攝像機相關(guān)知識匯總

發(fā)布時間：2019-11-11，瀏覽次數(shù)：1641

照相機的發(fā)展速度非?？?。從攝像管到ccd元件，由攝像機構(gòu)成的ccd攝像機具有體積小、重量輕、不受磁場影響、抗振動和沖擊等特點。同時，清晰度、照度、可靠性等指標(biāo)都有了很大的提高，得到了廣泛的應(yīng)用。電荷耦合器件是電荷耦合器件的縮寫。它是一種半導(dǎo)體成像器件，具有靈敏度高、耐光性強、失真小、體積小、壽命長、抗振動等優(yōu)點。

受試者的圖像通過鏡頭聚焦在ccd芯片上。ccd根據(jù)光強積累相應(yīng)比例的電荷。在視頻序列的控制下，每個像素累積的電荷逐點移出。經(jīng)過濾波和放大后，輸出視頻信號。當(dāng)視頻信號連接到監(jiān)視器或電視的視頻輸入端時，可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。

攝像機結(jié)構(gòu)

一、ccd相機的分類

(1)根據(jù)成像顏色

ccd相機根據(jù)成像顏色分為彩色相機和黑白相機除了色度處理的不同，其他原理基本相同。它主要由光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)組成。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機的核心

自然圖像通過光學(xué)透鏡成像在照相機的光目標(biāo)表面上。在彩色攝像機的光學(xué)系統(tǒng)中，使用相干二向色棱鏡或特殊的條形濾色片將光信號分成紅、綠、藍(lán)三色光信號。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用電視掃描方法通過攝像管或ccd元件將光學(xué)圖像信號轉(zhuǎn)換成隨時間變化的視頻電信號，然后對視頻電信號進行放大、處理和編碼以形成完整的電視信號。

(2)根據(jù)分辨率

根據(jù)分辨率，它被劃分為大約250，000個像素，對應(yīng)于低級顏色330行/黑白400行；在250，000和380，000像素之間，對應(yīng)于中間范圍顏色420行/黑白500行；超過380，000像素，對應(yīng)于460行彩色或570多行黑白

(3)根據(jù)攝像機靈敏度劃分

根據(jù)靈敏度可分為最低照度1至3勒克斯的普通類型；大約0.1升月光類型；0.01lux以下的星光類型和紅外光源成像的紅外照明類型原則上可以是0lux。

(4)根據(jù)ccd目標(biāo)表面的尺寸

攝像機裝置(ccd)的尺寸分為1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中，1/3英寸和1/2英寸是最常見的。

ccd尺寸水平(mm)垂直(mm)對角線(mm)

1英寸12.79.616

2/3英寸8.86.611

1/2英寸6.44.88

1/3英寸4.83.666

1/4英寸3.62.4

1/5英寸ccd相機正在開發(fā)中，并將在中占據(jù)一定的市場份額一般來說，大的ccd芯片具有相對大的像素面積和用于接收捕獲光的增加的面積，這將不可避免地增加像素輸出電荷和靈敏度。在弱光條件下具有良好的拍攝能力，易于提高相機的整體質(zhì)量，圖像細(xì)節(jié)明顯細(xì)膩自然。然而，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦圖像時，焦平面越小，在成像過程中丟失的細(xì)節(jié)越多，并且所獲得的圖像放大后細(xì)節(jié)的轉(zhuǎn)變可能具有突變，這是非自然的。此外，具有更多像素和更高分辨率的小型ccd也將減少單個像素的感光面積，這可能導(dǎo)致曝光不足。單個像素的面積越小，其光敏性越低，其信噪比越低，其動態(tài)范圍越窄。每個像素上的信息往往與其附近像素的信息混合在一起(這一概念在電子學(xué)中被稱為色度亮度干擾)

二、ccd傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

ccd是攝像機的核心部件，其性能將直接影響攝像機的質(zhì)量，而ccd的發(fā)展是攝像機更換的基礎(chǔ)。

有兩種ccd傳感器。第一種是特殊的ccd傳感器，如紅外ccd芯片(紅外焦平面陣列器件)、高靈敏度背照和電子轟擊ccd、ebccd等。此外，還有2048×2048、4096×4096可見光CCD傳感器、寬光譜范圍焦平面陣列傳感器(紫外光→可見光→近紅外光→3-5μm中紅外光→8-14μm遠(yuǎn)紅外光)等大型目標(biāo)表面。目前，有商業(yè)產(chǎn)品，它們廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。第二種是通用或消費類ccd傳感器，它在許多方面取得了很大進展。總的方向是提高ccd相機的綜合性能。

