用户:Sth60/闭路电视（改进计划）
（2021年6月8日始于编修，于20xx年？？？？圆满成了）
闭路电视（英语：Closed-Circuit Television，简称CCTV）是指在特定的区域进行视频传输，并只在固定回路装置里播放的电视系统，例如录像机、大楼内的监视器等，这类播放模式就被称作闭路电视。它与广播电视不同，尽管也是点对点（P2P）或点对多点（P2MP）进行连接，但闭路电视的信号并非公开传输。
历史
[编辑]全球第一部闭路电视是于1942年在德国开始使用[1]，用于观察V-2火箭的发射状况。
现代意义上的闭路电视系统
[编辑]1966年，美国人护士与发明家Marie Van Brittan Brown与她身为电子技术员的丈夫Albert Brown共同发明了一种集远程影像观察、远程控制门锁、按钮式警报触发器、向保安公司或及察发送即时消息、双向语音通讯等技术的的家庭保障安全系统[2]，并且为此系统申请了专利（美国专利第3,482,037号），当中大部分的技术在今天仍然有为数家庭安全系统之中所采用（闭路电视技术亦在内）。
本质上，该系统被视为为首个闭路电视保安系统[3]。而她的发明与贡献获得了纽约时报的公认，同时获得了国家科学家委员会（National Scientists Committee）所颁发的奖项，以作表扬[4]。
“闭路电视”一词解释与意思
[编辑]依据剑桥词典（Cambridge Dictionary），“闭路电视”一词指：“一种系统将电视摄影机所拍摄得来的信号、发送到指定数目的电视屏幕上收看，并且多数被使用在商店等地方、以抗衡盗贼的不请自来。”[注 1][5]。
“闭路电视”在港澳等地区，意为“封闭回路的电视”，与“广播电视”意思相反。
在中国大陆
[编辑]广义上的“闭路电视”在中国大陆通常称“监控探头”、“监控”或“监视器”；而中国所谓的狭义上的“闭路电视”则指的是“有线模拟电视”。
一般在中国海外的报导中，很多会将“闭路电视”简称为“CCTV”（与中国中央电视台的英文简称无关）。在中国以外的场合，提及“CCTV”，多数场合人们想到的是“闭路电视”，很少有人知道“中国中央电视台”。此外，由于大多数普通中国人受到的教育和认知中只认为“CCTV”表示中国中央电视台，因此大多数中国人在中国大陆以外的场合看到“CCTV”的字样时通常会产生误会。
种类
[编辑]有线摄影机
[编辑]自1942年德国使用闭路电视系统观察V-2火箭发射伊始，就是使用线缆将电子摄影机与记录装置连接，以传递影像信号。
摄像头
[编辑]
有时，若需要以流形式以远距离传输影像，就需要使用摄像头（Network Camera）；摄像头大多数是用局域网（LAN）或互联网协议（IP）等互联网技术，而影像则是经数码信号量化而成，然后才透过互联网传输。据估计，在2014年为第一年摄像头的销量超越了传统的模拟信号闭路电视摄影机[8]。
不论何种摄像头，用户可以自行选择是否透过互联网公开传输，而IP摄像头更允许用户通过互联网连接在电脑或手提电话上接收摄影机传来的影像，亦即是说就算在地球另一方、连接互联网及适当设置后便可观看由摄影机发送而来的影像。不过对于专业或公共基础设施等保安应用上，摄像头则仅限使用专用网络或虚拟私人网络（VPN），以保障安全而减低资料泄漏等风险[9]。 IP摄像头更被认为是物联网（IoT） 的其中一部分，并与其他配备IP功能的互联网装置同样拥有相近的优点和安全风险[10]。
摄像头又可分为连接电脑的摄像头（Webcam），或者直接连接至互联网的的互联网协议／IP摄像头（IP Camera）[11]；后者则以监察用途为主，与传统的闭路电视功能更为接近，同时IP摄像头更被视为随着传统闭路电视发展而生的产品、甚至为传统闭路电视的分支。而它们的分别在于安装距离限制、是否可独立运作、耗电量等特性[11]。
