電視第3章攝像與錄像

1、第第3 3章章 攝像與錄像攝像與錄像 攝像機(jī)是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，攝像機(jī)是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，是制作電視節(jié)目最前端的設(shè)備。是制作電視節(jié)目最前端的設(shè)備。 自從自從19311931年第一支攝像管問(wèn)世以來(lái)，攝像機(jī)的技年第一支攝像管問(wèn)世以來(lái)，攝像機(jī)的技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展迅速。術(shù)和應(yīng)用發(fā)展迅速。 隨著攝像機(jī)的日益數(shù)字化、一體化、小型化、普隨著攝像機(jī)的日益數(shù)字化、一體化、小型化、普及化，現(xiàn)在進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)和人們的日常生活當(dāng)中，已及化，現(xiàn)在進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)和人們的日常生活當(dāng)中，已成為人們娛樂(lè)、宣傳、生產(chǎn)、教育、科研的得力工具。成為人們娛樂(lè)、宣傳、生產(chǎn)、教育、科研的得力工具。 本章內(nèi)容側(cè)重監(jiān)視

2、電視，主要介紹攝像機(jī)和錄像本章內(nèi)容側(cè)重監(jiān)視電視，主要介紹攝像機(jī)和錄像機(jī)的基本工作原理以及與攝像機(jī)相關(guān)的攝像機(jī)控制設(shè)機(jī)的基本工作原理以及與攝像機(jī)相關(guān)的攝像機(jī)控制設(shè)備的工作原理。備的工作原理。目 錄第一節(jié) 彩色攝像機(jī)的基本原理彩色攝像機(jī)的基本原理第二節(jié)第二節(jié) 攝像機(jī)的附屬設(shè)備攝像機(jī)的附屬設(shè)備第三節(jié)第三節(jié) 錄像機(jī)的基本工作原理錄像機(jī)的基本工作原理第四節(jié) 攝錄像信號(hào)的傳輸?shù)谖骞?jié)第五節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng) 第一節(jié) 彩色攝像機(jī)的基本原理彩色攝像機(jī)的基本原理 攝像機(jī)的種類(lèi)很多，按成像色彩可分為黑白攝攝像機(jī)的種類(lèi)很多，按成像色彩可分為黑白攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)；彩色攝像機(jī)按光

3、電轉(zhuǎn)換器件的像機(jī)、彩色攝像機(jī)；彩色攝像機(jī)按光電轉(zhuǎn)換器件的種類(lèi)可分為光電導(dǎo)式攝像機(jī)和電荷耦合器件（種類(lèi)可分為光電導(dǎo)式攝像機(jī)和電荷耦合器件（CCD）式彩色攝像機(jī)；按彩色電視制式分為式彩色攝像機(jī)；按彩色電視制式分為NTSC制彩色攝制彩色攝像機(jī)、像機(jī)、PAL制彩色攝像機(jī)和制彩色攝像機(jī)和SECAM制制彩色攝像機(jī)彩色攝像機(jī)；按用途分為監(jiān)控用攝像機(jī)、專(zhuān)業(yè)用攝像機(jī)、廣播用按用途分為監(jiān)控用攝像機(jī)、專(zhuān)業(yè)用攝像機(jī)、廣播用攝像機(jī)和家用攝像機(jī)等等。雖然攝像機(jī)的種類(lèi)很多，攝像機(jī)和家用攝像機(jī)等等。雖然攝像機(jī)的種類(lèi)很多，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相似的。但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相似的。一、光學(xué)部分一、光學(xué)部分 光學(xué)部分是彩色攝

4、像機(jī)的重要組成部分。光學(xué)光學(xué)部分是彩色攝像機(jī)的重要組成部分。光學(xué)部分就好比人眼睛的晶狀體，它的主要作用是使景部分就好比人眼睛的晶狀體，它的主要作用是使景物在光電轉(zhuǎn)換器件上成像完好。它由鏡頭、色溫校物在光電轉(zhuǎn)換器件上成像完好。它由鏡頭、色溫校正濾光片等組成。目前，廣播用彩色攝像機(jī)、采訪(fǎng)正濾光片等組成。目前，廣播用彩色攝像機(jī)、采訪(fǎng)機(jī)、家用攝像機(jī)和大部分的彩色，監(jiān)控機(jī)都采用變機(jī)、家用攝像機(jī)和大部分的彩色，監(jiān)控機(jī)都采用變焦距鏡頭。變焦距鏡頭可以實(shí)現(xiàn)在保持成像清晰的焦距鏡頭。變焦距鏡頭可以實(shí)現(xiàn)在保持成像清晰的條件下，拉近或推遠(yuǎn)景物。在監(jiān)控場(chǎng)合，場(chǎng)景推遠(yuǎn)條件下，拉近或推遠(yuǎn)景物。在監(jiān)控場(chǎng)合，場(chǎng)景推遠(yuǎn)可實(shí)現(xiàn)廣

5、視野瀏覽，場(chǎng)景拉近可近距離重點(diǎn)觀(guān)察?？蓪?shí)現(xiàn)廣視野瀏覽，場(chǎng)景拉近可近距離重點(diǎn)觀(guān)察。（一）鏡頭的基本工作原理（一）鏡頭的基本工作原理 （一）鏡頭的基本工作原理 （一）鏡頭的基本工作原理視場(chǎng)角：在物距和靶面尺寸一定的情況下，焦距越長(zhǎng)，則放大倍數(shù)越大，場(chǎng)景內(nèi)容越小，即視場(chǎng)角越?。唤咕嘣蕉?，K越小，場(chǎng)景內(nèi)容越多，即視場(chǎng)角越大。視場(chǎng)角用表示： =tg-1H/(2f) （3-5）式中H為靶面成像的水平尺寸時(shí)為水平視場(chǎng)角；H為垂直尺寸時(shí)為垂直視場(chǎng)角。 廣角鏡頭焦距較短，適合攝取全景；長(zhǎng)焦距鏡頭適合拍攝特寫(xiě)鏡頭。攝像機(jī)的靶面（或CCD器件）位于鏡頭的焦平面上。（二）三可調(diào)鏡頭 指光圈可調(diào)、焦距可調(diào)、聚焦程度可調(diào)

6、的鏡頭。三可調(diào)鏡頭按操作方式分為手動(dòng)調(diào)節(jié)方式和電動(dòng)調(diào)節(jié)方式。手動(dòng)調(diào)節(jié)方式主要用于一些要求不高的場(chǎng)合，而廣播用攝像機(jī)、采訪(fǎng)機(jī)和一些監(jiān)控?cái)z像機(jī)均采用電動(dòng)三可調(diào)鏡頭。三可調(diào)鏡頭光學(xué)結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖所示。（二）三可調(diào)鏡頭調(diào)焦組變焦組補(bǔ)償組光圈后固定組濾光鏡分光系統(tǒng)圖圖3-1 三可調(diào)鏡頭的結(jié)構(gòu)和光路原理三可調(diào)鏡頭的結(jié)構(gòu)和光路原理BCD 光圈用于調(diào)節(jié)進(jìn)光量。后固定組我其他光圈配合，使成像位置固定在D點(diǎn)（分光鏡或CCD器件），調(diào)節(jié)調(diào)焦組使焦點(diǎn)B、C重合，這時(shí)D點(diǎn)的圖像最清晰。（三）鏡頭的技術(shù)特性1.有效視場(chǎng)角2. 鏡頭的透光率和光譜特性鏡頭的透光率指射出光的強(qiáng)度Io與射入光的強(qiáng)度Ii之比，用表示：=Io/Ii

