摄像机知识.ppt
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1、欢迎参加欢迎参加监控摄像机第一章 摄像机 摄像机的发展速度很快,从摄像管到CCD元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特点,同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被广泛应用。CCD是电荷耦合器件的缩写,它是一种半导体成像器件,具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。CCD 的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头,经镜头聚焦到 CCD 芯片上,CCD 根据光的强弱积聚相应的电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号,经过滤波、放大处理,通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD
2、机、家用摄像机的视频输出是一样的,所以也可以录像或接到电视机上观看。光学系统 被摄景物信号处理系统 光电转换系统 监视器镜头CCDDSP CCD 摄像机的选择和分类:CCD 芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本 SONY、SHARP、松下及韩国三星、LG 等公司生产的芯片,但韩国技术质量要稍逊一筹。一、CCD摄像机的分类按照成像色彩划分 1.CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机两种。2.彩色摄像机适用于景物细部辨别,如辨别衣物或景物的颜色;用于光线不充足环境及夜间无法(或不可)安装照明设备的环境,仅监控景物的位置或移动情况可用黑
3、白摄像机。按照分辨率划分 1.25万像素左右,对应彩色330线/黑白400线的低档型;2.25万至38万像素之间,对应彩色420线/黑白500线的中档型;3.38万像素以上,对应彩色大于或等于460线黑白570线以上的高档型。按照摄像机灵敏度划分 按照灵敏度可分为最低照度 1.1至3lux的普通型;2.0.1lux左右的月光型;3.0.01lux以下的星光型;4.以及原则上可以为0Lux,采用红外光源成像的红外照明型。按照CCD靶面尺寸划分 摄像机摄像器件(CCD)的尺寸分为1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中以1/3英寸和1/4英寸最为常见。CCD尺寸 水平(mm)垂直(mm)
4、对角线(mm)1英寸 12.7 9.6 162/3英寸 8.8 6.6 111/2英寸 6.4 4.8 81/3英寸 4.8 3.6 61/4英寸 3.6 2.4 4水平垂直对角线 (五)按扫描制式划分 PAL 制。NTSC 制。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)。(六)、依供电电源划分 110VAC(NTSC 制式多属此类)220VAC,24VAC,12VDC 或 9VDC (微型摄像机多属此类)。(七)、按同步方式划分:1.内同步:
5、用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。2.外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端。3.功率同步(线性锁定,):用摄像机 AC 电源完成垂直推动同步。(八)、按照度划分,CCD 又分为:1.普通型 正常工作所需照度 13LUX 2.月光型 正常工作所需照度 0.1LUX 左右 3.星光型 正常工作所需照度 0.01LUX 以下 4.红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像(九)、按外观分:A.有机板型 B.针孔型 C.半球型 D.枪型 E.防水型 F.高速云台型等。二、CCD摄像机常见性能和主要性能指标 1.摄像机的功能很多,如自动白平衡调
6、整、自动增益调整、电子快门、逆光补偿、多种同步方式、Y/C分离输出等等。2.考察摄像机档次的最主要指标是水平清晰度、最低照度(灵敏度)和信噪比。清晰度 清晰度数是衡量摄像机优劣的一个重要参数,它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数。当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。最低照度 最低照度是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
7、,应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。信噪比 信噪比是摄像机的一个重要的性能指标。1.信噪比是指信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示,单位为DB。一般摄像机给出的信噪比值均是AGC(自动增益控制)关闭时的值,CCD摄像机信噪比的典型值是一般为45-55db,工程应用要求40db。2.摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。自动增益控制(AGC)AGC是自动增益控制的缩写。摄像机有一个来自 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.AGC效于有较高的灵敏度,可使其在微光下灵敏。具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会较好,但噪点也会比较明显。是由
8、于信号和噪声被同时放大的缘故。背景光补偿(BLC)BLC是背景光补偿的缩写,也称作逆光补偿或逆光补正.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.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,如果前景目标位于该子区域内时,前景目标的可视性有望改善。电子快门(ES)电子快门,是对比照相机的机械快门功能提出一个术语.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,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。.通过调整感光信号电荷的积累时间(即调整时钟脉冲的宽度),可实现控制CCD感光时间的功能。白平
9、衡(WB)1.白平衡(WB),只用于彩色摄像机,其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况通常把摄像机拍摄白色景物时输出的红、绿、蓝三基色信号电压VR=VG=VB的现象称为白平衡。分手动白平衡和自动白平衡两种方式 2.自动白平衡(AWB)有分为连续白平衡和自动控制白平衡。同步方式 摄像机的同步方式一般有:.内同步(INT)是利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。.电源同步(LL),也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄像机和电源零线同步。.外同步(EXT)利用一个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。三、CCD摄像机的应
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