无线摄影机
[编辑]
与上文提及的“摄像头”稍为不同是，这种闭路电视摄影机并非透过互联网与接收端连接。而此种摄影机的性质与传统的有线闭路电视摄影机更接近、甚至相同；然而分别在于无线摄影机毋须实体信号线路与录像机或屏幕连接，取而代之是使用无线电波传输影像信号。由于这种摄影机只需一条线缆以获取电源，加上易于安装、安装地点更具弹性、成本比有线摄影机稍低等优点，为不少非专业的用家所青睐；但相比有线摄影机却缺乏可靠性[12]，而且信号亦易受其他电波干扰（视乎摄影机所用的频段）。
早期的无线摄影机是采用模拟信号技术；随着数码影像技术的发展，现代所见的无线摄影机更趋向使用数码信号来传输影像，以提供更清晰的影像／声音质量，并减低信号受干扰之问题[13]。
用途
[编辑]预防犯罪、防盗及破案
[编辑]这是普遍广为人知的用途，因为多数场所（商店、建筑物为常见）均安装摄影机，以便保障人身财物之安全及防盗。但即使安装了闭路电视，亦不一定对于犯罪者有阻吓作用，甚至仍然发生罪行；不过仍然可透过闭路电视所记录下来的影像，以协助破案，例如色狼、店铺盗窃、抢劫等罪行。
在特定场合下监察
[编辑]路面交通
[编辑]不少国家的政府会在陆上路面安装摄影机、并且将影像传输到特定的控制中心，是为闭路电视系统；摄影机多数会安装在路面附近的高栏杆上，以便监测车辆流量及实时状况，万一发生意外等情况时，这些影像得以作为证据及辅助调查等用途。
另外，不少公共交通工具、以至驾驶人仕均会在自己的车辆上安装摄影机，是为行车记录仪（Dashcam），以便记录路面实时情况，同样为了因应任何事件发生（如意外、争执等）作为证据；当然不一定是前者之用途，一些驾驶人仕亦会安装摄影机在车辆上，以记录沿途景色并且保存分享，这些影像甚至成为历史文件，因为均可能反映着城乡环境之变化。
企业、购物中心及商店
[编辑]在商业领域，闭路电视系统可以从中央控制室、透过显示器观察企业场所内不同区域的情况。常见之场所为办公室或商店等，除了保障安全及起防盗作用外，有时更可以使用所记录而来的影像资料、分析消费者购物状况／人流等状况，并且对此调整营业状况（如调整货架货物的摆放方式等）。
与此同时，许多百货公司和购物中心均会面对货物被盗窃等问题。安装闭路电视有助于保护商店的财产货物，并确保店内职员和顾客的安全，以及提供舒适的体验[14]。
住宅
[编辑]基于保障安全及防盗等作用，不少住户（尤其是住在独立房屋、或公寓管理人没有安装闭路电视系统的情况下）均会安装摄影机在自己住所某位置、但多数会安装在门口外位置，除了可以减低家居被盗窃破坏等发生外，亦让住户可以在开启门口前得悉来访人之面貌状况。随着影像动作检测技术所发展，住户更可以使用此技术，并且当有任何人经过某特定范围时，将该等侦测通知发送到住户智慧手提电话上[15]。
学校
[编辑]同样基于保障安全及防盗等，大部分学校均会在不同角落（主要是门口、巷、操场等）安装闭路电视系统，因为学校装设不少昂贵的物品（如电脑、伺服器、教材、各种文件等），以减低被盗窃破坏等情况发生。但是由于部分学校以“师生安全”理由，甚至将摄影机安装至每层走廊、教室等范围，这是为了减低校园欺凌或破坏公物等行为出现。此举令部分师生感到不满及主张反对安装闭路电视系统[16]、尤其认为自身隐私被冒犯，因而惹起争议（详见“争议”章节）。
另外，一项针对以色列学校高中生的研究调查还表明，学生对学校使用闭路电视的看法是基于他们对老师、学校官方等看法，并不代表学生个人意愿[17]，该报告同时指出大多数学生不希望在课室等地方内安装闭路电视[17]。
严苛环境
