解析摄像机的参数

解析摄像机的参数一、什么是CCD摄像机?CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。60年代末期由贝尔试验室发明,开始是作为一种新型的PC存储电路,很快便发现CCD具有许多其他潜在的应用,包括信号和图像(硅的光敏性处理。如今,CCD的应用领域已经今昔对比,在我们熟习的数码相机上,他扮演着举足轻重的作用。他接收透过镜头的光,并将光讯号转换为电信号,再由模拟数字转换器(A/D将这些电信号转变成数码相机能识别的数字信号,这些数字信号最后就会还原为我们最终期待的照片图像。在像素数一样的情况下,CCD尺寸越大单位像素就越大。这样,单位像素可以收集更多的光线,因此,理论上可以说有利于提高画质。CCD片的大小与摄像效果与密切的关系,CCD片越大在低照度下表现的越比较好,画面更清晰明亮。CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力,并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时,会将电荷反应在组件上,整个CCD上的所有感光组件所产生的信号,就构成了一个完整的画面。在安全防范系统中,图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件(chargecoupleddeice的简称,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像机元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。二、CCD摄像机的工作方式被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。摄像机结构,如下图:里头每一块就是一颗晶片,全部合起来就是一个‖方案‖,先解释各晶片的功能:CCD:就像是人的眼睛,把光影像转成电子讯号,靠的就是上头的感光点,每一点就像一颗太阳能电池,被光照到后会产生电能,依照光的强度不同,会产生不同大小的电能。V-Driver:CCD里头每一点被光照到产生电能,那如何取出来?就是靠这颗V-DRIVER,它会产生不同的脉波,把CCD每点的讯号‖挤‖出来。CDS/AGC:CCD挤出来的讯号,在这颗晶片内做‖修整‖,送进D.S.P.到以上阶段,记住!全都是模拟讯号。D.S.P:重头戏来了,D.S.P是DigitalSignalProcessor的缩写,也就是数位讯号处理器,可是不是说CDS/AGC出来是模拟讯号吗?因此DSP里头包了一颗Decoder(A/DConverter,模拟数位转换器,先把模拟转成数位,再做一大堆的运算(颜色,亮度,白平衡…..,然后再把数位转模拟(Encoder,也是包在DSP里头,就是视频输出了。挺复杂的,我们所谓的方案就是以用那颗DSP来说的。T.G:TimingGen:这是在控制整个处理过程的快慢用的,现在一般看不到了,都包在DSP内了。简单解释了一下,我们会发现一件事,其实摄像机内大部份还是模拟电路。言归正传,开始讲各方案,先从SONY讲起:三、CCD摄像机的参数:1.成像元件a尺寸其实是说感光器件的面积大小,这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大,也即CCD/CMOS面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越高。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件,相当于光学传统相机中的胶卷。(1l"靶面尺寸为宽12.7mmx高9.6mm,对角线16mm(22/3"靶面尺寸为宽8.8mmx高6.6mm,对角线11mm(31/2"靶面尺寸为宽6.4mmx高4.8mm,对角线8mm(41/3"靶面尺寸为宽4.8mmx高3.6mm,对角线6mm(51/4"靶面尺寸为宽3.2mmx高2.4mm,对角线4mmCCD当然也有CMOS,主要区分为彩色,黑白,1/3‖,1/4‖,1/2‖及品牌;大小的差别主要在于灵敏度,也就是最低照度,1/4照度会比1/3差,原理很简单:相同数量的感光点,摆在1/4上的每一点一定比较小点,他的受光就较少,当然照度就较差,好处是便宜一些,还有体积较小,板子可以做小一些。b品牌:目前的CCD,有:SONY(高低解,SHARP(高低解,Panasonic(高低解,韩国A1+(低解,三星(低解,本来已停产,听说又卷土重来,还有在韩国封装,号称松下芯片的,共以上6种品牌。而D.S.P呢,就多了:SONY有SS-1(CXD2163R,SS-11(CXD3141R/2R,SS-11X(CXD4103R,SS-HQ1(CXD3172R,SS-2,Sharp有D4(LR38603R,D5(LR38627R,松下以D5为主,还有日立(某台资大厂用的,韩国NEXTCHIP,台湾A-NOVA,基本上不出这个范围。