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应用电视简介应用电视简介1.什么是应用电视2.应用电视的特点3.现状与技术发展趋势什么是应用电视应用电视一个专业术语，除了专业人士，一般人知道的并不多但是提到监控电视很多人都能说出个大概-那不就是录像吗警匪片电视剧看多了自然会有一个印象其实这两个词既有相同之处又有不同，从专业技术上来说，电视分为广播电视(Broadcast Television-BTV和应用电视(Appli Television-A TV两大类把用于广播的电视称为广播电视，主要用途是作为大众传播媒介，向大众提供电视节目，丰富人们文化生活，天天看的就是广播电视另一类电视-应用电视则是广播电视之外的所有电视的统称，因此，也称为非广播电视Non-Broadcast Television-NBTV有时也称为闭路电视(Close Circuit Television-CCTV早期主要在工业中应用，多称为工业电视，进入二十世纪九十年代以后，大量普及地使用于商场、饭店、银行、车站等地，用于安全防范、监视控制的目的并为广大公众所熟知，遂被称为监控电视，因此，约定俗成地，不仅普通人而且专业人士也把绝大多数的应用电视叫做监控电视了应用电视是具有明显应用特点的一类电视，主要用于工业、交通、商业、金融、医疗卫生、教育、军事、航天及安全保卫等领域，现代化管理、监测、控制的重要手段之一应用电视能实时、形象、真实地反映被监视控制的对象，人们利用这一特点，及时获取大量丰富的信息，极大地提高了管理效率、安全生产和自动化水平同时，某些场合，利用应用电视解决人类不可能直接观察的困难，使其成为一种有效的观测工具，发挥了不可替代的独特作用因此应用电视越来越受到人们重视，现代社会的各个方面得到越来越广泛的应用一)应用电视的构成实际的应用电视都是一个系统，一般由三个基本部分构成：产生图像的或成像装置图像的传输与控制设备图像的处理与显示设备其中系统的核心部分一个系统的规模大小往往用数量来衡量小规模系统中数量一般是1-10台，10台以上100台以下可称为中规模系统，100台以上为大规模系统国内的应用电视系统基本上都是中小规模的其中以小规模系统居多这是由于小规模系统的结构较为简单，设备少，造价底，容易得到推广应用二)应用电视的分类应用电视包含的内容多，应用范围广，因此种类繁多通常根据技术原理、使用目的环境条件、要求的功能等因素，把应用电视分为四大类：既通用型应用电视、特种成像方式应用电视、特殊环境下使用的应用电视，以及具有特种功能的应用电视下面分别加以说明1.通用型应用电视基本形式的也是使用最多的最普通的应用电视一般人所说的监控电视或闭路电视都是指这种应用电视其特点是用可见光成像的普通黑白或彩色没有或只有简单的防护措施(如防尘罩等)光学镜头透过可见光的带或不带自动光圈的定焦距镜头或焦距、光圈、聚焦均可控制的三可变镜头由若干台这样的传输电缆、视频切换器、控制器等系统配套设备，及普通黑白或彩色监视器等组成的应用电视系统就是通用型应用电视根据需要还可配置电缆补偿器，普通电动云台及其控制器等近年来，随着技术的进步和要求的提高，系统中还可加入多画面显示装置(四、九、十六画面分割器)彩色或黑白视频打印机、长时间录像机、硬盘录像机等图像记录设备，光缆和光端机等长距离传输设备，以及作为系统中心控制器和图像显示器计算机及控制软件有的系统还配有音频监听和记录设备通用型应用电视主要是用在环境条件相对较好没有特殊要求的场合，如车站、机场、宾馆、写字楼、商店、银行、证券、医院、学校及比较清洁的工厂等通用型应用电视的结构简单造价低，能满足大多数普通用户的一般监视要求，因而它应用最为广泛，数量也最多2.