淺談閉路電視系統(CCTV) 閉路電視系統, CCTV

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CCTV即Closed Circuit Television 的縮寫，是閉路電視系統的意思。其利用電學原理，透過光學鏡頭所攝取的影像光能，經由攝影機內的芯片(CCD)或攝像管(tube)轉變為電能，再經由電纜線及一些用途不同的輔助器材傳送到監視器上，使電能回復光能呈現在屏幕上。目前大多數新式系統中，除特殊運用外，多采用CCD攝影機，此種趨勢在將來會更普遍。所謂CCD(charge coupled device，電荷耦合組件)為一攝像組件，此組件可將光線變成電荷，并可將電荷儲存及轉移，且能令儲藏之電荷取出，使電壓發生變化。
● CCD攝影機與攝像管攝影機比較時，具有下列優點：
(1) 體積小，重量輕。
(2) 低殘像。
(3) 磁場不會影響到畫面。
(4) 抗震動、抗撞擊。
(5) 壽命長。
▼ CCD尺寸攝影機所使用之CCD可分為2/3"、1/2"、1/3"等尺寸類別。因為影像表面變小，圖素數量及敏感度(sensitivity)隨之減少。最近已將此問題解決，為了節省成本，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)此類攝影機另需加裝一個24V AC的轉接器。
(3) 單電纜(one cable)此類攝影機之電源(DC power)來自同軸電纜(需加裝控制器)，此電纜供視頻信號輸出使用。
▼ 分辨率(resolution)
通常是指水平解晰度，除非特別指定"垂直"時。
(1) 水平解晰度(horizontal resolution) 其數目是由明顯的垂直交互黑白線條之最大數目乘以0.75而得。
一般以CCD之圖素(pixel)數量及攝影機的電子特性決定。
(2) 垂直解晰度(vertical resolusion) 其數目是由明顯的水平交互黑白線條之最大數目而得。
一般以掃描線的數目及掃描方法而得。

▼ 黑白 / 彩色若監視一個景物的位置或景物的移動時，建議選用黑白攝影機。彩色攝影機適用于景物細部辨別做實時(real time)的監視。通常黑白攝影機比彩色攝影機更為敏感，所以黑白攝影機適用于光線不足之地區或夜晚無法安裝照明設備之地點。
▼ 照度(illumination)依照安裝地點的亮度來選擇攝影機。如果地點的亮度超過最低物體亮度10倍以上時，畫面一定清晰 。
■ 同步系統(synchronization system)
進行發射機及接收機同步時，須完成信號同步。水平同步信號控制水平掃描，垂直同步信號控制垂直掃描。
同步系統分為下列四種：
▼ 內同步(internal synchronization)藉由攝影機的內同步信號產生電路之同步信號來完成操作。
▼ 外同步(external synchronization)藉由一個外部的同步信號產生器，將同步信號分送到攝影機的外同步輸入來完成同步。
▼ 電源（行鎖定）同步(power（line-lock）synchronization)利用攝影機的AC電源周波來完成垂直驅動(VD)同步。
■ 功能
▼ 電子快門(electronic shutter)固體攝像素子的電荷累積時間，依電子的可變性而控制曝光時間的功能。此一功能可使攝影機捕捉快速移動之物體。
▼ 白平衡(white balance)對于彩色攝影機為配合光源而調整顏色再現的功能。 (1) 自動白平衡(automatic white balance；AWB) 自動儲存物體預設的白平衡。適用于固定光源的地方。(2) 自動追蹤白平衡(automatic tracking white balance；ATW)可經常對一個物體的色溫變化追蹤和偵測，并自動調整白平衡。適用于定期光源改變的地方，例如夜間用螢光燈來替代天然光線之地方。
▼ 光圈(iris)(1) 手動(manual)光圈 當亮度變更時需手動調整光圈，所以適用于亮度不變的地方。(2) 自動(auto)光圈 因亮度變更時光圈可自動調整，所以適用于每天定時光源會變換的地方。
● Video input型式鏡頭內有電路來偵測進入鏡頭里的光度。
● DC input型式鏡頭內無光度偵測電路，反之有些攝影機內部加上了光度偵測電路，故鏡頭本身較便宜。
■ 鏡頭之選擇
鏡頭選擇與攝影機選擇同樣重要。依照監視時被觀察物體之尺寸(觀察范圍)、物體亮度變化及CCD尺寸來選擇鏡頭的型式。一般有下列幾項選擇條件：
▼ 焦距(focal length) 必須注意物體到攝影機之距離及觀察尺寸。
▼ 鏡頭種類 可分為廣角(wide angle)、望遠(telephoto)、標準(standard)、伸縮(motorized)、**(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，亦即我們在規格上所見的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；數值愈小，光圈愈大，透過的光線愈多。F=f/D
■ 監視器之選擇依照黑白或彩色及屏幕大小來選擇監視器。
■ 外圍設備因安裝位置環境需要及監視作業周全與便利，必須加裝許多外圍設備，如回轉臺、防護罩、跳臺器，甚或矩陣控制器。
● 監視攝影機所需之明亮度

■ 最低被照體照度
在攝影機的可辨識范圍內，被照體需要一定之明亮度，攝影機才可輸出被照體之影像，此明亮度稱之為＜最低被照體照度＞。各型號攝影機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感度之標準。
＜最低被照體照度＞會隨著鏡頭之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。
■ 鏡頭之明亮度（F值）
F 值即指鏡頭之明亮度。鏡頭規格中所顯示＜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值每縮小一級距，明亮度即增加兩倍。鏡頭之射入光量與光束之斷面積[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值每縮小一級距，明亮度即增加兩倍。
■ 最低被照體照度之換算方式
攝影機規格記載之最低被照體照度，是使用F1.4鏡頭所測定之值。實際使用時，根據所組合鏡頭之F值不同，最低被照體照度也有所不同。
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