摄像机的扫描制式

摄像机的扫描制式

   在视频安防监控系统中，摄像机是最重要的核心设备，其中作为生成图像信息的传感器在大多数情况下基本上决定了全系统的图像质量。摄像机作为系统的前端设备，在系统中使用量**，要求在各种环境条件下(公开、隐蔽、光照、气候)获得良好的图像。

   摄像机把现场景物的光学图像转变为电信号，传送到远端后，再由监视器还原为光学图像。在这里，摄像机必须完成以下2个转换。

   (1)光学图像转换为电图像。通过光学系统将一个三维空间的光学图像成像在一个焦平面上，摄像机将光学图像转换为电信号。电信号的多少、大小与光信号的强弱、高低成比例。这一转换是由光电器件来完成的。    。

   (2)把空间分布的电图像信号转换为时间顺序的电信号。由光学图像转换成的电图像信号还不是可以远距离传播的电信号，必须进一步转换，使之成为时间轴上连续的电信号，才能成为一种可变换、处理、传送的电信号。这个转换通过所谓“扫描”的过程来实现。

   扫描是把空间分布的电图像转换为时间连续的电信号的过程，同时也是对图像分解的过程。对图像的分解越细致，对图像细节的描述越充分，图像信号载有的信息量就越大。

   1．图像分解    

   扫描是对一帧图像的分解。通常是把一帧图像在垂直方向上分解成若干条线。因此，扫描是在水平方向上完成一行后，再向下移动一行，前者称为水平扫描(行扫描)，后者称为垂直扫描(场扫描)。一帧图像分解成的线数越多，图像越细致，图像的分辨能力越高。

   对一帧图像进行分解(扫描)仅是对一幅静止的图像的处理，对于运动(连续)的图像，必须用多个连续的单帧图像的组合来描述。根据人眼视觉暂留的生理特征，通行常每秒有20几帧图像，就会感觉到是一个连续图像效果。电视就是用每秒钟扫描25帧图像的方法描述运动的图像。单位时间内扫描图像的帧数称为帧频(场频)。单位时间图

像的帧数和扫描对图像的分解，表示对图像信息的表达能力(空间分辨或图像细节、时间分辨或连续性)。

 2．图像扫描

 电视扫描由以下两个过程组成。

 (1)行扫描：从左向右(水平方向)的扫描。

 (2)场扫描，从上向下(垂直方向)的扫描。

 图像扫描通常有以下两种方式。

 (1)逐行扫描。垂直扫描是按水平扫描线逐行由上向下进行。计算机显示器通常采用这种方式。

 (2)隔行扫描。将一帧图像分为两场图像，一场由奇数行组成，称为奇数场；一场由偶数行组成，称为偶数场。两场分别进行图像扫描，完成奇数场扫描后，再进行偶数场的扫描。两场扫描叠加起来，构成一帧图像。现行电视扫描就是这种方式，目的是为减轻图像的闪烁现象。

   电视系统有以下两个基本参数。

   (1)行频。行扫描的频率，等于帧频乘以一帧图像的扫描行数。

   (2)帧(场)频。每秒扫描图像的帧(场)数。

图像的分解表示对图像描述的细致程度，行数越多，对图像细节的表示越充分。描述得越细致，所需的频带越宽。显然，这要受到当时技术条件的限制。因此，在确定这些参数时要充分利用人视觉的生理特性：即根据视觉的空间分辨能力确定图像分解的线数，根据视觉的暂留    我国现行电视制式规定：每帧图像分解为625线，每秒有25帧图像。因此，．其行频为15 625Hz，帧频为25Hz，场频为50Hz。可以说，在当时的技术条件下，这是**的了。随着技术的发展，人们对图像又提出了更高的要求，希望采用最新的技术，去获得更好的视觉效果。于是出现了高清晰度电视，它要求帧频加倍、每帧图像的扫描线数加倍。  

   新的视频技术，特别是数字视频都是采用像素的阵列来表示图像。一帧图像可以分解为若干个成矩形阵列排列的有一定几何尺寸的微小单元，这些微小单元称为像素。

 3．视频信号

 通过光电器件和扫描产生的电信号代表图像的亮度信息，称为图像信号。但仅用这些信息表示图像是不够的，必须还要有这些亮度信息所对应的空间位置的信息，它由同步信号来表达。因此，完整的电视信号由图像信号和同步信号两部分组成，严格地讲还有消隐信号。

   同步信号分为场同步和行同步两种，分别表示场扫描和行扫描的起始点及时间顺序，所以载有图像(亮度)信号的空间信息，它保证电视系统在还原图像时，显示图像的真实和稳定。

   通常人们把摄像机输出的电视信号称为基带信号或视频信号，其频率范围从DC一直到几兆赫兹，甚至于十几兆赫兹。把视频信号调制为高频电视信号(电视台向空中播放的)称为射频信号，载频可以从几十兆赫兹到几千兆赫兹。