特种成像方式应用电视与通用型应用电视的主要区别是成像方式或成像原理不同特种成像是指用非可见光成像，微弱光成像，或者成像装置的扫描为非常规方式，或者兼而有之例如，用X射线成像的医学检查和工业探伤的X光电视；用近红外线成像的主动式和被动式红外电视；用远红外线(热辐射)成像的夜视电视和热释电电视(可用于夜间军事侦察、乳腺癌普查、火灾现场搜救等)用环境照度为10-2-10-10 lx微弱光成像的微光电视；用紫外线成像的紫外电视(用于极光探测等)等这几种电视扫描原理基本上是采用常规的电视扫描制式水下电视(浊水)用的超声成像或激光成像装置光机扫描红外和红外夜视仪均有一个非可见光的点状波束发生器，借助机械的偏转，对目标进行二维扫描，再用敏感元件或换能器将接收的从目标反射回来的波束转变为电信号，经过处理形成电视信号，监视器上显示目标的图像飞行器(飞机或卫星)上装备的红外焦面阵列(IRFPA由红外敏感的面阵或线阵CCD电荷耦合器件)用拼装或不拼装方式构成的大规模成像装置(其像素量极大，以提高对地面目标分辨率)由面阵器件构成的成像装置称为凝视阵列系统，其成像原理和扫描方式与普通CCD基本相同而线阵器件构成的成像装置则不同，线阵本身进行横向(与飞行方向垂直)电扫描，地面目标的机械运动构成纵向(飞行方向)扫描(推帚成像)器件接收地面的可见光和红外辐射而成像，信号经过处理成为视频信号供录像或发射给地面接收器这种军用电视是目前最先进的军事侦察手段上面几种成像原理与通用型有较大的差别，非常规的扫描方式此外医用超声诊断仪(B超、彩超)工业用超声探伤仪等也是非常规成像方式3.特殊环境下使用的应用电视往往是用通用型根据具体的环境配上必要的防护装置构成，有时也采用特殊设计的属于这类应用电视的有以下几种高温电视有适用于温度在100左右兼有粉尘的环境下的普通高温电视置于风冷、水冷或半导体致冷防护罩内，用耐高温电缆供电和传输信号炉内型高温电视则适用于2000以下的各种窑炉内，具有复杂的多重防护装置，带有故障报警和自动退出装置，保证极高温度中长期可靠地运行，又能在意外情况下自动退出炉外有的还有多点同时温度测量并与图像同屏显示的功能低温电视带有自动控温的加热器，适合于高寒地区或冷库中工作用于矿山等环境中的防尘电视必须设计有防尘罩，并对镜头前的防护玻璃采取去尘措施有高浓度腐蚀性气体环境中的防腐蚀电视，其必须置于能长期耐腐蚀的防护罩内，外部接头及电缆必须具有耐腐蚀能力水下电视(深水)及照明灯具分别置于高压水密舱内，同时能对其进行遥控定位和有可燃性气体或易爆粉尘环境中的防爆电视要有良好的防爆或隔爆密封罩，根据具体环境条件，设计选用相应防爆或隔爆等级的防护罩(包括云台必须由国家防爆安全机构批准的企业生产，并有检验合格证书核反应装置中工作的必须采用耐辐照的元器件，并有较好的隔离射线的防护罩医用和工业用的电子窥镜电视本身设计成微型(前端仅有微型镜头CCD摄像器件和微型光源，其外径以及相连的光缆一般不超过6-8 mm防水并耐腐蚀，信号处理电路及电源、光源等置于光缆的远端室外型电视的和云台等能适应室外四季温度变化，防风沙雨雪的侵害，防护罩带有加热器、风扇、雨刷，能防尘，防护罩玻璃能除霜4.具有特种功能的应用电视这种电视的主要特点是功能不仅仅是获取景物的图像，更重要的利用电视这一视觉手段取得信息，并对这些信息进行分析和加工处理，利用其中的特征信号或量值，进行测量或控制，获得许多特殊的功能本身在系统中被当成一种传感器-图像传感器由于图像所含的信息较之其他传感器获得的信息量更大更丰富，因此具有更大的使用价值和多种多样的利用可能性人类的劳动生产和社会活动中，相当多的操作是按如下的模式进行的眼-大脑-手人眼观察目标景物，大脑分析判断并作出决定，指挥手去操作操作的结果又通过人眼反馈给大脑，分析判断后作出下一次如何操作的决定，指挥手去操作与此过程相类似，现代化的自动控制系统中，由电视摄象机-电子计算机-自动控制机