[编辑]有些地方（例如：发电厂）不适宜工作人员亲自监控，则可以安装闭路电视系统，透过连续的录像或者按照指示只对特定事件进行监控。
辅助活动进行
[编辑]然而，闭路电视并非如部分人们想像中具保安监测等功能而已；闭路电视亦可以辅助各项活动的进行，例如比赛（尤其需要即时判断釐定赛果时候）。
体育竞技等比赛
[编辑]对特定事物远程观看或记录
[编辑]另外，原则上闭路电视的影像并不会对外广播，但如果将相关影像、以“点对点”形式传输到特定位置的显示器上直播，并且允许来临特定场所的人仕观看（如动物园区内、展览馆等），这样依然是在特定位置、以封闭回路形式发送影像。
如果将影像透过互联网传输到公开的网站（多数是一些著名景点的官方网站等），供任何人观赏，这样让出现在镜头下的人可以实时记录自己面貌，不过这样的方式就与狭义的闭路电视为不同（由于以互联网即时流摄影机所摄之影像，便会视为摄像头）。
自行记念
[编辑]有些著名景点内会装设闭路电视镜头，原意是监测景点内的实际环境状况；不过由于管理机构或主动将相关影像流至互联网，便成为摄像头、并非封闭地传输应用，若果访客知悉如何收看这些流，同时在该摄影机位置下，则可以实时见到自己样貌，并且立刻记录，现今成为了部分访客记念“到此一游”的其中一种方法，甚至视这些摄影机为“另类景点”专程到访[6][7]。
记录建筑物的变迁
[编辑]建筑物兴建期间
飞机外等交通工具的环境
[编辑]有些交通机床外装设了摄影机，譬如一些飞机的机身外装设多部摄影机，可以让乘客于座位上的个人电视系统、选择并观赏不同角度摄影机所拍摄到的影像，通常这些影像为机舱外的景色及飞机起降时的状况，为乘客提供消闲娱乐。由于这些影像一般不是透过互联网等形式流传输，摄影机仅与机内显示屏幕（例如个人电视系统）连接，所以可视为一个闭路电视系统。
动物园
[编辑]由于动物园（包括水族馆、生态园等）园内范围颇大，而且一些让动物活动的空间位于访客见不到的位置、这些空间却不一定允许访客进入，故此部分管理机构会安装摄影机于这些空间的某个角落，并且实时放映于特定范围之显示屏幕，让访客得以欣赏动物的交互状态等，甚至流到互联网上让任何人仕在园区开放时间内观赏。
婴儿或儿童
[编辑]如果家长家中有婴儿或者儿童，或许会购置摄影机及双向麦克风等器材，并且放在婴儿或儿童范围之附近；这名为“婴儿监视器”。它主要用途之一是让医护人员或家中父母能够远距离听到婴儿醒来所发出的哭笑等声音，当婴儿发出需要被照顾之声音（例如需要食物而哭泣等），远在别处的护士或家长则可以马上得悉并照顾婴儿。现时婴儿监视器虽然得到广泛应用，尤其在房屋面积颇大或照顾人距离婴孩遥远时为适用，可是至今仍未有证据表明这些监测器可以帮助预防“SIDS（婴儿猝死症）”[18][19]，部分医生甚至认为这些监视器仅给予照顾人一种不真实的安全感[20]。不过当婴儿在床上自己说话时，家长们可以透过婴儿监视器立刻听到婴儿的自言自语，或者家长等透过婴儿监视器、向婴孩对话或者歌唱，为帮助婴孩们的语言技能。
由于从监视器所发送之影像声音乃不对外公开，仅让家长、医护人员等照顾人观看／收听，故此可以视为闭路电视。早期仅有声音传输，可以采用有线或无线电传输。直至1990年代的婴儿监视器才增添影像传输功能，当时为模拟信号、多采用2.4GHz频段；到了2000年代才引进数码信号，当中存在使用2.4GHz频段 Wi-fi／WLAN、DECT 或 FHSS 技术来传输影像声音之婴儿监视器，直至今天。
另外在1979年，James K. Frost在澳大利亚及美国申请了一项“呼吸监测装置”的专利，该装置旨在监测婴儿的呼吸，并且在婴儿没有呼吸时发出警报予照顾人知悉，装置上装有一个电磁声音换能器、能连接在婴儿床上，在婴儿每次呼吸时便会压缩该换能器，这样的设计与现今部分保安装置颇为相近、但其专利装置没有影像传输功能，监察对象则有所不同。
