監(jiān)控培訓(xùn)資料課件

監(jiān)控?cái)z像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2012-06-20監(jiān)控?cái)z像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2012-06-201Outlines監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類模擬攝像機(jī)的基本構(gòu)成攝像機(jī)各組成部分的作用攝像機(jī)常用術(shù)語(yǔ)攝像機(jī)的常用指標(biāo)FAQOutlines監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類2按傳感器類型分監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類CCD攝像機(jī)CMOS攝像機(jī)普通型攝像機(jī)日夜型攝像機(jī)按功能分按清晰度分標(biāo)清攝像機(jī)高清攝像機(jī)紅外攝像機(jī)按傳輸方式分模擬攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)按傳感器類型分監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類CCD攝像機(jī)CMOS攝像機(jī)普通3按外形結(jié)構(gòu)分槍機(jī)半球紅外一體化普通半球防暴半球嵌入式半球紅外半球其他迷你攝像機(jī)車載攝像機(jī)按外形結(jié)構(gòu)分槍機(jī)半球紅外一體化普通半球防暴半球嵌入式半球紅外4`模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)的基本構(gòu)成鏡頭圖像傳感器（CCD）鏡頭座（C/CS）濾光片AGCTGDSP尾板復(fù)合視頻信號(hào)`模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)的基本構(gòu)成鏡頭圖像傳感器（CCD）鏡頭座（C51、鏡頭：鏡頭就是攝像機(jī)的眼睛。畫面的清晰程度和影像層次是否豐富等表現(xiàn)能力，受光學(xué)鏡頭的內(nèi)在質(zhì)量所制約。攝像機(jī)各組成部分的作用CS型安裝座攝像機(jī)上使用C型鏡頭的話，需要加一個(gè)高度為5mm的轉(zhuǎn)換接圈。D型——按照接口方式不同，又分為螺紋型（M12）和直插型（Φ14）兩種監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，CS-Mount和D-MountC型和CS型鏡頭的口徑及螺紋都是一樣的，區(qū)別在于：C型——從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm；CS型——從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm；1、鏡頭：鏡頭就是攝像機(jī)的眼睛。畫面的清晰程度和影像層次是否6Φ14鏡頭（直插鏡頭，無(wú)螺紋鏡頭）M12鏡頭（有螺紋鏡頭）Φ14鏡頭（直插鏡頭，無(wú)螺紋鏡頭）M12鏡頭（有螺紋鏡頭）7鏡頭的種類按照光圈調(diào)節(jié)方式分類：手動(dòng)光圈鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭：直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭（DCAutoIrislens）視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭（VideoAutoIrislens）按照視角大小不同分類：

廣角鏡頭：視角90度以上，觀察范圍較大，近處圖像有變形。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣。長(zhǎng)焦鏡頭：視角20度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米。變焦鏡頭：鏡頭焦距連續(xù)可變，焦距可以從廣角變到長(zhǎng)焦，焦距越長(zhǎng)則成像越大。針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等地方。鏡頭的種類8焦距——透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。它基本上就是從鏡頭的中心點(diǎn)到傳感器平面上所形成的清晰影像之間的距離。鏡頭的焦距決定了該鏡頭拍攝的物體在傳感器上所形成影像的大小。假設(shè)以相同的距離面對(duì)同一物體進(jìn)行拍攝，那么鏡頭的焦距越長(zhǎng)，則物體所形成的影像就越大。當(dāng)攝像機(jī)鏡頭的成像尺寸被確定之后，對(duì)一個(gè)固定焦距的鏡頭來(lái)說(shuō)則相對(duì)具有一個(gè)固定的視野，常用視場(chǎng)來(lái)表示視野的大小。它的規(guī)律是，焦距越短，視角和視場(chǎng)就越大。所以短焦距鏡頭又被稱為廣角鏡頭。鏡頭的參數(shù)指標(biāo)焦距——透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。它基本上就是從鏡頭的9鏡頭焦距監(jiān)控距離CCD視角(1/3”)2.8mm4.3m86.3°3.5mm5.4m67.4°4mm6m62°4.8mm7.3m52.2°6mm9m42.3°8mm12m32.6°12mm18m22.1°16mm25m17.1°25mm38m10.6°60mm120m3.5°73.8mm150m2.9°鏡頭焦距監(jiān)控距離CCD視角(1/3”)2.8mm4.3m8610光圈系數(shù)（F值）:為了控制通過(guò)鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了光圈。鏡頭焦距和鏡頭有效孔徑的比值稱為光圈系數(shù)，也稱為F值，光圈系數(shù)決定被攝像的照度(亮度)，F(xiàn)值越小，光圈越大，到達(dá)SENSOR的通光量就越大。計(jì)算方式：F=f/D；其中D為鏡頭的有效孔徑；鏡頭的最大光圈系數(shù)往往標(biāo)示在鏡頭上，如1:1.2或F1.2。視場(chǎng)角（FOV）:

鏡頭所能覆蓋的范圍，(物體超過(guò)這個(gè)角就不會(huì)被收在鏡頭里),一個(gè)攝像機(jī)鏡頭能涵蓋多大范圍的景物，通常以角度來(lái)表示，這個(gè)角度就叫鏡頭的視角FOV。被攝對(duì)象透過(guò)鏡頭在焦點(diǎn)平面上結(jié)成可見影像所包括的面積，是鏡頭的視場(chǎng)。光圈系數(shù)（F值）:為了控制通過(guò)鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后11景深（DOF）：當(dāng)鏡頭聚集于被攝影物的某一點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)上的物體就能在電視畫面上清晰地結(jié)像。在這一點(diǎn)前后一定范圍內(nèi)的景物也能記錄得較為清晰。這就是說(shuō)，鏡頭拍攝景物的清晰范圍是有一定限度的。這種在攝像管聚焦成像面前后能記錄得“較為清晰”的被攝影物縱深的范圍便為景深。當(dāng)鏡頭對(duì)準(zhǔn)被攝景物時(shí)，被攝景物前面的清晰范圍叫前景深，后面的清晰范圍叫后景深。前景深和后景深加在一起，也就是整個(gè)電視畫面從最近清晰點(diǎn)到最遠(yuǎn)清晰點(diǎn)的深度，叫全景深。一般所說(shuō)的景深就是指全景深。景深（DOF）：當(dāng)鏡頭聚集于被攝影物的某一點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)上的物12監(jiān)控培訓(xùn)資料課件13

分辨率（Resolution）：又稱鑒別率、解像力，指鏡頭清晰分辨被攝景物細(xì)節(jié)的能力，制約鏡頭分辨率的原因是光的衍射現(xiàn)象。分辨率的單位是“線對(duì)/毫米“（lp/mm）。鏡頭各參數(shù)間的相互影響關(guān)系

1.焦距大小的影響情況焦距越小，景深越大，畸變?cè)酱?2.光圈大小的影響情況

光圈越大，圖像亮度越高，景深越??；

3.像場(chǎng)中央與邊緣一般像場(chǎng)中心較邊緣分辨率高;一般像場(chǎng)中心較邊緣光場(chǎng)照度高;

分辨率（Resolution）：又稱鑒別率、解像力，指鏡頭14為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素（選配鏡頭原則）：1、被攝物體的大??；2、被攝物體的細(xì)節(jié)尺寸；3、物距；4、焦距；5、CCD攝像機(jī)靶面的尺寸；6、鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率說(shuō)明：鏡頭的成像尺寸要與傳感器靶面相匹配；當(dāng)鏡頭的成像尺寸比傳感器靶面尺寸小時(shí)，圖像的4個(gè)角會(huì)出現(xiàn)黑角。例如1/3“的鏡頭用在1/2”CCD的攝像機(jī)上，會(huì)有黑角；反之，則沒有問(wèn)題，但視場(chǎng)角會(huì)減小。為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素152、濾光片：阻隔不需要的光波頻段。人眼可見的光波波長(zhǎng)范圍約為380nm-780nmSensor的光譜響應(yīng)曲線2、濾光片：阻隔不需要的光波頻段。Sensor的光譜響應(yīng)曲線16濾光片的種類

