明景高清产品技术培训(枪机篇)课件

1、明景高清产品技术培训之网络枪机篇目录网络摄像机网络摄像机组件网络摄像机的测试方法网络摄像机的内部参数 网络摄像机选择网络摄像机的组网附录红外枪型摄像机枪型摄像机半球摄像机红外半球摄像机根据外观分类：半球、枪机；根据夜视功能分类：普通型、日夜型；根据分辨率分类：标清、960H、720P、1080P等；根据使用功能分类：车牌专用、电梯专用等；按供电方式分类：DC12VAC24V、DC12V 、AC24V、POE等。网络摄像机高清网络摄像机传感器 1/2.7彩色低照度CMOS (1/3彩色低照度CMOS)有效像素 1280*1024 / 1920*1080彩色模式 0.Lux/F1.2（AGC ON

2、）镜头接口 CS接口日夜功能 支持图像彩色转黑白机械滤光片切换 可选移动侦测 支持自动电子快门 支持自动光圈 支持DC驱动BLC/AGC/AWB 支持信噪比 大于50dB视频压缩标准 H.264 High profile图像分辨率 1080P/D1/CIF图像码流 32K10000Kbps图像帧率 30fps720P、25fps720P 、 30fps1080P、25fps1080P音频输入 1 路音频输出 1 路视频压缩标准 G.726复位按钮 支持恢复出厂默认设置指示灯 1个电源指示灯，1个运行指示灯报警接口 1路报警输入, 1路报警输出本地存储 SD/SDHC卡，支持热插拨视频输出 1路

3、CVBS模拟输出RS-485 1路以太网 1 个 RJ45 10M/100M 自适应以太网接口SDK 支持安全性 密码保护：管理员权限工作电压 DC12V/AC24V最大功率 5W工作温度 -1050工作湿度 10%90% Rh网络摄像机常用摄像机名词解释网络摄像机看得更宽广：16：9可看到更多的内容4:316:9 蓝框（2.39:1）和绿框（16:9）是电影常用的纵横比。接近正方的红框（4:3）是电视常用的标准比例。 网络摄像机 720P是D1的2倍，1080P是D1的5倍网络摄像机景深: 景深表示聚焦清楚的范围，长景深表示聚焦清楚的范围大，短景深表示聚焦清楚的 范围小。 景深和光圈的关系：

4、 光圈越大，景深越小。广角镜头通常比望远镜头有较大景深，高F值也有较大景深。网络摄像机焦距（f） 焦距是镜头和感光元件之间的距离，通过改变镜头的焦距，可以改变镜头的放大倍数，改变拍摄图像的大小。当物体与镜头的距离很远的时候，我们可用下面公式表达：镜头的放大倍数焦距/物距。增加镜头的焦距，放大倍数增大了，可以将远景拉近，画面的范围小了，远景的细节看得更清楚了；如果减少镜头的焦距，放大倍数减少了，画面的范围扩大了，能看到更大的场景。 网络摄像机光阑 能进入镜头成像的光束， 其大小是由透镜框和其他金属框决定的。 往往这样限制光束还不够， 还要在镜头中设置一些带孔的金属薄片来限制光束， 称为光阑。光阑

5、的通光孔一般呈圆形， 其中心在透镜的中心轴上，镜头的金属框也是一种光阑。网络摄像机透镜 透镜分为凸透镜和凹透镜。凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜、正透镜。常用的凸透镜有双凸、平凸、正弯月三类，凹透镜对光线有发散作用， 所以也叫发散透镜、 负透镜。镜头的作用是从被摄物体收集光信号到摄像机光电传感器的光敏区。 镜头是由一组透镜和光阑组成的：宽动态技术 是利用双速CCD图像传感器并采用了增强的数字信号处理技术，其中双速CCD芯片的长时间曝光(1/50s)可使画面上处于背光的主体图像清晰可见，而短时间曝光（1/2000-1/4000s）则可使画面上强光部分层次分明而不致暴光过度。通过增强的数字

6、信号处理技术将这两幅画面中图像质量较好的部分(第一幅的主体及第二幅的背景)加以合成，即可得到进一步改善的全画面清晰的图像。CCD传感器1/50s快门1/2000-1/4000s快门AGC处理AGC处理DSP处理亮度和色度处理微处理器解码器咖码校正咖码校正A/D转换A/D转换 宽动态摄像机处理技术方框图网络摄像机宽动态网络摄像机枷马校正 所谓枷马校正就是检出图象信号中的深色部分和浅色部分，并使两者比例增大，从而提高图象对比度效果 。线锁定同步（LINELOCK） 是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时，将此开关拨到线锁定同步（LL）的位置，就