呈现影像方式历史及发展
[编辑]实时
[编辑]鉴于数码信号技术仍然处于实验室研发阶段、未能达到实用阶段，以及当时（1970年代之前）所谓影像“数码化”仅为粗糙的像素制成简单线或条形状之画面，难以透过点阵影像忠实地重现真实世界面貌[注 2]，故此早期的闭路电视系统与录像系统同为采用模拟信号来摄影及记录像像。不过在当时要长时间记录像像则显得困难，这是因为于1950至60年代的录像系统以Quadruplex为主，主要为电视台所采用（这些录像系统为庞然大物、且价格不菲）。鉴于成本较廉宜的录像系统仍未出现，故此难以长时间以动态方式录像、只可实时播映，顶多以静态摄影（菲林）对着电子显示器翻拍并制成照片。
直至1970年代，不论家用或专业录像系统渐渐流行普及，使到录像带的成本开始下降，这时不少机构开始使用录像带作为存储媒体、以记录自闭路电视系统而来的影像，使动态录像方式变得可行；唯相关系统仍然昂贵，并非任何企业机构可以负担，所以此方式并未立刻流行。
由于大部分录像带以模拟信号为记录方式，以VHS制式录像带为例、最长亦只能录制10小时，但远不及应付长时间录制之需要；为节省成本或按法例要求，有些机构、企业等会定期消除旧有影像、并重复使用同一盒录像带作录制，唯重复此工序只会让录像带的性能下降，造成画质严重下降；另外，即使不重复使用录像带，唯不断更换及使用新录像带却带来成本高昂与不便。
多路复用技术兴起
[编辑]1990年代，多路复用技术经已得到开发，这意味允许以一个动态影像来同时记录多台闭路电视摄影机的影像（如四台摄影机并合为一个影像），以及可以运用缩时摄影、运动侦测（仅在画面出现变化、如有人经过才记录）等技术。这样节省许多时间与成本，使到闭路电视变得更普及和廉宜[25]。同时，上述所提及的技术可以运用在模拟或数码信号的闭路电视系统，只需加上允许显示多个画面信号的装置即可。
进入数码信号影像及录像系统时代
[编辑]然而，使到闭路电视系统迅速进入数码信号时代的主要条件、乃归功此关键技术：离散余弦变换（Discrete cosine transform, DCT）算法（于1974年推出）[26]；自1988年至今所制定的H.261、至近代的H.265、MPEG等著名动态影像标准也有采用DCT算法，以便将多张影像作压缩处理并更有效地传递及存储[27]。如果DCT算法等技术没有出现，那么发送一条标准清晰度影片动态影像需要约 168 Mbit/s 带宽（理论数值），对于一个 1080 线的高清晰度动态影像片段更需要超过 1000 Mbit/s 的带宽，在没有足够的电脑网络连线速度、影像处理能力及数码存储媒体容量前提下，这样的数据量是不合理，亦碍于闭路电视系统得以“数码化”，因为闭路电视是需要长时期记录像像。
于是在1990年代后期至今，不少大型机构、企业等已改用数码信号录像机来记录闭路电视的影像，并逐渐取代以往的模拟信号；通常以单颗或多颗硬盘做为存储媒体，省却更换录像带及保存的不便[25]，如果要求更高的录像容量与反应速度，也可使用磁盘阵列卡来加强录像存储能力。不过，现今仍有不少机构因成本等而维持采用模拟信号摄影机，故此这些机构的闭路电视系统并非完全得以“数码化”，但最后都透过数码录像装置来记录这些影像。
1996年，安讯士（Axis Communications）开发崭新的影像通讯系统 - 互联网传输协议摄影机（Internet Protocol camera／IP camera），运用互联网具庞大通讯系统特性（如局域网等），可将影像传输至更远地方、无远弗届，这意味着不再受制于昔日只可将影像发送至本地录像装置、传输距离短等局限。
