摄像机基础培训

WWW.BRICKCOM.COM|EXPERTINIPSURVEILLANCE前端摄像机培训学习目标★了解网络摄像机的基本结构★理解网络摄像机的各部件相关概念镜头：接口分类、尺寸大小及选择、焦距、光圈、镜头分类及选择传感器：图像传感器及其分类、照度、分辨率、背光补偿、逐行扫描/隔行扫描数字编码器：图像数字编码器的作用压缩芯片：压缩芯片作用、MJPEG、MPEG4、MPEG4、MJPEG比较★了解网络摄像机的分类

固定、迷你半球、PTZ、固定半球、高速快球、其他网络摄象机基础2网络摄像机的物理结构摄像机的镜头将图像聚焦到图像传感器（CCD/CMOS）上，在图像到达图像传感器之前，还将通过光学滤镜，该部件会将图像中的红外光线移除，以保证图像的颜色能够被正常的显示。（在日夜转换摄像机当中，该红外滤镜可以被移除，从而使摄像机能够在夜间提供高质量的黑白画面）。图像中所包含的光线信息将被图像传感器捕获并转化为不同的模拟电信号，然后再数字化为可进行压缩和网络传输的数字视频信号。12345673网络摄象机基础摄像机镜头镜头接口（C/CS）：两种主要的镜头安装标准，C是最初的标准，而CS是对其的升级，该升级可降低制造成本并减小传感器尺寸。现在市场上销售的绝大多数摄像机和镜头都使用CS标准。可以通过使用C/CS连接环将一个老的Ct镜头安装到带有CS接口的摄像机上。14网络摄象机基础摄像机镜头镜头尺寸及选择：图像传感器有许多不同的尺寸，例如2/3",1/2",1/3"和1/4"，镜头则是按照这些尺寸来制造的。一个适用于1/2"传感器的镜头可用于1/2"、1/3"和1/4"传感器，但不适用于2/3"传感器。如果一个适用于较小传感器的的镜头使用在一个较大传感器的摄像机上，图像的角落处会呈现黑色。如果一个适用于较大传感器的镜头使用在一个较小传感器的摄像机上，摄像机所能获得的视角将会比镜头默认的视角要小–

因为一部分信息由于在芯片外得不到处理而丢失。15网络摄象机基础摄像机镜头镜头焦距：焦距决定了特定距离所能看到的水平区域大小，焦距越长，所能看到的区域越狭窄。

16网络摄象机基础摄像机镜头镜头光圈：光圈用是来控制光通量。小光圈减少光通量，可获得更好的景深(聚焦到极远的距离)。大光圈可在低照度环境下获得较好的图像质量。17网络摄象机基础摄像机镜头镜头分类：1．按照镜头的种类分类（根据应用场合分类）

广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形。

标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。

长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。

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。

2．按照被摄物体的大小、距离与焦距的关系分类

定焦镜头：焦距固定不变，可分为自动光圈、手动光圈和无光圈三种。

变焦镜头：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。三可变镜头：可调焦距、聚焦、光圈。二可变镜头：可调焦距、聚焦、自动光圈。18网络摄象机基础光学滤光镜光学滤光镜：在图像到达图像传感器之前，还将通过光学滤镜，该部件会将图像中的红外光线移除，以保证图像的颜色能够被正常的显示。（在日夜转换摄像机当中，该红外滤镜可以被移除，从而使摄像机能够在夜间提供高质量的黑白画面）。29网络摄象机基础图像传感器图像传感器作用及其分类：

摄像机的图像传感器负责将光信号转换成电信号。图像传感器应用的两种技术是:CCD(电子耦合组件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)，CCD和CMOS是十分重要的组件，充当摄像机的数字胶片。

CCD传感器：图像更细腻、柔和，在光线不足的情况下灵敏度更高。

CMOS传感器：图像相对比较锐利，灵敏度较低，但随着CMOS的技术不断发展，与CCD的差距也越来越接近，是今后传感器的主要发展方向。

1/3CCD

1/4CMOS310网络摄象机基础图像传感器照度：照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）：1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位。

1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度，表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）10～15LUX。国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小（F值），更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值，否则只是流于数字的游戏罢了！以光圈大小（F值）而言，光圈愈大则其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。311网络摄象机基础图像传感器分辨率：分辨率越高，意味着可使用的点数越多，图像越细致。

