柳青松

     摘要：在超速抓拍系統中，如何用ccd攝像機獲取高速運動目標的圖像是決定方案論證及系統設計成敗的關鍵。文中對電子快門速度和成像的關系及用普通攝像機捕捉高速運動目標可能產生的問題進行了分析并提出選用非標攝像象機時應考慮的幾個主要方面。

     關鍵詞：ccd攝像機 物像關系

     電子快門 逐行掃描 幀頻率

     1 引言

     近幾年，國家對基礎建設的投資日益加大，公路建設更是水漲船高。現代化交通監理的需求越來越迫切。公安部已提出：科技強警，向科技要警力。超速抓拍系統正在這種形勢下提出的。

     超速抓拍系統實際上是一種智能化交通監理系統its（intelligent transportation systems）.受測速雷達觸發，ccd攝像機將超速行駛的目標抓拍下來，然后通過數據采集系統將模擬圖像數字化，并送pc機進行圖像信號處理，壓縮后經由網絡與網絡主機進行交互。提供監理部門執法依據。

     在此系統中，由于抓拍目標是高速運動的，一般在80km/h以上，有的甚至達到180km/h。因此，如何用ccd攝像機完成對高速目標的清晰捕捉是首先應解決的關鍵問題。

     2 ccd攝像機的原理

     2．1 ccd攝像機概述

     ccd攝像機是一種固體攝像機。ccd是電荷偶合型光電轉換器件，用集成電路工藝制成。它以電荷包的形式儲存和傳送信息。主要由光敏單元、輸入結構、和輸出結構等部分組成。

     ccd有面陣和線陣之分。光敏元排成一行的稱為線陣ccd，面陣型ccd器件的像元排列為一個平面，它包含若干行和列的結合。本文所介紹之攝像機為面陣型。

     2．2 ccd攝像機原理

     根據轉移和讀出的結構方式不同，有不同類型的面陣攝像機。常見的類型有兩種：幀轉移型ft（frame transfer）和行間轉移型ilt（interline transfer）。這兩種類型的攝像機的工作原理基本相同。下面以敏通公司mtv-1301型黑白行間轉移型攝像機為例來介紹其原理。

     如圖2.1所示，mtv-1301型ccd攝像機包含四部分：ccd光電傳感器、ccd傳感器驅動器、圖像處理板、供電電源。ccd傳感器是一個由542×582個光敏二極管構成的光電傳感器陣列。其結構為行間轉移型。這種器件光敏面積大，靶面利用率高。當景物的光學圖像，經由攝像物鏡投射到這個陣列上時，由于各光敏二極管受光的強弱不同而感生出不同量的光電荷。這些感生電荷，經過一定時間（一場）的積累，在轉移柵的控制下，水平地移送到與像元對應的設置在光敏元旁邊的垂直移位寄存器中，而后又在行轉移脈沖的控制下，將電荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位時鐘控制依次向輸出端轉移，最后由輸出電路輸出視頻信號。由ccd傳感器輸出的視頻信號已具有較大幅