7、可消除交流电源的干扰 。 内同步：利用摄像机内的晶体振荡电路产生同步信号来完成工作 ; 外同步：利用外同步信号发生器产生的同步信号送到摄像机的外同步输入端来实现同步; 照度的概念 照度是测量摄像机感光度的单位，用勒克司（Lux）表示，也就是摄像机能在多暗的光照条件下拍摄到图像。勒克司（Lux）的值越低，表明摄像机能在光照条件更低的情况下拍摄到清晰的图像。我们知道摄像机产生的视频信号标称值为1v，标准值为700mv，比如采用光圈为F1.2的镜头，当被拍摄景物的照度值为0.02Lux时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的33%-50%，这时摄像机的最低照度为0.02Lux/F1.2。测

8、试最低照度值必须注意镜头光圈大小，F值越小，光圈越大，需要的照度越低。不同的光圈，最低照度值是不同的。 最低照度 是指当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。一般彩色摄像机的最低照度为23LUX， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提，因此，不能只看摄像机说明书中标明的最低照度，应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小，摄像机档次越高。相对于彩色摄像机而言，黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱（亮度）信号敏感，所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低，一般可做到0.1LUX在F1.4时，至于微光摄像机则更低。网络摄像机最

9、低照度是否可作为衡量现场环境照度的标准？ 视频信号的标称值为1Vp-p，标准值为0.7Vp-p，最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植；而且摄像机在最低照度时产生的图像清晰度，是用电视信号测试卡（黑白相间的条纹）进行测式的，与实际使用当中的场景差别很大。因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。 应根据监视目标的照度选择不同灵敏度的摄像机。 监视目标的最低环境照度应高于摄像机最低照度的10倍。 序号典型场景 照度值/Lux 1晴天 31041105 2阴天 31031104 3日出/日落 5102 4曙光 5 5月圆 310-2310-1 6星光 710-4

10、310-3 7阴暗的晚上 210-5210-4网络摄像机夜晚彩色夜晚黑白网络摄像机分辨率 图像分辨率简单说就是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。比如1024728，其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数，“768”表示垂直方向显示的点数。分辨率越高，图像就越清晰。 清晰度 摄像机的清晰度用线表示，分为水平线和垂直线，在实际的工程应用中我们常常以水平线作为摄像机清晰度的评估指标，线数越多，则清晰度越高。常用的黑白摄像机的清晰度一般为450-600，而彩色摄像机的清晰度一般为330-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用450线左右的摄像机就可以满足要求，对于医疗、图像处理等特

11、殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。 自动增益控制（AGC） 为了使摄像机能在不同的照度条件下输出标准视频信号，在视频处理电路中引入了自动增益控制（AutoGainControl），通过检测视频信号的平均电平值而实现增益反馈控制。具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但同时也放大了干扰信号，使图像看上去有杂波。 网络摄像机背光补偿（BLC） 当摄像机处于逆光环境中拍摄时，画面会出现黑色的图像，然而在安防中逆光环境是难以避免的，这个时候就需要进行背光补偿。当引入背光补偿功能时，摄像机如果检测到拍摄图像一个区域中的视频电平比较低，通过上面介绍的AGC电路改善和提升该区域的

12、视频电平，提高输出视频信号的幅值，使图像整体清晰明亮。如果你想看的主题因明亮的背景而显得暗淡，可以把BLC设置到ON状态，从而补偿强烈的背光。 电子快门（EE/AI）切换 在摄像机的后部端子我们常常可以看到EE/AI切换开关。EE就是指电子快门方式；AI就是指自动光圈镜头方式。摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，通过电子快门方式，根据入射光的强弱来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而得到清晰的图像，电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间。 信噪比 指信号电平与杂波电平的比，杂波包括电源杂波、随机杂波、单频杂波等，常常用分贝（dB）表示。信噪比越高表明它产生的杂波越少，图像信号

13、质量越高。信噪比不得低于48dB。 信噪比：当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，因此，实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10为底的对数再乘以系数20，单位

14、用dB表示。网络摄像机 S/N=20Lg（Vs/Vn）白平衡（AWB） 彩色摄像机要还原被摄物体的颜色，必须保持白平衡正常。 白平衡：WBWhite Balance，是彩色摄象机的一个重要参数，它直接影响重现图像的彩色效果。当摄像机的白平衡设置不当时，重现图像就会出现偏色现象，特别是会使原本不带彩色的景物也着上了颜色。 自动白平衡：AWBAutomatic White Balance，在监控系统的应用中，摄像机都是长时间工作，光源色温及电路参数都会发生一定的变化，因此AWB就确保了摄像机的连续工作中随时校正白平衡。AWB分为连续白平衡ATW和自动控制白平衡AWC两种方式。 连续白平衡：也称为自

15、动跟踪白平衡（Automatic Tracking White balance，ATW），是随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为28006000K。这种方式对于景物的色彩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，如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景比较昏暗的场合下，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 自动控制白平衡：AWCAutomatic White balance Control，需要先将摄像机对准诸如白墙等白色参考目标，然后将WB设置改变为自动方式，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，重新WB设置为手