D1=4*CIF；CIF=4*QCIF；N制：QCIF=176*120；P制：QCIF=176*144VGA是视频图形阵列的略写，适用于PC的图形显示系统。其分辨率定义为640x480像素，VGA分辨率通常更适合网络摄像机，由于多数情况下视频会显示在计算机屏幕上,NTSCPAL312网络摄象机基础图像传感器背光补偿：摄像机的自动曝光控制，是为了让图像的亮度更接近于人眼看到图像的感觉。试想这样一种情况，一个人拿着手电筒直接进入一间相当黑的房间，并将手电筒对着摄像机。虽然光源很小，但是这台摄像机会认为场景变得越来越亮，摄像机的曝光控制就会自动调整，从而产生更黑的图像。为了避免这种现象，一种称为背光补偿的方法被广泛使用在许多摄像机上。这种方法尽量忽略小区域中的高照度，就象这些亮光并不存在一样。使用背光补偿，例子中的图像就会使用相同的曝光，而不管手电筒是否存在，从而使人们能够真实地看到和识别图像。在没有背光补偿功能的情况下，整个图像会变暗且不易识别。313网络摄象机基础图像传感器逐行扫描/隔行扫描：逐行扫描每次按顺序逐行扫描整个图像，隔行扫描将水平线分为奇数行和偶数行，然后每次进行轮流扫描整个图像。对于运动图像，隔行扫描会产生“锯齿”现象，因为奇数行和偶数行刷新时造成的轻微延迟会导致一些图像失真或产生一些图像，只有半数的水平线与移动图像一致，而另一半正等待被刷新。314网络摄象机基础数字编码器图像数字编码器的作用：图像传感器将光信号转换成电信号后实际上还是模拟信号，图像数字编码器的作用就是将它们进一步转化为数字信号然后传输后面的压缩部件。415网络摄象机基础压缩芯片压缩芯片的作用：接收从数字编码器穿过来的数字图像信号，并根据一定的压缩算法（如：MPEG4或者MJPEG）对图像进行压缩，压缩的质量直接决定了图像质量、图像大小和帧率。516网络摄象机基础压缩芯片MJPEG：MotionJPEG以提供序列JPEG图像的方式来提供视频。MotionJPEG是网络视频系统中最常用的视频压缩标准。网络摄像机就像是数字静态图片照相机，捕捉单幅图像并将其压缩为JPEG格式。网络摄像机可每秒捕捉和压缩30张图像(30fps–framespersecond，帧/秒)，并以连续图像流的方式通过网络发送到浏览客户端。当帧率达到或超过16fps时，用户就可以浏览到感觉比较实时的画面了。我们把这种方式称为MotionJPEG。由于每幅图像都经过JPEG压缩，他们都拥有相同的图像质量，而最终质量则取决于用户在网络摄像机或视频服务器中选择的压缩级别。517网络摄象机基础压缩芯片MPEG4：MPEG的基本原理是对比两张将要通过网络传输的被压缩图像。第一幅被压缩图像将被用作参考帧，第二幅图像中只有与参考帧不同的部分才会被发送。网络浏览客户端会在参考帧图像和“差异数据”的基础上重建所有的图像。无论场景有多复杂，应用MPEG视频压缩后所产生的通过网络传输的数据流都将比相MotionJPEG所产生的数据流小。518网络摄象机基础压缩芯片MPEG4、MJPEG比较：MotionJPEG因为其的简单性(图像压缩为完整的单独图像)，相对MPEG4提供了较少的等待时间，无论在移动或复杂环境情况下都能保证视频质量。高帧率情况下，MPEG-4使用的带宽比MotionJPEG要小得多。519网络摄象机基础中央控制芯片620网络摄象机基础一台网络摄像机可以被看作一台摄像机和一台电脑的结合体，它能够像其他任何一种网络设备一样直接接入到网络中。网络摄像机拥有自己独立的IP地址，并内置计算机功能用于处理网络通信。通过网络观看图像所需的所有功能都已经内置到网络摄像机当中，包括用于内置Web服务器、流媒体服务器、FTP服务器、DDNS机制、DHCP客户端、FTP客户端以及E-mail客户端等功能的软件等等。网络摄像机所具备的其他功能包括报警输入及继电输出等等，更高级别的网络摄像机还可以配备其他更多的增值功能特性，如移动侦测和模拟视频输出等等。中央控制芯片模拟摄像机PC网络摄像机镜头、滤光镜、图像传感器CPU、硬盘、内存、光驱、闪存、声卡、显卡、网卡、调制解调器等镜头、滤光镜、图像传感器；图像编码器、图像压缩芯片；CPU、内存、闪存、网卡、调制解调器等621网络摄象机基础网络摄像机分类固定网络摄像机：固定网络摄像机拥有和传统摄像机一样的机身和镜头。在某些应用中，让摄像机处于显著位置也会带来一些有利的效果。在这类应用中使用固定网络摄像机是最佳的选择，当网络摄像机处于显著位置时，它很明显的表明所监控的方向与区域。固定网络摄像机的另一个优势是他们大多数可根据的实际监视环境来更换的镜头。另外固定网络摄像机可安装在防护罩中，以利于室内或室外使用。

22网络摄象机基础网络摄像机分类迷你半球网络摄像机：迷你半球摄像机以小巧著称，主要用于电梯以及车载，它都采用定焦镜头，具有广阔的视角，与此对应该款摄像机的可视距离并不是很远。

23网络摄象机基础网络摄像机分类PTZ网络摄像机：PTZ网络摄像机(Pan/Tilt/Zoom)拥有一个明显的优势，它可以通过手动或自动的方式上下或左右旋转。PTZ摄像机主要用于室内以及需要同时覆盖多个监控方向的地方。大部分的PTZ摄像机并不能360度进行万象旋转，他们并不适合于进行持续的自动操作，因此通常被称为“轮巡”。PTZ网络摄像机的光学变焦范围在10x到26x之间。

24网络摄象机基础网络摄像机分类固定半球网络摄像机：固定半球网络摄像机，也称为吸顶式摄像机，实际上类似将一个固定摄像机预装在一个小型半球护罩中。摄像机可以非常容易的指向任何一个方向。它最主要的优势在于比较隐蔽，没有突出的外表，而且从外部很难判断摄像机实际的监控方向。同时也有一个明显的局限性，它通常无法更换镜头，而就算提供了更换镜头的功能，所能更换的镜头也收到护罩内空间大小的限制。25网络摄象机基础网络摄像机分类高速快球网络摄像机：快球网络摄像机拥有固定半球摄像机的相同优点：当你朝摄像机看时，无法得知摄像机确切指向的方向。快球网络摄像机，相对PTZ摄像机而言，增加了360度水平旋转的能力，为轮巡等持续操作提供了强大的机械部件，摄像机可每天在比如说10个预置位之间不停的进行轮巡。通过轮巡，一个摄像机可以覆