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1、【美安讯】摄像机温馨提供希翼对您有匡助!【美安迅】安防摄像机培训资料从第一代摄像机发展到现在，摄像机取得了巨大的发展，从黑白到彩色，从普通枪机到一体机，宽动态，低照度、分辨率、信噪比等技术指标迅速提升，然其基本原理基本没有改变。摄像机主要由镜头、影像传感器（主要是CCD器件）、DSP等组成，被摄物体经过镜头聚焦至:CCDI.,CCD由多个XY纵横罗列的像素点组成，每一个像素都由一个光电二极管及相关电路组成，光电二极管将光线转变成电荷，采集到的电荷总量与光线强度成比例,所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。CCD是摄像机的核心器件，其性能高低
2、将直接影响摄像机的品质，目前CCD主要被索尼、松下、夏普等厂家垄断，DSP也基本掌握在国外知名厂家手中。CCD按色采来分有黑白、彩色之分，按尺寸来分主要有1/4,1/3,1/2尺寸等规格，按分辨率有高解低解、工艺不同灵敏度高低不同等，价格也千差万别，不同CCD和DSP的组合，配合不同的镜头，形成我们市场上形式多样的产品。CCD是一种半导体装置，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的弱小光敏物质称作像素（PiXeI）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图象像素转换成数字信号。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只无非摄像机中
3、使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图象，而扫描仪中使用的是线性CCD,它惟独X一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。CCD的加工工艺有两种，一种是TTL工艺，一种是CMOS工艺，现在市场上所说的CCD和CMoS其实都是CCD,只无非是加工工艺不同，前者是毫安级的耗电量，二后者是微安级的耗电量。TTL工艺下的CCD成像质量要优于CMOS工艺下的CCCCD它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或者内置硬盘卡保存，于是可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据
4、需要和想像来修改图象。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每一个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成为了一幅完整的画面。CCD在摄像机里是一个极其重要的部件，它起到将光线转换成电信号的作用，类似于人的眼睛，因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。衡量CCD好坏的指标不少，有像素数量，CCD尺寸，灵敏度，信噪比等，其中像素数以及CCD尺寸是重要的指标。 以理解为由不少个小的点组成， 如果CCD没有足够的像素的话, CD的像素数量应该越多越好。像素数是指CCD上感光元件的数量。摄像机拍摄的画面可每一个点就是一个像素。显然
5、，像素数越多，画面就会越清晰,拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响，因此，理论上C但CCD像素数的增加会使创造成本以及成品率下降，而且在现行电视标准下，像素数增加到某一数量后，再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显，因此，普通一百万摆布的像素数对普通的使用已经依分辨率灵敏度等划分影像像素在38万以下的为普通型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。影像像素在38万以上的为高分辨率型。目前市面上可见的摹拟摄像机大多像素在44万摆布，分辨率已经提升到540650,甚至已经有厂家宣称具备700线以上摹拟摄像机了。这里不讨论高清摄像机里面的百万像素级传感器，它们跟摹拟摄
6、像机不是一个类别。CCD靶面大小划分CCD芯片已经开辟出多种尺寸：目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在购买摄像头时，特殊是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图象的清晰度。1英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。2/3英寸一一靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。1/2英寸一一靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。1/3英寸靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mmo1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。扫描制式划分PAL制、NTSC制。中国采
7、用隔行扫描（PAD制式（黑白为CCIR）,标准为625行，50场，惟独医疗或者其它专业领域才用到一些非标准制式。此外，日本为NTSC制式，525行,60场。按照度划分，CCD又分为：普通型正常工作所需照度1-3LUX月光型正常工作所需照度0.1LUX摆布星光型正常工作所需照度001LUX以下在夜间使用或者环境光线较弱时，推荐使用002Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。此外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97LuxF0.75相当于2.5LUX/F1.2相当于3.4LuxF1.参考环境照度：夏日阳光下IOoOOOLUX阴天室外1OOOOLux电视台演播室100oLUX距
8、60W台灯60cm桌面300Lux室内日光灯IoOLUX黄昏室内IOLUX20Cm处烛光10-15LIlX夜间路灯0.1LlIX视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图象会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨率CCd与dspP制N制分辨率Sony1/43142+227AK3142+226AK420线229AK228AK480线1/33142+405AK3142+404AK420255AK254AK420线彳氐照633AK632AK420线彳氐照2163/4103/3172+405AK404AK470线2163/