构代替人类进行这种活动，实现了无人化操作具有视觉功能的机器人就是这种模式的典型例子下面介绍这类应用电视在一些实用场合表现出的特种功能测量电视在加工工业中用于对生产线上的产品的形状、外观、尺寸、内部缺陷等进行在线测量、判断、分类和计数对图象中的特征量提取并反馈后，可以自动控制加工过程，控制产品质量如在钢铁工业中对轧制的线材的直径或钢板的厚度和宽度进行自动测量医用微循环参数测量电视可以动态地测量出人的微血管的管径、血流速度和血流量医用图象处理装置能进行血细胞的自动分类、计数，提高诊断的准确度和自动化程度图象减影装置是将病人的某些器官在用药前后的两幅图像进行减法比较，从器官的细微变化中判断用药的效果钢管焊接自动跟踪电视能使焊头自动跟踪焊缝，达到最佳的焊接精度，大口径螺旋焊管焊机上得到很好的应用电视制导的导弹是现代战争中的重要武器，巡航导弹的末制导就是采用了地形匹配技术，将侦察取得的目标图像输入巡航导弹的计算机中，巡航导弹接近目标时，其前端装置的拍摄的地面图像也送入计算机中，计算机对两种图像进行对比分析，不断地校正巡航导弹的飞行方向，直至击中目标其极高的准确度得到公认报警电视是一种有效的安全防范手段，已经得到普遍应用，通用型应用电视与报警器的结合目前报警器的种类很多，常用的有：周界报警器如微波、红外、双鉴(微波红外兼有)报警器环境敏感报警器如温度、烟雾、玻璃破碎等磁性开关报警器如门磁、窗磁等图像报警器其原理是当物体侵入监视的区域时，引起图像内容的变化，检测电路检测到视频信号电平的变化，输出报警信号监视区域的位置、形状和大小均可设定报警电视系统接收到报警信号后，判断报警点的位置，将该区域附近的图像切换到系统指定的监视器上，供值班人员观察，发出声光报警提示信号，同时启动录像机，实时录像，或启动擒拿隔离装置等报警电视系统可以选用可预置的云台和镜头当系统设防(进入设定的安全防范待报警状态)时，系统软件按设定的程序指挥云台转到预定的报警方位，镜头焦距变到预定的图像大小，光圈和聚焦达到要求的图像效果，系统中每台云台和镜头都可以独立设定这样的系统报警精度更高，获得的图像资料更有参考价值，并且每次设防都可自动进行当系统撤防(解除设防)时，所有的报警器失效，系统可以作为普通的监控电视系统使用图像与声音同时双向传输已经成为现代的通讯方式，实际应用的有电视电话、会议电视系统、旅客问讯电视系统、可视对讲系统等这里需要说明，由于应用电视的复杂多样性，上述的四大类并不能涵盖所有的应用电视特别是技术迅猛发展的今天，电视技术与其他技术综合运用创造出的新产品、新技术层出不穷，电视在其中的比重有大有小，有时很难断言它一种应用电视设备，抑或是应用了电视技术，增强了功能的其他设备此外，实际的应用电视系统，有时兼有几类的性质，难于划分为哪一类，只能以其主要的特征大致予以区分划分四大类的目的让大家对应用电视有一个比较系统和全面的解应用电视的特点应用电视与广播电视同属于电视这一范畴，因此它有许多共同之处都包含有必需的基本设备，如传输设备、显示设备等但由于它服务的目的适用的对象不同，因而表现出很大的区别下面概括地说明这些区别，从中即可看出应用电视的基本特点一)信息传播方式广播电视的信息传播方式一如其名，广为传播型的用途是向社会传播信息，服务对象是千家万户，服务范围是一个地区，一个国家，甚至全世界因此其传输特点是有一个集中的信息源-电视台；信息的传播是向四面八方扩散；信息的接收者是数量极大的电视机；为了尽量扩大覆盖面，需要大功率发射机，大量的差转机，卫星及地面站、转播台；有线电视则需要大量的传输光缆、电缆、端机、放大器、分支分配器等，才能将信号送到千家万户，也就是说需要大量的传输设备；必须带有至少一路声音信号应用电视的信息传播是集中式的特点是大多数应用电视系统信息源是多台多路信号同时传输，同时显示；传输距离较短一般在几十