOS感器。不過，隨著CCDf CMOS感器技術(shù)的進步，兩者的差異有逐漸縮小的態(tài)勢，例如， CC茨感器一直在功耗上作改進，以應(yīng)用于移動通信市場；CMOS感器則在改善分辨率與靈敏度方面的不足，以應(yīng)用于更高端的圖像產(chǎn)品。2.1.1.3 CCD/CMOS感器存在的主要問題以目前的技術(shù)情形來看，CCD和CMO

27、STB還不是完美無缺的，在某些情況下都有可能產(chǎn)生一些畫面的問題，如開花模糊現(xiàn)象（ Bloom）;還有一些現(xiàn)象是某種傳感器特有的現(xiàn) 象，如 CCD可能會出現(xiàn)一種叫做 Smear （遇強光產(chǎn)生光條）的現(xiàn)象，俗稱漏光；而 CMOS 則有 Skew/Wobble/Partial Exposure （ 歪斜/抖動/部分曝光） 的問題，俗稱果凍現(xiàn)象。1） Bloom 現(xiàn)象Bloom 現(xiàn)象是指畫面中有太陽或者照明燈等因為物體的光過于明亮，超出了圖像傳感器處理的容量限制而發(fā)生的一種亮物體周圍被光暈包圍的現(xiàn)象。如下圖所示。Bloom現(xiàn)象這種現(xiàn)象的主要成因可以用下圖形象的表示。傳感器感光單元依靠勢阱來儲存光電效應(yīng)

28、生成的電子，就像一個個的小容器，它們的容量是有一定限制的，當某些容器裝滿后,如果繼續(xù)有電子注入的話，它們就會向周圍的容器溢出，離已裝滿容器越近的所受影響越大，越遠的越小，在圖像上直觀的表現(xiàn)就是光暈。圖表Bloom 成因示意圖2) Smear 現(xiàn)象Smear現(xiàn)象是CCD專感器特有的現(xiàn)象。它是指在CCD在拍攝高亮或強反光物體時，畫面出現(xiàn)垂直亮線的現(xiàn)象，如下圖所示。它的根本原因和Bloom現(xiàn)象相似，也是由于能量太CCD專感器的特殊結(jié)構(gòu)，造成溢出大，導致CCDt光器件中電子勢阱的電子溢出，但由于的電子上下流動而形成了圖像上的亮條。smear現(xiàn)象目前，CCDT以用行間轉(zhuǎn)移(ILT)的方式smear問題的

29、。在這種模式下，每個像素被分為感光區(qū)和電荷轉(zhuǎn)移區(qū)，電荷轉(zhuǎn)移區(qū)不感光，這樣在曝光結(jié)束時先將電荷一次性轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移區(qū)，再讀出，這樣讀出過程就沒有電荷積分，就不會產(chǎn)生因電子運動而引起的Smear現(xiàn)象。但顯然ILT方式減少了像素的感光面積，降低了靈敏度。3) Skew/Wobble/Partial Exposure 現(xiàn)象CMO咽為工作方式不同，不會有 Smear的問題，但卻有 Skew/Wobble/PartialExposure的問題，這是因為目前多數(shù)CMOS機的制造廠商采用的是卷簾式快門(rollingshutter),而不是全局式快門 (global shutter) 設(shè)計的關(guān)系。Rolling

30、shutter通常采用的結(jié)構(gòu)，每次僅對一行像素進行曝光控制，即一行曝光后再對下一行進行曝光，這樣如果目標物體是運動的或相機與物體有相對運動時就會出現(xiàn)如 下圖所示的情形，相對運動越劇烈，現(xiàn)象越明顯；如果相機和物體相對水平方向晃動的話, 甚至會出現(xiàn)物體成波浪樣扭曲的情況。Skew/Wobble/Partial Exposure 現(xiàn)象要解決卷簾快門帶來的果凍現(xiàn)象，可采用全局快門( global shutter )，但全局快 門要采用更多的晶體管，同樣減小了感光面積，對靈敏度有較大的影響。2.1.1.4CCD/CMOS展趨勢盡管CCD在影像品質(zhì)等各方面均優(yōu)于CMOS但不可否認的 CMOSM有低成本、低

