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发布时间 : 2016-04-09 浏览次数 : 938

CCD彩色摄象机的主要技术指标 
CCD尺寸
 即摄象机靶面。原多为1/2英寸,现在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
 
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。
 
水平分辨率
 彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电视线之间,主要有330线、380线、420线、460线、
 
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。
1~3lux属一般照度
月光型:正常工作所需照度0.1LUX左右
星光型:正常工作所需照度0.01LUX以下
红外型:采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像(黑白)
 
扫描制式
 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,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,日本为NTSC制式,525行, 60场(黑白为EIA)。
 
摄象机电源
 交流有220V、110V、24V,直流为12V 或9V。
 
信噪比
 典型值为46db,若为50db,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为60db,则图像质量优良,不出现噪声。
 
视频输出
 多为1Vp-p、75Ω,均采用BNC接头。
 
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。
 
同步方式的选择
 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。
 
自动增益控制
 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。
 
背景光补偿
 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。
 
电子快门
 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。
 
白平衡
 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(曰光水平)等档次命令。
 
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。
 
CCD摄象机的选择参考
 市场上大部分摄像头采用的是曰本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍差一点点。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。在购买时,可以采取如下方法检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,关闭镜头光圈,看图像全黑时是否有亮点,屏幕上雪花大不大,这些是检测CCD芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即使面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘,CCD靶面上会有杂质,在一般情况下,杂质不会影响图像,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果,如果用于此类工作,一定要仔细挑选。
 
摄像机镜头
 摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备,它的质量(指标)优劣直接影响摄像机的整机指标,因此,摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量,又关系到工程造价。
镜头相当于人眼的晶状体,如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出,这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。 当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时,也就是人们常说的近视眼,眼前的景物就变得模糊不清;摄像头与镜头的配合也有类似现象,当图像变得不清楚时,可以调整摄像头的后焦点,改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置),可以将模糊的图像变得清晰。由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。
 
镜头的分类
 以镜头安装分类:
所有的摄象机镜头均是螺纹口的,CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准,即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同,但两者从镜头到感光表面的距离不同。 C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 CS安装座:特种C安装,此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。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。
以摄象机镜头规格分类:
摄象机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定,两者应相对应。即 摄象机的CCD靶面大小为1/2英寸时,镜头应选1/2英寸。 摄象机的CCD靶面大小为1/3英寸时,镜头应选1/3英寸。 摄象机的CCD靶面大小为1/4英寸时,镜头应选1/4英寸。 如果镜头尺寸与摄象机CCD靶面尺寸不一致时,观察角度将不符合设计要求,或者发生画面在焦点以外等问题。
以镜头光圈分类:
镜头有手动光圈(manual iris)和自动光圈(auto iris)之分,配合摄象机使用。
手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合,自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整,故适用亮度变化的场合。
自动光圈镜头有两类:一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来控制镜头上的光圈,称为视频输入型,另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈,称为DC输入型。 自动光圈镜头上的ALC(自动镜头控制)调整用于设定测光系统,可以整个画面的平均亮度,也可以画面中最亮部分(峰值)来设定基准信号强度,供给自动光圈调整使用。一般而言,ALC已在出厂时经过设定,可不作调整,但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标时,明亮目标物之影像可能会造成"白电平削波"现象,而使得全部屏幕变成白色,此时可以调节ALC来变换画面。
另外,自动光圈镜头装有光圈环,转动光圈环时,通过镜头的光通量会发生变化,光通量即光圈,一般用F表示,其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比,即:F=f(焦距)/D(镜头实际有效口径),F值越小,则光圈越大。 采用自动光圈镜头,对于下列应用情况是理想的选择,它们是: 在诸如太阳光直射等非常亮的情况下,用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时,用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。 要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时,应使用自动光圈镜头。
以镜头的视场大小分类 :
标准镜头——视角30度左右,在1/2英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为12mm, 在1/3英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为8mm。
广角镜头——视角90度以上,焦距可小于几毫米,可提供较宽广的视景。
远摄镜头——视角20度以内,焦距可达几米甚至几十米,此镜头可在远距离情况下将拍摄 的物体影响放大,但使观察范围变小。
变倍镜头——也称为伸缩镜头,有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。
可变焦点镜头——它介于标准镜头与广角镜头之间,焦距连续可变,即可将远距离物体放大, 同时又可提供一个宽广视景,使监视范围增加。
变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置,但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦,则需通过手动聚焦实现。
针孔镜头——镜头直径几毫米,可隐蔽安装。
从镜头焦距上分 :
短焦距镜头——因入射角较宽,可提供一个较宽广的视野。
中焦距镜头——标准镜头,焦距的长度视CCD的尺寸而定。
长焦距镜头——因入射角较狭窄,故仅能提供狭窄视景,适用于长距离监视。
变焦距镜头——通常为电动式,可作广角、标准或远望等镜头使用。
 
镜头与摄像机CCD尺寸的关系
 1/2"镜头既可用于1/2"摄像机,也可用于1/3"摄像机,但视角会减少25%左右。1/3"镜头不能用于1/2"摄像机,只能用于1/3"摄像机。
 
选配镜头原则
 为了获得预期的摄像效果,在选配镜头时,应着重注意六个基本要素:
A) 被摄物体的大小
B) 被摄物体的细节尺寸
C) 物距
D) 焦距
E) CCD摄像机靶面的尺寸
F) 镜头及摄像系统的分辨率

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