16、动位置以锁定该白平衡的设置，其范围为230010000K，在此期间，即使摄象机断电也不会丢失该设置。网络摄像机背光补偿强光抑制/快门开放隐私遮蔽数字降噪网络摄像机拖光影像 无拖光影像 网络摄像机网络摄像机组件详解 网络摄像机组件网络摄像机图像传感器3G/wifi模块电源接口SD卡网口（）RS485、报警等接口核心编码板摄像机内部结构结构大致可分为三部分：光学系统：主要指镜头光电转换系统：主要指摄像管或影像传感器件电路系统：主要指视频处理电路摄像机关键部件镜头滤光片感光元件专用图像处理单元 网络摄像机组件镜头广角定焦镜头手动光圈定焦镜头三可变长焦镜头二可变长焦镜头MTV扳机手动光圈镜头自动光圈手

17、动变焦镜头 网络摄像机组件镜头分类 根据镜头焦距分类： 鱼眼镜头：视角接近或等于180度%，焦距极短。 广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所； 标准镜头：视角为50度左右的镜头之总称，其视角一般为4550。一般用于走道及小区周界等场所； 长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。用于远距离监视； 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。用于景深大，视角范围广的区域； 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。 根据镜头光圈、调焦方式分类： 定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和

18、无光圈两种。 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。 变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。 常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。根据CCD成像的靶面尺寸分类： 针孔镜头广角镜头长焦镜头变焦镜头 网络摄像机组件鱼眼镜头鱼眼镜头看到的画面U接口镜头根据镜头清晰度分类

19、： 普通：常用的40-50万像素的镜头； HD：目前有200万、500万等规格；根据驱动方式分类：手动、电动，光圈驱动又分视频驱动、直流驱动；其它分类方法：透雾、自动对焦等。 根据镜头接口类型来分类：C-mount 图像传感器到镜头之间的距离应为17.526mmCS-mount 图像传感器到镜头之间的距离应为12.5mm c-mount lens+5mm adapter ring后，可以转换成 cs-mount lens 如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。C型镜头：法兰焦距是安装法兰到入射镜头的平行光的汇聚点之间的距离。法兰焦距为17.526mm 或

20、0.690in。安装罗纹为：直径1in，32牙.in（英寸）。镜头可以用在长度为0.512in (13mm)以内的线阵传感器。但是，由于几何变形和视场角特性，必须鉴别短焦镜头是否合用。如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。 如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离，则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。接圈加在镜头后面，以增加镜头到像的距离，以多数镜头的聚焦范围位510 。镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。U型镜头：一种可变焦距的镜头，其法兰焦距为47.526mm或1.7913in，安装罗纹为M421。主要设计作35mm照片应用（如国产和进口的各种135相机镜头

21、），可用于任何长度小于1.25in(38.1mm)的列阵。建议不要用短焦距镜头。 4 42mm 镜头 3 L型镜头 固定焦距宽视场镜头，最初设计作照相放大作用（如国产各种放大机镜头），且在2.25in(63.5mm)视场内具有良好的特性。法兰焦距是具体镜头的函数。安装螺纹为M391.0。可用于长度为1.25in(35.1)以内的列阵，且不受限制。 特殊镜头：如显微放大系统。 要特别注意CS和C的差别，不同类型的camera 和 不同类型的Len连接时，要定制转接环。 网络摄像机组件 网络摄像机组件CS接口和C连接圈CS、C接口对比CS与C镜头对比 网络摄像机组件镜头光圈原理 网络摄像机组件光圈

22、：光圈安装在镜头的后部，光圈开得越大，通过镜头的光量就越大，图像的清晰度越高；光圈开得越小，通过镜头的光量就越小，图像的清晰度越低。通常用F（光通量）来表示，F=焦距（f）/通光孔径。在摄像机的技术指标中，我们可以常常看到6mm/F1.4这样的参数，它表示镜头的焦距为6mm，光通量为1。在焦距f相同的情况下，F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大，镜头越好。 镜头规格中所显示最大口径比1:1.2之1.2即为F值。F值越小表示镜头之明亮度越高。F值每缩小一级距，明亮度即增加两倍。镜头之射入光量与光束之断面积镜头的有效口径D的平方成比例，因此影像明亮度为F值平方之反比。由此推算，F值每缩

23、小一级距，明亮度即增加两倍 。 假定光圈的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜头实际的有效孔径为D，比d大，D与焦距f之比定义为相对孔径A，即A=D/f，镜头的相对孔径决定被摄像的照度，像的照度与镜头的相对孔径的平方成正比，一般习惯上用F=f/D，即相对光径的倒数来表示镜头光圈的大小。 网络摄像机组件二可变镜头控制原理镜头控制原理图 网络摄像机组件镜头的选配:在选择镜头时，要注意以下因素： 1、监控现场的大小：根据现场，选用广角、标准等镜头 2、被摄物体的高度 3、物距 4、焦距：根据物体的距离、大小测算出镜头焦距长度 5、CCD靶面尺寸：根据ccd靶面选用相符合的镜头 6、照明光的照度：物理