按功能分，監(jiān)控常用的濾光片主要有以下三種：①普通型濾光片——通過(guò)380-680nm的可見光；②日夜型濾光片——配合850nm紅外燈使用的濾光片，可通過(guò)380-680nm及峰值為850nm的極窄一段波長(zhǎng)的紅外光。③可移動(dòng)濾光片（ICR）——一般由兩片濾光片組成，一片可通過(guò)可見光，阻隔其他波段的光；一片可通過(guò)任何波段的光。由攝像機(jī)或光敏電阻控制其切換。這種濾光片需要用帶IR糾正的鏡頭來(lái)彌補(bǔ)其兩種濾光片折射率不一致造成的失焦問(wèn)題。

按材質(zhì)分，濾光片主要有兩種：①鍍膜片②藍(lán)玻璃，有色玻璃濾光片的種類17組成

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，濾光片主要有以下四種組合方式：

①光學(xué)玻璃上鍍膜——用于光敏電阻②單片式藍(lán)玻璃③藍(lán)玻璃+水晶片④鍍膜+水晶片組成183、圖像傳感器

圖像傳感器的作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。分類：

CCD——ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件，區(qū)分NTSC制和PAL制

優(yōu)點(diǎn)：成像質(zhì)量好，信噪比高缺點(diǎn)：功耗較大，成本較高，制作工藝復(fù)雜CMOS——ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTransistor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體

優(yōu)點(diǎn)：功耗較小，相同分辨率下成本比CCD低，工藝簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：噪點(diǎn)較大，成像質(zhì)量相對(duì)較差目前市面上較常用的傳感器品牌：

Sony，Sharp，LG，Aptina，Omnivision（OV）3、圖像傳感器19常用CCD/CMOS標(biāo)稱芯片尺寸感光靶面尺寸1”2/3”1/2”1/3”1/4”對(duì)角線16mm11mm8mm6mm4.5mm垂直9.6mm6.6mm4.8mm3.6mm2.7mm水平12.7mm8.8mm6.4mm4.8mm3.6mm有效像素（EffectivePixels

）有效像素?cái)?shù)是指真正參與感光成像的像素值。最高像素的數(shù)值是圖像傳感器的真實(shí)像素，這個(gè)數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分。以SONY1/3SuperHADCCDPAL值為例，其總像素為：795（H）×596（V），有效像素為：752（H）×582（V）；CCD的有效像素決定了圖像的清晰度水平。常用CCD/CMOS標(biāo)稱芯片尺寸感光靶面尺寸1”2/3”1/20主流SonyCCD系列CCD名稱CCD型號(hào)CCD尺寸CCD感度SuperHADIIICX639AK1/3″2250SuperHADICX409AK1/3″950Ex-viewICX259AK1/3″1100主流SonyCCD系列CCD名稱CCD型號(hào)CCD尺214、后端處理部分（TG，AGC，DSP）TG——TimingGenerator，控制CCD的處理速度

AGC——AutomaticGainControl，對(duì)CCD出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行“修整”

DSP——DigitalSignalProcessor，對(duì)CCD出來(lái)的圖像進(jìn)行各種圖像處理，如白平衡（AWB），自動(dòng)曝光控制（AE），亮度控制，Gamma調(diào)整等等。目前市面上較常用的DSP品牌：

