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发表于 2007-8-24 22:21:29
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安防基础技术:摄像机的选择和主要参数(1)
7 F2 L7 M1 s) f转摘 2007-1-23 22:21:29 在闭路监控系统中,摄像机又称摄像头或 CCD ( Charge Coupled Device )即电荷耦合器件。严格来说,摄像机是摄像头和镜头的总称,而实际上,摄像头与镜头大部分是分开购买的,用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离,通过计算得到镜头的焦距,所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的,不要以为摄像机(头)上已经有镜头。 6 i3 i1 p% \/ g; \5 ~5 r6 }6 I0 H1 l
摄像头的主要传感部件是 CCD ,它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点, CCD 是电耦合器件( Charge Couple Device )的简称,它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移,也可将储存之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄象元件。是代替摄像管传感器的新型器件。 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 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。
& A) ^6 @2 D5 C1 `! n& Z8 {" X F1) CCD 摄象机的选择和分类 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、 LG 等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成 CCD 采集效果也大不相同。在购买时,可以采取如下方法检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,关闭镜头光圈,看图像全黑时是否有亮点,屏幕上雪花大不大,这些是检测 CCD 芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的 CCD 可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即使面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。个别 CCD 由于生产车间的灰尘, CCD 靶面上会有杂质,在一般情况下,杂质不会影响图像,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果,如果用于此类工作,一定要仔细挑选。 2 j J/ e J. c$ C1 V) X5 q6 F0 D
1、依成像色彩划分 / B5 ?+ j, S4 e) ` ~6 l% t2 _% B
彩色摄象机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。 8 b) Z; I) S& H
黑白摄象机:适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白摄象机。
* u0 b5 R- Y# M' b2、依分辨率灵敏度等划分
+ t- ~; c* V* s1 X) ~* c8 @& n影像像素在 38 万以下的为一般型,其中尤以 25 万像素( 512*492 )、分辨率为 400 线的产品最普遍。
) K3 n1 w5 i/ A. k* H6 q影像像素在 38 万以上的高分辨率型。 ( P% y, i, V& W0 O( j2 A/ o# R$ A
机板型。 针孔型。 半球型。
; E$ s3 }0 W3 W; x3、按 CCD 靶面大小划分
* b f: D( Z- h, P1 r4 sCCD 芯片已经开发出多种尺寸: : _/ m% `! t. i. m/ r
目前采用的芯片大多数为 1/3 ”和 1/4 ”。在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候, CCD 靶面的大小, CCD 与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。
# I0 T& k' W; Q6 \7 Q1 英寸——靶面尺寸为宽 12.7mm* 高 9.6mm ,对角线 16mm 。 ' Q/ g M' U2 I; W) f) [
2/3 英寸——靶面尺寸为宽 8.8mm* 高 6.6mm ,对角线 11mm 。
0 T) E/ e& I, u' {# }- l7 w1/2 英寸——靶面尺寸为宽 6.4mm* 高 4.8mm ,对角线 8mm 。
# G" X+ i1 A* o" G5 T5 }1/3 英寸——靶面尺寸为宽 4.8mm* 高 3.6mm ,对角线 6mm 。 ) A; C. E' i$ q3 `9 u6 }
1/4 英寸——靶面尺寸为宽 3.2mm* 高 2.4mm ,对角线 4mm 。 " Y+ T7 k5 j! l* C% W0 X
4、按扫描制式划分 : z0 E; {) h0 u9 c
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 )。
/ l/ t- T3 x6 }5、依供电电源划分
5 j, p( g# ~: p$ P3 S& V110VAC ( NTSC 制式多属此类), 220VAC , 24VAC 。 12VDC 或 9VDC (微型摄象机多属此类)。
6 e4 b. G& P2 ^* G6、按同步方式划分 4 y, ?9 B: u+ b. z: R9 Q1 q
内同步:用摄象机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。
+ v$ W0 v) G5 }) x! E6 B外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄象机的外同步输入端。
2 p( a- Q+ Q, _( I功率同步(线性锁定, line lock ):用摄象机 AC 电源完成垂直推动同步。 % g* i8 y; v: ^4 X2 ^
外 VD 同步:将摄象机信号电缆上的 VD 同步脉冲输入完成外 VD 同步。 8 E+ @# x. z* A4 I9 r/ n3 g4 z
多台摄象机外同步:对多台摄象机固定外同步,使每一台摄象机可以在同样的条件下作业,因各摄象机同步,这样即使其中一台摄象机转换到其他景物,同步摄象机的画面亦不会失真。
, w) w; M) ], }5 w+ v$ Q* ^* y7 、按照度划分, CCD 又分为:
! V# a$ B+ k2 b0 B+ c6 V: i4 v普通型 正常工作所需照度 1~3LUX 5 J( F! Y2 ]! z/ }4 @
月光型 正常工作所需照度 0.1LUX 左右 % X+ U: k/ J4 h2 I3 e
星光型 正常工作所需照度 0.01LUX 以下
$ x* S- e) x% I0 x* \( k# A红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像
2 W) g5 h5 T2 m* y4 ]' bCCD 彩色摄象机的主要技术指标 ) i3 [2 _( z0 B c/ L
(1) CCD 尺 |
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