攝像機(jī)的知識介紹

攝像部分一般安裝在現(xiàn)場,它包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動云臺。它的作用是對監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號。

像機(jī)分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機(jī)要比彩色的靈敏度高，比較適合用于光線不足的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，可采用黑白攝像機(jī)；如果要分辨被攝像物體的細(xì)節(jié)，比如分辨衣服和景物的顏色，則采用彩色的比較好。

攝像機(jī)的規(guī)格可分為1/3〃、1/2〃和2/3〃等，安裝方式有固定和帶云臺二種。
在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭或CCD（Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。嚴(yán)格來說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，而實際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計算得到鏡頭的焦距，所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實際情況而定的，不要以為攝像機(jī)（頭）上已經(jīng)有鏡頭。

攝像頭的主要傳感部件是CCD，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點，CCD是電耦合器件（Charge Couple Device）的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D(zhuǎn)移，也可將儲存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝像元件。是代替攝像管傳感器的新型器件。
CCD的工作原理是：被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷，經(jīng)周期性放電，產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，經(jīng)過濾波、放大處理，通過攝像頭的輸出端子輸出一個標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。這個標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、VCD機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機(jī)上觀看。

1， CCD攝像機(jī)的選擇和分類
CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前我國尚無能力制造，市場上大部分?jǐn)z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(lán)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(xì)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(xì)挑選。

１、依成像色彩劃分 彩色攝像機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝像機(jī)：適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用黑白攝像機(jī)。

２、依分辨率靈敏度等劃分 影像像素在38萬以下的為一般型，其中尤以25萬像素（512*492）、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。 影像像素在38萬以上的高分辨率型。

３、按CCD靶面大小劃分 CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸： 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(yán)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。1英寸--靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm，對角線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。

４、按掃描制式劃分 PAL制。 NTSC制。 中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。另外，日本為NTSC制式，525行，60場（黑白為EIA）。

５、依供電電源劃分 110VAC（NTSC制式多屬此類）， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VDC（微型攝像機(jī)多屬此類）。

６、按同步方式劃分 內(nèi)同步：用攝像機(jī)內(nèi)同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來完成操作。 外同步：使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝像機(jī)的外同步輸入端。 功率同步（線性鎖定，line lock）：用攝像機(jī)AC電源完成垂直推動同步。 外VD同步：將攝像機(jī)信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。 多臺攝像機(jī)外同步：對多臺攝像機(jī)固定外同步，使每一臺攝像機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝像機(jī)同步，這樣即使其中一臺攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝像機(jī)的畫面亦不會失真。

7、按照度劃分，CCD又分為：
普通型 正常工作所需照度1~3LUX
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

8、按外觀分：有機(jī)板型、針孔型、半球型。
CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

（１）CCD尺寸，亦即攝像機(jī)靶面。原多為1/2英寸，現(xiàn)在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

（２）CCD像素，是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)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像機(jī)。

（３）水平分辨率。彩色攝像機(jī)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。 分辨率是用電視線（簡稱線TV LINES）來表示的，彩色攝像頭的分辨率在330~500線之間。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(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。

（４）最小照度，也稱為靈敏度。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。月光級和星光級等高增感度攝像機(jī)可工作在很暗條件，2~3lux屬一般照度，現(xiàn)在也有低于1lux的普通攝像機(jī)問世。

（５）掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。

（６）攝像機(jī)電源。交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。

（７）信噪比。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)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。

（８）視頻輸出。多為1Vp-p、75Ω，均采用BNC接頭。

（９）鏡頭安裝方式。有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。

２、 CCD彩色攝像機(jī)的可調(diào)整功能

（１）同步方式的選擇

A、對單臺攝像機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種：
內(nèi)同步--利用攝像機(jī)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像機(jī)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，是利用攝像機(jī)的交流電源來完成垂直推動同步，即攝像機(jī)和電源零線同步。

B、對于多攝像機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機(jī)輸出時，不會造成畫面失真，但是由于多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各臺攝像機(jī)供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取的措施有： 均采用同一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝像機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。 調(diào)節(jié)各臺攝像機(jī)的"相位調(diào)節(jié)"電位器，因攝像機(jī)在出廠時，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點同相的，故使用相位延遲電路可使每臺攝像機(jī)有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)整范圍0~360度。

（２）自動增益控制 所有攝像機(jī)都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝像機(jī)的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)AGC，從而使攝像機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，即在低照度時自動增加攝像機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。

（３）背景光補(bǔ)償 通常，攝像機(jī)的AGC工作點是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標(biāo)，則此時確定的