7、（3-6）光譜特性指鏡頭對(duì)不同波長(zhǎng)光的透光率。350450550650750(波長(zhǎng)m)透光率(%)10020406080圖圖3-2 三可調(diào)鏡頭的光譜特性三可調(diào)鏡頭的光譜特性（三）鏡頭的技術(shù)特性3.鏡頭的分辨率 鏡頭的分辨率是表示分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，通常用單位長(zhǎng)度上能分辨出的黑白相間線(xiàn)條的數(shù)目來(lái)表示。 鏡頭的分辨率與鏡頭工作時(shí)所用的光圈的大小有關(guān)。大的光圈指數(shù)（小光圈時(shí)）能得到較高的分辨率。 攝像管靶面尺寸較小時(shí)，在單位面積上要求成像的黑白線(xiàn)條數(shù)就越多，對(duì)鏡頭分辨率的要求也相應(yīng)的提高。所以，為提高成像的清晰度，應(yīng)盡可能提高攝像管靶面的有效利用面積。（三）鏡頭的技術(shù)特性3.鏡頭的分辨率 鏡頭分辨率

8、的大小還與照明條件及背景光的亮度有關(guān)，與物體在鏡頭上成像位置有關(guān)，越靠近光軸則鏡頭的分辨率越高，越靠近鏡頭的邊緣，鏡頭的分辨率越低。（三）鏡頭的技術(shù)特性4. 成像亮度的均勻性 當(dāng)光投射到鏡頭上時(shí)，不同部位光的入射角不同，光的反射與透過(guò)率也不同。通常鏡頭中心處透光率最高，邊緣處透光率最低。于是，像場(chǎng)中間部位亮度大，越往邊緣亮度逐漸變低，造成像場(chǎng)內(nèi)亮度不均勻。這種不均勻性，造成電視圖像亮度畸變。表現(xiàn)為熒光屏上四周出現(xiàn)陰影。這種現(xiàn)象在大光圈、長(zhǎng)焦距時(shí)更為明顯，所以應(yīng)盡量避免大光圈、長(zhǎng)焦距同時(shí)使用。（三）鏡頭的技術(shù)特性5. 成像的幾何畸變 鏡頭的幾何成像失真多種多樣，其中主要有桶形失真和枕形失真。隨著

9、焦距的不同，失真情況也不同。由下圖可見(jiàn)：焦距短時(shí)易產(chǎn)生桶形失真；焦距長(zhǎng)時(shí)易產(chǎn)生枕形失真；而在中短焦距時(shí)有一最小失真點(diǎn)。圖圖3-3 三可調(diào)鏡頭的幾何失真情況三可調(diào)鏡頭的幾何失真情況0-1.01.02.050100150200枕形桶形（四）分光系統(tǒng) 在三管式或三片式（CCD）彩色攝像機(jī)中，分光系統(tǒng)的作用是把攝取的景物光束，分解成對(duì)應(yīng)景物的紅、綠、藍(lán)三種單色光束，并使其成像于各自對(duì)應(yīng)的攝像管靶面上。目前，常用的有平面分光系統(tǒng)和分色棱鏡分光系統(tǒng)兩大類(lèi)。后者，光路短，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，在三管式和三片式彩色攝像機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。二者的光路原理圖見(jiàn)下頁(yè)。（四）分光系統(tǒng)B攝像管R攝像管G攝像管M1MRMBM2

10、SGSBSR圖圖3-4 平面分光系統(tǒng)平面分光系統(tǒng)R攝像管攝像管B攝像管攝像管G攝像管攝像管圖圖3-5 棱鏡分光系統(tǒng)棱鏡分光系統(tǒng)二、圖像的攝取 目前，根據(jù)攝像器件的工作原理可分為光電導(dǎo)目前，根據(jù)攝像器件的工作原理可分為光電導(dǎo)攝像管式和半導(dǎo)體電耦合式（攝像管式和半導(dǎo)體電耦合式（CCD）兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。3-6，3-7。二、圖像的攝取圖3-6 光電導(dǎo)攝像管的結(jié)構(gòu)光電導(dǎo)攝像管的結(jié)構(gòu)二、圖像的攝取圖3-7 光敏靶的結(jié)構(gòu)光敏靶的結(jié)構(gòu)二、圖像的攝取二、圖像的攝取二、圖像的攝取三、攝像機(jī)的工作原理三、攝像機(jī)的工作原理以以CCD攝像機(jī)為例了解攝像機(jī)的基本原理攝像機(jī)為例了解攝像機(jī)的基本原理 1. 黑白黑白CCD攝像

11、機(jī)攝像機(jī) 下圖是黑白下圖是黑白CCD攝像機(jī)的方框圖。攝像機(jī)的方框圖。CCD傳感器CDS電路信號(hào)放大處理電路疊加電路輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生電路同步信號(hào)產(chǎn)生電路 CDS是相關(guān)雙取樣電路（Correlated Double Sampling），CCD傳感器的每個(gè)像素的輸出波形只在一部分時(shí)間內(nèi)是圖像信號(hào)，其余時(shí)間內(nèi)是復(fù)位電平和干擾。為了取出圖像信號(hào)并消除干擾，要采用取樣保持電路。 每個(gè)像素信號(hào)被取樣后，由一電容把信號(hào)保持下來(lái)，直到取樣下一個(gè)像素信號(hào)。 驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生CCD傳感器所需的垂直CCD移位寄存器多相時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 水平CCD讀出寄存器多相時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)等各種脈沖信號(hào)和視頻通道所需的箝位和

12、取樣。 脈沖同步信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生行推動(dòng)、場(chǎng)推動(dòng)、復(fù)合消隱、復(fù)合同步等各種電視信號(hào)脈沖。 信號(hào)放大處理電路包括AGC放大、校正、白電平限幅、 黑電平箝位等電路。 疊加電路將經(jīng)過(guò)處理的視頻信號(hào)與復(fù)合同步、復(fù)合消隱信號(hào)疊加成全電視信號(hào)。 輸出驅(qū)動(dòng)電路則將全電視信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，適配75電纜。除上述電路外，黑白攝像機(jī)還可能會(huì)有自動(dòng)光圈接口電路、電源同步接口電路、外同步接口電路、亮度控制電路等附加電路。 2. 三片式彩色三片式彩色CCD攝像機(jī)攝像機(jī) 廣播電視中常用的是三片式彩色廣播電視中常用的是三片式彩色CCD攝像機(jī)，攝像機(jī)， 下圖是下圖是 三片式彩色三片式彩色CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的方框圖。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的方框圖。