Sony，Sharp，松下，三星，NextChip4、后端處理部分（TG，AGC，DSP）22常用術(shù)語(yǔ)一、白平衡（AWB）白平衡是攝像機(jī)的重要指標(biāo)之一；白平衡的作用是使攝像機(jī)在不同色溫的照明環(huán)境下都能正確還原物體的顏色，使其不偏色。色溫的基礎(chǔ)知識(shí)自然界的光線不總是相同的?？筛兄降囊粋€(gè)物體顏色依賴于照射到他的光源。人類的大腦可以很好地“校正”這些顏色變化，但是我們所使用的CCD/CMOS感光器卻不能完成這樣的任務(wù)。蘇格蘭數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家lordkelvin在1848年最早發(fā)現(xiàn)了熱與顏色的緊密結(jié)合關(guān)系并且留給世界了一個(gè)偉大的“絕對(duì)零度”（-273.16攝氏度）概念，從此創(chuàng)立了開氏溫標(biāo)。常用術(shù)語(yǔ)一、白平衡（AWB）色溫的基礎(chǔ)知識(shí)自然界的光線不總是23常見光源色溫光源色溫范圍鎢絲燈，白熾燈2500-3200K碳棒燈4000-5500K熒光燈，節(jié)能燈4500-6500K氙燈5600K碳精燈5500-6500K日光平均5400K有云天氣下的日光6500-7000K陰天日光12000-18000K常見光源色溫光源色溫范圍鎢絲燈，白熾燈2500-3200K碳24攝像機(jī)的白平衡模式有多種，以下是較常用的模式：ATW模式，也稱自動(dòng)追蹤模式，此模式可使攝像機(jī)自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境色溫的變化，自行進(jìn)行調(diào)整。適用于光源會(huì)變化的場(chǎng)合；（有的攝像機(jī)會(huì)標(biāo)為AWB模式）Push模式，此模式需要攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)白色物體，并發(fā)送命令讓攝像機(jī)記錄下當(dāng)前色溫值。此后攝像機(jī)在Push模式下只使用此色溫值進(jìn)行色彩還原，直到記錄的色溫值被改變；此模式適用于光源恒定的環(huán)境；手動(dòng)白平衡模式，用戶手動(dòng)設(shè)置色溫值或者手動(dòng)調(diào)節(jié)畫面的三基色的增益（如紅、藍(lán)，只要其中兩種確定了，第三基色的增益也就確定了）攝像機(jī)的白平衡模式有多種，以下是較常用的模式：25例子：白平衡不正確引起的偏色例子：白平衡不正確引起的偏色26二、Gamma校正Gamma源于CRT（顯示器/電視機(jī)）的響應(yīng)曲線，即其亮度與輸入電壓的非線性關(guān)系。一個(gè)理想的Gamma校正通過(guò)相反的非線性轉(zhuǎn)換把該轉(zhuǎn)換反轉(zhuǎn)輸出來(lái)。Gamma校正補(bǔ)償了不同輸出設(shè)備存在的顏色顯示差異，從而使圖像在不同的監(jiān)視器上呈現(xiàn)出相同的效果。Gamma值的修正，可以改變畫面明暗，增加對(duì)比。Output=input^gamma一般CRT顯示器的亮度響應(yīng)曲線二、Gamma校正一般CRT顯示器的亮度響應(yīng)曲線27視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正以后在顯示器端被還原為線性信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正的視頻信號(hào)CRT監(jiān)視器信號(hào)還原視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正以后在顯示器端被還原為線性信號(hào)經(jīng)過(guò)28三、分辨率/清晰度分辨率/清晰度是指顯示器中顯示并詳細(xì)描繪攝像機(jī)所捕捉圖像的能力，在安防市場(chǎng)中，經(jīng)常用水平掃描線數(shù)（HTVL）來(lái)代指分辨率，而垂直掃描線數(shù)（VTVL）則很少有人關(guān)心。目前常見的模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)分辨率：420TVL（低線）、480TVL、540TVL（高線）Sony正在推廣的新一代方案Effio，分辨率可達(dá)600TVL清晰度的測(cè)量方法：使用特定的照明條件及測(cè)試卡，用目測(cè)法觀察監(jiān)視上圖像中心上能分辨的最大線數(shù)。三、分辨率/清晰度清晰度的測(cè)量方法：使用特定的照明條件及測(cè)試29四、最低照度攝像機(jī)輸出端之視頻信號(hào)幅度降至額定電平的一半時(shí)物體的最小照度。此外，測(cè)試時(shí)最低照度的數(shù)值，是受諸多因素影響的，包括：?各廠家有用信號(hào)（黑電平至白電平）幅度的定義值有所不同，所用相同最低照度的攝像機(jī)，因幅度的定義值不同，效果也顯著不同。對(duì)于選用者這就是要在相同條件下來(lái)比對(duì)；?同一個(gè)攝像機(jī)在不同光圈下，其最低照度不一樣。光圈越大，代表口徑越大，最低照度會(huì)降低（即靈敏度會(huì)提高）；?最低照度還受光源色溫影響；?最低照度還和反射率（目標(biāo)的反射和背景）有關(guān)；?最低照度還和AGC的大小、快門狀態(tài)等有關(guān)。四、最低照度30五、信噪比（S/Nratio）信噪比是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值，通常用符號(hào)S/N來(lái)表示。由于在一般情況下，信號(hào)電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，比值非常大，信噪比的單位用dB來(lái)表示。一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC（自動(dòng)增益控制）關(guān)閉時(shí)的值，因?yàn)楫?dāng)AGC接通時(shí)，會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。信噪比的典型值為45~55db，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?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。。典型值為46db，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?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。五、信噪比（S/Nratio）31六、AGC（AutomaticGainControl）所有攝像機(jī)都有一個(gè)用于將來(lái)自CCD的信號(hào)進(jìn)行放大的視頻放大器，其放大量即增益；視頻放大器可使攝像機(jī)在低光照環(huán)境下靈敏，然而在光照充足的環(huán)境中，放大器將過(guò)載，使視頻信號(hào)畸變。為此，需要利用攝像機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開關(guān)AGC，從而使攝像機(jī)能在較大的光照范圍內(nèi)工作。具有AGC功能的攝像機(jī)，在低照度時(shí)的靈敏度會(huì)有所提高，但此時(shí)的噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。說(shuō)明：提高AGC的值并不能提升信噪比；在低光照環(huán)境下提高AGC值可使畫面亮度提高，但是噪點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)增多。六、AGC（AutomaticGainControl）32七、電子快門（Electronicshutter，ES）根據(jù)人眼的視覺暫留特性，為了確?？吹降膱D像是連續(xù)的，PAL制電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)是25幀/秒隔行掃描，就是說(shuō)，每一秒種經(jīng)過(guò)我們眼前的圖像實(shí)際是由25個(gè)畫面構(gòu)成的連續(xù)畫面，因?yàn)槭歉粜袙呙瑁?個(gè)場(chǎng)才能構(gòu)成一個(gè)幀，所以每1秒鐘，PAL制的圖像是50場(chǎng)，1場(chǎng)的時(shí)間就是快門的間隔，每一秒鐘，快門必須要工作50次，才能確保輸出的圖像是50場(chǎng)/秒的PAL制圖像，所以PAL制的最低快門速度是1/50秒。實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榄h(huán)境中光線可能會(huì)很強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候可能會(huì)需要控制進(jìn)光量，就需要控制快門速度，速度越快時(shí)，光線能夠進(jìn)入的時(shí)間就越少，進(jìn)光量就越少，相對(duì)來(lái)說(shuō)，圖像就會(huì)顯得比較暗，反之快門速度越慢，圖像就會(huì)越亮。說(shuō)明：一般廠家將快門設(shè)置成多檔可調(diào)，PAL制下：1/50到1/100000；NTSC制下：1/60到1/100000;七、電子快門（Electronicshutter，ES）33七、慢快門/幀累積（SlowShutter）當(dāng)使用1/50秒圖像（PAL制下）仍然不夠亮，這就需要運(yùn)用其他技術(shù)了。獲得低照度下圖像的方法是通過(guò)電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機(jī)對(duì)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，一旦拍攝的物體發(fā)生變化或者移動(dòng)的時(shí)候，前后兩個(gè)時(shí)間在一起累加的可能并不是同一個(gè)像素點(diǎn)，這樣在整體圖像上移動(dòng)物體就會(huì)出現(xiàn)“拖影”現(xiàn)象，如果物體移動(dòng)過(guò)快而幀累積時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話，移動(dòng)物體甚至?xí)兂商撚?。所以，幀累積技術(shù)一般應(yīng)用于在弱光環(huán)境中監(jiān)控靜止的場(chǎng)景。說(shuō)明：一些廠家也將慢快門/幀累積叫成SenseUp；一般幀累積分為若干檔，標(biāo)示為X2，X4，X8，X16…表示的是曝光時(shí)間延長(zhǎng)2倍、4倍、8倍等，數(shù)值越高，曝光時(shí)間越長(zhǎng)，“拖影”現(xiàn)象越嚴(yán)重。七、慢快門/幀累積（SlowShutter）34八、BLC（BacklightCompensation，背光補(bǔ)償）背光補(bǔ)償也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時(shí)畫面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來(lái)確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出視頻信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時(shí)的背景畫面會(huì)更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會(huì)大大降低，整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善。

BLCOFF

BLCON八、BLC（BacklightCompensation，背35九、寬動(dòng)態(tài)（WideDynamicRange）在一些明暗反差過(guò)大的場(chǎng)景中，傳統(tǒng)普通的攝像機(jī)就難以達(dá)到很好的監(jiān)視效果，從而就有攝像機(jī)增加了背光補(bǔ)償（BLC）功能，但是在這種情況下攝像機(jī)仍無(wú)法同時(shí)看清前場(chǎng)景目標(biāo)和后場(chǎng)景目標(biāo)。這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。為了突破這種局限，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)誕生了。寬動(dòng)態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種：一種是采用雙速CCD圖像傳感器，在同一時(shí)間對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行長(zhǎng)短不同時(shí)間的曝光，形成兩路信號(hào)，在專用的圖像處理集成電路中進(jìn)行信號(hào)處理，再經(jīng)適當(dāng)?shù)腉amma校正、數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后輸出寬動(dòng)態(tài)范圍圖像。這種方法存在動(dòng)態(tài)范圍小，容易產(chǎn)生噪點(diǎn)，色彩還原損傷大，自適應(yīng)能力差等缺陷。這種技術(shù)的典型代表：松下、索尼；九、寬動(dòng)態(tài)（WideDynamicRange）36另外一種寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是以美國(guó)Pixim為代表的DPS技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的方法是單獨(dú)控制每個(gè)像素點(diǎn)的曝光時(shí)間，使高亮部分的像素點(diǎn)曝光時(shí)間短，陰影部分的像素點(diǎn)曝光時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)展了圖像的動(dòng)態(tài)范圍。這種方案的缺點(diǎn)是，使用CMOS圖像傳感器，靈敏度差，低照效果不理想，且會(huì)有拖影現(xiàn)象。具有寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的攝像機(jī)可以將高亮的背景和較暗的前景物體都清晰成像另外一種寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是以美國(guó)Pixim為代表的DPS技術(shù)，它實(shí)37十、ALC/ELC（自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制）一般監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以選擇兩種工作方式：ALC模式和ELC模式；ALC模式適用于自動(dòng)光圈鏡頭，由鏡頭更具圖像亮度自動(dòng)調(diào)整光圈大小，使圖像效果得到優(yōu)化。這種模式下，電子快門會(huì)固定在1/50秒（PAL制）；ELC模式適用于固定光圈或手動(dòng)光圈鏡頭；當(dāng)選擇ELC時(shí)，電子快門根據(jù)射入的光線亮度而連續(xù)自動(dòng)改變CCD圖像傳感器的曝光時(shí)間（一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié)）。注意：在室外或明亮的環(huán)境下，由于ELC控制范圍有限，還是應(yīng)該選擇ALC式鏡頭；以固定光圈鏡頭采用ELC方式時(shí)，圖象的景深可能小于使用ALC式鏡頭所獲得的景深。因此，攝像頭在完全打開固定光圈鏡頭而采用ELC方式時(shí)。景深會(huì)比使用ALC式鏡頭時(shí)小，而且圖象上遠(yuǎn)處的物體可能不在焦點(diǎn)上。十、ALC/ELC（自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制）38十一、銳度（Sharpness）銳度是反映圖像邊緣對(duì)比度的一個(gè)指標(biāo)。如果將銳度調(diào)高，圖像平面上的細(xì)節(jié)對(duì)比度也更高，邊緣會(huì)越清晰，看起來(lái)更清楚。但是，并不是將銳度調(diào)得越高越好。如果將銳度調(diào)得過(guò)高，則會(huì)在黑線兩邊出現(xiàn)白色線條的鑲邊，圖像看起來(lái)失真而且刺眼。比如，這種情況出現(xiàn)在不大的人臉圖像上，就會(huì)不但在人臉的邊緣出現(xiàn)白色鑲邊，而且在發(fā)際、眉毛、眼眶、鼻子、嘴唇這些黑色和陰影部位邊上出現(xiàn)白色鑲邊，看起來(lái)很不順眼。所以，為了獲得相對(duì)清晰而又真實(shí)的圖像，銳度應(yīng)當(dāng)調(diào)得合適。說(shuō)明：A.