(1)向集成化和輕量化方向發(fā)展ccd傳感器像平面尺寸

由于硅晶片和制造ccd傳感器的加工成本高，非常希望在6.5英寸的硅晶片上光刻更多的ccd傳感器芯片。隨著光刻機的進步，ccd傳感器的尺寸發(fā)展到1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸和1/5英寸，同時仍然保持高靈敏度的特點。1993年，1/2英寸ccd傳感器占總產(chǎn)量的5%。1/4英寸ccd傳感器占總輸出的10%;1/3英寸ccd傳感器占總輸出的85%1997年，1/2英寸的電荷耦合器件傳感器仍有很大的發(fā)展，占總輸出的15%，盡管總輸出比1993年增加了200%以上(1/2英寸的電荷耦合器件傳感器由于其目標(biāo)面大，特別是在科學(xué)研究領(lǐng)域，仍然需要很多場合)；1/4英寸ccd傳感器占總輸出的60%換句話說，具有1/2英寸的較大目標(biāo)表面尺寸的ccd傳感器仍然有很大的增長。1/4英寸ccd傳感器的輸出小于1/3英寸ccd傳感器的輸出。

(2)ccd傳感器發(fā)展到高質(zhì)數(shù)和多標(biāo)準(zhǔn)

各種ccd傳感器的圖像尺寸在減小，但像素數(shù)卻在增加，從早期的512(h)×596(v)發(fā)展到795(h)×596(v)，甚至出現(xiàn)了100多萬像素的ccd傳感器。為了提高水平和垂直方向的分辨率，它已經(jīng)從正常隔行掃描發(fā)展到逐行掃描格式。

(3)降低ccd傳感器的工作電壓和功耗

初期開發(fā)的ccd相機包括+24v、+22v、+17v和+5v等。，目前常用于+12v為了配合電腦攝像頭和網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)膽?yīng)用，主要是逐步使用+12v和+5v兩種工作電壓。

(4)提高ccd相機的制造效率

為了降低ccd相機的制造成本，實現(xiàn)高速自動化生產(chǎn)，制造商追求緊湊的結(jié)構(gòu)，致力于ccd相機的小型化，即改進從片上蘸(dob)到片上芯片(cob)連接ic芯片的工藝到目前為止，已經(jīng)實現(xiàn)了多層板的多芯片模塊多芯片集成模塊化制造技術(shù)

(5)ccd相機數(shù)字化

制造ccd相機時，dsp數(shù)字處理是從以前的模擬系統(tǒng)逐步實現(xiàn)的。ccd相機，特別是彩色ccd相機的各種參數(shù)的定量調(diào)整，可以通過電子計算機和專用軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)，保證ccd相機性能指標(biāo)的優(yōu)化一致性和在特殊使用條件下參數(shù)的定量修改。

三、ccd攝像機的技術(shù)性能、特點及進展

(1)超高動態(tài)范圍ccd相機

ccd相機是用于模擬人眼的光電探測器然而，當(dāng)人眼觀察目標(biāo)時，它可以看到目標(biāo)的最小照度是1lux。當(dāng)目標(biāo)照度達(dá)到3×105lux時，這是人眼的動態(tài)范圍。這種相機被稱為超高清ccd相機

(2)從模擬模擬ccd相機到dsp數(shù)字處理ccd相機的發(fā)展

利用dsp技術(shù)，ccd相機可以在數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)中有效實現(xiàn)智能背光背景補償；白平衡可以自動跟蹤，即可以在任何條件下檢測和跟蹤白色，并且可以利用數(shù)字操作處理功能再現(xiàn)原始場景顏色

(3)pc攝像頭和網(wǎng)絡(luò)攝像頭)

h/]由于計算機的進步和發(fā)展，它們可以通過usb接口通用串行總線、ieee1394高速串行集成數(shù)據(jù)傳輸接口和計算機主板上的pcmcia進行輸入usb接口的傳輸速率為12mbps，ieee1394接口的傳輸速率為100-400mbps。隨著國際信息高速公路的實施，ccd攝像機作為系統(tǒng)的前端圖像傳感器，正朝著適合網(wǎng)絡(luò)用戶的方向發(fā)展。Ccd攝像機不僅要有高分辨率的圖像質(zhì)量，還要有體積小、使用方便、通用性強的特點。人們目前所關(guān)心的消費類ccd攝像機將在不久的將來推廣到成千上萬的家庭。

(4)逐行掃描ccd相機

逐行掃描ccd相機是一種逐行掃描ccd相機，是比較常見的隔行掃描ccd相機ccd相機的垂直分辨率一般只能達(dá)到350伏。這是因為使用了兩個場，每個場用311行掃描，并以2:1交錯。對于運動目標(biāo)，由于奇數(shù)場和偶數(shù)場是一幀，兩個瞬時狀態(tài)的信息將被平滑，分辨率不會下降。然而，電腦逐行掃描相機捕獲的運動目標(biāo)是同時捕獲兩幅圖像到一幀中，以提高垂直分辨率。綜上所述，到21世紀(jì)，世界將進入信息時代，數(shù)字化、電腦化、通訊和電視一體化的網(wǎng)絡(luò)將很快成為現(xiàn)實，讓人們能夠面對、學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)。在整個系統(tǒng)中，ccd攝像機是核心部件之一。然而，由于我國ccd相機和ccd傳感器生產(chǎn)線的制造技術(shù)正處于發(fā)展和不斷完善的階段，我國ccd行業(yè)迫切需要發(fā)展以適應(yīng)市場需求。隨著中國經(jīng)濟的快速增長和信息化進程的加快，ccd相機的市場將會越來越大。應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑸钊氲矫恳粋€相關(guān)的專業(yè)領(lǐng)域，給人們帶來新概念。