13、G變 焦 鏡 頭黑 白 平 衡閃 光 補(bǔ) 償陰 影 補(bǔ) 償增 益 補(bǔ) 償RBA/D變換振 動(dòng) 校 正數(shù) 據(jù) 校 正彩 色 校 正行 場(chǎng) 細(xì) 節(jié)自 動(dòng) 線(xiàn) 性消 隱 插 入數(shù) 據(jù) 處 理D/A變換PALY數(shù) 字 信 號(hào)R Y數(shù) 字 信 號(hào)分 色 棱 鏡主 控 制 器B Y數(shù) 字 信 號(hào)Y模 擬 分 量 信 號(hào)R Y模 擬 分 量 信 號(hào)B Y模 擬 分 量 信 號(hào)編 碼預(yù)校正預(yù)放v3. 單片彩色單片彩色CCD攝像機(jī)攝像機(jī) 用一個(gè)用一個(gè)CCD傳感器產(chǎn)生傳感器產(chǎn)生R、 G、 B三種顏色的信號(hào)，三種顏色的信號(hào)， 必須必須用濾色器將光進(jìn)行分色。用濾色器將光進(jìn)行分色。全 電 視信 號(hào) 輸 出光 學(xué) 低通

14、濾 波透 鏡濾 色 器CCD傳 感 器GLRBGHG低 通彩色分離電 路一 行延 遲彩色編碼器低 通低 通差 分放 大處 理放 大處 理放 大處 理放 大二、鏡頭幾種常用鏡頭：幾種常用鏡頭： (a) 針孔鏡頭；針孔鏡頭； (b) 定焦鏡頭；定焦鏡頭； (c) 手動(dòng)手動(dòng)2倍變焦鏡頭；倍變焦鏡頭； (d) 自動(dòng)光圈鏡頭；自動(dòng)光圈鏡頭； (e)10倍變焦鏡頭倍變焦鏡頭(a)(b)(c)(d)(e)透鏡透鏡 (a) 三類(lèi)凸透鏡；三類(lèi)凸透鏡； (b) 三類(lèi)凹透鏡三類(lèi)凹透鏡雙凹負(fù)彎月平凹雙凸平凸正彎月(a)(b)變焦鏡頭示意圖變焦鏡頭示意圖調(diào)焦組變焦組補(bǔ)償組固定組成像光路圖成像光路圖幾個(gè)概念：幾個(gè)概念：焦

15、距：焦距：由物方射入一束平行且接近光軸的光， 經(jīng)過(guò)鏡頭的多組透鏡， 出射光線(xiàn)交于光軸F點(diǎn)， 稱(chēng)為焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到鏡頭中心的距離是焦距。光闌：光闌：在鏡頭中設(shè)置一些帶孔的金屬薄片來(lái)限制能進(jìn)入鏡頭成像的光束， 稱(chēng)為光闌。 視場(chǎng)角：視場(chǎng)角：物方空間可以被鏡頭清晰成像的范圍稱(chēng)為鏡頭的視場(chǎng)，視場(chǎng)的水平或垂直方向夾角為視場(chǎng)角。分辨率：分辨率：鏡頭分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，分辨黑白相間線(xiàn)條的能力。透光率：透光率：通過(guò)透鏡射出光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度之比。景深：景深：能在基準(zhǔn)像面上獲得清晰像的物空間深度稱(chēng)作系統(tǒng)的景深。鏡頭種類(lèi)鏡頭種類(lèi)1.固定光圈定焦鏡頭固定光圈定焦鏡頭2.手動(dòng)光圈定焦鏡頭手動(dòng)光圈定焦鏡頭3.自動(dòng)光圈定焦

16、鏡頭自動(dòng)光圈定焦鏡頭4.手動(dòng)變焦鏡頭手動(dòng)變焦鏡頭5.自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭6.電動(dòng)三可變鏡頭電動(dòng)三可變鏡頭三、成像過(guò)程 光電導(dǎo)攝像管型攝像機(jī)成像過(guò)程前面介紹過(guò)，光電導(dǎo)攝像管型攝像機(jī)成像過(guò)程前面介紹過(guò)，下面學(xué)習(xí)下面學(xué)習(xí)CCDCCD器件式攝像機(jī)成像原理。器件式攝像機(jī)成像原理。 CCDCCD是一種電荷轉(zhuǎn)移式固體攝像器件，其每個(gè)感光單元是一種電荷轉(zhuǎn)移式固體攝像器件，其每個(gè)感光單元稱(chēng)為像素，受光照后，每個(gè)像素會(huì)產(chǎn)生由感光程度決定的不稱(chēng)為像素，受光照后，每個(gè)像素會(huì)產(chǎn)生由感光程度決定的不同電荷，同電荷，CCDCCD器件首先把各單元上產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到存貯區(qū)，器件首先把各單元上產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到

17、存貯區(qū)，然后再通過(guò)移位寄存器把它們逐一地讀取出來(lái)，這樣就得到然后再通過(guò)移位寄存器把它們逐一地讀取出來(lái)，這樣就得到了一行一行的視頻圖象信號(hào)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，了一行一行的視頻圖象信號(hào)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CCDCCD攝像器件具有光攝像器件具有光電轉(zhuǎn)換、電荷存貯和轉(zhuǎn)移輸出的三大功能。電轉(zhuǎn)換、電荷存貯和轉(zhuǎn)移輸出的三大功能。 CCD CCD，英文全稱(chēng)：，英文全稱(chēng)：Charge-Charge-coupled Devicecoupled Device，中文全稱(chēng)：，中文全稱(chēng)：電荷電荷耦合元件?？梢苑Q(chēng)為耦合元件?？梢苑Q(chēng)為CCDCCD圖像圖像傳感器。傳感器。CCDCCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)光學(xué)影像

18、轉(zhuǎn)化為影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)。 CCDCCD上植入上植入的微小光敏物質(zhì)稱(chēng)作的微小光敏物質(zhì)稱(chēng)作像素像素（PixelPixel）。）。一塊一塊CCDCCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的供的畫(huà)面畫(huà)面分辨率也就越高。分辨率也就越高。CCDCCD的作的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCDCCD上有許多排上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線(xiàn)，并將列整齊的電容，能感應(yīng)光線(xiàn)，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)由外部電影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容

19、。的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。 電荷存貯電荷存貯: :如果在氧化物表面制作一個(gè)透明電極，如果在氧化物表面制作一個(gè)透明電極，加上如圖（加上如圖（b）所示的電壓，則該電壓形成的電場(chǎng)將）所示的電壓，則該電壓形成的電場(chǎng)將穿過(guò)氧化層，在電極所對(duì)應(yīng)的下方形成一個(gè)電荷耗盡穿過(guò)氧化層，在電極所對(duì)應(yīng)的下方形成一個(gè)電荷耗盡區(qū)，也就是說(shuō)在區(qū)，也就是說(shuō)在SiO2與與P型硅的界面上形成了一個(gè)可型硅的界面上形成了一個(gè)可以存貯電荷區(qū)域，我們稱(chēng)其為勢(shì)阱。光照產(chǎn)生的電荷以存貯電荷區(qū)域，我們稱(chēng)其為勢(shì)阱。光照產(chǎn)生的電荷就留在阱內(nèi)，所加電勢(shì)越大，勢(shì)阱就越深，阱內(nèi)的電就留在阱內(nèi)，所加電勢(shì)越大，勢(shì)阱就越深，阱內(nèi)的電荷就越多，這就是荷就越多，