米到几公里的有限范围内；信息的接收者集中在一个或少数几个点上，因此信息是由相对较大的范围向较小的点上集中；一般用闭路方式传输，一公里以内用电缆，一公里以上可用光缆，不用开路射频传输；视频信号上传，控制信号和电源下传，双向多路传输二)对系统和设备的技术要求广播电视是高质量的电视，要严格达到广播的技术标准，以便给传输系统以足够的损失余量，并能适应数量极大用户的复杂多样的接收条件因此所有的设备必须是广播级的也就是最高档次的应用电视一般是中等质量的电视，对图像仅限于观测而非欣赏，传输距离短，对图像质量影响小，因此对设备质量的要求远低于广播电视下面对几个重要的技术指标作一分析1.清晰度广播电视均为彩色，亮度信号的水平清晰度应达到500电视线以上应用电视黑白和彩色的都大量使用，黑白CCD清晰度在380-500线，彩色CCD清晰度在320-480线由于黑白清晰度相对较高而价廉，所以很多实用系统宁可选用黑白而不用彩色2.传输带宽广播电视的视频信号带宽为6MHz要求视频传输带宽为10MHz射频信号的传输带宽为8MHz中国PA L-D制式)应用电视国家标准*规定，视频信号带宽为5MHz传输系统能满足传输这一带宽信号即可，不做严格规定*-中华人民共和国国家标准GB12647-90通用型应用电视制式3.信噪比(S/N广播视频信号的信噪比一般应达到55-60dB以上，传输系统也应达到60dB以上应用电视信噪比一般都能达到45-50dB传输系统一般不低于40-45dB则整个系统的信噪比不会低38dB最低要求，最终显示的图像质量应在主观评价的四级以上4.制式制式是为了电视信号能被正确的接收，对信号中各种成分及其相互关系的规定广播电视标准非常严格，而应用电视相对宽松如对视频信号中同步信号的幅度、宽度、前后沿的位置和形状、色同步信号的幅度和宽度、色差信号的相位和幅度等，均低于广播的要求5.功能广播为了达到较高的画质及操作方便，设置了较多较复杂的功能如白平衡，自动黑平衡，自动重合，暗电流补偿，杂散光补偿，黑斑校正，色温校正，AGC自动增益控制)低照度报警等自动功能具有集中同步功能，附带有寻像器和录音话筒，大口径高档次变焦镜头与控制台的通话系统，除了输出全电视信号外，还能输出RGB信号、同步信号、彩条信号等应用电视则简单得多，除普遍带有AGC外，少数带有自动白平衡、外同步等功能，其他功能大都不具备，或简化6.环境适应性广播设计为在条件较好的演播室内使用，即使在室外也不会长时间连续使用，而且要视情况加以保护，因此是一种比较娇气设备与此相反，应用电视为了适应各种复杂的环境条件，长时间可靠的工作，设计制造成具有较强的环境适应能力例如，CCD都能长期连续工作在-10+40的温度下，有些能工作在-30+60而不需加防护措施抗冲击、震动、电磁干扰、潮湿、防尘的能力都很强7.体积、重量和电源消耗应用电视成像器件为单片的黑白或彩色CCD器件，电路和结构简单，整机体积很小，重量在几十到几百克，电源消耗在十瓦以内而广播电视体积、重量和电源消耗是前者的十几倍以上8.系统的其他设备除以外，组成系统的其他设备，广播电视和应用电视系统中是类似的功能和工作原理都差不多，区别在于广播电视设备要求的技术指标很高，而应用电视设备只有一般要求此外，由于应用电视的特殊性，有很多独特的设备，往往结合了许多其他专业的技术，具有较高的复杂性和更多的实用性三)价格和其他应用电视设备的价格与名称相同的广播电视设备比较，虽然功能类似，由于技术指标低，价格却会相差几倍到几十倍，因此，用户在设计选用时，一定要坚持够用为好原则，切不可盲目追求高指标而付出昂贵的代价即使在应用电视的范围内，也要讲求实用例如，一般的安全防范系统，采用黑白系统具有清晰度高、灵敏度高(特别是用于夜间监视)造价低的优点，应该是首选；而彩色系统则相反，其优势仅在于光照好的情况下，有丰富的色