31、耗電以及高整合度的特性。CMOS的低成本和穩(wěn)定供貨，成為廠商的最愛，也因此其制造技術(shù)不斷地改良更新，使得 CCD與CMOS兩者的差異逐漸縮小。新一代的 CCD以耗電量減 少作為改進目標，CMOS系列，則開始朝向大尺寸面積與高速影像處理芯片集成，借助后續(xù)的影像處理修正噪點以提高畫質(zhì)表現(xiàn)，目前高速影像處理芯片已經(jīng)可以勝任高像素 CMOS所產(chǎn)生的影像。除此之外，還有背照式CMO波術(shù)的問世，可大大提高 CMOS勺靈敏度水平，CMO外來跨足高階的影像市場產(chǎn)品，前景可期。相較于CMOS的急起直追，CCD廠商也加快步伐進行新技術(shù)開發(fā)，不斷進行耗電量的 改善，甚至有廠商宣稱其CCD傳感器組件的耗電量只有 35

32、mW/單就耗電量而言，該 CCD已經(jīng)超越CMOSR4 4080mW勺水平。值得一提的是國內(nèi) CCDS像傳感器的研制工作也在穩(wěn)步地進行。目前在實驗室已做出 了從32* 32至1 756X 581、800 X 800等多種CCM像傳感器器件，基本上形成了系列化產(chǎn) 品。由于受經(jīng)費、設(shè)備等因素影響，國內(nèi)CCD圖像傳感器的研究進展尚不夠迅速，目前還沒有生產(chǎn)能力，與國際先進水平相比差距很大。據(jù)悉，信息產(chǎn)業(yè)部下屬研究所目前已從美國和俄羅斯引進可見光和紅外 CCDK片生產(chǎn)線并開展試驗工作，這將大大促進我國CCD芯片的產(chǎn)業(yè)化進程?？傊瑘D像傳感器的發(fā)展趨勢就是：更大的面積，更高的分辨率，更高的感光度或靈 敏度，

33、更寬的動態(tài)范圍，更高的集成度，更低的功耗，以適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及更靈活 的應(yīng)用方式。2.1.2攝像機硬件方案知識從事安防行業(yè)，首先我們來了解攝像機方案，攝像機方案簡單說就是指DS可口CCD/CMO的搭配（根據(jù) DSP的型號和高解或低解的 CCDf配）。攝像機方案目前都弄得 神神秘秘的，資料也不多見，相信大家一聽說攝像方案就覺得頭大，是高手才能掌握的知 識，市場也魚目混珠?，F(xiàn)在先弄清楚攝像機的結(jié)構(gòu)，如下圖：圖中的每個部分就是一個零器件，組合起來就是一個整體，一個可用的“機器”，也 就是一個“方案”。下面解析各個部分的功能：1. CCD相當與人的眼睛，它的主要工作就是把光影像轉(zhuǎn)成電子信號。CCD

34、上有感光點，每一點就像一顆太陽能電池，被光照到后會產(chǎn)生電能，依照光的照度不同，會 產(chǎn)生不同的電能。2. V-Driver : CCD里頭每一點被光照到產(chǎn)生電能，那如何取出來？就是靠這顆V-DRIVER,它會產(chǎn)生不同的脈波，把CCD§點的訊號“打”出來。我們通常說是CCD勺驅(qū)動。3. CDS/AGC CCD出來的訊號，在這顆晶片內(nèi)做處理后，送進DSP（數(shù)字信號處理器）。4. DSP Digital Signal Processor（數(shù)字信號處理器），主要針對算法運算而產(chǎn)生的一種 MCU不只是在攝像機設(shè)計中用到DSP現(xiàn)在好多行業(yè)都用到DSP特別是在算法方面，DSP的應(yīng)用是相當廣的，是比較