20、這就是CCD存貯電荷的作用。存貯電荷的作用。 光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換: :如上頁(yè)圖，在如上頁(yè)圖，在P P型單晶硅片上形成一型單晶硅片上形成一層很薄的絕緣氧化物層（層很薄的絕緣氧化物層（SiO2SiO2），當(dāng)景物的光照射），當(dāng)景物的光照射到氧化物層表面時(shí)，就在氧化物層與到氧化物層表面時(shí)，就在氧化物層與P P型硅之間產(chǎn)生型硅之間產(chǎn)生電荷，其電荷量與照射該點(diǎn)的光強(qiáng)度成正比，這就是電荷，其電荷量與照射該點(diǎn)的光強(qiáng)度成正比，這就是CCDCCD的光電轉(zhuǎn)換作用。的光電轉(zhuǎn)換作用。 電荷轉(zhuǎn)移電荷轉(zhuǎn)移: :勢(shì)阱的深淺由電極上偏壓的大小決定，電荷在勢(shì)阱內(nèi)可以流動(dòng)，勢(shì)阱內(nèi)電荷總是從淺阱處向深阱處流動(dòng)，這種電荷流動(dòng)稱(chēng)為電荷轉(zhuǎn)移

21、。如圖所示。如果有規(guī)律地改變電極電壓，則勢(shì)阱內(nèi)的電荷就可以按人為確定的方向轉(zhuǎn)移，并且最終由輸出端輸出，這就是CCD電荷轉(zhuǎn)移的基本原理。 成像過(guò)程分析 CCD器件按信號(hào)電荷的傳輸方器件按信號(hào)電荷的傳輸方式分為式分為幀轉(zhuǎn)移型（幀轉(zhuǎn)移型（FT）、行間轉(zhuǎn)行間轉(zhuǎn)移型（移型（IT）以及以及幀幀行間轉(zhuǎn)移型行間轉(zhuǎn)移型（FIT）等攝像器件。等攝像器件。 1、幀轉(zhuǎn)移型（、幀轉(zhuǎn)移型（FT）：）：該類(lèi)型該類(lèi)型器件由成像部分、存儲(chǔ)部分和讀器件由成像部分、存儲(chǔ)部分和讀出寄存器三部分組成，其中成像出寄存器三部分組成，其中成像部分是受光照區(qū)，產(chǎn)生光電荷；部分是受光照區(qū)，產(chǎn)生光電荷；存儲(chǔ)部分只用來(lái)存儲(chǔ)待轉(zhuǎn)移的光存儲(chǔ)部分只用來(lái)存

22、儲(chǔ)待轉(zhuǎn)移的光電荷，不能感光，因此存儲(chǔ)部分電荷，不能感光，因此存儲(chǔ)部分和讀出移位寄存器都用遮光材料和讀出移位寄存器都用遮光材料遮蓋起來(lái)。存儲(chǔ)區(qū)的像素和成像遮蓋起來(lái)。存儲(chǔ)區(qū)的像素和成像區(qū)像素?cái)?shù)是對(duì)應(yīng)的，因此存儲(chǔ)區(qū)區(qū)像素?cái)?shù)是對(duì)應(yīng)的，因此存儲(chǔ)區(qū)與成像區(qū)是有一樣的面積。與成像區(qū)是有一樣的面積。 分辨力靈敏度高、面積大、分辨力靈敏度高、面積大、垂直拖尾。垂直拖尾。 2、行間轉(zhuǎn)移型（、行間轉(zhuǎn)移型（IT）：）：行間轉(zhuǎn)移型的原理結(jié)構(gòu)行間轉(zhuǎn)移型的原理結(jié)構(gòu)如圖所示。在如圖所示。在CCD芯片芯片上，感光部分和覆蓋有上，感光部分和覆蓋有不透明金屬層的存儲(chǔ)部不透明金屬層的存儲(chǔ)部分作水平相間排列，成分作水平相間排列，成對(duì)緊

23、緊地靠在一起。上對(duì)緊緊地靠在一起。上部是水平移位寄存器。部是水平移位寄存器。 （見(jiàn)教材見(jiàn)教材）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、面積小、光利用率小。面積小、光利用率小。3 3、幀、幀行間轉(zhuǎn)移型（行間轉(zhuǎn)移型（FITFIT）：）：這種方式是前面兩種方式的這種方式是前面兩種方式的組合運(yùn)用，即在行間轉(zhuǎn)移型組合運(yùn)用，即在行間轉(zhuǎn)移型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了場(chǎng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了場(chǎng)存儲(chǔ)區(qū)，使其又具有了幀轉(zhuǎn)移型區(qū)，使其又具有了幀轉(zhuǎn)移型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如圖所示。的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如圖所示。 CMOS CMOSCMOS（Complementary Metal Oxide Complementary Metal Oxide Semicond

24、uctorSemiconductor），），互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制，電壓控制的一種放大器件。是組成的一種放大器件。是組成CMOSCMOS數(shù)字集成電路的數(shù)字集成電路的基本單元基本單元。 CMOSCMOS制造工藝制造工藝也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件（常見(jiàn)的有元件（常見(jiàn)的有TTLTTL和和CMOSCMOS），尤其是片幅規(guī)格較大的），尤其是片幅規(guī)格較大的單反數(shù)碼相機(jī)單反數(shù)碼相機(jī)。雖然在用途上與過(guò)去。雖然在用途上與過(guò)去CMOSCMOS電路主要作為電路主要作為固件或計(jì)算工具的用途非常不同，但基本上它仍然是采固件或計(jì)算工具的用途非常不同，但

25、基本上它仍然是采取取CMOSCMOS的工藝，只是將純粹邏輯運(yùn)算的功能轉(zhuǎn)變成接收的工藝，只是將純粹邏輯運(yùn)算的功能轉(zhuǎn)變成接收外界光線(xiàn)后轉(zhuǎn)化為電能，再透過(guò)芯片上的外界光線(xiàn)后轉(zhuǎn)化為電能，再透過(guò)芯片上的模模- -數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCADC）將獲得的影像訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出。）將獲得的影像訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出。 CCD與CMOS的區(qū)別 如下圖所示，CCD傳感器中每一行中每一個(gè)象素的電荷數(shù)據(jù)都會(huì)依次傳送到下一個(gè)象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個(gè)象素都會(huì)鄰接一個(gè)放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類(lèi)似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。 CCD傳感器在靈敏度、分辨率

26、、噪聲控制等方面都優(yōu)于CMOS傳感器，而CMOS傳感器則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點(diǎn)。不過(guò)，隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進(jìn)步，兩者的差異有逐漸縮小的態(tài)勢(shì)，例如，CCD傳感器一直在功耗上作改進(jìn)，以應(yīng)用于移動(dòng)通信市場(chǎng)(這方面的代表業(yè)者為Sanyo)；CMOS傳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. 第二節(jié)第二節(jié) 攝像機(jī)的附屬設(shè)備攝像機(jī)的附屬設(shè)備一、防護(hù)罩一、防護(hù)罩1 1室內(nèi)用防護(hù)罩：室內(nèi)用防護(hù)罩，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格室內(nèi)用防護(hù)罩：室內(nèi)用防護(hù)罩，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，主要功能是防止攝像機(jī)落灰并有一定的安全防便宜，主要功能是防止攝像機(jī)落灰并有一定的安全防護(hù)作用，如防