以价位来说,从贵到便宜,分别是SONY,PANASONIC,SHARP,A1(L.G这几种,内置应用"SuperHoleAccumulationDiode(HAD空穴累积二极管"电子画质提升技术的CCD影像感应器,提高CCD的感应性能及加强数码信号处理功能,有效地于拍摄影像时降噪及减低不必要的干扰,令画面更清晰明丽,色彩层次更分明,对现场光源不足或拍摄夜景时效果尤其显着,SONY通常会标―SONYSUPER-HADCCD‖这是SONY的注册商标,或是低照度会标―SONYEX-VIEWCCD―在CCD的制造过程中有一个制程叫作‖HAD‖,所以不管那家的CCD都可称为‖HADCCD,但索尼改进了这个制程,认为做出来的CCD品质较好,就叫做‖SUPER-HAD‖并把这名称注册,因此只有索尼有所谓的SUPER-HADCCD,在一般型号上常看到―1/3‖SONYSUPER-HADCCD‖就是这样来的,不可能标‖1/3‖SHARPSUPER-HADCCD‖那会闹笑话的.EX-VIEW是索尼CCD注册的专有名辞,强调照度比SUPER-HAD更低,当然价格也贵多了,其它特性及接脚都跟原来SUPER-HAD差不多.而不是用SONY的,就只标‖1/3‖COLORCCD―了。再谈谈方案,一般人认为不就是SONY,SHARP,Panasonic方案?其实里头还有玄机:理论上,任何CCD是可以搭配任何D.S.P的,而其中一般有在生产的组合:SONY低解CCD:可配SONYSS-11,SS-1(很少,SS-11X,NEXTCHIP,HITACHI,A-NOVASONY高解CCD:可配SONYSS-1,HQ1,SS-11X,NEXTCHIP,HITACHI,A-NOVASHARP高低解:可配SHARPD4,HITACHI,NEXTCHIP,A-NOVAPanasonic高低解:目前以配PanasonicD5为主A1+低解:配SONYSS-11(混充SONY卖三星低解:配SONYSS-11(以前SONYCCD缺货时最常拿来混的所以不是说是不是索尼CCD就能了事了,各种搭配其实只是成本上的不同,而品质呢?完全靠功力,做的好的SHARP机品质绝对比做的差的SONY机还好还便宜。各位同事,常遇到一件困扰的事:‖我摄像机到底是什么方案的?CCD又是怎么分辨?‖在此做个简单的介绍:先从CCD看起:,如果是枪机,打开防尘盖,看CCD表面,就这样了!看久就不会被骗了!看到没?上下两排接点,中间缺了个大门牙,这就是SONYCCD的特征没缺门牙,SHARPCCD一样没缺门牙,但线条较粗,这是松下CCD开始讲摄像机的各方案,先从SONY讲起:SS-1:CXD2163BR这颗DSP推出也有10年了,当初把这方案叫SS-1,差点害的一堆工程师切腹自杀,因为一直搞不定,做出来的机子一直有问题,索尼也不承认,过了一阵子又推出一颗新的,就是CXD2163BR叫SS-1M,不过大家叫习惯了,还是说SS-1SS-1可接高解CCD(ICX408AKNTSC,ICX409AKPAL及低解CCD(ICX404AKNTSC,ICX405AKPAL,因为是早期的DSP,这颗特难搞定,要想出来的产品能有良好的一致性,须花很多精神,相对的成本就高,又因为索尼长久以来只有这颗DSP能接高解CCD(有够不争气的,因此大家只要想到索尼高解就会想到这颗DSP。不过这颗DSP有个特点,就是能做电源同步,导致现在还淘汰不了。SHARP目前只有一颗:D4LR38603A好像是2002年推出的,刚好索尼CCD大缺货,给了SHARP爬起来的机会,那时又有几个台湾人为了卖芯片,拿了现成的线路方案到处兜,所以应该说国内摄像机厂百花齐放,SHARP这颗晶片功不可没(那几个台湾人也有功劳,呵呵!,也就是这原因,搞的劣等品一堆,让人一听到SHARP就是烂货便宜货的感觉,其实这颗晶片还不错,主要是很容易就上手,不像SS-1及SS-11那么难搞定,而且这颗DSP能接高低解CCD.不过,电源同步还是不行,还有搭配的SHARPCCD品质没有SONY好,加上烂厂一堆,无形中让SHARP有矮了一截的感觉,是有点可惜.当然,这颗DSP也能接SONYCCD,只是没有人那么二百五罢了.D4还有一颗BGA版,把CDS/AGC,V-DRIVER都包进来了,只是噪讯太大,只有特殊用途才用到还有,SHARP新的DSPD5也快出来了.SS-11CXD3141R或是CXD3142这颗DSP在1999年推出,当初把这方案做为低价机种,只能接低解CCD,那时是CXD3140,还是问题一堆,直搞不定,出来的机子还是有问题,尼还是不承认,来年又偷偷推出一颗新的,就是CXD3141R,总算稳定了(也没听过索尼向做3140的白老鼠道歉!,后来又出了CXD3142,多了镜像功能。其他两颗都一样,叫SS-11,SS-11只能接低解CCD,但在那时品质还是比其他牌子好些,所谓420线的机子就是这样来的,拿低解机来冒充高解机也是从这方案来的,最先搞这花样的是深圳的一家大厂(目前也挺大的,SS-11不能做电源同步(不是不行,是噪讯太大,现在SONY420线的几乎就用这方案。接下来是松下部分,目前松下就剩D5独撑大局:D5MN673276大约2000年左右推出的,索尼SS-11就是要跟这颗兢争才推出的,可能是松下无心在这市场的关系,推的不是挺成功,而且松下CCD有照度较差的缺点,加上当初价格比索尼还高,除了几家重点厂家外,用的厂不多,一样,电源同步不行,其他特性还不错.而且可以接高低解CCD除了SONY,SHARP,Panasonic外。SS-HQ1CXD3172AR这颗DSP在2004年推出,距离SS-1已有8,9年了,因此总得大大炒做,就是所谓的520条机种,但翻遍技术资料,跟本看不到‖520‖这个字眼,这颗DSP还是承袭索尼优良传统:有问题!!!!就是过热!DSP本身温度会高到60多度,不怕的就去用吧,卖到俄罗斯肯定没问题,其实只要不碰到较差的环境,要撑过保固期应该是没问题的,SS-HQ1能接高低解CCD,而且电源同步也没问题,基本上比SS-1好多了(除了发热外NEXTCHIP韩国NEXTCHIP公司在几年前推出的,主要接SHARP低解或SONY低解CCD,也就是一般说的半索尼,索尼缺货时可用韩国A1pro代,就成了‖假索尼‖,品质嘛。。。