35、流行的MCU從DS/AGC出來的模擬信號傳送到DSP進行處理，順便說一下，DSP是數(shù)字信號處理器，怎么能處理模擬信號呢？因為DSP內(nèi)部有一個 A/D Converter (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)把模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字后再進行運算，在攝像 機中主要是進行顏色，亮度，白平衡等運算。運算后又把信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出，也就 是視頻輸出了。5. T.G:控制整個處理過程快慢用的，一般都包含在DSP里的，就不多說了。以上部分再加上鏡頭，就是整個攝像機了。了解了攝像機結(jié)構(gòu)后，現(xiàn)在來講攝像機的方案，方案主要是針對DSP來說的，把DSP和CCDf配起來就是我們所說的方案了，目前攝像機市場上應(yīng)用比較多，占主流地位的是SON4口

36、SHAR性產(chǎn)的DSR SON也要有以下幾種方案：1) SS-1; CXD2163BRSON修司推出這顆 DSP之前已推出了 CXD2163當初把 CXD2163這個方案叫做 SS-1 , 用CXD2163做出來的機子一直有問題，所以不久就推出CXD2163BR用來代替 CXD2163方案人們也一直叫做 SS-1。SS-1可接高解 CCD( ICX408AK/超低照度ICX258AK ( NTSC和ICX409AK/超低照度 ICX259AK (PAD ),還可以接彳氐角軍 CCD(ICX404AK (NTSC 和 ICX405AK (PAL.)(注意： 以上CCD尺寸是1/3,還有好多型號的

37、CC彼有列出，可參考有關(guān)方面的書籍)這顆 DSP 能夠做到電源同步(電源同步一一也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝像機的交流電源 來完成垂直推動同步，即攝像機和電源零線同步)。所以現(xiàn)在好多廠家都在用來做高解的 機子。2)SS-11; CXD3141 或 CXD3142這顆DS幅1999年推出的，這款 DSP只能接低解的CCD 3142比3141多了鏡像功能,SONY如果SS-11也做到電源同步，就會產(chǎn)生很大的噪訊。所以目前還沒做成電源同步, 目前420線的機子幾乎就是這個方案。3) SS-HQ1; CXD3172AR這顆DSP是SONY200件推出的，就是 520線機子用的 DSP 3172目

38、前的技術(shù)還不是 特別成熟，存在許多問題，其中發(fā)熱太大，發(fā)熱量比其他DSP大好多，致使一些工程師并不喜歡用。SS-HQ1能接高低解的 CCD而且電源也能做到同步，總體上還是比SS-1好,就是發(fā)熱問題還沒解決。4) SS-11X; CXD4103R這顆DSP是2005年推出的，是SONYB前最新的DSP它解決了 SS-HQ1的發(fā)熱問題,但是電源同步時噪訊大?？山痈叩徒獾腃CD5) SHARP 氐角系 CCD被業(yè)內(nèi)人士作為低檔機使用，最近又出了D5 (38627)。聽說效果可以跟 SONY媲美,除了 SONY SHARP7卜，還有松下，韓國的 NEXTCHIP臺1的 A-NOVAADPXXXX,其中

39、韓 國NEXTCHI松司推出的 DSP主要接SHARP氐解或SONX氐解的CCD2.1.3模擬攝像機模擬攝像頭可以將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進而將其儲存在計算機里。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模 擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計算機上運用。1.1.1.1 攝像機構(gòu)成模擬攝像機主要由三部分組成：鏡頭，傳感器，處理器。1）鏡頭：將景物成像在傳感器的感光面上；2）圖像傳感器（CCD :將光信號轉(zhuǎn)化成電信號；3）處理器（DSP :進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，圖像處理，實現(xiàn)各種功能，輸出CVBS言號。1.1.1.2 攝像機的基本參數(shù)1. 圖像傳感器監(jiān)控類攝