27、盜、防破壞等。護(hù)作用，如防盜、防破壞等。2 2室外用防護(hù)罩：室外用防護(hù)罩，一般為全天候防護(hù)室外用防護(hù)罩：室外用防護(hù)罩，一般為全天候防護(hù)罩，即無(wú)論刮風(fēng)、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情罩，即無(wú)論刮風(fēng)、下雨、下雪、高溫、低溫等惡劣情況，都能使安裝在防護(hù)罩內(nèi)的攝像機(jī)正常工作。因而，況，都能使安裝在防護(hù)罩內(nèi)的攝像機(jī)正常工作。因而，這種防護(hù)罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同這種防護(hù)罩具有降溫、加溫、防雨、防雪等功能。同時(shí)，為了在雨、雪天氣仍能使攝像機(jī)正常攝取圖像，時(shí)，為了在雨、雪天氣仍能使攝像機(jī)正常攝取圖像，一般在全天候防護(hù)罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷。一般在全天候防護(hù)罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷

28、。 3.3.特殊用途防護(hù)罩：有時(shí)，攝像機(jī)必須安裝在特殊用途防護(hù)罩：有時(shí)，攝像機(jī)必須安裝在高度惡劣的環(huán)境下，不僅要像通用室外防護(hù)罩一樣高度惡劣的環(huán)境下，不僅要像通用室外防護(hù)罩一樣具有高度密封、耐高寒、耐酷熱、抗風(fēng)沙、防雨雪具有高度密封、耐高寒、耐酷熱、抗風(fēng)沙、防雨雪等特點(diǎn)，還要防砸、抗沖擊、防腐蝕，甚至需要在等特點(diǎn)，還要防砸、抗沖擊、防腐蝕，甚至需要在易爆環(huán)境下使用，因此必須使用具有高安全度的特易爆環(huán)境下使用，因此必須使用具有高安全度的特殊防護(hù)罩。殊防護(hù)罩。(1)(1)高安全度防護(hù)罩：高安全度防護(hù)罩：這種防護(hù)罩一般也稱(chēng)作鎧裝這種防護(hù)罩一般也稱(chēng)作鎧裝防護(hù)罩，這種防護(hù)罩適合安裝在防護(hù)罩，這種防護(hù)罩適

29、合安裝在監(jiān)獄或其它容易遭監(jiān)獄或其它容易遭到破壞的場(chǎng)所到破壞的場(chǎng)所，是由，是由0.1340.134英寸厚的英寸厚的1010號(hào)焊接鋼制號(hào)焊接鋼制成，窗口材料為成，窗口材料為1/21/2英寸厚、經(jīng)過(guò)抗磨損處理的聚英寸厚、經(jīng)過(guò)抗磨損處理的聚碳酸酯。防護(hù)罩可經(jīng)受鐵錘、石塊或某些槍彈的沖碳酸酯。防護(hù)罩可經(jīng)受鐵錘、石塊或某些槍彈的沖擊而不會(huì)遭到洞穿或開(kāi)裂。機(jī)殼以大號(hào)機(jī)械鎖封閉，擊而不會(huì)遭到洞穿或開(kāi)裂。機(jī)殼以大號(hào)機(jī)械鎖封閉，不宜被拆開(kāi)。不宜被拆開(kāi)。 (2)(2)高防塵防護(hù)罩：高防塵防護(hù)罩：高防塵防護(hù)罩與通用防護(hù)罩類(lèi)高防塵防護(hù)罩與通用防護(hù)罩類(lèi)似，不同的是這種防護(hù)罩與外界完全隔絕，可以在似，不同的是這種防護(hù)罩與外

30、界完全隔絕，可以在多沙和多灰塵的環(huán)境使用多沙和多灰塵的環(huán)境使用，如果使用不銹鋼材料還，如果使用不銹鋼材料還可以用于可以用于腐蝕性的環(huán)境腐蝕性的環(huán)境中。視窗材料是回火玻璃，中。視窗材料是回火玻璃，可提供最大的安全性、耐腐蝕和耐磨損性。為避免可提供最大的安全性、耐腐蝕和耐磨損性。為避免罩內(nèi)溫度過(guò)高，常配有遮陽(yáng)罩和風(fēng)扇，也可以通過(guò)罩內(nèi)溫度過(guò)高，常配有遮陽(yáng)罩和風(fēng)扇，也可以通過(guò)經(jīng)過(guò)過(guò)濾的外部壓縮空氣源來(lái)維持罩內(nèi)溫度。經(jīng)過(guò)過(guò)濾的外部壓縮空氣源來(lái)維持罩內(nèi)溫度。(3)(3)防爆防護(hù)罩：防爆防護(hù)罩：防爆防護(hù)罩與防爆云臺(tái)的防爆要防爆防護(hù)罩與防爆云臺(tái)的防爆要求相同，也必須符合求相同，也必須符合防爆和防粉塵爆炸防爆和

31、防粉塵爆炸電器設(shè)備的電器設(shè)備的安全規(guī)定。所用材料與云臺(tái)相同，通常為厚壁全鋁安全規(guī)定。所用材料與云臺(tái)相同，通常為厚壁全鋁結(jié)構(gòu)或不銹鋼結(jié)構(gòu)。防爆防護(hù)罩的直徑一般為結(jié)構(gòu)或不銹鋼結(jié)構(gòu)。防爆防護(hù)罩的直徑一般為6”6”、8”8”、10”10”等，引入線(xiàn)借口都配有防爆密封件。等，引入線(xiàn)借口都配有防爆密封件。 (4) (4)高溫防護(hù)罩：高溫防護(hù)罩：高溫防護(hù)罩是指攝像機(jī)應(yīng)用在高溫防護(hù)罩是指攝像機(jī)應(yīng)用在大大于于4040，靠自然對(duì)流和輻射換熱不能達(dá)到正常工作，靠自然對(duì)流和輻射換熱不能達(dá)到正常工作溫度的環(huán)境時(shí)，保護(hù)攝像機(jī)、鏡頭正常工作的防護(hù)溫度的環(huán)境時(shí)，保護(hù)攝像機(jī)、鏡頭正常工作的防護(hù)罩。對(duì)于高溫環(huán)境，防護(hù)罩應(yīng)采取特殊

32、的冷卻降溫罩。對(duì)于高溫環(huán)境，防護(hù)罩應(yīng)采取特殊的冷卻降溫手段。常見(jiàn)的冷卻系統(tǒng)有風(fēng)冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)，還手段。常見(jiàn)的冷卻系統(tǒng)有風(fēng)冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)，還有渦旋致冷、氟利昂、氨致冷等方式。有渦旋致冷、氟利昂、氨致冷等方式。二、云臺(tái)二、云臺(tái) 云臺(tái)是前端設(shè)備中為云臺(tái)是前端設(shè)備中為攝像機(jī)攝像機(jī)/ /鏡頭配套的部件，鏡頭配套的部件，實(shí)際上是支撐攝像機(jī)實(shí)際上是支撐攝像機(jī)/ /鏡鏡頭在水平方向（水平云臺(tái)）頭在水平方向（水平云臺(tái)）或者水平及垂直兩個(gè)方向（全方位云臺(tái)）旋轉(zhuǎn)的底座或者水平及垂直兩個(gè)方向（全方位云臺(tái)）旋轉(zhuǎn)的底座（好比照相機(jī)的三腳架）。一般情況下，云臺(tái)是用支（好比照相機(jī)的三腳架）。一般情況下，云臺(tái)是用支架固定在