就见人见智啰!SS-11XCXD4103R这颗DSP在2005年推出,是目前索尼最新的DSP,在结构上很像是SS-HQ1的改良版(不热了!应该有把2163淘汰掉的架式,嗯!如果没问题就不叫索尼了!这颗目前的缺点是电源同步杂讯太大。SS-11X能接高低解CCD,还有颗BGA版的,不过没植球,贴片厂看了直犯愁!(说真的,索尼搞D.S.P的啥时后才能正经些!好好搞嘛!其实中间漏了一颗SS-2,不过那颗主要做宽动态用的,以后再专门说说完索尼。A-NOVAADPXXXX这是台湾去年出的D.S.P,在功能上,是很夸张的一颗,可接SONY,SHARP,松下,三星,A1,及高低解CCD,可做电源同步.以上说到的都是目前厂家有用到的,至于像敏通用的DSP是他们业务机密,韩国M6是卖板子的,还有三星用ICX409AK带菜单号称540线的板子,那就不说了,别影响人做生意!2.成像色彩(1彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。(2黑白摄像机:是用于光线不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,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。3.PAL制与NTSC制很多人都知道有NTSC和PAL两大制式,那到底什么是NTSC制式?什么是PAL制式呢?简单的说,NTSC和PAL属于全球两大主要的电视广播制式,但是由于系统投射颜色影像的频率而有所不同。NTSC是NationalTelevisionSystemCommittee的缩写,其标准主要应用于日本、美国,加拿大、墨西哥等等,PAL则是PhaseAlternatingLine的缩写,主要应用于中国,香港、中东地区和欧洲一带。这两种制式是不能互相兼容的,如果在PAL制式的电视上播放NTSC的影响,画面将变成黑白,NTSC制式的也是一样。4.像素CCD像素,是CCD的主要性能指标,它决定了显示图像的清晰程度,分辨率越高,图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成,每一个元素称为像素,像素越多,图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界,38万像素以上者为高清晰度摄象机。(1影像像素在25万像素(pixel左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右的低档型。(2影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型(3影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,570线以上的高分辨率。在PAL制,有752(HX582(V,也就是所谓44万画素,及500(HX582(V也就是所谓25万画素,在NTSC制,有768(HX494(V,也就是所谓38万画素,及510(HX492(V也就是所谓25万画素,44万画素,就叫高解,25万就叫低解,普解或中解,以上讲的像素是指―有效像素‖。5.分辩率表示摄像机分辨率细节的能力,通常用电视线(TVL表示。它取决于CCD芯片的像素数、镜头的分解力和摄像系统的带宽。彩色摄象机的典型分辨率是在320到520电视线之间,主要有330线、380线、420线、480线、520线等不同档次。分辨率与CCD和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线,频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。彩色摄像机水平清晰度一般要选择420TVL左右的,考虑到施工等因素,系统的最终清晰度能满足我国行业标准GB/T16676-1996中规定的380TVL。彩色摄像机水平清晰度一般要选择大于380TVL的,因为人眼对彩色难于分辨更细,这样选择也能满足GB/T16676-1996中对彩色监视系统270TVL的要求。25万像素的摄像机,其技术极限大概是320条,在十多年前,台湾搞出了摄像机,大概就280-300条之间,但跟日本货比起来就差了一截,怎办?那就标350线好了,后来又有新公司及韩国搞出来了,大概在300左右,那就标380条好了,到了近几年,大陆也搞出来了,怎办?那就标420好了!,搞到现在,全部都标420了,无耻的还有标450,更让人搞不懂的是,不管在台湾或是大陆,送去检测,居然也是420?真让人匪夷所思!而44万的,技术极限大概在480线,一般中,台,韩做出来大概就是400-450之间,同上理,就标480,500,520,550吧!各凭良心.还有,最近流行所谓520线的更是个大骗局,为什么他说520线?是因为主芯片用索尼HQ1(CXD3172AR,翻遍原厂资料,找不到520这个字,只有非官方说法:是有520线,但仅限Y/C输出.所以只要是HQ1方案,大家就标520,在加上灌水法,550及560就出来了,估计580也快有了。6.最低照度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。在镜头光圈大小一定的情况下,获取规定信号电平所需要的最低靶面照度。