40、像機使用的圖像傳感器分兩種：1） CCD-目前占主流的市場份額2） COMS后起之秀，未來的發(fā)展趨勢CCD與CMOS對比傳感器類型項林低黑度效果包意逐厚度動態(tài)茶國喙聲CCD蚣較好籟若技好CMO5較小2. 傳感器的尺寸圖像傳感器的尺寸基本決定了攝像機的檔次。傳感器尺寸對照表（mm）尺寸長寬對角線應(yīng)用1英寸12.79.616百萬像素，工業(yè)檢測2/3英寸8.86£11百萬像素，工業(yè)檢測1/2英寸6.44.88交通監(jiān)捽. hk檢測1Z3英寸4.8366普通機1/4英寸3.22.44低端監(jiān)控或者一體機3. 最低照度最低照度是用來衡量攝像機在黑暗的環(huán)境下能看清物體的一個指標，該數(shù)字越低，說 明攝

41、像機靈敏度越高，性能越好。國家標準對彩色攝像機亮度靈敏度的特性說明為：“攝 像機產(chǎn)生的亮度輸出電平為額定電平的一半時，物體的最小照度?！?. 動態(tài)范圍寬動態(tài)就是為了使場景中特別亮的部位和特別暗的部位同時都能看得特別清楚而應(yīng)用 的技術(shù)。動態(tài)范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態(tài)范圍越大，所 能表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。當在強光源照射下的高亮度區(qū)域及陰影、 逆光等相對亮度較低的區(qū)域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝 光過度而成白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質(zhì)量。5. 背光補償普通攝像機當所拍攝物體后面有強光時，會使主體畫面發(fā)黑，

42、從而只能顯出輪廓。而 背光補償技術(shù)則可使攝像機能夠在任何環(huán)境中拍攝時自動進行背光補足，使用戶獲得最清 晰和最亮麗的圖像。6. 強光抑制當強光（如車燈）進入監(jiān)控范圍時，攝像機開啟PLC （強光抑制）功能，可以降低自動光圈對強光的敏感度，避免光圈快速的閉合，而使得畫面快速變暗，達到強光抑制的效 果。ATM取款機的監(jiān)控區(qū)域7. 隱私遮擋在設(shè)備監(jiān)控的范圍內(nèi)，可以遮蔽一些區(qū)域以保護隱私。譬如在里，用戶輸入密碼的地方則需要隱私遮蔽。8. 白平衡所謂白平衡，就是攝像機對白色物體的還原，它可以校正室內(nèi)和室外環(huán)境的色溫。不管是在室內(nèi)還是室外環(huán)境，人眼看見白色仍是白色，這是因為人眼能適應(yīng)色溫的改變。攝像機并不能同

43、樣的適應(yīng)，所以光線發(fā)生改變后拍出來的白色就會變色。白平衡技術(shù)可以糾正這個問題。9. 電子快門電子快門設(shè)置越高，拍攝移動中的物體的邊緣會清晰，但低照效果會差；10. 日夜切換1 ）電子式日夜切換：采用雙通濾光片，攝像機內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)彩色轉(zhuǎn)黑白功能2）機械式日夜切換：采用兩塊濾光片，日用與夜用分開，由馬達或者線圈控制其來回切換，從而達到更好的圖像效果。11. 自動增益為了在監(jiān)視器觀看時，盡可能保持在一定的亮度范圍內(nèi)因此對亮度信號的處理就要用一個放大器，根據(jù)情況隨時自動控制放大量，這就是所謂的自動增益控制（AGC）。2.1.4 智能球機通常把內(nèi)置一體化攝像機（含變焦鏡頭）、云臺結(jié)構(gòu)、解碼器，采用球形護

44、罩的一體化前端成像設(shè)備稱為一體化智能球型攝像機。它具有體積小、外形美觀、功能強大、安裝方便、使用簡單、維護容易等特點，又被人們通俗地叫為“快球”、“智能快球”或“球機”。球型攝像機是指將攝像機、鏡頭等設(shè)備組合內(nèi)置在球型防護罩內(nèi)的攝像設(shè)備。以球型防護罩區(qū)分，有全球型和半球型；以球型攝像機的性能區(qū)分為定焦鏡頭球型攝像機或定焦 鏡頭球罩型攝像機和內(nèi)置攝像機、變焦鏡頭、云臺、解碼器等設(shè)備的一體化智能球機；以安裝方式區(qū)分，有懸吊式、吸頂式和嵌入式等；以應(yīng)用環(huán)境區(qū)分為室內(nèi)型和室外型。球型攝像機造型美觀、安裝隱密、使用方便、功能齊全，深受廣大用戶的青睞。特別是一體化智能球機以單一設(shè)備取代了傳統(tǒng)的攝像機、變焦