四、ccd相機的共同性能和主要性能指標(biāo)

目前，相機具有多種功能，如自動白平衡調(diào)節(jié)、自動增益調(diào)節(jié)、電子快門、背光補償、多種同步模式、y/c分離輸出等。然而，檢查攝像機等級最重要的指標(biāo)是水平清晰度、最小照度(靈敏度)和信噪比。

(1)定義

定義數(shù)是衡量攝像機優(yōu)缺點的一個重要參數(shù)。它指的是當(dāng)攝像機捕捉以相等間隔排列的黑白條紋時，監(jiān)視器上可以看到的最大行數(shù)(應(yīng)該高于攝像機的分辨率)。當(dāng)超過行數(shù)時，在屏幕上只能看到一條灰色的線，并且不能再區(qū)分黑白線。

工業(yè)監(jiān)控攝像機的分辨率通常在380至460線之間，而廣播攝像機的分辨率可達(dá)700線左右。清晰度由相機設(shè)備中的像素數(shù)決定。顯然，相機設(shè)備中的像素越多，獲得的圖像就越清晰，反之亦然。清晰度越高，相機等級越高，反之亦然

(2)最低照度

最低照度是物體亮度低到一定程度，攝像機輸出的視頻信號電平低到一定規(guī)定值時場景的亮度值一般來說，彩色攝像機的最小照度為2~3勒克斯，照度的測量基于一定的鏡頭光圈系數(shù)。因此，不僅需要查看相機手冊中指示的最小照度，還需要查看相同孔徑系數(shù)下相機的照度值。最小照度越低，相機等級越高與彩色攝像機相比，黑白攝像機只對光強(亮度)信號敏感，因為沒有色度處理，所以黑白攝像機的照度低于彩色攝像機，一般在1.4時為0.1lux，對于微光攝像機則更低有關(guān)光圈系數(shù)的信息，請參考鏡頭部分。

視頻信號的標(biāo)稱值為1vp-p，標(biāo)準(zhǔn)值為0.7vp-p，最低照度下的視頻信號值為標(biāo)準(zhǔn)值的1/3至1/2因此，相機在最低照度下的圖像永遠(yuǎn)不會“像白天一樣”此外，攝像機在最低照度下產(chǎn)生的圖像的清晰度由電視信號測試卡測量，黑白條紋要求黑色反射率接近0%，白色反射率大于89.9%然而，我們在現(xiàn)場觀察時有時不具備這樣的條件，例如，樹葉和草的反射率很低，對比度很小，因此很難獲得清晰的圖像。因此，在實際使用中，攝像機的標(biāo)稱最小照度不能作為測量現(xiàn)場環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)。

(3)信噪比

信噪比也是攝像機的重要性能指標(biāo)當(dāng)攝像機捕捉到更亮的場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常更亮，觀察者不容易看到畫面中的干擾噪聲。然而，當(dāng)攝像機捕捉到黑暗場景時，監(jiān)視器上顯示的畫面相對較暗，此時觀察者可以容易地看到畫面中雪花狀的干擾噪聲。干擾噪聲的強度(即干擾噪聲對圖像的影響程度)與攝像機的信噪比指數(shù)直接相關(guān)，即攝像機的信噪比越高，干擾噪聲對圖像的影響越小。

所謂的“信噪比”是指信號電壓與噪聲電壓之比，通常用符號信噪比表示通常，信號電壓比噪聲電壓高得多，并且比率非常大。因此，攝像機信噪比的實際計算通常是以10為基礎(chǔ)取均方信號電壓與均方噪聲電壓之比的對數(shù)，然后乘以系數(shù)20，單位用db表示

通用攝像機給出的信噪比值都是agc(自動增益控制)關(guān)閉時的值，因為當(dāng)agc打開時，小信號將被提高，因此噪聲水平將相應(yīng)提高。ccd相機信噪比典型值通常為45db~55db。測量信噪比參數(shù)時，視頻雜波測量儀應(yīng)直接連接到攝像機的視頻輸出端。

(4)自動增益控制(AGC)

自動增益控制——自動增益控制的縮寫所有攝像機都有一個視頻放大器，將來自ccd的信號放大到可用的水平，其放大量是增益，這相當(dāng)于高靈敏度，可以使其在弱光下敏感。然而，在強光環(huán)境下，放大器會過載并扭曲視頻信號。因此，有必要使用攝像機的自動增益控制(agc)電路來檢測視頻信號的電平并及時打開和關(guān)閉agc，使得攝像機能夠在大的照明范圍(即動態(tài)范圍)內(nèi)工作，即自動增加攝像機在低照度下的靈敏度，從而提高圖像信號的強度以獲得清晰的圖像。具有自動增益控制功能的攝像機在低照度時靈敏度會提高，但此時噪聲會很明顯。這是因為信號和噪聲同時被放大。