9、4103+409AK408AK480线259AK258AK480线低照639AK480线低照3172+409AK3172+408AK520线259AK258AK520线低照639AK520线低照1/22163/4103+429AK428AK480线3172+429AK428AK520线Sharp1/438603/38627+24212411420线1/323212311420线今天，因为成本，使用1/2CCD的越来越少。在这里要强调一下分辨率的问题，时常有人提到摄像机像素550线.600线，现阶段行业老大SoNYCCd分辨率最高的也就520线，同时，监控显示屏的分辨率普通为500线，高于显示屏
10、的分辨率是无用的。600线的摄像机是网络摄像机，使用液晶显示器。但是网络摄像机还不成熟。监控摄像机的供电：监控摄像机的供电普通有四种：220V,110V,24V,12V.前三种都需要加变压电源板将电压转成12V,12V是最主要的供电电压，也是最稳定的。自动增益控制所有摄像机都有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制（AGO电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC,从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄
11、像机的灵敏度，从而提高图象信号的强度来获得清晰的图象。背景光补偿通常，摄像机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。当背景光补偿为开启时，摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。电子快门在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来控制快门。电子快门控制摄像机CCD的积累时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄像机，其CCD积累时间为1/60秒；对于P
12、AL摄像机，则为1巧。秒。当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄像机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。白平衡白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图象能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。A、自动白平衡连续方式一一此时白平衡设置将随着景物色采温度的改变而连续地调整，范围为2800-6000Ko这种方式对于景物的色采温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。按钮方式一一先将摄像机对
13、准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图象呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为2300-10000K,在此期间，即使摄像机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，合用于大部份应用场合。B、手动白平衡开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图象的红色或者蓝色状况有多达107个等级供调节，如增加或者减少红色各一个等级、增加或者减少蓝色各一个等级。除次之外，有的摄像机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500
14、K（日光水平）等档次命令。红外灯：光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（10-9nm）到1毫米（mm）摆布。人眼可见的只是其中一部份，我们称其为可见光，可见光的波长范围为38Onm-780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。红外灯正是依据光的特性而开辟的，目的是感应红外光从而让夜间的监控变得璀璨起来。红外灯的分类：从规格上分-红外灯分5MM灯，8MM灯，12MM灯等，这里的亳米数表示灯的直径，直径越大功率越大。红外灯其实就是发光二极管，为了加强夜视监控，先后浮现了食人鱼灯和阵列式红外灯。特殊是阵列式红外灯，将发光单元
15、高度集成，在相同亮度指标下比普通红外灯功率更高，夜视效果更好。理论上寿命更长，但现阶段阵列式红外灯还不成熟，且价格较高，因此应用并未普及。红外灯角度的问题：不同焦距的镜头选择相适应角度的红外灯，如果红外灯的角度和摄像机镜头的角度不匹配，那末红外夜视效果会相差不少。红外灯是不是角度越大越好？不管是用户还是工程商普通都认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也越大，这样选广角镜头才不会浮现“手电筒”现象。因此，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大，有80度还有180度。这种说法其实是很不科学的，说白了就是不负责任。其实，从某一个具体的红外灯来说，它的功率是额定的，也就是他的发光转换
16、功率是固定的，如果想发光角度大，那自然会牺牲照射距离，相反，如果保证照射距离就会牺牲角度！此外，使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度），如果配合f35mm的镜头，那末，会有百分之九十九的光是在镜头视场角以外，也就是说，惟独百分之一的光是实用的，其它都浪费了。普通情况下，红外灯的角度与镜头的角度一致，是最科学的搭配。其次，并非红外灯角度越大，画面效果越好。具体不同的应用环境，还会因为红外灯角度过大，影响成像效果，比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外灯角度大，近处边缘成像太亮，形成“光幕”现象，远处中心反而看不见，惟独一片发白现象。所以，实际选择是要求走廊的红外灯应该比镜头的角度略窄，效果才会更加理想。通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相对孔径