45、鏡頭、快速云臺、遙控解碼器等設(shè)備的組合，在性能價格比上占有很大的優(yōu)勢，成為球型攝像機的主流，因此我們常說的球機實際上是指這種智能球機。球機功能2.1.4.1預置點或預置位所謂預置功能是指智能快球能將當前狀態(tài)下云臺的水平角度、傾斜角度和攝像機鏡頭焦距等相關(guān)參數(shù)儲存到存儲器中，需要時可以迅速調(diào)用這些參數(shù)并將云臺和攝像頭調(diào)整至 該位置。自動巡航所謂自動巡航是指可通過預先編程，將某些預置點按要求的順序編排到自動巡航隊列中，只需一個外部命令就可讓球機自動地按設(shè)定的預置點順序以設(shè)定的時間間隔往復不停 地運動自動掃描所謂自動掃描是指預先設(shè)定左限位和右限位，可以實現(xiàn)攝像機在左右限位之間以設(shè)定的速度水平自動來回

46、掃描。模式（PATTERN或花樣掃描所謂模式（PATTERN功能是用戶啟動（PATTERN錄制功能后，球機能夠連續(xù)記錄用 戶在某一段時間內(nèi)對球機轉(zhuǎn)動及鏡頭操作的運行軌跡，通過操作命令可以將錄下的操作過程自動循環(huán)的回放。業(yè)界也有把這稱為自學習或智能記憶等。自動運行（AUTO PARKING）所謂自動運行功能是使用者在一段時間（時間可自由設(shè)置）內(nèi)沒有操作時，智能球能自動回到使用者預先設(shè)置的某一個重要的預置位（即通常所說的看守位）或執(zhí)行某一預先設(shè)定的功能：自動掃描、花樣掃描或自動巡航等。焦距控制用戶可以通過控制鍵盤調(diào)整焦距的遠近，得到所需的全景畫面，或是近景視圖。聚焦控制系統(tǒng)默認自動聚焦。鏡頭變焦時

47、，攝像機會以物景畫面的中心自動對焦，保持清晰圖像；在特殊情況下用戶可以手動聚焦，達到希望的圖像效果。光圈控制攝像機有自動背光補償功能。在強光背景下，自動對較黑暗的目標進行亮度補償。對 光亮的背景進行采光調(diào)整。避免因背景亮度過高而造成整個畫面一團光亮，目標卻因黑暗而不可辨別的情形，從而實現(xiàn)清晰視圖。自動翻轉(zhuǎn)操作者將智能快球的鏡頭操作到底部（垂直）時, 球機的鏡頭會自動翻轉(zhuǎn)180°，并隨即向上轉(zhuǎn)，可直接觀看到背面的景物，從而實現(xiàn)縱向180°的全程連續(xù)監(jiān)視。焦距 / 速度自動匹配操作者手動控制智能快球時，對焦距較長的情況，球機高速的反應(yīng)使得輕微觸動搖桿可能使畫面迅速移動，從而造成

48、畫面丟失?；谌诵曰紤]，要求智能快球必須具有根據(jù)焦距的遠近自動調(diào)整云臺水平和垂直轉(zhuǎn)速，使得監(jiān)控時手動跟蹤目標操作更為簡便易行。其他功能區(qū)域顯示、隱私保護、白平衡控制、背光補償控制、彩色/ 黑白轉(zhuǎn)換控制。2.1.4.1 球機分類不論一體化球機的外觀如何，是多少倍的鏡頭，具有多少預置位，采用什么協(xié)議，根據(jù)它所采用的驅(qū)動電機，分為兩大類：一類是步進電機球機，如PELCO、 PHILIPS 、KALATEL等；另一類是直流電機球機，如VCb AD等。上述兩類球機各有什么特點：步進電機球機具有定位準確、結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動控制算法簡單，但是存在功耗大，散熱量大，電機易損（一般壽命僅為三年左右）等不足。直流電