(5)背光補償(BLC)

BLC——背光補償?shù)目s寫，也稱為背光補償或背光補償，可以有效補償相機在背光環(huán)境中拍攝時畫面主體的黑暗缺陷。

通常，攝像機的自動增益控制工作點是通過平均整個視場的內(nèi)容來確定的。然而，如果視場包含非常亮的背景區(qū)域和非常暗的前景對象，則此時確定的agc操作點可能不適用于前景對象，并且背景光補償可以改善前景對象的顯示條件。

當(dāng)引入背光補償功能時，相機僅檢測整個視場的一個子區(qū)域(例如，從行80到行200的中心區(qū)域)，并通過找到該區(qū)域的平均信號電平來確定agc電路的工作點由于子區(qū)域的平均電平非常低，agc放大器將具有更高的增益，這將增加輸出視頻信號的幅度，從而使監(jiān)視器上的主畫面清晰。此時，背景畫面將會更亮，但是背景畫面和主畫面之間的主觀亮度差異將會大大減小，并且整個視場的可見度將會提高。

當(dāng)背景光補償開啟時，攝像機僅平均整個視場的一個子區(qū)域，以確定其agc工作點。此時，如果前景對象位于該子區(qū)域中，前景對象的可見性預(yù)期會提高

(6)電子快門

電子快門在英語中完全稱為電子快門。這是一個用來比較照相機的機械快門功能的術(shù)語，它相當(dāng)于控制ccd圖像傳感器的感光時間。由于ccd感光的本質(zhì)是信號電荷的積累，感光時間越長，信號電荷積累時間越長，輸出信號電流的幅度越大通過調(diào)節(jié)光生信號電荷的積累時間(即調(diào)節(jié)時鐘脈沖的寬度)，可以實現(xiàn)控制ccd感光時間的功能

(7)白平衡(wb)

白平衡，僅用于彩色攝像機。其目的是實現(xiàn)攝像機圖像能夠準(zhǔn)確反映場景條件。手動白平衡和自動白平衡有兩種方式。

自動白平衡(awb)分為連續(xù)白平衡和自動白平衡連續(xù)白平衡(Continuouswhitebalance)，也稱為自動跟蹤白平衡(atw)，隨著場景色溫的變化而不斷調(diào)整，范圍從2800k到6000k。這種方法最適合拍攝過程中場景色溫連續(xù)變化的場合，使顏色顯得自然。然而，當(dāng)場景中很少或沒有白色時，例如當(dāng)場景主要是諸如藍(lán)天、白云或日落之類的高色溫對象時，以及當(dāng)場景相對較暗時，連續(xù)白平衡不能產(chǎn)生最佳的色彩效果。自動白平衡控制(awc)要求攝像機對準(zhǔn)白色參考目標(biāo)，如白色墻壁和白紙，然后通過菜單或開關(guān)將設(shè)置從手動更改為自動，保持在該位置幾秒鐘或直到圖像顯示為白色。執(zhí)行白平衡后，自動開關(guān)轉(zhuǎn)回到手動位置，以鎖定白平衡的設(shè)置。此時，白平衡設(shè)置將保留在相機的存儲器中，直到執(zhí)行再次改變，范圍從2300k到10000k，在此期間，即使相機關(guān)機，設(shè)置也不會丟失。通過按鈕設(shè)置白平衡是最精確和可靠的，并且適用于大多數(shù)應(yīng)用。

手動白平衡關(guān)閉自動白平衡。紅色或藍(lán)色調(diào)節(jié)裝置可以手動調(diào)節(jié)以改變紅色或藍(lán)色狀態(tài)。通常，最多有107個可調(diào)級別，例如將紅色增加或減少一個級別，將藍(lán)色增加或減少一個級別。除此之外，一些相機被命令將白平衡固定在320萬(白熾燈亮度)和550萬(日光亮度)

(8)同步模式

攝像機同步模式一般包括內(nèi)部同步、電源同步和外部同步

中的內(nèi)部同步(int)使用相機內(nèi)部的晶體振蕩器電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。

電力同步(ll，線路鎖定)，也稱為線性鎖定或線路鎖定，是利用攝像機的交流電源來完成垂直推送同步，即攝像機與電力中性線同步

外部同步(ext)利用外部同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號將同步信號發(fā)送到攝像機的外部同步輸入端，實現(xiàn)同步同步信號可以是彩色復(fù)合視頻或黑色突發(fā)信號(vbs)、黑白復(fù)合視頻或復(fù)合同步信號(vs)，或者可以是諸如矩陣的外部設(shè)備的多路復(fù)用垂直驅(qū)動信號(vd2)和復(fù)合視頻輸出信號。

五、集成攝像機

對于制造商來說，開發(fā)集成專用攝像機的初衷是為消費者提供使用方便、安裝簡單、功能齊全的產(chǎn)品因此，制造商將鏡頭內(nèi)置于相機中，這樣客戶就不必再購買另一個鏡頭并進行組裝。