提高銳度并不能提高清晰度；B.提高銳度，會(huì)相應(yīng)的增加圖像噪點(diǎn)，銳度越高，噪點(diǎn)越大；十一、銳度（Sharpness）39十二、飽和度飽和度是反映圖像上物體顏色的濃淡程度。飽和度越高，圖像顏色越濃；反之越淡；十三、Flicker（閃爍）日常使用的普通光源如白熾燈、日光燈、石英燈等都是直接用220/50Hz交流電工作，每秒鐘內(nèi)正負(fù)半周各變化50次，因而導(dǎo)致燈光在1秒鐘內(nèi)發(fā)生100（50×2）次的閃爍，再加上市電電壓的不穩(wěn)定，燈光忽明忽暗，這樣就產(chǎn)生了所謂的“頻閃”。對(duì)于camerasensor來(lái)說(shuō)，對(duì)光源亮度的變化是比較敏感的。如果不加抑制，可能會(huì)有明顯的圖像的明亮變化閃爍的現(xiàn)象發(fā)生。使用攝像機(jī)的閃爍抑制功能，能使圖像亮度穩(wěn)定，不會(huì)忽明忽暗。十二、飽和度40十四、日夜模式（Day/Night）日夜模式是使攝像機(jī)根據(jù)周圍環(huán)境亮度的變化而自動(dòng)切換工作模式，光照充足情況下使用日間模式（一般設(shè)置），在照度低時(shí)切換為夜間模式，以優(yōu)化圖像。一般來(lái)說(shuō)，日夜模式有兩種工作方式：一種是攝像機(jī)根據(jù)自身內(nèi)部增益值判斷光照是否足夠，如光照不足，則自動(dòng)轉(zhuǎn)入夜間模式；這種工作方式叫自動(dòng)模式；另外一種工作方式是通過(guò)光敏器件或外部輸入的信號(hào)來(lái)控制攝像機(jī)工作在日間模式還是夜間模式，這種叫外部觸發(fā)模式。外部觸發(fā)模式多數(shù)應(yīng)用在帶紅外燈的產(chǎn)品上，因?yàn)橥獠坑|發(fā)模式可以使紅外燈和攝像機(jī)同步工作。有的攝像機(jī)可以選擇在夜間模式下輸出彩色圖像或黑白圖像；選擇黑白圖像，能減少低照下圖像中的彩色噪點(diǎn)。十四、日夜模式（Day/Night）41攝像機(jī)的性能指標(biāo)攝像機(jī)性能的好壞與這些指標(biāo)有重大關(guān)系，在選擇攝像機(jī)時(shí)要注意：成像器件類型及尺寸。如1/3”SonySuperHADCCD；相同尺寸下，CCD成像質(zhì)量比CMOS好。而Sony的CCD芯片又比其他品牌的CCD效果好。最低照度。要注意最低照度的成立條件，如0.8lux/F1.2，有的攝像機(jī)會(huì)標(biāo)注：0.05lux/F1.2(Slowshutter)。信噪比。信噪比越高，圖像質(zhì)量越好，目前一般在50dB左右。分辨率。一般攝像機(jī)只標(biāo)注水平分辨率，即HTVL。目前模擬攝像機(jī)主流分辨率是540線（彩色模式，黑白模式將稍高一些），很快將推出600線以上的產(chǎn)品。攝像機(jī)的性能指標(biāo)攝像機(jī)性能的好壞與這些指標(biāo)有重大關(guān)42E.白平衡范圍。攝像機(jī)至少應(yīng)保證在2500K-9000K范圍內(nèi)能正常工作。白平衡范圍越寬越好。F.色彩還原性。攝像機(jī)還原出來(lái)的顏色越真實(shí)越好。G.日夜模式功能。有日夜功能的攝像機(jī)在照度低的環(huán)境中圖像效果比無(wú)日夜功能的攝像機(jī)好。H.其他功能；攝像機(jī)還可以附帶一些功能，如鏡像，移動(dòng)偵測(cè)，隱私遮蔽功能等。這些功能用戶不一定有用，需根據(jù)實(shí)際監(jiān)控環(huán)境選擇。I.IP防護(hù)等級(jí)。根據(jù)監(jiān)控環(huán)境的不同，需要選擇不同防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品。IP是IngressProtection的縮寫,是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí)。IP等級(jí)由兩個(gè)數(shù)字所組成:第一個(gè)數(shù)字表示防塵；第二個(gè)數(shù)字表示防水，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越佳。室外半球類產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到IP66等級(jí)，室內(nèi)產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到IP65等級(jí)。E.白平衡范圍。攝像機(jī)至少應(yīng)保證在2500K-9000K43防護(hù)等級(jí)第一特性（代碼中的第一個(gè)數(shù)字）：0：無(wú)防護(hù)1：物體尖端或直徑為50mm甚至更大的固體顆粒物，不能完全穿透2：物體尖端或直徑為12.5mm甚至更大的固體顆粒物，不能完全穿透

3：物體尖端或直徑為2.5mm甚至更大的固體固體顆粒物，完全不能穿透4：物體尖端或直徑為1mm甚至更大的固體顆粒物,完全不能穿透5

：防護(hù)灰塵(不可能完全阻止灰塵進(jìn)入，但灰塵進(jìn)入的數(shù)量不會(huì)對(duì)設(shè)備造成傷害)6：灰塵封閉(柜體內(nèi)在20毫巴的低壓時(shí)不應(yīng)進(jìn)入灰塵)

防護(hù)等級(jí)第一特性（代碼中的第一個(gè)數(shù)字）：44防護(hù)等級(jí)第二特性（代碼中的第二個(gè)數(shù)字）0：無(wú)防護(hù)