49、機球機具有功耗低、散熱量小、結(jié)構(gòu)簡單、電機不易損壞（一般壽命在8 10 年），驅(qū)動控制算法相對復雜，是最新一代環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品，就定位精度而言略有偏差，但是不影響監(jiān)控使用效果，因為球機內(nèi)置的一體化攝像機均自帶廣角鏡頭組。2.1.4.2 球機核心部件一體化智能球形攝像機是一種涉及光學、機械、電子等領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品。由于目前國內(nèi)光電技術(shù)、微電機制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝等方面的原因，一體化球機的三個主要部件（內(nèi)置變焦鏡頭的一體化攝像機、電刷、高性能電機）幾乎全部依賴進口。一體化智能球形攝像機作為監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，成像是否清晰、聚焦是否準確迅速是個極其關(guān)鍵性指標，而這又取決于產(chǎn)品所選用的第一個關(guān)鍵部件“一體

50、化攝像機”。目前全世界范圍內(nèi)球機生產(chǎn)廠家比較認可的一體化攝像機品牌是：日立（ HITACHI）、索尼（SONY、三洋（SANYO 。這些一級品牌的一體化攝像機，以色彩正、聚焦靈敏、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長（100 萬次以上）而著稱，顯示分辨率在470 線左右，是球機市場大多數(shù)知名品牌廠家的首選。次一級的一體化攝像機品牌以韓國為主：三星（SAMSUNG、喜恩碧、LG等。相對于一級品牌的一體化攝像機而言，這些攝像機基本存在一定的色偏（或者偏紅，或者偏藍），聚焦速度也要比前者慢上2050%£右，但質(zhì)量穩(wěn)定，顯示分辨率也是470線左右，是韓國球機廠家的主要選擇，也是國內(nèi)一般球機廠家或仿冒國外品牌

51、球機廠家的選擇。對于廠商而言，發(fā)展一體化特殊型攝像機的本意是為了提供消費者一個使用方便、安裝簡單、功能齊全的產(chǎn)品。因此廠商將鏡頭內(nèi)建于攝像機中，使客戶免除另外購買鏡頭及裝配的步驟。此外，一般傳統(tǒng)攝像機造型呆板，以小型或特殊設(shè)計的外觀取代舊式機種，甚至以多種附加功能，例如：防水、防彈或電腦遙控、電源自動偵測等，提高產(chǎn)品價格，皆是廠商 推出一體化攝像機的目的。2.1.4.3 產(chǎn)品類型就目前產(chǎn)品外型來看，一體化攝像機可大致分為特殊型以及一般型。所謂特殊型，是強調(diào)產(chǎn)品具備特殊防護功能，以免除防護罩的使用為設(shè)計出發(fā)點，其產(chǎn)品外殼多為圓柱體，項目包括防水型、防暴（爆）型、防彈型攝像機等。以防水型為例，采用

52、特殊材質(zhì)如鋁合金，增強外殼防水等級，強調(diào)不須外加防護罩。為了提升產(chǎn)品附加價值，進而發(fā)展自動對焦功能，或提供IR 光源，在夜間也能提供清晰圖像。一般型則是從原有的傳統(tǒng)攝像機造型而來，同樣具備四方外表，而鏡頭內(nèi)建，體積較小。相較于特殊型或傳統(tǒng)攝像機，目前一般型的一體化攝像機皆具備各式基本功能，如自動光圈、自動變焦、460 電視線以上的清晰度、自動白平衡、背光補償?shù)鹊取?.1.4.4 鏡頭為發(fā)展關(guān)鍵一體化攝像機的技術(shù)關(guān)鍵部分在于鏡頭以及攝像機內(nèi)部的線路設(shè)計。鏡頭決定其顯像效果、光圈、對焦功能外，也是攝像機的最大成本。而線路設(shè)計則是影響攝像機各項功能 運作的關(guān)鍵。鏡頭就鏡頭的形式來看，不論是機板型（B