目前，闭路电视业务亦发展到另一种新的形式，就是用数码视频录像机将由摄影机所拍摄得来的影像大量而清晰地录像下来、保留多年，并且对保存的影像进行分析或其他用途，例如使用人工智慧（Artificial intelligence, AI）来分析影像内的性质（譬如分辨人体、面部、交通工具、、颜色等），而且其技术用途甚为广泛，例如帮助商店有效率地调整货物摆放方式、帮助商店／机构管制人潮排队状况等。
但是，保存任何由闭路电视系统所记录的影像是需要成本，而且若是以数码信号形式记录像像，该等影像的质量是会受到压缩率、每秒所存储的帧率、影像尺寸等所影响[29]。数码影像录像机（DVR）透过各种专有文件格式来记录像像，而录像机甚至可以设置影像保留默认的时间，然后自动存档、覆盖或者删除。另外，日常物业管理保安影像只保留7天至30天，因为社会均有法例规管[30]，同时因为社会部分人仕对于闭路电视用作监察社区等有所担忧（详见“争议”章节），故此上述之影像分析等用途、抑或将影像长期保留等做法要实行起来并非易事。
照片集
[编辑]-
1973年位于德国慕尼黑警察局的中央控制室，可见当时的闭路电视的影像仍以黑白／灰阶为主，画质亦不如今天标准 -
2017年于荷兰国家警察局的中央控制室，设有现代化的闭路电视监察装置 -
展示多个闭路电视影像的显示墙，每个显示屏最多可同时显示16个闭路电视镜头画面 -
曾经于2009年获奖的综合集成监察系统，包含闭路电视镜头、LCD显示屏幕及影像录像机等装置 -
于香港何文田站内的半球形闭路电视镜头 -
于香港的市区线中国制列车内的闭路电视镜头及其告示 -
于香港巴士 - 新巴30X路线车厢内的小型闭路电视镜头 -
香港北角新光戏院内关于已设置闭路电视及保安系统之告示牌 -
位于香港某大楼内说明已经设置闭路电视系统的一个立式告示牌 -
位于香港炮台山富利来大厦内，一个说明已经设置闭路电视系统的告示牌 -
位于奥地利克恩顿州某处的一个告示牌，以两种语言（德语及斯洛文尼亚语）说明该处附近设有闭路电视系统作监察之用途 -
闭路电视专用的影像信号三通接头
争议
[编辑]
闭路电视的数目日益增加，其技术规格、例如分辨率、帧率、影像存储装置等均不断地改良，因此不少公司、机构、家居等都乐意采用、并安装于公共场所、私有地方、住所等，希望减低罪案发生、甚至协助破案。
唯随着在公共场所、甚至是私有地方等安装的闭路电视数量不断增加，这也导致了一些关于侵犯隐私而引发的诉讼，因此在安装闭路电视前，须先对使用闭路电视的用途、得益、风险等方面作出评估，甚至考虑以达到同样目的但对侵犯隐私风险较低的方案[30]。另外为了减低安装闭路电视会造成侵犯隐私等疑云及忧虑，许多场所（如商店、交通工具内部等）会在闭路电视镜头附近的位置张贴显眼告示，提醒顾客／乘客／来宾等所在场所是设有闭路电视
参见
[编辑]注释
[编辑]- ^ 原文为：a system that sends television signals to a limited number of screens and is often used in shops as protection against thieves
- ^ 实际上在1970年代之前，也是有数码照片以点阵形式记录真实世界的景物；譬如美国电脑科学家Russell A. Kirsch于1957年成功透过扫描仪，将他的初生孩子的照片扫描为176x176像素的数码照片，这为世界上第一张数码照片[21][22][23]；但碍于当时电脑的存储器容量不多等技术所限，该照片只能粗糙地记录人像面貌，更遑论实时处理及记录多张真实影像的数码照片、制成动画作保存
参考文献
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