1：防垂直下墜的水滴；垂直下墜的水滴不會(huì)造成有害影響

2：當(dāng)外殼翹起可達(dá)15°時(shí)防垂直下墜的水滴；當(dāng)外殼在垂直任何一側(cè)以任何角度翹起不超過(guò)15°時(shí)，垂直下墜的水滴不會(huì)造成有害影響3：防水霧在任何一垂直側(cè)以任何不超過(guò)60°的角度噴霧不會(huì)造成有害影響4：防潑水；對(duì)著外殼從任何方向潑水都不會(huì)造成有害影響

5：防噴水；對(duì)著外殼從任何方向噴水都不會(huì)造成有害影響6：防強(qiáng)力噴水；對(duì)著外殼從任何方向強(qiáng)力噴水都不會(huì)造成有害影響7：防短時(shí)浸泡常溫常壓下，當(dāng)外殼暫時(shí)浸泡在1M深的水里將不會(huì)造成有害影響8：防持續(xù)浸泡在水里，將不會(huì)造成有害影響(條件比7嚴(yán)酷)防護(hù)等級(jí)第二特性（代碼中的第二個(gè)數(shù)字）45FAQQ1：攝像機(jī)類型及使用場(chǎng)合①半球攝像機(jī)主要應(yīng)用于電梯、有吊頂光線變化不大的室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)合；②一體化攝像機(jī)最適合安裝在室內(nèi)監(jiān)控動(dòng)態(tài)范圍較大的場(chǎng)合，也適合安裝在室外監(jiān)控范圍中等的場(chǎng)合（如需監(jiān)控室外60m半徑以內(nèi)的目標(biāo)）；③槍式攝像機(jī)可安裝在室內(nèi)外任何場(chǎng)合，但不太適合監(jiān)控或安裝范圍較小的場(chǎng)合；④日夜型攝像機(jī)適用于環(huán)境亮度變化較大場(chǎng)合，如室內(nèi)外晚上燈光較弱，白天亮度正常的場(chǎng)合；FAQQ1：攝像機(jī)類型及使用場(chǎng)合46Q2：監(jiān)控?cái)z像機(jī)沒有圖像

首先檢查輸出電壓是否滿足要求（電源誤差：DC12V±10％），其次檢查視頻連線是否接觸良好；若是使用手動(dòng)光圈鏡頭需檢查光圈是否打開，自動(dòng)光圈鏡頭則需要調(diào)節(jié)LEVEL電位器使光圈在合適位置。Q3：監(jiān)控?cái)z像機(jī)彩色失真、偏色

可能是白平衡開關(guān)（AWB）設(shè)置不當(dāng)，也可能是環(huán)境光照條件變化太大，此時(shí)應(yīng)檢查開關(guān)設(shè)置是否在OFF位置，應(yīng)想辦法改善環(huán)境的光照條件。Q4：顯示的圖像不停閃爍可能是在市電頻率為50Hz的地方使用NTSC制式的攝像機(jī)，或在市電頻率為60Hz的地方使用PAL制攝像機(jī)。Q2：監(jiān)控?cái)z像機(jī)沒有圖像

首先檢查輸出電壓是否滿足要求（電47Q5：拍攝高亮度物體（比如燈），則監(jiān)視器上的圖像可能會(huì)出現(xiàn)垂直條紋或在其周圍的圖像模糊；這是CCD的固有特性，不是故障。Q6：在使用視頻光圈鏡頭時(shí)，光圈不停的打開和關(guān)閉在這種情況下，先將鏡頭上的LEVEL電位器調(diào)整到H位置（光圈打開），然后再將其調(diào)整到最佳檔。Q7：帶移動(dòng)濾光片的日夜型攝像機(jī)在白天顏色嚴(yán)重偏色/夜間圖像偏暗，噪點(diǎn)大可能是移動(dòng)濾光片不良，不能正常切換導(dǎo)致偏色，夜視偏暗，檢查濾光片是否工作正常。Q5：拍攝高亮度物體（比如燈），則監(jiān)視器上的圖像可能會(huì)出現(xiàn)垂48

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ThankYou！49監(jiān)控?cái)z像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2012-06-20監(jiān)控?cái)z像機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2012-06-2050Outlines監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類模擬攝像機(jī)的基本構(gòu)成攝像機(jī)各組成部分的作用攝像機(jī)常用術(shù)語(yǔ)攝像機(jī)的常用指標(biāo)FAQOutlines監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類51按傳感器類型分監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類CCD攝像機(jī)CMOS攝像機(jī)普通型攝像機(jī)日夜型攝像機(jī)按功能分按清晰度分標(biāo)清攝像機(jī)高清攝像機(jī)紅外攝像機(jī)按傳輸方式分模擬攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)按傳感器類型分監(jiān)控?cái)z像機(jī)的分類CCD攝像機(jī)CMOS攝像機(jī)普通52按外形結(jié)構(gòu)分槍機(jī)半球紅外一體化普通半球防暴半球嵌入式半球紅外半球其他迷你攝像機(jī)車載攝像機(jī)按外形結(jié)構(gòu)分槍機(jī)半球紅外一體化普通半球防暴半球嵌入式半球紅外53`模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)的基本構(gòu)成鏡頭圖像傳感器（CCD）鏡頭座（C/CS）濾光片AGCTGDSP尾板復(fù)合視頻信號(hào)`模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)的基本構(gòu)成鏡頭圖像傳感器（CCD）鏡頭座（C541、鏡頭：鏡頭就是攝像機(jī)的眼睛。畫面的清晰程度和影像層次是否豐富等表現(xiàn)能力，受光學(xué)鏡頭的內(nèi)在質(zhì)量所制約。攝像機(jī)各組成部分的作用CS型安裝座攝像機(jī)上使用C型鏡頭的話，需要加一個(gè)高度為5mm的轉(zhuǎn)換接圈。D型——按照接口方式不同，又分為螺紋型（M12）和直插型（Φ14）兩種監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，CS-Mount和D-MountC型和CS型鏡頭的口徑及螺紋都是一樣的，區(qū)別在于：C型——從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm；CS型——從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm；1、鏡頭：鏡頭就是攝像機(jī)的眼睛。畫面的清晰程度和影像層次是否55Φ14鏡頭（直插鏡頭，無(wú)螺紋鏡頭）M12鏡頭（有螺紋鏡頭）Φ14鏡頭（直插鏡頭，無(wú)螺紋鏡頭）M12鏡頭（有螺紋鏡頭）56鏡頭的種類按照光圈調(diào)節(jié)方式分類：手動(dòng)光圈鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭：直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭（DCAutoIrislens）視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭（VideoAutoIrislens）按照視角大小不同分類：