53、oard Lens ）或一般型鏡頭，可藉由手動調(diào)整光圈以及焦距的伸縮鏡頭（ Zoom Lens）發(fā)展已久，因此使用普及。而近年來，在鏡頭制造商技術(shù)進步的情況下，變焦鏡頭（Vari-focal Lens ）以其自動對焦的優(yōu)點而受攝像機制造商喜愛。由于變焦鏡頭體積較小、可自動變焦，因此廣泛應(yīng)用于快速球型攝像機以及一體化攝像機中。而伸縮鏡頭因體積大、價格較變焦鏡頭高出許多，因此一體化攝像機制造商多采用變焦鏡頭，使用率逐漸增加。據(jù)了解，目前以3.58mm 的鏡頭使用最為普及。對一體化攝像機而言，由于體積較小，因此多半采用機板型鏡頭（Board Lens ）。相較于一般鏡頭，機板型鏡頭價格便宜、尺寸較小

54、，但由于鏡頭與攝像機的空隙較小，因此安裝制造較為困難。在鏡頭尺寸部分，過去以1/3 ”鏡頭使用最多，但 1/4 ”鏡頭較小更適用于一體化攝像機，加上近年來IC 廠商大量生產(chǎn)晶片，帶動1/4 ”晶片的成本降低，使用量逐漸凌駕1/3 ”鏡頭。然而， 1/3 ”鏡頭所攝取的圖像效果最好，仍有不少一體化攝像機制造商使用，因此仍有相當大的發(fā)展空間。2.1.4.5 線路設(shè)計線路設(shè)計關(guān)系著如何依現(xiàn)有攝像機結(jié)構(gòu)，搭配鏡頭的自動光圈線路，以做到最佳效果。一般而言，自動光圈有二種驅(qū)動方式，一是Video Driver ，另一種是DC Driver 。Video Driver 鏡頭是將光圈馬達的驅(qū)動電路板安裝于鏡頭

55、內(nèi)，利用攝像機輸出圖像信號到驅(qū)動電路板，再由驅(qū)動電路板來改變光圈馬達，使光圈變化，成本與施工都比較貴。DCDriver 鏡頭是配合部分攝像機制造商，將原先安裝于鏡頭中的驅(qū)動電路板轉(zhuǎn)至攝像機中，因此鏡頭不需要驅(qū)動電路板，直接由攝像機輸出DC 電流來改變光圈馬達，使光圈產(chǎn)生變化，由于接頭固定，成本較低，施工也較為容易。目前一體化攝像機市場上兩種都有使用。另外，線路設(shè)計也同時影響著攝像機的附加功能，例如快門速度調(diào)整可從1/60 到1/100 ， 000，自動白平衡、自動增益，或提供屏幕菜單功能，使用者可由OSD 調(diào)整各項功能。此外，圖像放大（zoom）也是廠商的強調(diào)重點之一。簡單來說，放大方式有數(shù)字放大以及光學放大兩種，數(shù)字放大是以圖像模擬的方式放大，容易有畫面失真、模糊（馬賽克）的情況出現(xiàn)，而光學式放大則不會有此問題。因此，對使用者而言，在考慮圖像放大的倍數(shù)時，應(yīng)以光學式放大倍數(shù)為準。2.1.4.6 發(fā)展瓶頸根據(jù)目前一體化攝像機發(fā)展情況來看，自動光圈鏡頭的控制、鏡頭與攝像機的搭配以及后續(xù)的擴充能力，仍是廠商的發(fā)展瓶頸。所謂后續(xù)的擴充能力，在于產(chǎn)品新功能開發(fā)、如何與其他周邊整合以及小系統(tǒng)的建置，是廠商在設(shè)計開發(fā)的重點。目前主要鏡頭