此外，一般傳統(tǒng)相機不夠靈活，用小巧或特別設(shè)計的外觀取代舊型號，甚至用防水、防彈或電腦遙控、自動電源檢測等多種附加功能提高產(chǎn)品價格。，所有這些都是制造商引入集成攝像機的目標(biāo)。

(1)產(chǎn)品類型

就目前的產(chǎn)品外觀而言，集成相機大致可分為特殊類型和一般類型所謂特殊型(specialtype)強調(diào)產(chǎn)品具有特殊的保護功能，設(shè)計的出發(fā)點是消除保護罩的使用。產(chǎn)品外殼大部分為圓柱形，項目包括防水型、防暴(爆炸)型、防彈型攝像機等。以防水型為例，采用鋁合金等特殊材料來提高外殼的防水等級，強調(diào)不需要防護罩。為了提高產(chǎn)品的附加值，進一步開發(fā)自動對焦功能，或者提供紅外光源，還可以在夜間提供清晰的圖像。

通用模型源自原始傳統(tǒng)相機模型，也有方形外觀，而鏡頭是內(nèi)置的，體積很小。與特殊或傳統(tǒng)相機相比，目前通用的集成相機具有各種基本功能，如自動光圈、自動變焦、460電視線以上清晰度、自動白平衡、背光補償?shù)取?/p>

(2)鏡頭是發(fā)展

集成相機技術(shù)的關(guān)鍵部分在于鏡頭和相機內(nèi)部電路的設(shè)計。鏡頭決定了它的成像效果、光圈和聚焦功能，也是相機的最大成本。電路設(shè)計是影響攝像機各項功能的關(guān)鍵

透鏡，就變焦透鏡形式而言，無論是平板透鏡還是普通透鏡，長期以來都是通過手動調(diào)節(jié)光圈和焦距來開發(fā)的，因此它們被廣泛使用。然而，近年來，隨著鏡頭制造商技術(shù)的進步，變焦鏡頭因其自動對焦的優(yōu)勢而受到相機制造商的青睞。由于變焦鏡頭體積小、自動變焦，所以被廣泛應(yīng)用于快速球型相機和集成相機。

和伸縮鏡頭由于尺寸大，比變焦鏡頭貴得多，所以一體機制造商大多使用變焦鏡頭，其使用率也在逐漸提高。據(jù)了解，3.5~8毫米鏡頭是目前使用最廣泛的鏡頭。對于集成相機，由于尺寸小，通常使用平板鏡頭。與普通透鏡相比，機器形狀的透鏡價格更便宜，尺寸更小，但是由于透鏡和照相機之間的間隙更小，安裝和制造更加困難。就鏡頭尺寸而言，過去使用最多的是1/3英寸鏡頭，但1/4英寸鏡頭更小，更適合集成相機。此外，集成電路制造商近年來生產(chǎn)了大量芯片，導(dǎo)致1/4英寸芯片的成本下降，使用量逐漸超過1/3英寸透鏡。然而，1/3”鏡頭拍攝的圖像效果最好，仍被許多集成相機制造商使用，因此仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間。

(3)電路設(shè)計

電路設(shè)計涉及如何根據(jù)現(xiàn)有相機結(jié)構(gòu)匹配鏡頭的自動光圈電路，以達(dá)到最佳效果。一般來說，自動光圈有兩種驅(qū)動模式，一種是視頻驅(qū)動，另一種是直流驅(qū)動視頻驅(qū)動鏡頭是將振膜電機的驅(qū)動電路板安裝在鏡頭中，通過攝像頭向驅(qū)動電路板輸出圖像信號，然后通過驅(qū)動電路板更換振膜電機，使振膜更換成本和結(jié)構(gòu)更加昂貴。直流驅(qū)動鏡頭用于與一些相機制造商合作，將最初安裝在鏡頭中的驅(qū)動電路板轉(zhuǎn)移到相機上。因此，鏡頭不需要驅(qū)動電路板，相機直接輸出直流電流來改變光圈電機，從而導(dǎo)致光圈改變。由于采用了固定接頭，成本更低，施工更容易。目前，市場上使用兩種集成攝像機。

此外，電路設(shè)計還影響相機的附加功能，如快門速度從1/60調(diào)整到1/100，000、自動白平衡、自動增益或提供屏幕菜單功能。用戶可以通過osd調(diào)整各種功能。

此外，圖像縮放也是制造商的重點之一。簡而言之，有兩種放大方法:數(shù)字放大和光放大。數(shù)字放大是一種模擬的圖像放大方法，容易失真和模糊(馬賽克)，而光放大沒有這個問題。因此，對于用戶來說，當(dāng)考慮圖像的放大率時，以光學(xué)放大率為準(zhǔn)。