廣角鏡頭：視角90度以上，觀察范圍較大，近處圖像有變形。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭：視角30度左右，使用范圍較廣。長(zhǎng)焦鏡頭：視角20度以內(nèi)，焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米。變焦鏡頭：鏡頭焦距連續(xù)可變，焦距可以從廣角變到長(zhǎng)焦，焦距越長(zhǎng)則成像越大。針孔鏡頭：用于隱蔽觀察，經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等地方。鏡頭的種類57焦距——透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。它基本上就是從鏡頭的中心點(diǎn)到傳感器平面上所形成的清晰影像之間的距離。鏡頭的焦距決定了該鏡頭拍攝的物體在傳感器上所形成影像的大小。假設(shè)以相同的距離面對(duì)同一物體進(jìn)行拍攝，那么鏡頭的焦距越長(zhǎng)，則物體所形成的影像就越大。當(dāng)攝像機(jī)鏡頭的成像尺寸被確定之后，對(duì)一個(gè)固定焦距的鏡頭來(lái)說(shuō)則相對(duì)具有一個(gè)固定的視野，常用視場(chǎng)來(lái)表示視野的大小。它的規(guī)律是，焦距越短，視角和視場(chǎng)就越大。所以短焦距鏡頭又被稱為廣角鏡頭。鏡頭的參數(shù)指標(biāo)焦距——透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。它基本上就是從鏡頭的58鏡頭焦距監(jiān)控距離CCD視角(1/3”)2.8mm4.3m86.3°3.5mm5.4m67.4°4mm6m62°4.8mm7.3m52.2°6mm9m42.3°8mm12m32.6°12mm18m22.1°16mm25m17.1°25mm38m10.6°60mm120m3.5°73.8mm150m2.9°鏡頭焦距監(jiān)控距離CCD視角(1/3”)2.8mm4.3m8659光圈系數(shù)（F值）:為了控制通過(guò)鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后部均設(shè)置了光圈。鏡頭焦距和鏡頭有效孔徑的比值稱為光圈系數(shù)，也稱為F值，光圈系數(shù)決定被攝像的照度(亮度)，F(xiàn)值越小，光圈越大，到達(dá)SENSOR的通光量就越大。計(jì)算方式：F=f/D；其中D為鏡頭的有效孔徑；鏡頭的最大光圈系數(shù)往往標(biāo)示在鏡頭上，如1:1.2或F1.2。視場(chǎng)角（FOV）:

鏡頭所能覆蓋的范圍，(物體超過(guò)這個(gè)角就不會(huì)被收在鏡頭里),一個(gè)攝像機(jī)鏡頭能涵蓋多大范圍的景物，通常以角度來(lái)表示，這個(gè)角度就叫鏡頭的視角FOV。被攝對(duì)象透過(guò)鏡頭在焦點(diǎn)平面上結(jié)成可見影像所包括的面積，是鏡頭的視場(chǎng)。光圈系數(shù)（F值）:為了控制通過(guò)鏡頭的光通量的大小，在鏡頭的后60景深（DOF）：當(dāng)鏡頭聚集于被攝影物的某一點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)上的物體就能在電視畫面上清晰地結(jié)像。在這一點(diǎn)前后一定范圍內(nèi)的景物也能記錄得較為清晰。這就是說(shuō)，鏡頭拍攝景物的清晰范圍是有一定限度的。這種在攝像管聚焦成像面前后能記錄得“較為清晰”的被攝影物縱深的范圍便為景深。當(dāng)鏡頭對(duì)準(zhǔn)被攝景物時(shí)，被攝景物前面的清晰范圍叫前景深，后面的清晰范圍叫后景深。前景深和后景深加在一起，也就是整個(gè)電視畫面從最近清晰點(diǎn)到最遠(yuǎn)清晰點(diǎn)的深度，叫全景深。一般所說(shuō)的景深就是指全景深。景深（DOF）：當(dāng)鏡頭聚集于被攝影物的某一點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)上的物61監(jiān)控培訓(xùn)資料課件62

分辨率（Resolution）：又稱鑒別率、解像力，指鏡頭清晰分辨被攝景物細(xì)節(jié)的能力，制約鏡頭分辨率的原因是光的衍射現(xiàn)象。分辨率的單位是“線對(duì)/毫米“（lp/mm）。鏡頭各參數(shù)間的相互影響關(guān)系

1.焦距大小的影響情況焦距越小，景深越大，畸變?cè)酱?2.光圈大小的影響情況

光圈越大，圖像亮度越高，景深越??；

3.像場(chǎng)中央與邊緣一般像場(chǎng)中心較邊緣分辨率高;一般像場(chǎng)中心較邊緣光場(chǎng)照度高;

分辨率（Resolution）：又稱鑒別率、解像力，指鏡頭63為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素（選配鏡頭原則）：1、被攝物體的大??；2、被攝物體的細(xì)節(jié)尺寸；3、物距；4、焦距；5、CCD攝像機(jī)靶面的尺寸；6、鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率說(shuō)明：鏡頭的成像尺寸要與傳感器靶面相匹配；當(dāng)鏡頭的成像尺寸比傳感器靶面尺寸小時(shí)，圖像的4個(gè)角會(huì)出現(xiàn)黑角。例如1/3“的鏡頭用在1/2”CCD的攝像機(jī)上，會(huì)有黑角；反之，則沒有問(wèn)題，但視場(chǎng)角會(huì)減小。為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素642、濾光片：阻隔不需要的光波頻段。人眼可見的光波波長(zhǎng)范圍約為380nm-780nmSensor的光譜響應(yīng)曲線2、濾光片：阻隔不需要的光波頻段。Sensor的光譜響應(yīng)曲線65濾光片的種類

按功能分，監(jiān)控常用的濾光片主要有以下三種：①普通型濾光片——通過(guò)380-680nm的可見光；②日夜型濾光片——配合850nm紅外燈使用的濾光片，可通過(guò)380-680nm及峰值為850nm的極窄一段波長(zhǎng)的紅外光。③可移動(dòng)濾光片（ICR）——一般由兩片濾光片組成，一片可通過(guò)可見光，阻隔其他波段的光；一片可通過(guò)任何波段的光。由攝像機(jī)或光敏電阻控制其切換。這種濾光片需要用帶IR糾正的鏡頭來(lái)彌補(bǔ)其兩種濾光片折射率不一致造成的失焦問(wèn)題。

按材質(zhì)分，濾光片主要有兩種：①鍍膜片②藍(lán)玻璃，有色玻璃濾光片的種類66組成

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，濾光片主要有以下四種組合方式：

①光學(xué)玻璃上鍍膜——用于光敏電阻②單片式藍(lán)玻璃③藍(lán)玻璃+水晶片④鍍膜+水晶片組成673、圖像傳感器

圖像傳感器的作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。分類：

CCD——ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件，區(qū)分NTSC制和PAL制

優(yōu)點(diǎn)：成像質(zhì)量好，信噪比高缺點(diǎn)：功耗較大，成本較高，制作工藝復(fù)雜CMOS——ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTransistor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體

優(yōu)點(diǎn)：功耗較小，相同分辨率下成本比CCD低，工藝簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：噪點(diǎn)較大，成像質(zhì)量相對(duì)較差目前市面上較常用的傳感器品牌：

Sony，Sharp，LG，Aptina，Omnivision（OV）3、圖像傳感器68常用CCD/CMOS標(biāo)稱芯片尺寸感光靶面尺寸1”2/3”1/2”1/3”1/4”對(duì)角線16mm11mm8mm6mm4.5mm垂直9.6mm6.6mm4.8mm3.6mm2.7mm水平12.7mm8.8mm6.4mm4.8mm3.6mm有效像素（EffectivePixels

）有效像素?cái)?shù)是指真正參與感光成像的像素值。最高像素的數(shù)值是圖像傳感器的真實(shí)像素，這個(gè)數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分。以SONY1/3SuperHADCCDPAL值為例，其總像素為：795（H）×596（V），有效像素為：752（H）×582（V）；CCD的有效像素決定了圖像的清晰度水平。常用CCD/CMOS標(biāo)稱芯片尺寸感光靶面尺寸1”2/3”1/69主流SonyCCD系列CCD名稱CCD型號(hào)CCD尺寸CCD感度SuperHADIIICX639AK1/3″2250SuperHADICX409AK1/3″950Ex-viewICX259AK1/3″1100主流SonyCCD系列CCD名稱CCD型號(hào)CCD尺704、后端處理部分（TG，AGC，DSP）TG——TimingGenerator，控制CCD的處理速度

AGC——AutomaticGainControl，對(duì)CCD出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行“修整”