例如:使用F1.2的镜头,当被摄物体表面照度为0.04Lux时,摄像机输出信号的幅值为350mV,即最大幅值的50%,则称此摄像机的灵敏度为0.04Lux/F1.2。如果被摄物体表面照度再低,监视器屏幕上将是一幅很难分辨层次的灰暗图象。根据经验一般所选摄像机的灵敏度为被摄物体表面照度的1/10时较为合适。室内的光照度参考:仓库20—75Lux紧急通道30—75Lux楼梯走廊75—200Lux商店75—300Lux办公室及接待室300—500Lux银行200—1000Lux会议厅300—1000Lux室内的光照度参考:晴天10000—1000000Lux阴天100—10000Lux黎明黄昏1—10Lux满月之夜0.1—1Lux多云之夜0.01—0.1Lux晴天时星光下0.001—0.01Lux阴天时星光下0.0001—0.001Lux(1普通型:正常工作所需照度为1~3Lux(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,在没有光线的情况下也可以成像(黑白。最小照度,也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(LUX,数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件。最简单的定义:在暗房内,摄像机对着被测物,然后把灯光慢慢调暗,直到显示器上快要看不清楚被测物为止,这时量光线的照度,就是最低照度.够含糊了吧!,实际上还得考虑用几毫米镜头,入光量多少,摄像机AGC必须关掉,视频讯号是降到多少IRE等等.几乎没有厂家会去做这种测试,那…..老故事又来了,很久很久以前,松下跟索尼的机子低解的标1.1LUX(F1.2,那台湾做出来就标0.5吧,后来的只好标0.2,你标0.2,我就标0.1,他标0.05…….就这样了.还有,高解CCD照度会比低解的差,还是老话,同样芯片面积,一个摆了44万点,一个摆了25万点,那个大点?7.信噪比即信号电压与噪声电压的比值,噪声包括电源杂波、随机杂波、单频杂波等。CCD摄像机信噪比的典型值在45~55dB之间。一般的电视监控系统中要选50dB左右的,这样不仅能满足行业标准中规定系统信噪比不小于38dB的要求,更重要的是当环境照度不足时,信噪比越高的摄像机图象就越清晰。信噪比。典型值为48db,若为48db,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为50db,则图像质量优良,不出现噪声。任何电路只要通电后都会产生噪声,包括元件及线路本身所产生的,当然噪声越小,画面看起来会越干净,我们用视频讯号跟噪声的比值来表示,那当然越大越好,数学式是20LOG(V2/V1,V2指视频讯号,V1指噪声大小,单位是‖DB‖。还是老故事,很久很久以前,松下跟索尼的机子噪讯比标50DB,那台湾做出来就标……..嘿嘿!一看起来就是比较差,不好意思吹牛了,那就标48好了,可是不好看?修饰一下:‖大于48DB―,所以―>48DB‖就是这样来的,不论阿猫阿狗做出来的摄像机,一律就这样标了,有去测?我头剁给他!8.电子快门电子快门(ElectronicShutter是比照照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间(即调整时钟脉冲的宽度,即可实现控制CCD感光时间的功能。在CCD摄象机内,是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄象机CCD的累积时间,当电子快门关闭时,对NTSC摄象机,其CCD累积时间为1/60秒;对于PAL摄象机,则为1/50秒。当摄象机的电子快门打开时,对于NTSC摄象机,其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围;对于PAL型摄象机,其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时,在每个视频场允许的时间内,聚焦在CCD上的光减少,结果将降低摄象机的灵敏度,然而,较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个―停顿动作‖效应,这将大大地增加摄象机的动态分辨率。ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制:当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节。选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。需要注意的是:在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:(1在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。(2图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。(3白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。以固定光圈镜头采用ELC方式时,图象的景深可能小于使用ALC式镜头所获得的景深。因此,摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时。