彩供分辨应用电视的种类多，应用范围广，实际应用中没有两个完全相同的系统，所以系统设计者和用户要具体情况具体分析，灵活处理，设计合理的方案，选用合理的设备，以达到最佳的性能价格比现状与技术发展趋势应用电视几乎是与广播电视同时出现和发展的由初期主要用于工业和教育逐步扩展到各个行业目前无论在发达国家还是国，应用电视已经逐渐普及研究开发和商品化方面日本和美国处于领先地位美国是固体摄像器件的发明地，高技术应用方面遥遥领先其他国家，如在极高分辨率、极低照度、极大光照动态范围的摄像方面，用在高空侦察机，军事和气象卫星，航天探测器等发展非常快日本民用商品方面的开发生产，无论技术，还是规模都是世界首位，如专业和家用摄录一体机，数码电视电话机，录像机，专业电视监视器等英国的钻井电视、核反应堆用电视、火灾现场搜救用的热释电电视；法国特种摄像器件与军用电视；德国的高温电视；意大利的可视对讲系统；荷兰的医用电视等在世界上都有各自的优势近年来韩国和国的台湾在应用电视和设备的生产方面也有了相当的规模国应用电视的开发研究始于50年代，实际应用是70年代中期，80年代以后形成了小规模的仿制生产，自主开发研究能力也有了很大提高，国产设备得到大量应用90年代，除了摄像芯片以外，几乎所有的应用电视设备国内都能生产但是由于资金、技术、基础工艺以及国内市场规模的制约，生产企业规模都比较小，质量和技术水平上与日本等国家的产品尚有一定的差距，特别是更为明显国产设备的优势是价格低，售后服务好，所以在市场上仍占有较大的比例目前国应用电视应用情况工业中主要是用于管理和调度如钢铁厂高炉炉口观察加料情况，烧结炉的进出料，炼钢炉的出钢浇注，轧钢厂加热炉内推钢机的工作状况，轧钢机的运行情况，钢材的连续自动测量，钢管的自动跟踪焊接等有色金属冶炼厂的生产过程监视和防盗报警石油化工厂生产设备和罐区的安全监视，仪表的远程观测发电厂观测锅炉火焰燃烧情况，锅炉水位监视，输煤机械的运行状态监视，机组与高压电器异常发热的检查(红外热电视)核反应堆内外运行和安全状态监视矿场和井下机械运行状态观察，钻井井下地质构造的观察各类工厂的普通生产过程监视和调度管理，如纺织、服装、酿酒、制药、汽车、电子等交通运输是应用大户所有的铁路大中型客站和大中型机场都装有监控电视系统，一部分港口和客运码头，高速公路收费口、收费亭内和重要路段，重要的桥梁和隧道等装有监控电视系统大中城市的交通管理电视系统监视主要路口的车辆通过情况，交通高峰期间通过广播电台向社会发布道路信息，对汽车流量进行调控金融证券也是应用大户按照有关规定，所有的银行及储蓄所、邮政储蓄所、证券公司、信用社等都必须装备监控报警电视系统，以便于加强内部管理和应对突发事件大中型商场为了安全防范和观察营业情况一般也装有监控报警电视系统，营业时间主要用于观察卖场情况，闭店后用于商品、金库等的防盗，一般装有大量的各种报警器，并与消防报警广播系统联动大型的和涉外的宾馆饭店写字楼也都装有监控报警电视系统，一般安装在出入口、大厅、走廊、楼梯口、电梯口和电梯内等公共部位，不允许安装在客房内，以保护客人的隐私同时与消防报警广播系统联动国内大城市的邮政枢纽都装有监控报警电视系统，主要用于包裹等邮件的分类运输设备的运行监视和防盗医用电视在国内已经相当普及，B超和X光电视是用得最多的胃肠电子窥镜电视在大医院都有，用得多的还有眼底检查电视，无影灯手术教学电视，显微外科手术电视，病房监视电视，微循环参数测量电视等军事、国家安全、航天等方面随着国国力的提高，特种电视得到大量的应用应用电视在国今后的发展趋势随着国经济的高速增长，经济实力的增强，计算机、通讯等现代化高技术融入企业管理，企业运行效率不断提高，必然引起管理手段和生产方式的变革，应用电视进入以企业为主的各行各业也是必然的发展趋势1应用电视的普及率逐步提高应用电视设备与其他电子产