DSP——DigitalSignalProcessor，對(duì)CCD出來(lái)的圖像進(jìn)行各種圖像處理，如白平衡（AWB），自動(dòng)曝光控制（AE），亮度控制，Gamma調(diào)整等等。目前市面上較常用的DSP品牌：

Sony，Sharp，松下，三星，NextChip4、后端處理部分（TG，AGC，DSP）71常用術(shù)語(yǔ)一、白平衡（AWB）白平衡是攝像機(jī)的重要指標(biāo)之一；白平衡的作用是使攝像機(jī)在不同色溫的照明環(huán)境下都能正確還原物體的顏色，使其不偏色。色溫的基礎(chǔ)知識(shí)自然界的光線不總是相同的?？筛兄降囊粋€(gè)物體顏色依賴于照射到他的光源。人類的大腦可以很好地“校正”這些顏色變化，但是我們所使用的CCD/CMOS感光器卻不能完成這樣的任務(wù)。蘇格蘭數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家lordkelvin在1848年最早發(fā)現(xiàn)了熱與顏色的緊密結(jié)合關(guān)系并且留給世界了一個(gè)偉大的“絕對(duì)零度”（-273.16攝氏度）概念，從此創(chuàng)立了開氏溫標(biāo)。常用術(shù)語(yǔ)一、白平衡（AWB）色溫的基礎(chǔ)知識(shí)自然界的光線不總是72常見光源色溫光源色溫范圍鎢絲燈，白熾燈2500-3200K碳棒燈4000-5500K熒光燈，節(jié)能燈4500-6500K氙燈5600K碳精燈5500-6500K日光平均5400K有云天氣下的日光6500-7000K陰天日光12000-18000K常見光源色溫光源色溫范圍鎢絲燈，白熾燈2500-3200K碳73攝像機(jī)的白平衡模式有多種，以下是較常用的模式：ATW模式，也稱自動(dòng)追蹤模式，此模式可使攝像機(jī)自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境色溫的變化，自行進(jìn)行調(diào)整。適用于光源會(huì)變化的場(chǎng)合；（有的攝像機(jī)會(huì)標(biāo)為AWB模式）Push模式，此模式需要攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)白色物體，并發(fā)送命令讓攝像機(jī)記錄下當(dāng)前色溫值。此后攝像機(jī)在Push模式下只使用此色溫值進(jìn)行色彩還原，直到記錄的色溫值被改變；此模式適用于光源恒定的環(huán)境；手動(dòng)白平衡模式，用戶手動(dòng)設(shè)置色溫值或者手動(dòng)調(diào)節(jié)畫面的三基色的增益（如紅、藍(lán)，只要其中兩種確定了，第三基色的增益也就確定了）攝像機(jī)的白平衡模式有多種，以下是較常用的模式：74例子：白平衡不正確引起的偏色例子：白平衡不正確引起的偏色75二、Gamma校正Gamma源于CRT（顯示器/電視機(jī)）的響應(yīng)曲線，即其亮度與輸入電壓的非線性關(guān)系。一個(gè)理想的Gamma校正通過(guò)相反的非線性轉(zhuǎn)換把該轉(zhuǎn)換反轉(zhuǎn)輸出來(lái)。Gamma校正補(bǔ)償了不同輸出設(shè)備存在的顏色顯示差異，從而使圖像在不同的監(jiān)視器上呈現(xiàn)出相同的效果。Gamma值的修正，可以改變畫面明暗，增加對(duì)比。Output=input^gamma一般CRT顯示器的亮度響應(yīng)曲線二、Gamma校正一般CRT顯示器的亮度響應(yīng)曲線76視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正以后在顯示器端被還原為線性信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正的視頻信號(hào)CRT監(jiān)視器信號(hào)還原視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Gamma校正以后在顯示器端被還原為線性信號(hào)經(jīng)過(guò)77三、分辨率/清晰度分辨率/清晰度是指顯示器中顯示并詳細(xì)描繪攝像機(jī)所捕捉圖像的能力，在安防市場(chǎng)中，經(jīng)常用水平掃描線數(shù)（HTVL）來(lái)代指分辨率，而垂直掃描線數(shù)（VTVL）則很少有人關(guān)心。目前常見的模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)分辨率：420TVL（低線）、480TVL、540TVL（高線）Sony正在推廣的新一代方案Effio，分辨率可達(dá)600TVL清晰度的測(cè)量方法：使用特定的照明條件及測(cè)試卡，用目測(cè)法觀察監(jiān)視上圖像中心上能分辨的最大線數(shù)。三、分辨率/清晰度清晰度的測(cè)量方法：使用特定的照明條件及測(cè)試78四、最低照度攝像機(jī)輸出端之視頻信號(hào)幅度降至額定電平的一半時(shí)物體的最小照度。此外，測(cè)試時(shí)最低照度的數(shù)值，是受諸多因素影響的，包括：?各廠家有用信號(hào)（黑電平至白電平）幅度的定義值有所不同，所用相同最低照度的攝像機(jī)，因幅度的定義值不同，效果也顯著不同。對(duì)于選用者這就是要在相同條件下來(lái)比對(duì)；?同一個(gè)攝像機(jī)在不同光圈下，其最低照度不一樣。光圈越大，代表口徑越大，最低照度會(huì)降低（即靈敏度會(huì)提高）；?最低照度還受光源色溫影響；?最低照度還和反射率（目標(biāo)的反射和背景）有關(guān)；?最低照度還和AGC的大小、快門狀態(tài)等有關(guān)。四、最低照度79五、信噪比（S/Nratio）信噪比是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值，通常用符號(hào)S/N來(lái)表示。由于在一般情況下，信號(hào)電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，比值非常大，信噪比的單位用dB來(lái)表示。一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC（自動(dòng)增益控制）關(guān)閉時(shí)的值，因?yàn)楫?dāng)AGC接通時(shí)，會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。信噪比的典型值為45~55db，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?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。。典型值為46db，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?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。五、信噪比（S/Nratio）80六、AGC（AutomaticGainControl）所有攝像機(jī)都有一個(gè)用于將來(lái)自CCD的信號(hào)進(jìn)行放大的視頻放大器，其放大量即增益；視頻放大器可使攝像機(jī)在低光照環(huán)境下靈敏，然而在光照充足的環(huán)境中，放大器將過(guò)載，使視頻信號(hào)畸變。為此，需要利用攝像機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開關(guān)AGC，從而使攝像機(jī)能在較大的光照范圍內(nèi)工作。具有AGC功能的攝像機(jī)，在低照度時(shí)的靈敏度會(huì)有所提高，但此時(shí)的噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。說(shuō)明：提高AGC的值并不能提升信噪比；在低光照環(huán)境下提高AGC值可使畫面亮度提高，但是噪點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)增多。六、AGC（AutomaticGainControl）81七、電子快門（Electronicshutter，ES）根據(jù)人眼的視覺暫留特性，為了確?？吹降膱D像是連續(xù)的，PAL制電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)是25幀/秒隔行掃描，就是說(shuō)，每一秒種經(jīng)過(guò)我們眼前的圖像實(shí)際是由25個(gè)畫面構(gòu)成的連續(xù)畫面，因?yàn)槭歉粜袙呙瑁?個(gè)場(chǎng)才能構(gòu)成一個(gè)幀，所以每1秒鐘，PAL制的圖像是50場(chǎng)，1場(chǎng)的時(shí)間就是快門的間隔，每一秒鐘，快門必須要工作50次，才能確保輸出的圖像是50場(chǎng)/秒的PAL制圖像，所以PAL制的最低快門速度是1/50秒。實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榄h(huán)境中光線可能會(huì)很強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候可能會(huì)需要控制進(jìn)光量，就需要控制快門速度，速度越快時(shí)，光線能夠進(jìn)入的時(shí)間就越少，進(jìn)光量就越少，相對(duì)來(lái)說(shuō)，圖像就會(huì)顯得比較暗，反之快門速度越慢，圖像就會(huì)越亮。說(shuō)明：一般廠家將快門設(shè)置成多檔可調(diào)，PAL制下：1/50到1/100000；NTSC制下：1/60到1/100000;七、電子快門（Electronicshutter，ES）82七、慢快門/幀累積（SlowShutter）當(dāng)使用1/50秒圖像（PAL制下）仍然不夠亮，這就需要運(yùn)用其他技術(shù)了。獲得低照度下圖像的方法是通過(guò)電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機(jī)對(duì)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，一旦拍攝的物體發(fā)生變化或者移動(dòng)的時(shí)候，前后兩個(gè)時(shí)間在一起累加的可能并不是同一個(gè)像素點(diǎn)，這樣在整體圖像上移動(dòng)物體就會(huì)出現(xiàn)“拖影”現(xiàn)象，如果物體移動(dòng)過(guò)快而幀累積時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話，移動(dòng)物體甚至?xí)兂商撚?。所以，幀累積技術(shù)一般應(yīng)用于在弱光環(huán)境中監(jiān)控靜止的場(chǎng)景。說(shuō)明：一些廠家也將慢快門/幀累積叫成SenseUp；一般幀累積分為若干檔，標(biāo)示為X2，X4，X8，X16…表示的是曝光時(shí)間延長(zhǎng)2倍、4倍、8倍等，數(shù)值越高，曝光時(shí)間越長(zhǎng)，“拖影”現(xiàn)象越嚴(yán)重。七、慢快門/幀累積（SlowShutter）83八、BLC（BacklightCompensation，背光補(bǔ)償）背光補(bǔ)償也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時(shí)畫面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來(lái)確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出視頻信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時(shí)的背景畫面會(huì)更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會(huì)大大降低，整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善。