33、室內(nèi)（外）墻壁、天花板或者電線(xiàn)桿上，其架固定在室內(nèi)（外）墻壁、天花板或者電線(xiàn)桿上，其作用是通過(guò)室內(nèi)控制器，將控制電壓通過(guò)多芯電纜直作用是通過(guò)室內(nèi)控制器，將控制電壓通過(guò)多芯電纜直接加到云臺(tái)內(nèi)的低速大扭矩電動(dòng)機(jī)上，以驅(qū)動(dòng)臺(tái)面上接加到云臺(tái)內(nèi)的低速大扭矩電動(dòng)機(jī)上，以驅(qū)動(dòng)臺(tái)面上的攝像機(jī)的攝像機(jī)/ /鏡頭在水平方向或者任意方向上旋轉(zhuǎn)，達(dá)鏡頭在水平方向或者任意方向上旋轉(zhuǎn)，達(dá)到增加攝像機(jī)到增加攝像機(jī)/ /鏡頭的空間可視范圍的目的。鏡頭的空間可視范圍的目的。云臺(tái)種類(lèi) 紅外半球型紅外半球型 普通支架普通支架 室內(nèi)智能型室內(nèi)智能型 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控型 自由度示意自由度示意三、云臺(tái)控制器三、云臺(tái)控制器 在不配置系統(tǒng)

34、主在不配置系統(tǒng)主機(jī)的小型視頻監(jiān)控系機(jī)的小型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，如果前端統(tǒng)中，如果前端攝像攝像機(jī)配有云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭，或者在室外應(yīng)用中配有帶雨機(jī)配有云臺(tái)及電動(dòng)鏡頭，或者在室外應(yīng)用中配有帶雨刷的室外防護(hù)罩，或者系統(tǒng)還要求控制監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的照刷的室外防護(hù)罩，或者系統(tǒng)還要求控制監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的照明燈等輔助設(shè)備，就必須配置操縱云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭動(dòng)明燈等輔助設(shè)備，就必須配置操縱云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭動(dòng)作及輔助設(shè)備開(kāi)關(guān)的控制器，如圖所示。這種控制器作及輔助設(shè)備開(kāi)關(guān)的控制器，如圖所示。這種控制器一般受面板按鍵的控制，輸出交流電壓（對(duì)云臺(tái)）或一般受面板按鍵的控制，輸出交流電壓（對(duì)云臺(tái)）或直流電壓（對(duì)電動(dòng)鏡頭）到云臺(tái)（或電動(dòng)鏡頭）的控直流電

35、壓（對(duì)電動(dòng)鏡頭）到云臺(tái)（或電動(dòng)鏡頭）的控制電壓輸入端，使云臺(tái)或電動(dòng)鏡頭相應(yīng)動(dòng)作。制電壓輸入端，使云臺(tái)或電動(dòng)鏡頭相應(yīng)動(dòng)作。云臺(tái)控制器的原理云臺(tái)控制器的原理單路水平云臺(tái)控制器原理單路水平云臺(tái)控制器原理全方位云臺(tái)控制器原理全方位云臺(tái)控制器原理 多多功功能能控控制制器器原原理理四、四、視頻信號(hào)切換器視頻信號(hào)切換器 視頻切換器是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的常用設(shè)備之一，其作視頻切換器是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的常用設(shè)備之一，其作用是從多路視頻信號(hào)中選出一路或多路傳輸至顯示（監(jiān)用是從多路視頻信號(hào)中選出一路或多路傳輸至顯示（監(jiān)視器）、記錄設(shè)備（視器）、記錄設(shè)備（24h24h錄像機(jī)、錄像機(jī)、DVRDVR）中，這樣可減少）中，這樣可減少

36、中心控制設(shè)備使用的數(shù)量，達(dá)到節(jié)約費(fèi)用的目的。中心控制設(shè)備使用的數(shù)量，達(dá)到節(jié)約費(fèi)用的目的。 手動(dòng)手動(dòng)視頻切換器是切換器最簡(jiǎn)單的一種，該裝置有視頻切換器是切換器最簡(jiǎn)單的一種，該裝置有若干按鍵，用以對(duì)單一監(jiān)視器輸出顯示所選擇的某臺(tái)攝若干按鍵，用以對(duì)單一監(jiān)視器輸出顯示所選擇的某臺(tái)攝像機(jī)的圖像。像機(jī)的圖像。 順序視頻切換器順序視頻切換器是使來(lái)自多臺(tái)攝像機(jī)的圖像在一是使來(lái)自多臺(tái)攝像機(jī)的圖像在一臺(tái)監(jiān)視器上選擇顯示一幅，然后再顯示另一幅。攝像機(jī)臺(tái)監(jiān)視器上選擇顯示一幅，然后再顯示另一幅。攝像機(jī)的顯示順序和顯示停留時(shí)間可由用戶(hù)程序設(shè)置或修改。的顯示順序和顯示停留時(shí)間可由用戶(hù)程序設(shè)置或修改。五、五、畫(huà)面分割器畫(huà)面分

37、割器 畫(huà)面分割器是一種專(zhuān)業(yè)的畫(huà)面分割器是一種專(zhuān)業(yè)的視頻處理設(shè)備，作用是對(duì)多個(gè)視頻處理設(shè)備，作用是對(duì)多個(gè)攝像機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)進(jìn)行處攝像機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)進(jìn)行處理（先理（先“分拆分拆”，后，后“組組合合”），重新形成一路特定視），重新形成一路特定視頻信號(hào)，發(fā)往各個(gè)監(jiān)視器，使頻信號(hào)，發(fā)往各個(gè)監(jiān)視器，使一個(gè)監(jiān)視器可同時(shí)顯示多個(gè)小一個(gè)監(jiān)視器可同時(shí)顯示多個(gè)小畫(huà)面。畫(huà)面。 畫(huà)面分割器有畫(huà)中畫(huà)處理畫(huà)面分割器有畫(huà)中畫(huà)處理器、四畫(huà)面分割器、九畫(huà)面分器、四畫(huà)面分割器、九畫(huà)面分割器、十六畫(huà)面處理器等。割器、十六畫(huà)面處理器等。六、六、視頻分配器視頻分配器 視頻分配器的功能是將一路視頻信號(hào)均勻分配視頻分配器的功能是將一路視