24、环境的光照条件，是否逆光，红外光补偿？ 7、传感器的灵敏度： 监视目标的最低环境照度应高于摄像机最低照度的10倍 8、分辩率：靶面越小，对镜头分辩率要求越高 9、镜头接口：C or CS 10、光圈驱动方式： VIDEO or DV,驱动电压（6vor9v12v） 网络摄像机组件由现场测量并通过计算来确定镜头的焦距标准，其计算方法如下：u 1/3CCDf=4.8D/H或F=3.6D/V u 1/2CCDf=6.4D/H或F=4.8D/V 其中，H为被摄物体的宽度；V为被摄物体的高度；D为镜头到被摄物体间的距离；f为镜头焦距。 网络摄像机组件 为了1/3与1/2 CCD摄像机中获取同样的视角，1

25、/3 CCD摄像机镜头焦距必须缩短；相反如果在1/3 CCD与1/2 CCD摄像机中采用相同焦距的镜头，情况又如何呢?1/3 CCD摄像机视角将比1/2 CCD摄像机明显地减小，同时1/3 CCD摄像机的图像在监视器上将比1/2 CCD的图像放大，产生了使用长焦距镜头的效果。另外我们在选择镜头时还要注意这样一个原则：即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD摄像机的镜头，反之则不行。原因是：如1/2 CCD摄像机采用1/3镜头，则进光量会变小，色彩会变差，甚至图像也会缺损；反之，则进光量会变大，色彩会变好，图像效果肯定会变好。当然，综合各种因素，摄像机最好还是选择与其相匹配的镜头。 网络摄像机

26、组件 手动光圈及自动光圈的选择 镜头光圈分手动和自动两种。虽然自动光圈镜头对监控点的光线变化适应性较强，但其价格也明显高于相同焦距的手动定焦镜头，而现在大多数的摄像机都有电子快门，室内的光源也较为稳定，因此，智能建筑项目中大量采用自动光圈镜头没有太大的必要；另一方面，现在市场上用的自动光圈镜头分为二大类：a.电源驱动自动光圈镜头；b.视频驱动自动光圈镜头。电源驱动自动光圈镜头是通过四根线控制镜头的，其中两根为DC12V或DC24V电源来驱动镜头中的马达，另两根控制线通过镜头内的光感应点感应外部光源的照度来控制光圈的大小；视频驱动自动光圈镜头则是通过三根线来控制镜头的，其中一根为视频触发信号来起

27、动光圈，并控制光圈大小，另二根为DC12V或DC24V电源线驱动电机马达。 目前市场上大多黑白或彩色摄像机虽然有自动光圈镜头接口，但除了少数可以兼容二种镜头以外，大多数摄像机不能兼容，只能使用电源驱动自动光圈镜头或视频驱动自动光圈镜头。如果在使用中当一些摄像机损坏时，新购入的摄像机就有与原来的自动光圈镜头是否兼容的问题。但当工程中的监控点在室外时，采用带自动光圈的镜头是必要的，因为室外的光线的动态范围变化较大，夏日阳光下环境照度达50000Lx100000Lx；夜间路灯时仅为10Lx，变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的

28、照度范围，也就无法达到控制图像效果的作用。 网络摄像机组件 网络摄像机组件滤光片IR-CUT（双滤光片）滤光片（ICR）：顾名思义，就是滤除一定的光线。 滤光片一般是用镀膜的，通过特殊的膜让一部分光线通过或者是阻碍一部分光线通过，现在也有那种双峰滤光片（IR-CUT），就是双通道镀膜，在一个镜片上镀两层膜，从而起到两种滤光片的效果，比如IR650+950，它就是白天可以让650nm的可见光进入，而夜间则可以让波长950nm的红外光进入，但是两者却又互不影响。什么叫IR-CUT：IR= infrared =红外线 CUT=滤、减 监控摄像机领域：过滤红外线，让其截止或通过，形象称其：双滤光片切换

29、器。 IR-CUT双滤光片切换器对于摄像机的作用 ： 修正白天偏色问题，提升夜晚亮度。 IR-CUT双滤光片切换器组件： 是由滤光片（一片红外截止或吸收滤光片和一片全透光谱滤光片） + 动力部分（可以是电磁、电机或其他动力源）构成。 网络摄像机组件 自然界存在着各种波长的光线，人眼识别光线的波长范围在320nm-760nm之间， 超过320nm-760nm的光线人眼就无法见到，比如红外光、紫外线等 。摄像机的成像元器件CCD或COMS可以看到绝大部分波长的光线，由于各种光线的参与，摄像机所还原出的颜色与肉眼所见在色彩上存在偏差，为尽力解决色偏问题：现行方案是在CCD前贴一块单层或多层（同时让可