BLCOFF

BLCON八、BLC（BacklightCompensation，背84九、寬動(dòng)態(tài)（WideDynamicRange）在一些明暗反差過(guò)大的場(chǎng)景中，傳統(tǒng)普通的攝像機(jī)就難以達(dá)到很好的監(jiān)視效果，從而就有攝像機(jī)增加了背光補(bǔ)償（BLC）功能，但是在這種情況下攝像機(jī)仍無(wú)法同時(shí)看清前場(chǎng)景目標(biāo)和后場(chǎng)景目標(biāo)。這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。為了突破這種局限，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)誕生了。寬動(dòng)態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種：一種是采用雙速CCD圖像傳感器，在同一時(shí)間對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行長(zhǎng)短不同時(shí)間的曝光，形成兩路信號(hào)，在專用的圖像處理集成電路中進(jìn)行信號(hào)處理，再經(jīng)適當(dāng)?shù)腉amma校正、數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后輸出寬動(dòng)態(tài)范圍圖像。這種方法存在動(dòng)態(tài)范圍小，容易產(chǎn)生噪點(diǎn)，色彩還原損傷大，自適應(yīng)能力差等缺陷。這種技術(shù)的典型代表：松下、索尼；九、寬動(dòng)態(tài)（WideDynamicRange）85另外一種寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是以美國(guó)Pixim為代表的DPS技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的方法是單獨(dú)控制每個(gè)像素點(diǎn)的曝光時(shí)間，使高亮部分的像素點(diǎn)曝光時(shí)間短，陰影部分的像素點(diǎn)曝光時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)展了圖像的動(dòng)態(tài)范圍。這種方案的缺點(diǎn)是，使用CMOS圖像傳感器，靈敏度差，低照效果不理想，且會(huì)有拖影現(xiàn)象。具有寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的攝像機(jī)可以將高亮的背景和較暗的前景物體都清晰成像另外一種寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是以美國(guó)Pixim為代表的DPS技術(shù)，它實(shí)86十、ALC/ELC（自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制）一般監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以選擇兩種工作方式：ALC模式和ELC模式；ALC模式適用于自動(dòng)光圈鏡頭，由鏡頭更具圖像亮度自動(dòng)調(diào)整光圈大小，使圖像效果得到優(yōu)化。這種模式下，電子快門會(huì)固定在1/50秒（PAL制）；ELC模式適用于固定光圈或手動(dòng)光圈鏡頭；當(dāng)選擇ELC時(shí)，電子快門根據(jù)射入的光線亮度而連續(xù)自動(dòng)改變CCD圖像傳感器的曝光時(shí)間（一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié)）。注意：在室外或明亮的環(huán)境下，由于ELC控制范圍有限，還是應(yīng)該選擇ALC式鏡頭；以固定光圈鏡頭采用ELC方式時(shí)，圖象的景深可能小于使用ALC式鏡頭所獲得的景深。因此，攝像頭在完全打開固定光圈鏡頭而采用ELC方式時(shí)。景深會(huì)比使用ALC式鏡頭時(shí)小，而且圖象上遠(yuǎn)處的物體可能不在焦點(diǎn)上。十、ALC/ELC（自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制）87十一、銳度（Sharpness）銳度是反映圖像邊緣對(duì)比度的一個(gè)指標(biāo)。如果將銳度調(diào)高，圖像平面上的細(xì)節(jié)對(duì)比度也更高，邊緣會(huì)越清晰，看起來(lái)更清楚。但是，并不是將銳度調(diào)得越高越好。如果將銳度調(diào)得過(guò)高，則會(huì)在黑線兩邊出現(xiàn)白色線條的鑲邊，圖像看起來(lái)失真而且刺眼。比如，這種情況出現(xiàn)在不大的人臉圖像上，就會(huì)不但在人臉的邊緣出現(xiàn)白色鑲邊，而且在發(fā)際、眉毛、眼眶、鼻子、嘴唇這些黑色和陰影部位邊上出現(xiàn)白色鑲邊，看起來(lái)很不順眼。所以，為了獲得相對(duì)清晰而又真實(shí)的圖像，銳度應(yīng)當(dāng)調(diào)得合適。說(shuō)明：A.

提高銳度并不能提高清晰度；B.提高銳度，會(huì)相應(yīng)的增加圖像噪點(diǎn)，銳度越高，噪點(diǎn)越大；十一、銳度（Sharpness）88十二、飽和度飽和度是反映圖像上物體顏色的濃淡程度。飽和度越高，圖像顏色越濃；反之越淡；十三、Flicker（閃爍）日常使用的普通光源如白熾燈、日光燈、石英燈等都是直接用220/50Hz交流電工作，每秒鐘內(nèi)正負(fù)半周各變化50次，因而導(dǎo)致燈光在1秒鐘內(nèi)發(fā)生100（50×2）次的閃爍，再加上市電電壓的不穩(wěn)定，燈光忽明忽暗，這樣就產(chǎn)生了所謂的“頻閃”。對(duì)于camerasensor來(lái)說(shuō)，對(duì)光源亮度的變化是比較敏感的。如果不加抑制，可能會(huì)有明顯的圖像的明亮變化閃爍的現(xiàn)象發(fā)生。使用攝像機(jī)的閃爍抑制功能，能使圖像亮度穩(wěn)定，不會(huì)忽明忽暗。十二、飽和度89十四、日夜模式（Day/Night）日夜模式是使攝像機(jī)根據(jù)周圍環(huán)境亮度的變化而自動(dòng)切換工作模式，光照充足情況下使用日間模式（一般設(shè)置），在照度低時(shí)切換為夜間模式，以優(yōu)化圖像。一般來(lái)說(shuō)，日夜模式有兩種工作方式：一種是攝像機(jī)根據(jù)自身內(nèi)部增益