景深会比使用ALC式镜头时小,而且图象上远处的物体可能不在焦点上。当镜头是自动光圈镜头时,需要将开关拨到ALC方式。为了让影像亮度正确,我们必须正确控制摄像机的入光量,要调整入光量要从镜头的光圈及像机的快门着手,一般我们用手动镜头时,光圈调固定就不动了,如果这时遇到强光怎办?很简单,在CCD还没过曝前,D.S.P就赶紧把CCD上的讯号‖扫‖下来吧,也就是光线强时抓快些,光线弱时抓慢些,抓一次相当于我门用单反相机时‖喀嗏‖一声,单反像机是机械式快门,我们这是电子式,所以叫‖电子快门‖,根据D.S.P规格书,电子快门速度在PAL制时是1/50秒到十万分之一秒,所以大家就这样标了,实际应用上如果机子调校不良,是达不到十万分之一的,如果机子在太阳下看起来像蒙层细白裟,不是很清楚,那八成是快门速度不够.还有如果用自动光圈镜头,那入光量就由镜头光圈来控制了,这时后机子本身快门速度就定在1/50秒。9.GAMMA补偿什么是GAMMA?简单解释,CRT管子是跟据电子束打在屏幕上的强度来决定产生的亮度,打的越强就越亮,但不是1:1的,也就是说,在很强的时后并不会成比例的那么亮,这是CRT管的特性,因此视频输出就得在高亮度时做些刻意的增强,这就叫GAMMA补偿,个补偿曲线叫0.45,只要给DSP下个指令就好了,一点技术都没有,有的机子会加个开关,让你选择0.45或1,1的补偿曲线是1:1的,在某些强光环境下还蛮好用的(是强光下,非逆光下。10.背光补偿背光补偿(Back–lightCompensation也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。通常,摄象机的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,摄象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。当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时,应该把开关拨到ON位置;当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢;当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时,应该把开关拨到ON位置。如果所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。什么是背光补偿,这又跟快门速度有关了,举个例子,当一部摄像机装在ATM上,对着大街,在大太阳下,环境很亮,所以机子快门速度当然是很快的,才不会过曝,这时如果有人来提款,脸对着镜头,由于目前机子采全面测光,基本上受环境影响,整体还是很亮,在高速快门下,人脸的曝光量不足,就显的黑黑的,这就是摄影学上面所说的‖背光‖,就是:背面有强光,导致主体曝光不足而变黑.所以问题就出在全面曝光上,假使我们只取一部份划面来测光,比如说中间,那人脸在划面中间,这时DSP会测到曝光不足,便会放慢快门速度,这时人脸就清楚了,但是因为快门速度慢了,导致背景(街上反而过曝而白茫茫一片.所以,背光补偿就是根据特定的测光区域,调整电子快门(或自动光圈,使得测光区域内的曝光值正常,不在测光区域内的就不管了,测光区域由DSP参数设定,一般是取中间1/9处,或加上下方1/3处成凸字型.至于什么是‖宽动态‖,那会另外写篇来谈谈.11.同步系统A、对单台摄象机而言,主要的同步方式有下列三种:内同步——利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。外同步——利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。电源同步——也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄象机和电源零线同步。B、对于多摄象机系统,希望所有的视频输入信号是垂直同步的,这样在变换摄象机输出时,不会造成画面失真,但是由于多摄象机系统中的各台摄象机供电可能取自三相电源中的不同相位,甚至整个系统与交流电源不同步,此时可采取的措施有:均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄象机的外同步输入端来调节同步。调节各台摄象机的―相位调节‖电位器,因摄象机在出厂时,其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的,故使用相位延迟电路可使每台摄象机有不同的相移,从而获得合适的垂直同步,相位调整范围0~360度。a电源同步,说来话长,简单的说,就是使每一支摄像机丢图场出来的时间点要一致,好比对伍行进时,虽然每人速度一样,但如果没有人在旁吹哨或喊口令的话,脚步是不会一致的,这个功用是用在矩阵切换时,画面不会抖一下再恢复正常,否则管理员眼睛不花掉了,要实现电源同步就须加电源同步电路,再加个开关电源,从交流电中取同步讯号(电源是50周固定的来当同步的依据.另外在NTSC系统中,因D.S.P里的振荡频率无法跟市电60周一致,在灯光下会有色滚现像,尤其是SONY2163方案更严重,这时就得加电源同步来解决,强制让D.S.P的频率与灯光一致.