30、见光和红外光通过）双峰滤光片。在白天由于红外及其他杂光进入CCD会干扰色彩还原，如绿色植物变得灰白，红色衣服变淡等等（有阳光室外环境尤其明显）;在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，噪点及其低照性能难以令人满意。 IR-CUT双滤光片切换器在白天的光线充分时,红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止/吸收滤光片自动移开，全透光谱滤光片开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。 OLPF 全名是Optical lowpass filter,即光学低通滤光片，主要工作用来过滤输入光线中不同频率波长光讯号，以传送至CCD，并且避

31、免不同频率讯号干扰到CCD对色彩的判读。OLPF对于假色（false colors）的控制上有显著的影响，假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏或是同心圆等主体影像，色彩相近却不相同，当光线穿过镜头抵达CCD时，由于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红与蓝色以及50%的绿色，再经由色彩处理引擎运用 数据差值运算整合为完整的影像。 因为先天上色彩资料短缺，CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数，终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同， 需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS图象传感器在规格上有些差异，为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生

32、的干扰杂音，需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计，以提高取象品质。 滤除红外线：镀膜、蓝玻璃 修整光线：石英 网络摄像机组件滤光片的作用 网络摄像机组件透雾镜头的原理镜头透雾原理： 在不可见光的范围内，有一频率的光可以穿透雾气，利用近红外光比可见光散射小的特性实现了透雾功能，但是由于其波长不同，所以需要在摄像机上进行处理，以达到对其聚焦的目的，同时还需要在摄像机上进行从新设计，用来将这一频率的不可见光进行成像，由于这个不可见光没有对应的可见光色彩图，所以在监视器上呈现的图像为黑白颜色。 透过云雾、水气拍摄物体，相当于透过了两重透镜(水珠与实际透镜)，除了R光线可以正确聚焦在CCD成像面

33、上，RGB光线中的GB均无法正常的投射在CCD成像面上，这样就造成了普通模式镜头无法正常、清晰的得到云雾、水气中的图像。镜头必须保证在可见光和近红外波段都有很高的透过率，且两个波段切换过程中对色差进行修正保证切换后不需要再调节焦距。 普通镜头透过光谱的中心波长在500600 nm之间，透雾系统中的镜头需要在500600 nm与780900 nm都能得到很高的透过率，因此镜头采用了多层镀膜技术，将镜头500900衄波段的透过率全大于80。 网络摄像机组件图像传感器 闭路监控系统，摄像机是最基本的前端设备，而图像传感器则是摄像机的核心部件。长期以来，电视监控系统中的摄像机所用的图像传感器绝大多数都

34、是CCD （电耦合器件）图像传感器。这种传感器具有很高的成像质量，分辨率高，灵敏度高，信噪比高，动态范围宽，但生产工艺也要求高，成本相对高一些。 近年来，CMOS (互补型金属氧化物半导体)图像传感器异军突起，具有体积小，集成度高，功耗低等许多优点，基于COMS图像传感器的摄像机也被广泛应用于基于数字网络的可视电话、会议电视系统及个人数字助理（PDA）、数字相机中，CMOS摄像机（PC摄像机）、目前百万高清摄像机（HD）等领域。 不同的图像取样部分，内置图像传感器不一定是单一的，可能是多路的，尤其是CCD图像传感器。尤其常见的为三片式CCD图像传感器，分别接受从光棱镜分出的红、绿、兰三基色光信

35、号，经过光电转换后送入各自的信号处理器，最后经过彩色编码后输出。 图像传感器主要是作为光电转换器件，将光信号转换为微处理可以采样的电气信号。 网络摄像机组件图像传感器分类1、以产品类别分类：图像传感器产品主要分为C C D（ Charge Coupled Device ，电荷耦合元件）、C M O S（Complementary Metal-Oxide Semiconductor ，金属氧化物半导体元件）以及CIS(Contact Image Sensor) 接触式图像传感器三种。这里将主要简介以及传感器。2、依成像色彩分类：彩色：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色；黑白：适用于光线不

36、充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时。3、依分辨率灵敏度等划分：25万像素(512*492 ）分辨率为400线；29万像素PAL：500*582 NTSC：510*492水平解析度 420线 （ TVL ）；43万像素PAL：752*582 NTSC：768*494水平解析度 480TVL ；47万像素PAL：795*596 NTSC：811*508水平解析度 540TVL ；50万像素（876*570）分辨率为620线；620线及以上属于高解析摄像机，一般画面为4:3屏显格式。60万像素（ 976*582 ）分辨率为650线；实际像素为57万左右，是模拟摄像机分辨

37、率的极致。网络摄像机一般称为960H，画面为16:9格式。 网络摄像机组件100万像素（1280*720P） (1280*720I) 分辨率为700线，实际像素91万左右，16:9屏显格式；200万像素（1920*1080P） (1920*1080I)分辨率为1000线，实际像素200万左右，16:9屏显格式； 其它有300万像素的、 500万像素的HD摄像机。目前CCD只能做到500万，COMS可做到800至千万像素。1、常用分辨率与格式：QCIF（176144）、CIF（352288）、1/2D1（352576）、2/3D1（480576）、D1（720576）、 4CIF（720576）