38、頻信號(hào)均勻分配成多路視頻信號(hào)，以便供多臺(tái)監(jiān)視器、錄像機(jī)同時(shí)成多路視頻信號(hào)，以便供多臺(tái)監(jiān)視器、錄像機(jī)同時(shí)使用。使用。第三節(jié)第三節(jié) 錄像機(jī)的基本工作原理錄像機(jī)的基本工作原理錄像機(jī)原理錄像機(jī)原理 磁帶錄像機(jī)是以磁帶為介質(zhì)存儲(chǔ)圖像信息的設(shè)磁帶錄像機(jī)是以磁帶為介質(zhì)存儲(chǔ)圖像信息的設(shè)備，備， 它所完成的基本物理變換是電磁轉(zhuǎn)換，它所完成的基本物理變換是電磁轉(zhuǎn)換， 把把時(shí)間軸上連續(xù)變化的電視信號(hào)、時(shí)間軸上連續(xù)變化的電視信號(hào)、 音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁帶上磁跡的幾何分布，磁帶上磁跡的幾何分布， 或相反的過(guò)程?；蛳喾吹倪^(guò)程。 磁帶錄磁帶錄像機(jī)有廣播級(jí)，像機(jī)有廣播級(jí)， 業(yè)務(wù)級(jí)和家用型，業(yè)務(wù)級(jí)和家用型， 在應(yīng)用電

39、視系在應(yīng)用電視系統(tǒng)中家用型錄像機(jī)是最為常用的圖像記錄設(shè)備。統(tǒng)中家用型錄像機(jī)是最為常用的圖像記錄設(shè)備。1. 1. 磁性記錄和重放原理磁性記錄和重放原理 任何一個(gè)磁記錄必須包括兩個(gè)基本的部分，一是任何一個(gè)磁記錄必須包括兩個(gè)基本的部分，一是承載信息的介質(zhì)，承載信息的介質(zhì)， 一是向介質(zhì)傳遞信息實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)一是向介質(zhì)傳遞信息實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的器件；錄像機(jī)的磁記錄介質(zhì)是磁帶，電磁轉(zhuǎn)換器換的器件；錄像機(jī)的磁記錄介質(zhì)是磁帶，電磁轉(zhuǎn)換器件是磁頭。通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)來(lái)保證形成一定的磁頭磁帶件是磁頭。通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)來(lái)保證形成一定的磁頭磁帶關(guān)系關(guān)系( (簡(jiǎn)稱(chēng)頭帶關(guān)系簡(jiǎn)稱(chēng)頭帶關(guān)系) )。 下圖示出了磁性記錄和重放下圖示出了磁性記錄和

40、重放原理的頭帶關(guān)系示意圖原理的頭帶關(guān)系示意圖 磁頭是一個(gè)繞有一組線(xiàn)圈的環(huán)形鐵芯，鐵芯上磁頭是一個(gè)繞有一組線(xiàn)圈的環(huán)形鐵芯，鐵芯上有一狹窄的縫隙稱(chēng)為工作縫隙。當(dāng)被記錄信號(hào)電流流有一狹窄的縫隙稱(chēng)為工作縫隙。當(dāng)被記錄信號(hào)電流流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生與電流大小成正比、方向過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生與電流大小成正比、方向一定的磁通。由于工作縫隙處的磁阻較大，在其附近一定的磁通。由于工作縫隙處的磁阻較大，在其附近就會(huì)出現(xiàn)漏磁場(chǎng)。當(dāng)磁帶的磁性層就會(huì)出現(xiàn)漏磁場(chǎng)。當(dāng)磁帶的磁性層( (以后簡(jiǎn)稱(chēng)磁帶以后簡(jiǎn)稱(chēng)磁帶) )與工作縫隙接觸時(shí)，由于磁帶的磁阻較低，鐵芯中的與工作縫隙接觸時(shí)，由于磁帶的磁阻較低，鐵芯中的磁通就會(huì)通

41、過(guò)磁帶形成閉合磁路，因此磁帶被磁化。磁通就會(huì)通過(guò)磁帶形成閉合磁路，因此磁帶被磁化。 如果磁帶以一定的速度相對(duì)磁頭運(yùn)動(dòng)，就會(huì)形成一條如果磁帶以一定的速度相對(duì)磁頭運(yùn)動(dòng)，就會(huì)形成一條磁跡。在這個(gè)過(guò)程中被記錄信號(hào)電流隨時(shí)間的變化就磁跡。在這個(gè)過(guò)程中被記錄信號(hào)電流隨時(shí)間的變化就轉(zhuǎn)化為磁帶上磁跡的磁化強(qiáng)度變化。轉(zhuǎn)化為磁帶上磁跡的磁化強(qiáng)度變化。 信號(hào)的重放過(guò)程是上述過(guò)程的逆過(guò)程。當(dāng)磁頭的信號(hào)的重放過(guò)程是上述過(guò)程的逆過(guò)程。當(dāng)磁頭的工作縫隙與磁帶相接觸時(shí)，便形成與記錄時(shí)相同的頭工作縫隙與磁帶相接觸時(shí)，便形成與記錄時(shí)相同的頭帶關(guān)系。磁頭將橋接磁帶的磁跡，磁跡的表面磁場(chǎng)將帶關(guān)系。磁頭將橋接磁帶的磁跡，磁跡的表面磁場(chǎng)

42、將在磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生相應(yīng)的感生電動(dòng)勢(shì)，采用適當(dāng)方法在磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生相應(yīng)的感生電動(dòng)勢(shì)，采用適當(dāng)方法取出和處理這個(gè)電動(dòng)勢(shì)，就可以恢復(fù)出原信號(hào)。所謂取出和處理這個(gè)電動(dòng)勢(shì)，就可以恢復(fù)出原信號(hào)。所謂形成與記錄時(shí)相同的頭帶關(guān)系，一是指幾何位置關(guān)系，形成與記錄時(shí)相同的頭帶關(guān)系，一是指幾何位置關(guān)系，二是指磁帶以記錄時(shí)相同的速度運(yùn)動(dòng)。二是指磁帶以記錄時(shí)相同的速度運(yùn)動(dòng)。 硬盤(pán)錄像利用高新數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息壓縮，視頻硬盤(pán)錄像利用高新數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息壓縮，視頻信息丟失少，而且利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能性、靈活信息丟失少，而且利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能性、靈活性，使用起來(lái)特別方便，必將逐步取代其他錄像設(shè)備。性，使用起來(lái)特別方便，必

43、將逐步取代其他錄像設(shè)備。第四節(jié) 攝錄像信號(hào)的傳輸一、圖像信號(hào)的傳送 攝錄像信號(hào)的傳送分為圖像信號(hào)的傳送和控制信號(hào)的傳送。圖像信號(hào)傳送的方式分類(lèi)： 射頻有線(xiàn)傳送 射頻信號(hào)的傳送圖像信號(hào)傳送 射頻無(wú)線(xiàn)傳送 基頻信號(hào)的傳送 電纜電視系統(tǒng)中，來(lái)自攝像機(jī)和錄像機(jī)的圖像信電纜電視系統(tǒng)中，來(lái)自攝像機(jī)和錄像機(jī)的圖像信號(hào)和伴音信號(hào)通常采用射頻進(jìn)行傳送。詳見(jiàn)后續(xù)章節(jié)。號(hào)和伴音信號(hào)通常采用射頻進(jìn)行傳送。詳見(jiàn)后續(xù)章節(jié)。 在作監(jiān)視用的閉路電視系統(tǒng)中，圖像信號(hào)常用基在作監(jiān)視用的閉路電視系統(tǒng)中，圖像信號(hào)常用基頻信號(hào)進(jìn)行傳送，傳送介質(zhì)常用的是頻信號(hào)進(jìn)行傳送，傳送介質(zhì)常用的是7575的同軸電纜，的同軸電纜，這種電纜一方面可以和