还有我们所用的AC电源有三相,彼此差120度,如果电源同步的机子若接在不同相位电源上,会有相位差导致无法彼此同步,所以还需有一个调相旋钮,将彼此触发相位调到一致.b外同步就是交由外步来触发丢出画面,这功能现在已经很少用了;c内同步就是自己每秒输出25张画面,不管别人了;LL/INT(同步选择开关:此开关用以选择摄像头同步方式,INT为内同步2:1隔行同步;LL为电源同步。有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围大概是一帧。(调整需要专业人员进行12.AGCON/OFF自动增益控制摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即:为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路。所有摄象机都有一个将来自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,需利用摄象机的自动增益控制(AGC电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄象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象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时,在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。就是电子自动增益,是摄像机基本功能,有人为了让画面看来亮些,刻意调的很高,这样在低照度时很容易就白茫茫一片了,所以有人干脆就在这搞个开关,要高要低,自己来吧。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。13.ATWON/OFF自动白平衡彩色摄像机要还原被摄物体的颜色,必须保持白平衡正常,通过镜头来检测光源的特性/色温,从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。白平衡只用于彩色摄象机,其用途是实现摄象机图像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——此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K。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,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。按钮方式——先将摄象机对准诸如白墙、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像呈现白色为止,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象机的存储器中,直至再次执行被改变为止,其范围为2300~10000K,在此期间,即使摄象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,适用于大部分应用场合。B、手动白平衡开手动白平衡将关闭自动白平衡,此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节,如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外,有的摄象机还有将白平衡固定在3200K(白炽灯水平和5500K(日光水平等档次命令。C、色彩调整对于大多数应用而言,是不需要对摄象机作色彩调整的,如需调整则需细心调整以免影响其他色彩,可调色彩方式有:红色—黄色色彩增加,此时将红色向洋红色移动一步。红色—黄色色彩减少,此时将红色向黄色移动一步。兰色—黄色色彩增加,此时将兰色向青兰色移动一步。兰色—黄色色彩减少,此时将兰色向洋红色移动一步。14.接头型式镜头安装方式。有C和CS方式,二者间不同之处在于感光距离不同。有C式和CS式两种,两者的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,差别是镜头距CCD靶面的距离不同,C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米,比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度,CS式距焦点距离为12.5毫米。别小看这一个接圈,如果没有它,镜头与摄像头就不能正常聚焦,图象变得模糊不清。所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式,如果不是,就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈,而采用后像调节环(如松下产品,调节时,用螺丝刀拧松调节环上的螺丝,转动调节环,此时CCD靶面会相对安装基座向后(前运动,也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC采用的方式类似后像调节环,它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后,调节顶端的一个齿轮,也可以使图象清晰而不用加减接圈。有C-MOUNT及C/SMOUNT:又要说故事了,当初做出摄像机时,总得配个镜头,因此搞了个接口标准:"直径为25.4MM,每英吋32个螺牙,边缘至CCD距离为17.526MM."