38、 D2（ 720480 ）、D3(19201080i/60Hz)、D4(1280720p/60Hz)、D5(19201080P/60Hz) 2、传感器的灵敏度： 1)普通型：正常工作所需照度为13lux；2)月光型：正常工作所需照度为0.1lux左右；3)星光型：正常工作所需照度为0.01lux以下；4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。3、依图像传感器靶面尺寸：1英寸靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm， 对角线16mm。2/3英寸靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。1/2英寸靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。1/3英寸靶面尺寸为宽4.8

39、mm*高3.6mm，对角线6mm。1/4英寸靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。4、按扫描制式划分：PAL制； NTSC制。5、从信号传输方式上分：全帧传输CCD、隔行传输CCD两种；6、从滤镜类型来分：原色CCD和补色CCD；7、从感光单元形状和排列方式来分：普通CCD和 超级CCD 网络摄像机组件图像传感器的工作原理什么是CCD? CCD：电荷藕合器件图像传感器CCD（ChargeCoupledDevice），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内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举

40、地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受光线照射时，每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，就构成了一幅完整的画面。 网络摄像机组件CCD内部电路 网络摄像机组件CCD怎样把光信号转换成电信号？ 网络摄像机组件阶段一，CCD 接受光线的照射产生电荷 ；阶段二，外加电压将CCD 所产生的电荷移往缓冲区；阶段三，电荷转换成电压，电压经 ADC 判读数字讯号；阶段四，依顺序将讯号移往缓冲区组合。1234 网络摄像机组件 CCD的结构就象一排排输送带上并排放满了小桶，光线就象雨

41、滴撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素。按下快门拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间间隔中，小桶中落进了多少“光滴”，并记在文件中。一般的CCD每原色的光度用8位来记录，即其小桶上的刻度有8格，也有的是10位甚至12位，10位或12位的CCD在记录色彩时可以更精确，尤其是在光线比较暗时。早期的CCD是隔行扫描的，同一时刻，每两行小桶，只有一行被测量，这样可以提高快门速度，但图像精度大为降低。 随着技术的进步，人们已能让CCD记录在几十分之一秒，甚至几千分之一秒的时间里，落进各个“小桶”的“光滴”的量，所以，新的CCD一般都是逐行扫描的。 曝光之后所有产生的电荷都会被转移到邻近的移位

42、缓存器中，并且逐次逐行的转换成信号流从矩阵中读取出来。这些强弱不一的电荷讯号，会先被送入一个 QV（Electron to voltage converte）之中，将电荷转换成电压；下一步再将电压送入放大器中进一步放大，然后才是 A/D 模拟数字讯号转换器（ADC Analog to Digital Converter）。ADC转换器能将信号的连续范围配合色块码赛克的分布，转换成一个2D的平面表示列，它让每个画素都有一个色调值，应用这个方法，再由点组成网格，每一个点（画素）现在都有用以表示它所接受的光量的二进制数据，可以显示强弱大小，最终再整合影像输出。 网络摄像机组件 此 ADC 为8位处理

43、器可以将电压讯号分成 256（0255） 个位阶判读；ADC 位数的多寡将决定画质的精细程度，目前 SONY 量产 14位之ADC，多数的数字相机都可达到 12位以上。ADC 转换电压至数字讯号示意图 ： CCD结构: CCD 的三层结构：上：增光镜片、中：色块网格 下：感应线路由微型镜头、马赛克分色网格，及垫于最底层的电子线路矩阵所组成 。 网络摄像机组件CCD三层结构 网络摄像机组件 彩色 CCD的第二层是分色滤色片，这个部份的作用主要是帮助 CCD 具备色彩辨识的能力。回到源头，CCD 本身仅是光与电感应器，透过分色滤片，CCD 可以分开感应不同光线的成分，从而在最后影响处理器还原回原始

44、色彩。分色滤色片 网络摄像机组件 补色CCD由于多了一个 Y 黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像分辨率，而在ISO（ 感光度的意思）值上，补色CCD可以容忍较高的感度，一般都可设定在 800以上。 补色CCD 以 GRGB 原色色彩数组来说，R 色滤光片其实内部包含了洋红与黄两种色调的滤片，透过补色机制，使其底部的感光区可以感受到红色的光线；相对地，补色 CCD，其中只有一层染料色片，例如 ：Y 黄色，就阻挡了蓝光的进入，由红绿两光形成红色色块，也因此补色CCD 可以吸收更多的光线，其感光能力也比原色 CCD 强得多，但处理起来因为还是要还原成 RGB 系，对于影像处理引擎