44、攝像機(jī)和錄像機(jī)的輸出阻抗匹這種電纜一方面可以和攝像機(jī)和錄像機(jī)的輸出阻抗匹配，另一方面具有良好的屏蔽性。配，另一方面具有良好的屏蔽性。 基頻信號(hào)的帶寬自基頻信號(hào)的帶寬自25Hz到到6MHz，相差相差18個(gè)倍頻個(gè)倍頻程之多，當(dāng)信號(hào)的傳送距離很長(zhǎng)時(shí)，要對(duì)高頻信號(hào)補(bǔ)程之多，當(dāng)信號(hào)的傳送距離很長(zhǎng)時(shí)，要對(duì)高頻信號(hào)補(bǔ)償。通常超過(guò)償。通常超過(guò)500m時(shí)要加視頻信號(hào)補(bǔ)償器，以補(bǔ)償電時(shí)要加視頻信號(hào)補(bǔ)償器，以補(bǔ)償電纜對(duì)高頻信號(hào)的損耗。纜對(duì)高頻信號(hào)的損耗。二、控制信號(hào)的傳送控制信號(hào)分類(lèi)： 直接控制信號(hào) 模擬控制信號(hào)控制信號(hào) 間接控制信號(hào) 數(shù)字控制信號(hào) 監(jiān)視系統(tǒng)的控制信號(hào)是通過(guò)控制室內(nèi)的控制設(shè)備發(fā)出來(lái)的，用于控制攝像機(jī)

45、鏡頭和與其配套的云臺(tái)、防塵罩等。（一）直接控制信號(hào)的傳送（一）直接控制信號(hào)的傳送 在控制信號(hào)傳輸距離較近的情況下，一般采用直在控制信號(hào)傳輸距離較近的情況下，一般采用直接控制方式。這種控制方式，在控制器與被控對(duì)象間接控制方式。這種控制方式，在控制器與被控對(duì)象間出除了導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有其他環(huán)節(jié)，第一個(gè)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)一綠出除了導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有其他環(huán)節(jié)，第一個(gè)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)一綠肥控制線(xiàn)，另外還有公共線(xiàn)。由于直接控制傳送的是肥控制線(xiàn)，另外還有公共線(xiàn)。由于直接控制傳送的是驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此，控制線(xiàn)路中的電流比較大。驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此，控制線(xiàn)路中的電流比較大。 例如：驅(qū)動(dòng)云臺(tái)上、下、左、右轉(zhuǎn)動(dòng)的電流一般例如：驅(qū)動(dòng)云臺(tái)上、下、左、右轉(zhuǎn)動(dòng)的

46、電流一般在在1A1A左右，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)鏡頭變焦、聚焦、調(diào)光圈的電左右，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)鏡頭變焦、聚焦、調(diào)光圈的電流不小于流不小于200200mA。這種控制信號(hào)的傳輸距離一般不能。這種控制信號(hào)的傳輸距離一般不能超過(guò)超過(guò)200m。 （二）間接控制信號(hào)的傳送（二）間接控制信號(hào)的傳送 間接控制信號(hào)傳送方式是為解決控制室距監(jiān)視點(diǎn)間接控制信號(hào)傳送方式是為解決控制室距監(jiān)視點(diǎn)較遠(yuǎn)，采用直接控制，驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓損耗較大的缺陷，較遠(yuǎn)，采用直接控制，驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓損耗較大的缺陷，而對(duì)直接控制信號(hào)傳送方式的一種改進(jìn)。而對(duì)直接控制信號(hào)傳送方式的一種改進(jìn)。 它是在控制器與被控對(duì)象間增設(shè)一個(gè)功率接續(xù)器它是在控制器與被控對(duì)象間增設(shè)一個(gè)功

47、率接續(xù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的來(lái)實(shí)現(xiàn)的。功率接續(xù)器一般放在被控對(duì)象附近，其內(nèi)功率接續(xù)器一般放在被控對(duì)象附近，其內(nèi)部有攝像機(jī)及其相關(guān)設(shè)備所需的各種電源，還有與控部有攝像機(jī)及其相關(guān)設(shè)備所需的各種電源，還有與控制信號(hào)和電源相配套的繼電器。這樣由控制室通過(guò)控制信號(hào)和電源相配套的繼電器。這樣由控制室通過(guò)控制電費(fèi)輸出的不再是大電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而是小電流控制電費(fèi)輸出的不再是大電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而是小電流控制信號(hào)，控制距離就右以延長(zhǎng)了。原理上講，這種方制信號(hào)，控制距離就右以延長(zhǎng)了。原理上講，這種方式可以使控制距離很長(zhǎng)，但由于傳輸線(xiàn)需要很多股，式可以使控制距離很長(zhǎng)，但由于傳輸線(xiàn)需要很多股，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，系統(tǒng)造價(jià)會(huì)提高。長(zhǎng)距離傳輸時(shí)

48、，系統(tǒng)造價(jià)會(huì)提高。 （三）數(shù)字傳送方式（三）數(shù)字傳送方式 直接控制方式和間接控制方式需要用一定數(shù)量的直接控制方式和間接控制方式需要用一定數(shù)量的控制線(xiàn)傳送，既浪費(fèi)線(xiàn)材，安裝時(shí)對(duì)浪費(fèi)人力，在長(zhǎng)控制線(xiàn)傳送，既浪費(fèi)線(xiàn)材，安裝時(shí)對(duì)浪費(fèi)人力，在長(zhǎng)距離多攝像頭的監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)問(wèn)題更加突出。距離多攝像頭的監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)問(wèn)題更加突出。 數(shù)字傳送方式只使用一根控制信號(hào)線(xiàn)，彌補(bǔ)了模數(shù)字傳送方式只使用一根控制信號(hào)線(xiàn)，彌補(bǔ)了模擬控制的不足。數(shù)字傳送方式有編碼器、解碼執(zhí)行器、擬控制的不足。數(shù)字傳送方式有編碼器、解碼執(zhí)行器、傳送電纜等組成。電纜傳送每一個(gè)控制信號(hào)數(shù)碼包括傳送電纜等組成。電纜傳送每一個(gè)控制信號(hào)數(shù)碼包括起始碼、設(shè)備碼、功能碼、結(jié)束碼等組成。編碼器完起始碼、設(shè)備碼、功能碼、結(jié)束碼等組成。編碼器完成對(duì)控制信號(hào)的編碼，并對(duì)數(shù)字控制成對(duì)控制信號(hào)的編碼，并對(duì)數(shù)字控制碼碼進(jìn)行調(diào)制；進(jìn)行調(diào)制；傳傳送電纜一般采用與計(jì)算機(jī)配套的同軸電纜；解碼執(zhí)行送電纜一般采