这就叫C接口,机子及镜头就比照这标准,彼此才能搭配.那时后的镜头里面有八片镜片组合而成,后来松下搞了个五片玻璃的镜头,成本是省了,但是成像距离短了约五毫米,也就是镜头要更靠近CCD五毫米.怎办?那就改标准了,把上头‖边缘至CCD距离为17.526MM‖改为12.5MM.不就得了,这就叫C/S接口,现在几乎所有机子都用C/S接口,再付一个C/S转C接口的加长环.15.扫描系统有PAL制和NTSC制之分。中国采用隔行扫描(PAL制式(黑白为CCIR,标准为625行,50场,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA。只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。16.视频输出标准是1VP-P75R,也就是1伏特(峰值对峰值,标都是这样标,但常有厂家为求看起来‖亮‖一点,故意增加讯问号强度,在接DVR及配线时会引起一些困扰.17.消耗功率一般机子在DC12V时,大致都在90-130毫安之间,红外摄像机跟红外灯的数量/开启状况有关系。18.电源分12VDC,24VAC,220VAC三种,通常24VAC还兼容12VDC,在同型号线材的情况下电压越高抗干扰能力越强,传输距离越远。19.工作温度-10~+50℃是绝大多数摄像机生产厂家的温度指标。视使用地区的温度变化加防护或特别防护。20.VIDEO/DC镜头控制信号选择开关目前在市场上见到的标准CCD摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口,其中有些只提供一种驱动方式(通常为视频驱动方式,也就是说,它只能配接VD型的自动光圈镜头,有些则可同时提供两种驱动方式(视频驱动和直流驱动供用户选择,因此,它可以配接任何自动光圈镜头。这里,视频驱动(VideoDriver,简称VD方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部,再由其内部的驱动电路输出控制电压,使镜头光圈调整电动机转动;直流驱动(DCDriver,简称DD方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路,可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动,因此,具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些(因为增加了一部分电路,但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小一些,价格也就低一些。不同品牌及型号的摄像机所带自动光圈接口的位置及形式是不完全一样。一般摄像机的自动光圈接口设置在机身的后面板上,但也有一些则设在机身的侧面。图2-1示出几种不同形式的自动光圈的接口,其中阴式方四孔接口最为常见,但不同摄像机对其各针脚的定义又不完全相同。一般视频驱动自动光圈接口使用3个针,即电源、视频、接地;而直流驱动自动光圈接口使用4个针,即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负。若同时具有两种光圈驱动方式,则具体将该接口定义为VD还是DD驱动方式,须由另外的拨动开关来选择,也有的由摄像机盖板内视频处理板上不同的插座位置来选择,并在出厂前设定一种方式,还有的干脆在摄像机机身侧面及后面板上直接设定两个不同的自动光圈接口(1阴式方四孔型(2阴式圆四孔型(3接线端子型ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制(VIDEOLEVELL/H可能需要调整,该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平,用以控制镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮。在摄像头的配件中,有一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;如果用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户根据说明书上的标注,用烙铁焊好。由于厂家定义不同,所以焊法也有区别,请安装时留意。自动光圈镜头也就是可接的自动光圈镜头的型式,目前有两种:视频驱动(VIDEO及直接驱动(D.C两种,因为直驱方式还得加个小电路,有些廉价机干脆就拿掉了,赌你花不起钱买DC自动光圈镜头。21.SOFT/SHARP(细节电平选择开关该开关用以调节输出图像是清晰(SHARP还是平滑(SOFT,通常出厂设定在SHARP位置。我们没有设置此开关;22.FLICKERLESS(无闪动方式在电源频率为50Hz的地区,CCD积累时间为1/50秒,如果使用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,这样将造成视觉影像不同步,在监视器上出现闪动;反之,在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门:有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体,如果尾1/50秒速度拍摄,会产生拖尾现象,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此时CCD的电荷偶合速度提高,这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现象,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必须使用此设置。