45、的负担较为沉重。 网络摄像机组件名称频率/Hz波长/m无线电波红外线紫外线X射线宇宙射线10510101015102010253x1033x10-23x10-73x10-123x10-17红 橙 黄 绿 青 蓝 紫nm780 630 600 580 510 450 430 380可见光谱 可见光白光通过棱镜后被分解成多种颜色逐渐过渡的色谱，颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这就是可见光谱。其中人眼对红、绿、蓝最为敏感，人的眼睛就像一个三色接收器的体系，大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。这是色度学的最基本原理，即三基色原理

46、。三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。红绿蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。红绿蓝三基色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。三基色原理 光学原理与混色原理 网络摄像机组件利用三基色按不同比例来获得彩色的方法红绿蓝黄青紫白红色绿色 = 黄色 绿色蓝色 = 青色 蓝色红色 = 紫色 红色绿色蓝色 = 白色 红色 青色=白色绿色 紫色=白色蓝色 黄色=白色 两两互为补色Ex1:黄色青色=红色绿色绿色蓝色=浅绿色Ex2:紫色黄色=红色蓝色红色绿色=浅红色 网络摄像机组件用三基色光配成标准白光所需三基色的光通量之比Y=0.30R0.59G0.11B 标准白光源A光

47、源：色温为2854K的白光，光谱偏红，相当于白炽灯发出的光；B光源：色温为4847K的白光，相当于中午直射的太阳光；C光源：色温为6774K的白光，相当于白天的自然光；它是NTSC 制标准白光源。D光源：色温为6504K的白光，相当于白天的平均光；它是PAL制 标准白光源。E光源：色温为5500K的理想标准白光源；色差信号 Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B Cb = - 0.1687 R - 0.3313 G + 0.5 B + 128 Cr = 0.5 R - 0.4187 G - 0.0813 B + 128 图像编码方案里面有时采用一个亮度信号(Y)和两个色

48、差信号(R-Y、B-Y)的YUV空间或者叫YCbCr空间进行编码。数字 电视采用YUV(YCbCr)色彩空间的原因主要就是为了减少数据储存空间和数据传输带宽，同时又能非常方便的兼容黑白电视(R-Y和B-Y信号为零)。YUV(YCbCr)空间和RGB空间可以相互转换，转换公式如下： 网络摄像机组件反过来也可以： R = Y + 1.402 (Cr-128) G = Y - 0.34414 (Cb-128) - 0.71414 (Cr-128) B = Y + 1.772 (Cb-128) 色度信号常用术语 色温：黑体在不同温度下的辐射光谱作为标准，让各种光源的光谱分布 与之比较。当光源的光谱与黑

49、体某一温度下的光谱相一致时，则黑体的这一温度称为光源的色温；当光源的光谱只能与黑体某一温度下的光谱相近似，而不能精确等效时，则称这一温度为光源的相关色温。色温较低时，偏红；色温较高时，偏蓝。 亮度Luminance ：这里是指彩色光作用于人眼引起明暗程度的感觉。亮度范围从 0 到255，共分为256个等级。而我们通常讲的灰度图像，就是在纯白色和纯黑色之间划分了256个级别的亮度，也就是从白到灰，再转黑。同理，在RGB模式中则代表个原色的明暗度，即红绿蓝三原色的明暗度，从浅到深。 色调：是指光的颜色，由作用到人眼的入射光波长成分决定。 色饱和度Saturation ：是指彩色的深浅，与掺白光的多

50、少有关。描述颜色与标准颜色之间的相近程度的物理量。调整饱和度就是调整图像的彩度。将一个图像的饱和度条为零时，图像则变成一个灰度图像。 色调、色饱和度统称色度。 色相Hue：是颜色的一种属性，它实质上是色彩的基本颜色，即我们经常讲的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种，每一种代表一种色相。色相的调整也就是改变它的颜色。 对比度：对比度是指不同颜色之间的差异。对比度越大，两种颜色之间的相差越大，反之，就越接近。如，一幅灰度图像提高它的对比度会更加黑白分明，调到的极限时，变成黑白图像，反之，我们可以得到一幅灰色的画布。 网络摄像机组件混色原理 彩色CCD在分色计算程序过程中，如果一张数字图片的色彩只有 2

51、5的红色和蓝色与 50的绿色，这三个素材迭合起来的完成图无法成彩色画面，为了补强色彩不足的部份，CCD 取样完成后，影像处理引擎必须进入插值 Interpolation工作阶段，将不足的 75的红色与蓝色和另外50的绿色，透过数据计算的方式加进影像档案之中，使其构成完整各 100的 RGB 三原色档案，最终合成为一数字照片。 网络摄像机组件红 绿 蓝 网络摄像机组件分量：YUV 网络摄像机组件S-Video(Separate Video)视频：Y 和 C 网络摄像机组件 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor），互补金属氧化物半导体，CMOS的