(4)發(fā)展瓶頸

根據(jù)集成相機的當(dāng)前發(fā)展，自動光圈鏡頭的控制、鏡頭與相機的匹配以及隨后的擴展能力仍然是制造商的瓶頸。所謂的后續(xù)擴展能力在于產(chǎn)品新功能的開發(fā)、如何與其他外圍區(qū)域集成以及小系統(tǒng)的建立，這些都是制造商在設(shè)計和開發(fā)中的重點。

目前，主要的鏡片供應(yīng)商是日本和韓國，其中日本的制造量和銷量最大。然而，日本鏡頭的高價格將增加集成相機的制造成本。

(5)未來發(fā)展

集成相機(Integratedcameras)是為滿足客戶方便安裝的需求而開發(fā)的產(chǎn)品，未來將繼續(xù)朝著這個目標(biāo)前進，比如:如何使圖像質(zhì)量更加真實，開發(fā)可以與計算機相結(jié)合的用戶界面。許多制造商表示，多路球攝像機不僅內(nèi)置鏡頭，還能實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)監(jiān)控、鏡頭、光圈、快門調(diào)節(jié)、定位點功能，這是“集成攝像機”的終極發(fā)展。

六、球形攝像機

球形攝像機(Sphericalcamera)是指將攝像機、鏡頭和其他設(shè)備組合成球形防護罩的攝像機設(shè)備。以球形護罩為特征，有全局型和半球形型。球形攝像機的性能分為定焦鏡頭球形攝像機或定焦鏡頭球形罩?jǐn)z像機和內(nèi)置攝像機、變焦鏡頭、云臺、解碼器等設(shè)備的集成智能球形機。根據(jù)安裝方式可分為懸掛式、吊頂式和嵌入式。應(yīng)用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型。

球形攝像機外形美觀，安裝隱蔽，使用方便，功能齊全，深受用戶歡迎。特別是集成智能球機已經(jīng)用單一設(shè)備取代了傳統(tǒng)相機、變焦鏡頭、快速云臺、遙控解碼器等設(shè)備的組合。它在性能和性價比上有很大優(yōu)勢，已經(jīng)成為球類攝像機的主流。因此，我們經(jīng)常說球機實際上是指這種智能球機。

(1)智能球機的功能

由于智能球機是多個前端設(shè)備的組合，因此有必要具備這些設(shè)備的必要功能。一般來說，作為高端產(chǎn)品，智能球機應(yīng)該具備更高的相機清晰度、自動電子快門、自動白平衡、電子數(shù)碼變焦、自動光圈和自動對焦、水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)、高轉(zhuǎn)速、預(yù)設(shè)位置等功能。

智能球機還具有許多輔助功能，以滿足不同的氣候條件，如內(nèi)置風(fēng)扇、加熱器等。，這取決于使用環(huán)境。

(2)智能球機的優(yōu)缺點

與傳統(tǒng)攝像機、鏡頭、云臺、防護罩和解碼器的組合相比，本發(fā)明具有安裝結(jié)構(gòu)簡單、連接電纜少、幾乎不調(diào)試的特點，從而降低了安裝難度和故障率。外觀精美，體積小，便于隱蔽監(jiān)控，不影響網(wǎng)站的美觀程度?？焖傩D(zhuǎn)的能力可以更準(zhǔn)確、更快速地跟蹤目標(biāo)。成本相對較低。

智能球機也有一定的不足。由于整機體積小，相機和鏡頭的體積相應(yīng)減小。大多數(shù)相機是1/4英寸的ccd相機，它們的清晰度和光通量小于1/2和1/3英寸的ccd相機。雖然鏡頭的變焦因子很大，通常為18倍或22倍，但初始焦距很小，通常為4毫米，因此最大焦距不超過100毫米，因此在監(jiān)控大規(guī)模遠(yuǎn)距離目標(biāo)時力度不夠。球機的防護罩呈半球形或球形，不能配備擦拭器，長期使用會因污垢而影響圖像質(zhì)量。球帽對加工材料有很高的要求，如光滑度、平面度、曲率、均勻性等加工技術(shù)。劣質(zhì)球帽會產(chǎn)生雙重圖像，降低透光率、反射率、電弧畸變等現(xiàn)象，影響監(jiān)控效果。

(3)智能球機的發(fā)展

未來產(chǎn)品的主要特點是小型化、智能化(具有自動跟蹤功能)和超低照度。一些制造商進一步指出，快球在工程中的應(yīng)用已經(jīng)得到認(rèn)可。僅考慮利潤，應(yīng)用場所大多集中在社區(qū)監(jiān)控(如高速公路、街道等)。)，而日夜兩用(彩色黑白自動轉(zhuǎn)換)的快速球型相機勢必更適合應(yīng)用場合。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化是大勢所趨。通過網(wǎng)絡(luò)進行控制以及與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的兼容性也是制造商未來發(fā)展的重點之一。