所以,某些专用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书,在此就不在赘述了。23.视频输入接口一般采用BNC接口,另外再介绍。24.电源输入接口一般采用DC母头,另外再介绍。25.什么是CMOSCMOS称为―互补金属氧化物半导体‖(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术,没有更多的含义,实际上就是光电转换元件,传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器,与传感器处理影像的真正方法无关。CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。因为人眼能看到1Lux照度(满月的夜晚以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS传感器感光度的3到10倍。CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内,CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音,固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图案,因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用,因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器,CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。CCD表示―电荷耦合器件‖而CMOS表示―互补金属氧化物半导体‖,但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用,真正感应的传感器称做―图像半导体‖,CCD和CMOS传感器(暂且如此称呼实际使用的都是同一种传感器―图像半导体‖,图像半导体是一个PN结合半导体,能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压,光线进入图像半导体得越多,电子产生的也越多,从传感器输出的电压也越高。CCD称为―电荷耦合器件‖,CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。镜头镜头是摄像机的眼睛,为了适应不同的监控环境和要求,需要配置不同规格的镜头。比如在室内的重点监视,要进行清晰且大视场角度的图像捕捉,得配置广角镜头;在室外的停车场,既要看到停车场全貌,又要能看到汽车的细部,这时候需要广角和变焦镜头,在边境线、海防线的监控,需要超远图像拍摄。镜头的主要参数焦距(f:焦距是镜头和感光元件之间的距离,焦距的单位通常用mm(毫米来表示;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。镜头焦距的配置我们还是以图一来说明。确定合适的焦距,是决定图像质量重要因素。f=vD/Vf=hD/H。其中,f代表焦距,v代表CCD成像尺寸的高度,V代表被观测物体高度,h代表CCD成像尺寸的宽度,H代表被观测物体宽度,D代表物体到镜头的距离。假设用1/3‖CCD摄像头观测,被测物体宽500毫米,高400毫米,镜头焦点距物体5000毫米。由公式可以算出:焦距f=4.8×5000/500≈48毫米或焦距f=3.6×5000/400≈45毫米。视场角:在工程实际中,我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。焦距f越大,视场角越小,在感光元件上形成的画面范围越小;反之,焦距f越小,视场角越大,在感光元件上形成的画面范围越大。标准镜头:典型水平视场角为30度,与人类肉眼视场角相同,一般用于走道及小区周界等场所;广角镜头:典型水平视场角64度,短焦距镜头提供宽角度视场,一般用于电梯轿箱内、大厅等大视角场所;长焦镜头:典型水平视场角15度,长焦距镜头提供高倍放大,用于远距离监视;变焦镜头:镜头焦距范围可变,可从广角变到长焦,视角范围广区域;针孔镜头:用于隐蔽监控。光圈:(Aperture用于控制镜头通光量大小的装置。开大一档光圈,进入相机的光量就会加倍,缩小一当光圈光量将减半,光圈大小用F值来表示,序列如下:f/1,f/1.4,f/2,f/2.8,f/4,f/5.6,f/8,f/11,f/16,f/22,f/32,f/44,f/64(f值越小,光圈越大,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1.4,这时我们可以很容易地计算出通光孔径为4.29mm。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。1.手动、自动光圈镜头的选用手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环