52、制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带电）和P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。 CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器（Passive Pixel Sensor CMOS）与主动式像素传感器（Active Pixel Sensor CMOS）。什么是CMOS 网络摄像机组件 在CMOS图像传感器中，在每个光电二极管旁边进行电荷处理。每个像素可以直接寻址，因此可以使用一个简单的x-y寻址方案获得定时和读数。它由光敏二极管、负载管M1、源跟随器M2和行选通管M3组成，负载管栅极是

53、一恒定偏置电压（不一定要是电源电压），该像素单元输出信号与入射光信号成对数关系，它的工作特点是光线被连续地转化为信号电压。模/数（A/D）转换集成在每一个像素单元里，每一个像素单元输出的是数字信号，工作速度更快，功耗更低。 网络摄像机组件 网络摄像机组件CMOS与CCD的对比CMOS 每个画素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一画素的感光区域的表面积，因此在 相同画素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD；CMOS 每个画素的结构比 CCD 复杂，其感光开口不及CCD大， 相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD感光器的分辨率通常会优于CMOS。不过，

54、如果跳脱尺寸限制，目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万 画素 / 全片幅的设计，CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅 24mm-by-36mm 这样的大小；CMOS每个感光二极管旁都搭配一个 ADC 放大器，如果以百万画素计，那么就需要百万个以上的 ADC 放大器，虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD，CMOS最终计算出的噪声就比较多； 网络摄像机组件CMOS 应用半导体工业常用的 MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单芯片中，节省加工芯片所需负担的成本 和良率的

55、损失；相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出信息，必须另辟传输信道，如果信道中有一个画素故障（Fail），就会导致一整排的 讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS；CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由旁边的晶体管做放大输出；但CCD却为被动式， 必须外加电压让每个画素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使 CCD 的电量远高于CMOS；CMOS技术也有CCD难以比拟的优势，普通CCD

56、必须使用3个以上的电源电压，而CMOS在单一电源下就可以运作，因而CMOS耗电量更小，与CCD产品相比，CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体制造流水线，不需额外投资设备，且品质可随半导体技术的提升而进步； 网络摄像机组件图像传感器性能定义常用术语1.高解析度（High Resolution）：像点的大小为m级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400500万像素；2.良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本

57、；3.高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；4.光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；5.低影像失真（Low Image Distortion）：使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的情形，使原物体资讯忠实地反应出来；6.灵敏度（Responsivity）：传感器对单位光照积累信号的能力。 一般来说，由于CMOS传感器的增益部分可以在内部轻易实现，因此它比CCD要或多或少地占些优势

58、。两者内部的互补晶体管电路可以允许低功耗、高增益的放大输出，CCD相对要消耗更多的能量。某些CCD生产商正在通过最新的读出放大技术改善这种状况；7.动态范围（Dynamic Range）：传感器象素达到饱和时的电压输出于其能够响应的最低光照的电压输出的比值。 通常CCD的动态范围比CMOS传感器高出约1倍左右。同时，CCD器件由于芯片内部集成器件少而有着更低的噪声输出。在外部，通过对CCD芯片的制冷技术、采用更好的光学系统，可以实现比CMOS器件更高的分辨率和适应性； 网络摄像机组件8象素均匀性（Uniformity）：在理想均匀光照条件下各个象素输出的差异。 理想状态下各个象素在均匀光照的条

59、件下的输出应当是相同的，但是由于现有的晶片工艺在空间上的差异，尤其是其中的暇疪和放大器参数的不一致，造成的象素输出是非均匀的。需要注意的是在光照条件下的均匀性和接近全暗条件下的均匀性（译者注：后者为暗电流噪声）是两个不同的概念。CMOS传感器在上述两种条件下的均匀性均处于劣势，这是由于它的每个象素都包含一个开环输出放大器，而放大器的增益、偏置等参数在目前的晶片工艺下无法达到很高的一致性。某些人甚至预测随着几何尺寸的缩减和差异的增加，CCD将最终击败CMOS传感器；9快门速度：开始和结束曝光的能力。 这是基本上所有消费级和大部分工业级CCD的标准参数，尤其是在隔行转移器件中，它也是机器视觉应用中

60、一个极重要的参数。CCD可以采用高级的电子快门技术，在损失最小的填充率（译者注：即有效曝光区域和传感器有效感光区域物理尺寸的比值）上达到最佳的折衷，即使是小象素的CCD传感器也是如此；10速度： 由于CMOS的驱动部分集成在器件内部，减少了诸如电感、电容及传输延时等，因此通常可以达到比CCD更高的运行速度。目前CMOS器件的速度并没有达到其最高水平，这是因为早期关注的焦点是在对速度要求不高的消费领域的应用，而CCD通常应用于工业、科学和医疗领域；11窗口功能： CMOS传感器的一个特殊的功能就是允许读出图象阵列的一部分。这有利于提高其扫描速度。在某些场合的应用中，例如对短时间内物体轨迹高精度跟