七、低照度攝像機

顧名思義，微光相機是指在低照度條件下仍能捕捉清晰圖像的相機。目前，央視行業(yè)的技術(shù)規(guī)范對此沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，不可能定義什么是最低照度值可以稱為微光攝像機。此外，最低照度值與光圈大小(F值)、電子靈敏度、紅外開關(guān)狀態(tài)和鏡頭的其他條件有關(guān)，因此有必要在相同的測試條件下檢查相機的最低照度。

市場上微光相機的演變可以分為以下三個步驟:白天彩色/夜晚黑白(彩色/單色)；慢速/快門和exview。

(1)白天顏色/夜間黑白(白天和夜晚攝像機顏色/單色)

這種相機目前在市場上仍有其特定的需求群體。彩色/單色相機使用黑白圖像，對紅外線具有更高的靈敏度。在某些光源條件下，圖像通過線切換從彩色變?yōu)楹诎祝云ヅ浼t外線。在顏色/黑白線轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進過程中，兩個傳感器(1個(一種顏色，一個黑白)用來共享一組早期用于切換的電路，如飛利浦、池上池(池上)和日本jvc。目前，這種攝像機采用單一ccd(彩色)設(shè)計，在白天或光源充足的時候是彩色攝像機。當(dāng)夜晚來臨或光源不足(通常在1勒克斯和3勒克斯之間)時，數(shù)字電路被用來消除顏色信號以形成黑白圖像，并且為了匹配紅外線，彩色相機不可缺少的紅外濾光器也被移除。雖然這種方法可以在夜間達(dá)到“低照度”的目的，但是它具有圖像模糊和白天顏色不自然的缺點，并且照相機的拍攝距離受到紅外線燈的照射距離的限制。然而，彩色/單聲道相機是否屬于“低照度”相機仍有很大爭議。專家指出，真正的“低照度相機”應(yīng)該指相機本身(使用的組件和技術(shù))能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。然而，由于ccd靈敏度的限制，白天的彩色/黑白相機不能自行改變。它只能通過切換線路和匹配紅外光來改善其功能，而不能被視為低照度相機。

(2)慢速/快門

這種照相機也被稱為(圖片)積累照相機。它使用計算機存儲技術(shù)來積累幾幅由于光線不足而模糊的圖像，以形成清晰的圖像。慢快門技術(shù)(slowshuttertechnology)用于將相機照度降低到0.008lux/f1.2(×128)，即使包括進口品牌，可累積的幀數(shù)(128幀)也是領(lǐng)先水平。這種類型的微光攝像機適用于禁止被紅色和紫外線損壞的博物館、生物活動的夜間觀察、軍事海岸線的夜間監(jiān)控等。，并監(jiān)控更多靜態(tài)位置。大多數(shù)這種類型的微光相機是進口品牌，價格高，累積幀少(32幀)。

(3)超靈敏照相機(exview/had)

超靈敏照相機(exview/had)，也稱為24小時照相機，是1998年世界上最流行的型號。其色彩照度可達(dá)0.05lux，黑白可達(dá)0.003-0.001lux(也可配合紅外線達(dá)到0lux)。它不僅能清晰地識別圖像，而且是一幅實時連續(xù)的圖像。這款相機主要采用索尼元器件廠1997年推出的exview/had/ccd(超靈敏ccd)。它采用專利技術(shù)來提高ccd每個像素的孔徑比，從而達(dá)到較低照度的要求。由于電荷耦合器件的制造成本仍然很高，根據(jù)1999年的統(tǒng)計，世界上每月電荷耦合器件的總數(shù)不到4，000個。相關(guān)成品制造商開發(fā)這種相機的技術(shù)門檻也相對較高。專業(yè)人士認(rèn)為，如果exview/had/ccd得到普及，這種攝像機將是最有前途的監(jiān)控攝像機。

八、網(wǎng)絡(luò)攝像機

像微光攝像機一樣，目前在這個行業(yè)中沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)攝像機標(biāo)準(zhǔn)定義。有兩個流行的說法:第一，直接連接到網(wǎng)絡(luò)的攝像頭是一個網(wǎng)絡(luò)攝像頭；其次，使用網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像的攝像機是網(wǎng)絡(luò)攝像頭。

典型的網(wǎng)絡(luò)攝像頭包括鏡頭、過濾器、嵌入式圖像傳感器、圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器、圖像壓縮器和具有網(wǎng)絡(luò)連接功能的服務(wù)器。

(1)網(wǎng)絡(luò)攝像機的功能

每個網(wǎng)絡(luò)攝像頭都有自己的ip地址、數(shù)據(jù)處理功能和內(nèi)置應(yīng)用軟件，可以充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、ftp服務(wù)器、ftp客戶端和郵箱客戶端。許多高級ip網(wǎng)絡(luò)攝像機還包括其他特殊功能，如移動檢測、報警信號輸出/輸入設(shè)備和郵件支持功能。網(wǎng)絡(luò)攝像機不僅支持所有標(biāo)準(zhǔn)的模擬閉路電視攝像機功能，還為用戶提供了更多的系統(tǒng)功能，降低了更多的成本。

