CCD芯片的選擇

1、CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。 目前市場上大部分攝像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片，現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn)，但質(zhì)量就要稍遜一籌。 因為芯片生產(chǎn)時產(chǎn)生不同等級，各廠家獲得途徑不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在購買時，可以采取如下方法檢測：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色

2、彩，使物體看起來清晰自然；而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白紙，圖像也會顯示藍色或紅色。個別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵，CCD靶面上會有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會影響圖像，但在弱光或顯微攝像時，細小的灰塵也會造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細挑選。 第二章 攝像機的主要技術(shù)參數(shù) 一、CCD尺寸 即攝象機靶面。目前采用的芯片大多數(shù)為1/3”和1/4”。在購買攝像頭時，特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。在相同的光學鏡頭下，成像尺寸越大，視場角越大。 1英寸靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm，對

3、角線16mm。 2/3英寸靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm，對角線11mm。 1/2英寸靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm，對角線8mm。 1/3英寸靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm，對角線6mm。 1/4英寸靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm，對角線4mm。 二、CCD像素 是CCD的主要性能指標，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰?，F(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界，38萬像素以上者為高清晰度攝象機。 三、 水平分辨率 分辨率是用電視線（簡稱線TV LINES）來表示的。彩色攝象

4、機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。 分辨率與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。 四、 最小照度 照度又稱靈敏度。是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯（LUX），數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。照度是反映光照強度的一種單位，單位是每平方米的流明數(shù)，1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度 1LUX=1Lm/M*M（Lm是光通量的單位） 黑白攝像機

5、的靈敏度大約是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色攝像機多在1Lux以上。攝像的靈敏度與鏡頭F值有關(guān)，0.97Lux/F0.75相當于2.5Lux/F1.2相當于3.4Lux/F1.0 普通型：正常工作所需照度13LUX 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 紅外型：采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像 參考環(huán)境與照度： 參照環(huán)境 大概照度 夏日陽光下 100000Lux 室內(nèi)日光燈 100Lux 陰天室外 10000Lux 黃昏室內(nèi) 10Lux 電視臺演播室 1000Lux 20cm處燭光 10-15Lux 距60W臺燈60cm桌面

6、300Lux 夜間路燈 0.1Lux 照度值不僅與鏡頭的光圈大?。‵值）有關(guān)，與測試時的周邊環(huán)境也有著較大的關(guān)系，以光圈大小（F值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。 五、掃描制式 根據(jù)各國供電所采用的頻率不同，有PAL制和NTSC制之分。 50HZ：PAL制，隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標準為625行，50場。 60HZ：NTSC制式，525行，60場（黑白為EIA）。 六、 攝象機電源 交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。 七、信噪比 當攝像機攝取較亮場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點；而取較暗場景時，監(jiān)

7、視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱與攝像機的信噪比指標有直接關(guān)系，即信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。 信噪比是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號S/N來表示。由于在一般情況下，信號電壓遠高于噪聲電壓，比值非常大，信噪比的單位用DB來表示。一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制）關(guān)閉時的值，因為當AGC接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應提高。 信噪比的典型值為4555db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。 八、 視頻輸出 1Vp-p、75，采用BNC接頭。

8、九、鏡頭安裝方式 有C和CS方式，兩者的螺紋均為1英寸32牙，直徑為1英寸，差別是鏡頭距CCD靶面的距離不同。 C式安裝座從基準面到焦點的距離為17.562毫米，比CS式距離CCD靶面多一個專用接圈的長度，CS式距焦點距離為12.5毫米。在安裝鏡頭前，先看一看攝像頭和鏡頭是不是同一種接口方式，如果不是，就需要根據(jù)具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈，而采用后像調(diào)節(jié)環(huán)（如松下產(chǎn)品），調(diào)節(jié)時，用螺絲刀擰松調(diào)節(jié)環(huán)上的螺絲，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)環(huán)，此時CCD靶面會相對安裝基座向后（前）運動，也起到接圈的作用。另外（如SONY，JVC）采用的方式類似后像調(diào)節(jié)環(huán)，它的固定螺絲一般在攝像機的側(cè)面。擰松后，調(diào)節(jié)頂端的一個

9、齒輪，也可以使圖象清晰而不用加減接圈。 十、同步方式對單臺攝象機而言，主要的同步方式有下列三種： 內(nèi)同步利用攝象機內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。 外同步利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機的外同步輸入端 來實現(xiàn)同步。 電源同步也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機和電源零線同步。 十一、自動增益控制 所有攝象機都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大量即增益，將微弱的信號放大到能正常使用，從而使攝像機能在亮度較低的環(huán)境下使用。然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。 需利用攝象機的自動增益控制（AG

10、C）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)AGC，從而使攝象機能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，即在低照度時自動增加攝象機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。 而照度較高時能自動降低增益放大倍數(shù)，保證圖像不發(fā)生畸變。 自動增益打開時，售叼電壓和噪聲電壓被同時放大，信噪比將會減小。此時的噪點也會比較明顯。 十二、背光補償 通常，攝象機的自動增益控制是通過對整個視場的平均亮度來調(diào)節(jié)增益的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域，而觀察的主體目標處于亮場的包圍中，畫面會顯示一片昏暗，無層次。放大器檢測到的信號平均電平很高，增益的倍數(shù)也隨之減少，無法改進畫面主體目標的明暗度。 當背景光補償為開啟時，

11、攝象機僅對整個視場的部份區(qū)域進行檢測，來得到整個視場的平均信號電平，從而確定AGC電路的工作值。由于子區(qū)域的平均電平很低，所以增益也會較高。整個畫面都會更加明亮。 十三、電子快門 這是一個類比于照像機的機械快門功能提出的一個術(shù)語，相當于控制CCD圖像傳感受器的感光時間，感光時間越長，電荷積累時間也就越長，輸出信號電流的強度也就越大。在照度較高的地方，感光時間要求短些，否則畫面會偏白。在照度較低的地方，感光時間要求長些，這樣畫面會積累較多的電荷，從而使圖像變得清晰。 CCD攝像機的電子快門還可以有效的防止高速移動物體的拖影現(xiàn)象。 十四、白平衡 圖像的各種色彩是由紅、綠、藍三種顏色組成的，當電路中

12、的紅、綠、藍三種色彩各自的的信號電壓相等時，可以在監(jiān)視器上輸出純白色的被攝景物，此時稱之為白平衡。此時，攝像機能夠顯示最真實的被攝物體。白平衡如果未調(diào)節(jié)好，顯示的畫面將出現(xiàn)偏色（紅、藍、綠）的情況。 白平衡設(shè)置有兩種方式，自動白平衡和手動白平衡 A、 自動白平衡 連續(xù)方式此時白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為28006000K。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。 按鈕方式先將攝象機對準諸如白墻、白紙等白色目標，然后將自動方式開關(guān)從手動撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒

13、鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動方式開關(guān)撥回手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將保持在攝象機的存儲器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹梗浞秶鸀?30010000K，在此期間，即使攝象機斷電也不會丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應用場合。 B、手動白平衡 開手動白平衡將關(guān)閉自動白平衡，此時改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達107個等級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少蘭色各一個等級。除次之外，有的攝象機還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（日光水平）等檔次命令。 十五、低速快門（SLOW/SHUTTER） 此類的攝影機獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖 像的爆光量，從而提高攝像機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指針，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。在獲得低照度下圖像上還有一些其它的辦法，但都不能從根本上解決照度