網(wǎng)絡(luò)攝像機采用最先進的攝像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，功能強大。內(nèi)置系統(tǒng)軟件可以實現(xiàn)真正的即插即用，從而為用戶消除復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置。內(nèi)置大容量存儲器存儲觸發(fā)警報前的圖像；內(nèi)置i/o端口和通信端口便于擴展外部外圍設(shè)備，如門禁系統(tǒng)、紅外傳感設(shè)備、全方位平移/傾斜等。提供的軟件包方便用戶自己快速開發(fā)應(yīng)用軟件。

(2)網(wǎng)絡(luò)攝像機的優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)攝像頭最明顯的優(yōu)勢是兩個方面:集中管理和遠(yuǎn)程。集中管理意味著使用模擬閉路電視系統(tǒng)很難控制具有多個監(jiān)控點的系統(tǒng)。集中管理是指像布魯塞爾國際機場這樣有600個點的系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)的模擬閉路電視系統(tǒng)很難控制。長距離指范圍超過50公里的系統(tǒng)。采用光纖等傳統(tǒng)模擬閉路電視系統(tǒng)將大大增加成本。

除了通過互聯(lián)網(wǎng)在世界任何角落進行遠(yuǎn)程監(jiān)控之外，網(wǎng)絡(luò)攝像機還可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控有效降低成本。它的“即插即用”功能不需要安裝模擬攝像機等同軸電纜，只要利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)就可以使用。這些都是網(wǎng)絡(luò)攝像機的優(yōu)勢。

(3)網(wǎng)絡(luò)攝像機的壓縮方法

高質(zhì)量圖像在局域網(wǎng)或其他介質(zhì)中的傳輸受到帶寬的限制，因此圖像質(zhì)量和帶寬之間的平衡是網(wǎng)絡(luò)攝像頭選擇圖像壓縮格式的一個難題。由于mjpeg壓縮模式比h.263和mpeg4等壓縮格式占用的帶寬要多得多，mjpeg圖像壓縮格式因其早期易于實現(xiàn)而受到制造商的歡迎，現(xiàn)已被放棄。目前，大多數(shù)新的網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品采用h.263和mpeg4等壓縮格式。

如果網(wǎng)絡(luò)攝像頭的價格下調(diào)，在后端計算機上隨機安裝一套軟件將完全取代當(dāng)前的dvr。因此，數(shù)字錄像機只是數(shù)字道路上的一小步。一旦網(wǎng)絡(luò)攝像機的有利條件成熟，dvr無疑將被取代。

(4)網(wǎng)絡(luò)攝像機的特點

與模擬cctv或dvr等其他監(jiān)控產(chǎn)品相比，網(wǎng)絡(luò)攝像機的主要優(yōu)勢是:

成本節(jié)約:迄今為止，常見的網(wǎng)絡(luò)圖像解決方案通常需要復(fù)雜的系統(tǒng)，包括電腦、額外的軟件和硬件、工作站，有時還包括視頻電纜系統(tǒng)。然而，網(wǎng)絡(luò)攝像機系統(tǒng)通常不需要一些不必要的設(shè)備和安裝投資。該系統(tǒng)可通過直接網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，節(jié)省閉路電視，大大降低有線和人工成本，降低成本。

即插即用:網(wǎng)絡(luò)攝像頭擁有建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)所需的所有組件。內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，只需連接到以太網(wǎng)并分配地址，即可通過網(wǎng)絡(luò)直接實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并隨時用瀏覽器觀察遠(yuǎn)程傳輸?shù)膱D像。

高系統(tǒng)性能:系統(tǒng)屏幕設(shè)置靈活，屏幕的大小、分辨率和監(jiān)控位置可以根據(jù)不同的應(yīng)用和用戶偏好進行設(shè)置，從而達(dá)到多點網(wǎng)絡(luò)控制的目的。例如，支持w74gm網(wǎng)絡(luò)攝像機的ncs軟件可以允許多個用戶同時訪問某個網(wǎng)絡(luò)攝像機。當(dāng)報警被觸發(fā)時，它可以在報警前后一定時間內(nèi)自動存儲運動圖像，并具有多種功能。

易于在網(wǎng)絡(luò)中使用:基于全球行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)攝像機可以與各種類型的以太網(wǎng)設(shè)備無縫連接。從某種意義上說，網(wǎng)絡(luò)攝像頭是一種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。然而，在當(dāng)今的全球單一網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)攝像機的特點將是使用方便和價格低廉。

靈活集成:系統(tǒng)可以方便地與其他安全保護設(shè)備連接，如濕度、溫度、煙霧、入侵等報警；同時，它還可以連接照明、報警、鎖等動作設(shè)備，方便形成一套強大的安全系統(tǒng)。

相信在不久的將來，網(wǎng)絡(luò)攝像機將在央視的基礎(chǔ)上占據(jù)主導(dǎo)地位。

九.攝像機的日常維護

由于工業(yè)ccd攝像機一天24小時工作，攝像機的日常維護將對其使用壽命和效果產(chǎn)生很大影響。攝像機日常維護中應(yīng)注意以下幾點: