监控系统的一些难点问题【精选文档】

模拟摄像机（Camera）是获取监视现场图像的前端设备，它以CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本CMOS图像传感器有了较快速的发展，基于CMOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于CMOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机。模拟摄像机（Camera）输出的信号是视频信号，只能传输单向的视频信号,需要连接监视器或硬盘录像机进行监视和录像。

网络摄像机（IP Camera）是在模拟摄像机（Camera）的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块(DVS）,兼具模拟摄像机和视频服务器的技术特点。网络摄像机只要安置在任何一个具备IP网络接口的地点即可运行。网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统（包括Web服务器、FTP服务器等)，使得视频数据经压缩加密后，通过网络（局域网、Internet或无线网络)送至终端用户，而远端用户可在自己的PC上使用标准的网络浏览器或客户端软件对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况,并可对图像资料实时存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。有些网络摄像机还具备其他功能，如语音对讲、报警输入、继电器输出、移动侦测、模拟视频输出和SD卡本地存储录像资料等功能.

用公式形象表示如下:IP Camera=单路DVS+Camera

2监控工程中出入口监控摄像机的选择和安装

. 电视监控系统的基本功能是:实时图像记录和实时监视现场状况，作为事后取证.监控设备是实现电

视监控系统中功能的载体，监控系统主体是人。进出建筑物要通过各种出入口.在一个监控系统中，出入口监控越来越重要。通过事后取证，调阅出入口录像信息，迅速锁定突发事件中违法违规人员体貌特征，已经成为处理突发事件，破获案件的重要手段。出入口监控监控摄像机图像是否清晰，是否展现更多的层次和细节已经成为事后取证成败的关键.如何选择出入口监控摄像机以及选择适当的安装位置，已经成为一个监控系统项目的基础性问题。

在监控工程中，监控摄像机的安装非常关键,在选择和安装上考虑要周到，否则会造成监控画面不全或者不够清晰的问题。针对建筑出入口的监控摄像机选择和安装进行了深入的分析和探讨，为读者提供了一些参考意见，希望能给大家一些帮助。

CCD监控摄像机成像是以监控摄像机光电转换系统为核心的,当监控摄像机把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后,便形成被记录的信号源.因此在安装监控摄像机时,光这个元素是我们必须要时时考虑的.随着建筑出入口的造型越来越多样，出入口的光源变化越来越复杂,因此选择有处理复杂光环境功能的监控摄像机，以及采取合理的安装方式，是取得建筑物出入口清晰图像的必要前提.

建筑出入口监控摄像机安装方式的选择与镜头调节：

室内安装：多数的传统方式是将建筑出入口的监控摄像机安装在室内.这种方式的优点是可选择监控方向安装(同一幢楼建筑内应考虑监控方向的一致性和封闭性,以保证任何一个进入建筑的人员均可在某一出入口留下面部正面图像)。同时此种方式安装简便，布线简单，便于维护。需要注意的是在监控摄像机的选择及安装位置上要考虑室外光源对监控摄像机的影响。如果监控摄像机视场朝室外安装，则要选择带自动光圈，背光补偿较强的监控摄像机。对复杂光照环境的出入口则要选用宽动态摄像、强光抑制监控摄像机，甚至是增加补充光源。

室外安装：在室外安装立杆或依附载体安装监控摄像机，采用正面摄像或侧面摄像拍摄出入口图像。此种方式已经逐渐被接受和采用，并取得较好的成像效果。这种方式的优点是，白天室外自然光环境人脸面部光照充分,面部图像真实，层次分明，能拍摄更多人体特征细节.晚上出入口处环境照明单一，在环境照明充分的情况下也可得到满意的夜间人像。该种安装方式，根据夜间的环境照度情况可选用低照度监控摄像机或普通照度监控摄像机.这种安装方式的缺点是，安装位置受景观，布线略麻烦，某些项目需要涉及切割路面，需要考虑室外景观环境。某些建筑出入口受环境无法选用此种方式。

在建筑环境容许的情况下，建议优先选择室外安装方式，同时做好夜间出入口室外的照明。

监控摄像机安装角度

根据安装位置的不同分为：平角度、俯角度、仰角度。

平角度安装:监控摄像机安装高度接近常人面部高度，充分展现面部特征细节,是建筑出入口监控摄像机安装时的首选角度，室内安装时，可调整安装距离、位置、高度以实现平角度.随着三轴、双轴可调半球监控摄像机的出现，多数监控摄像机可以采用贴墙安装方式以接*角度安装的实现。其缺点是隐蔽性不强，容易破坏现场环境景观,容易受光环境的影响。

俯角度安装：这种安装方式监控摄像机常常采用吸顶或吊装方式。其优点是安装方便，隐蔽，可以避免部分光线直接反射的影响.采用这种方式应注意监控摄像机与面部的夹角不宜过大，否则头顶画面较大,面部特征较少。缺点是降低识别率。

仰角度安装：较为特殊，多出现在一些下沉广场出入口，地下室出入口,停车场出入口等。这种方式是因现场需要而选择的特殊方式.此种方式必须考虑各种光源的影响。避免光线干扰。对监控摄像机的防护也应考虑详细。监控摄像机选择宜用对光处理较为成熟的产品.

上述安装方式,在实践中最佳的方式为平角度安装，它可以更多地展现面部细节，建议最大俯视角度不超过15度。当现场环境时，为求得最佳效果可适当选择安装距离以调整物距实现角度的理想化。

监控摄像机安装方向

应首先统一该建筑的对外出入口监控摄像机的安装方向，选择一致对外或对内，以保证始终有一只监控摄像机能拍摄到人物的正面图像。从人像的识别率来看正面摄像>侧面摄像〉背面摄像.因此应尽量选择安装位置使监控摄像机拍到人的正面图像。通过实践发现监控摄像机与人脸的水平夹角不大于35度范围均可保证面部特征明显。

从景别来看镜头的调节

从景别来看,图像可分远景、中景、近景、特写。建筑出入口由于光线复杂，角度要求高，因此我们建议均采用优质的手动变焦自动光圈镜头。对监控建筑出入口，监控的主体是进入建筑物的人员及活动物体，因此多数情况下,出入口处的墙体、其他的建筑结构、造型均不是应该关心的重点。我们追求的是最清晰的人员特征图像。因此在进行镜头焦距调节时应尽可能减少画面中的无效部分（墙体等)，尽可能让人体在画面中比例更大,同时应注意将门框等边际界定物收在画面中以确保出人口全部进入画面,这就是所说的应该选择有效近景监控模式。

安装位置对光线的选择

室内安装时从光源来看有顺光、逆光、侧光等几种安装位置。

顺光是指光线照射方向和监控摄像机的视场方向一致，人员正面受光均匀，无阴影,色彩还原比较正常。不过如光线过于强烈,会严重损失主体的表面层次。逆光与顺光相反，光线的投射方向和监控摄像机拍摄方向相反，其主要造型特点是被摄人物主体正面受不到光线照明，主体正面的照度和背景及远景照度相差较大，主体正面的细节完全损失，面部发黑，无法进行人像特征的识别。

侧光较为常见，室内安装时多数侧光环境。侧光是光线的照射方向在人物主体的一侧，这种光线使主体人物一半明亮，一半产生阴影，人物暗部层次会受损失，人物表面明暗对比强烈,色彩还原尚可。

室内安装时应尽量避免选择造成逆光出现的安装位置，如无法回避可选用宽动态监控摄像机增加顺光源。要注意强逆光时人像主体正面的照度和背景的照度对比远远大于现有任何宽动态监控摄像机的动态比。多数宽动态监控摄像机技术的实现增强了面部的细节,但是无法比拟顺光环境下的成像层次和细节。因此对这三种的选择是非常重要的。

建筑出入口监控摄像机选择

选择合适成像的安装位置，是建筑出入口监控系统提供优质可识别的有效画面的前提。但是建筑物的硬件条件往往制约我们对安装位置的选择，特别是建筑材料的多样化，造成了安装位置选择难度的增加.建筑材料产生的光线直接反射、折射、漫射都对出入口成像造成一定的干扰。因此选择优质的监控摄像机是必要的。在造价条件许可的情况下，应选择高清晰、宽动态、低照度的监控摄像机。镜头应选择有一定调焦范围的优质自动光圈镜头。近年来，带自动光圈的宽动态半球也常见于市场，已成为建筑出入口的室内安装首选。随着产品技术的深入发展，对光环境处理的研究也是当今监控监控摄像机的研发主要方向,相信会有更多成熟的产品应用于建筑出入口.

3。 数字摄像头基础知识

CCD

CCD(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的分辨率.CCD是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，广泛运用于扫描仪、复

印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似，光线穿过一个镜头，将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是，CCD既没有能力记录图形数据,也没有能力永久保存下来,甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器，一个信号处理器以及一个存储设备（比如内存芯片或内存卡）。CCD有各式各样的尺寸和形状，最大的有2×2平方英寸.

CMOS

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”.它是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导所需的大量资料。CMOS传感器便于大规模生产，且速度快，成本较低，是数码相机关键器件的发展方向之一。

白平衡（White Balance）

在不同光源下，因色温不同,拍摄出来的相片会偏色。如色温低时光线中的红,黄色光含量较多，所拍的照片色调会偏红，黄色调，色文高时光线中的蓝、绿色较多,照片会偏蓝、绿色调。此时便需要利用白平衡功能来作修正，其原理是控制光线中红，绿及蓝三元色的明亮度，使影像中最大光位达到纯白，便能令其它色彩准确。

插值（Interpolation）

在不生成像素的情况下增加图像像素大小的一种方法，在周围像素色彩的基础上用数学公式计算丢失像素的色彩。有些相机使用插值，人为地增加图像的分辨系。

Bit（位）

这是计算机图像中的术语，用来描述生成的图像所能包含的颜色数。“深度是8位”意味着图像只含有256种颜色。现在的数码相机,每一种颜色的颜色深度都是8位。由于每一个像素的颜色都是是由红色、绿色和蓝色三种颜色混合而成的，所以图像包含的颜色可达256×256×256共计1.67亿种,也就是所谓的24位色.

TWAIN

这是数字照相技术中非常常见的一个词.TWAIN是指一种特殊的软件，有了它，其他与TWAIN兼容的软件就可以共享图像资源了。比如说，PaintShopPro，这是一个很好的图像处理方面的共享软件，它就可以和TWAIN设备协同工作.所以你可以在PaintShopPro中直接使用数码相机中的图像。TWAIN设备包括扫描仪，传真机，当然，还有数码相机。

区分CCD与CMOS

1970年是影像处理行业具有里程碑意义的一年，美国贝尔实验室发明了CCD.二十年后，人们利用这一技术制造了数字相机，将影像处理行业推进到一个全新领域.数字相机无需胶卷和冲洗、可重复拍摄和即时调整;影像可无限次复制且不会降低质量,方便永久保存，并可用于电子传送和处理。它的诞生给影像处理业带来了一场。

而后，有人发现,将计算机系统里的一种芯片进行加工也可以作为数字相机中的感光传感器，即CMOS，其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的。业内人士分析，它在不久的将来可能取代CCD，如今两者依然共存。许多人认为:“感光传感器，尤其是CCD，是摄像头最最核心的部件,是数字相机的心脏。\"

而事实并非如此:感光传感器,尤其是CCD，在摄像头中的功能是将透过镜头的光线捕获并转换为电子信号,与其说是数字相机的心脏，不如说是数字相机的眼睛.在研究级摄像头中，CCD或CMOS感光传感器虽然是十分重要的元部件,在很大程度上决定了摄像头的像素,但CCD/CMOS芯片在摄像头的成本中并不占主导位置，尤其是在越高端的领域这一特性表现越为突出。

从技术的角度比较，CCD与CMOS有如下四个方面的不同:

信息读取方式

CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂.CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号,信号读取十分简单。

速度

CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息,速度比CCD电荷耦合器快很多.

电源及耗电量

CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一个电源,耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势.

成像质量

CCD电荷耦合器制作技术起步早，技术成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2)隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高，各光电传感元件、电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较严重，噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用。近年，随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

此外，CCD与CMOS两种传感器在“内部结构\"和“外部结构”上都是不同的：

内部结构(传感器本身的结构)

CCD的成像点为X－Y纵横矩阵排列，每个成像点由一个光电二极管和其控制的一个邻近电荷存储区组成。光电二极管将光线（光量子）转换为电荷（电子），聚集的电子数量与光线的强度成正比。在读取这些电荷时，各行数据被移动到垂直电荷传输方向的缓存器中.每行的电荷信息被连续读出，再通过电荷/电压转换器和放大器传感.这种构造产生的图像具有低噪音、高性能的特点.但是生产CCD需采用时钟信号、偏压技术，因此整个构造复杂，增大了耗电量，也增加了成本。

CMOS传感器周围的电子器件，如数字逻辑电路、时钟驱动器以及模/数转换器等，可在同一加工程序中得以集成。CMOS传感器的构造如同一个存储器，每个成像点包含一个光电二极管、一个电荷/电压转换单元、一个重新设置和选择晶体管,以及一个放大器，覆盖在整个传感器上的是金属互连器(计时应用和读取信号)以及纵向排列的输出信号互连器，它可以通过简单的X－Y寻址技术读取信号。 外部结构（传感器在产品上的应用结构）

CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多.

CMOS光电传感器的加工采用半导体厂家生产集成电路的流程,可以将数字相机的所有部件集成到一块芯片上,如光敏元件、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换器、图像信号处理器及控制器等，都可集成到一块芯片上，还具有附加DRAM的优点.只需要一个芯片就可以实现很多功能，因此采用CMOS芯片的光电图像转换系统的整体成本很低。 什么是数字摄像头

所有CCD芯片都属于模拟元件,但当图像数据进入计算机时却是数字信号。如果数据是在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个摄像头就是模拟摄像头。而数字摄像头则是在摄像头内部完成数字化的，这样可以减少图像的噪音.与模拟摄像头相比，数字摄像头显著提高了摄像头的信噪比、增加了摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。科学研究级的绝大多数的CCD/CMOS芯片都是由Kodak、Sony、SIT制造的。

CCD与COMS的分类

CCD与CMOS按成像过程可以分为2大类:动态（fast scan）和静态（slow scan）；按应用场合不同可以分为专业级和民用级。常见的视频聊天摄像头（如罗技）与各种数字相机使用的分别是民用级动态和静态CCD/CMOS。

CCD的成像原理

CCD成像的过程是这样的：CCD表面被覆的硅半导体光敏元件捕获光子后产生光生电子,这些电子先被积蓄在CCD下方的绝缘层中，然后由控制电路以串行的方式导出到模数电路中，再经过DSP等成像电路形成图像。fast scan 和slow scan最大的区别就在于光生电子导出的速度和电路系统上不同。fast scan 导出电子的频率非常快，以便能达到视频级的刷新率，但这将导致电子丢失、噪声增多、光生电子清空不彻底;而slow scan 则相反，它的电路设计重在对光生电子积蓄的保护上，导出的频率不高,但保证传出过程中电子丢失和损耗降到极小，它的模数转换器动态范围和灵敏度极高，保证了信号转换过程不失真,同时为了减低热效应产生的噪声，一般使用Cooling 系统降温。

看了上面的解释我们可以知道专业级的科研用摄像头为什么那么贵了，从CCD感光层的材料和面积开始、到光生电子的积蓄、到电子的导出电路、传输电路、模数转换电路、图像显示电路、Cooling电路，每一步专业级科研摄像头的工艺都和民用级的不同,成本都在几十倍到几百倍以上。目的只有一个，专业级摄像头能尽可能完整的采集到所有的光信号。一般来说，民用级摄像头或数码相机只能反映50％以下的光信号.

评价CCD的基本指标主要包括像素值、信噪比、冷却温度等

信噪比(SNR）

信噪比真实体现摄像头的检测能力。所有的CCD摄像头的厂家为提高摄像头的性能,都尽力使信号(可达到满井电子的数目)最大同时尽可能减少噪音.

SNR=满井电子/噪音电子=动态范围=最大灰阶=2bit数

在相同满井电子的CCD，降低CCD噪音，就能提高CCD的监测能力，热或者暗电流对于CCD都是噪音,噪音在Cool CCD基本都可以被深度致冷的Peltier消除。在曝光超过5—10秒，CCD芯片就会发热,没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像，图像到处可见雪花。—20°C的摄像头可以拍摄高达5分钟的图像，—40°C的摄像头拍摄时间可以超过1小时。

CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。通过改善结构、优化方法，同样能减少噪音的产生.

像素面积

这个指标是在芯片的一个重要指标。像素面积越大、对光越灵敏。因为像素点面积有更多电子,能产生更多信号。大像素点增加灵敏度、小的像素点增加分辨率。要提高影像质量就必须增加CCD的像素,因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管.我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低,信噪比越低,动态范围越窄，因此这种方法不能无地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积.而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低,因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的。

4. 安防监控摄像机设计选型及采购指南

随着监控系统在社会上应用越来越广泛，可供监控摄像机的种类（品牌、型式和型号)日益繁多。作为监控工程设计安装工程商,如此众多种类的摄像机,对其系统设计师和采购经理，是一个考验。如何才能正确选用摄像机,确保系统的效果最佳、系统的成本最低呢？这几个问题困扰着不少设计工程师和采购经理。

或许，这篇文章,对于面临难题的工程师们有所帮助和启发。为了很好地阐述这个问题,让我们先从CCD摄像机一些基本知识谈起吧：

一、CCD监控摄像机分类

1、依成像色彩划分

彩色监控摄像机:适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。

黑白监控摄像机: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，可选用黑白监控摄像机。

2、依分辨率灵敏度等划分

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。

影像像素在38万以上的高分辨率型。

3、按监控摄像机形状划分

监控摄像机按外形划分主要有:式监控摄像机、针孔型监控摄像机、半球型监控摄像机.

4、按CCD靶面大小划分

1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。

2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm＊高6。6mm，对角线11mm。

1/2英寸——靶面尺寸为宽6。4mm*高4.8mm，对角线8mm。

1/3英寸——靶面尺寸为宽4。8mm＊高3。6mm,对角线6mm。

1/4英寸——靶面尺寸为宽3。2mm＊高2.4mm，对角线4mm.

5、按扫描制式划分

PAL制.

NTSC制。

6、依供电电源划分

220VAC，PAL系统。

24VAC。

12VDC,国内摄像机多属此类。

６、按同步方式划分

内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。

外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。

功率同步（线性锁定，line lock）：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。

外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。

多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台监控摄像机可以在同样的条件下作业,因各摄像机同步，这样即使其

中一台摄像机转换到其他景物，同步摄像机的画面亦不会失真。

二、CCD彩色监控摄像机基本知识

１、CCD彩色监控摄像机的主要技术指标

（１）CCD尺寸，亦即摄像机靶面。现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸也已商品化。

（２）CCD像素，像素越多,则图像分辨率越高、越清晰，现多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄像机。

（３）水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，目前市面上以420TVL和480TVL两种分辨率占主导地位。

（４）最小照度，也称为灵敏度.月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件,对一般摄像机而言,2~3lux属最低照度,现在1lux的普通摄像机比较普及，最为常用。

（５）扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。

(６）摄像机电源。交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V。

（７)信噪比。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。

（８）视频输出。多为1Vp—p、75Ω，均采用BNC接头。

（９）镜头安装方式。有C和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。

三、监控摄像机选用经验谈

在监控系统应用中，监控摄像机选用十分关键，它直接决定了整个监控系统的图像效果。下面，我们各种场合的摄像机选用谈谈看法，以供大家参考。

摄像机选用主要依据两个要素进行：一是摄像机使用环境（应用场合)；一是摄像机的相关主要参数。

一）监控摄像机应用场合--—监控摄像机型式的选用

目前摄像机种类繁多，应用场合也各不相同。应用场合决定摄像机型式的选用，要正确选用摄像机，我们必须了解该摄像机的安装场合，确定安装型式。目前，摄像机安装应用场合主要有：写字楼、酒店、工厂、银行、监狱等.一般还分为室内和室外使用。

我们以酒店监控安装为例，说明摄像机的选用。根据目前惯例，酒店应用监控系统，其前端摄像机安装位置主要有：大堂、电梯、楼道走廊、停车场等。

安装位置 停车场 监控范围一体化摄像机(如BN—132WD）大、动态性或式摄像机+电动变焦镜头 大 监控范围大大、动态性一体化摄像机（如BN—132WD） 同上 堂 大 监控范围固电定，光线稳飞碟摄像机（BN—030HUFO ） 引起顾客放干，可以兼顾电梯的整体美观和图像梯 定 楼监控范围固道定，光线较走为稳定 廊 单 （BN—0340HHL ） 以兼顾走廊整体美观和监控效果,而且安装调试简防爆半球摄像机破坏走廊的装修效果。吸顶安装半球摄像机，可监控效果 酒店的吊顶较低,如吊装普通式摄像机，太抢眼电梯安装位置狭窄，安装小型半球摄像机，不易单。 场合,可对现场进行细节放大，而且安装调试也简一体化摄像机内置变焦镜头，适合动态范围大的监控需求特选用摄像机型式 点 选用原因 二）监控摄像机选用参数

选定监控摄像机型式后，我们还应该针对应用环境确定摄像机的具体参数，进而选定摄像机型号.一般来说，摄像机的主要参数有：清晰度、最低照度，其余参数为参考依据。

清晰度：目前市面上摄像机330TVL-——480TVL居多，根据现在的应用情况，420TVL摄像机应用最为普遍，480TVL高清晰度摄像机应用情况其次；

最低照度：最低照度摄像机正常工作是对周围环境的最低要求。因此它也是选用摄像机的一个重要参数.

我们还是酒店监控为例，进行摄像机参数选用分析：

安装位置 停车场 大堂 要求清晰度一体化摄像机 （如BN—132WD ) BN-132WD 清晰度高达520TVL，内置镜头为高、环境亮度或昼夜形式摄像机+电动变焦镜自动光圈镜头,适宜亮度的变化 变化大 监控范围大、一体化摄像机 （如BN-132WD） 动态性大 监控范围固电定，光线稳梯 定、视角大 楼监控范围固道定，光线较为半球摄像机（BN—0340DHL ） 走稳定 廊 配置8mm广角镜头 们选用0.01—1LUX照度摄像机，420线就行，走廊内部安装有灯光，因此光度变化不大，我配置3。6mm广角镜头 小型半球摄像机 （BN-030DUFO） 们选用0。01-1LUX照度摄像机，420线就行，电梯内部安装有灯光，因此光度变化不大，我同上 头 监控参数要选用摄像机型式 求 选用原因

三)各种类型监控摄像机适宜的应用场合

下面列举一些监控摄像机类型最适宜的应用场合,以供工程师进行

监控系统设计参考: 摄像机类型 应用场合 电梯、有吊顶光线变化不大的室内应用场合 最适合安装在室内监控动态范围较大的场合，也适合安装在室外监控范围中等2 一体化摄像机 的场合（如需监控室外60m半径以内的目标） 3 式摄像机 4 水下摄像机 5 昼夜型摄像机 可安装在室内外任何场合,但不太适合监控或安装范围较小的场合 适用于水下安装使用 适用于环境亮度变化较大场合,如室内外晚上灯光较弱,白天亮度正常的场合 1 半球摄像机

6。 CCD摄像机常见性能和主要性能指

(一)摄像机清晰度

清晰度数是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器(应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数.当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条.

工业监视用摄像机的分辨率通常在380～460线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。清晰度是由摄像器件像素多少决定的，显然摄像器件的像素越多，得到的图像越清晰，反之也然。清晰度越高，说明摄像机档次越高,反之越低。 （二）摄像机最低照度

最低照度是最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值.一般彩色摄像机的最低照度为2～3LUX， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提，因此，不能只看摄像机说明书中标明的最低照度，应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小.最低照度越小，摄像机档次越高。相对于彩色摄像机而言，黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱（亮度）信号敏感，所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低，一般可做到0。1LUX在F1.4时，至于微光摄像机则更低。有关光圈系数的知识请参阅镜头一节。

视频信号的标称值为1Vp—p，标准值为0.7Vp—p,最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植.所以摄像机在最低照度时的图像，决不会“如同白昼一样”。另外，摄像机在最低照度时产生的图像清晰度,是用电视信号测试卡进行测式的,其黑白相间的条纹，要求黑色反射率近于0％，白色反射率大于。

9%。而我们在现场观察时有时不具备这样的条件，比如：树叶和草地的反射率很低，反差很小，就不易获得清晰图像。因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。 （三）摄像机信噪比

信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标.当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。

所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，因此，实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10为底的对数再乘以系数20，单位用dB表示。

一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时的值，因为当AGC接通时，会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。CCD摄像机信噪比的典型值一般为45dB～55dB。测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。 （四）摄像机自动增益控制（AGC）

AGC——Automatic Gain Control的缩写。所有摄象机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。为此，需利用摄象机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作,此即动态范围，即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高，但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故. （五）摄像机背景光补偿（BLC）

BLC——BackLight Compesation的缩写，也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。

通常，摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。

当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域（如从第80行 ~ 200行的中心区域)进行检测，通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,AGC放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高，从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。

当背景光补偿为开启时，摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善. （六）摄像机电子快门（ES）

电子快门的英文全称为Electronic Shutter，是对比照相机的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度)，即可实现控制CCD感光时间的功能。 （七)摄像机白平衡（WB）

白平衡（White Balance）,只用于彩色摄象机，其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。

自动白平衡（AWB,Automatic White Balance）有分为连续白平衡和自动控制白平衡。连续白平衡也称为自动跟踪白平衡（Automatic Tracking White balance，ATW），是随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景比较昏暗的场合下，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。自动控制白平衡(Automatic White balance Control，AWC），需要先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色参考目标，然后将通过菜单或开关设置从手动改变为自动方式，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为2300~10000K,在此期间，即使摄象机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。

手动白平衡关闭自动白平衡，通过手动调节红色或蓝色调整装置，以改变红色或蓝色状况，一般可调等级多达107个，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄象机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K(日光水平）等档次命令。 （八)摄像机同步方式

摄像机的同步方式一般有内同步、电源同步和外同步。

内同步（INT)是利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。电源同步（LL,Line Locked），也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄象机和电源零线同步。

外同步(EXT)利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。同步信号可以是彩色复合视频或黑色突法信号（VBS）、黑白复合视频或复合同步信号（VS）,也可以是如矩阵等外部设备的复用垂直驱动信号（VD2）和复合视频输出信号。

7。 CCD摄像机的安装与调整

镜头的安装方式：有C式和CS式两种，两者的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸，差别是镜头距CCD靶面的距离不同，C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米，比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度，CS式CCD摄像机镜头距焦点距离为12.5毫米.别小看这一个接圈，如果没有它，镜头与摄像头就不能正常聚焦，图象变得模糊不清。所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式，如果不是，就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈，而采用后像调节环（如松下产品），调节时，用螺丝刀拧松调节环上的螺丝，转动调节环，此时CCD靶面会相对安装基座向后（前）运动，也起到接圈的作用。另外（如SONY，JVC）采用的方式类似后像调节环，它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后，调节顶端的一个齿轮，也可以使图象清晰而不用加减接圈。

AGC ON/OFF（自动增益控制）:摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，使视频信号畸变。当开关在ON时，在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时，在低亮度下可获得自然而低噪声的图像.

ATW ON/OFF（自动白平衡):开关拨到ON时,通过镜头来检测光源的特性/色温，从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益.

ALC/ELC（自动亮度控制/电子亮度控制)：当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间（一般从1/50到1/10000秒连续调节)。选择这种方式时，可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头.需要注意的是：在室外或明亮的环境下，由于ELC控制范围有限，还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下，可能出现下列情况: ① 在聚光灯或窗户等高亮度物体

上有强烈的拖尾或模糊现象。 ② 图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。 ③ 白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。

以固定光圈镜头采用ELC方式时,图象的景深可能小于使用ALC式镜头所获得的景深。因此，摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时.景深会比使用ALC式镜头时小,而且图象上远处的物体可能不在焦点上.

当镜头是自动光圈镜头时，需要将开关拨到ALC方式.

BLC ON/OFF（背光补偿开关）:当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时，应该把开关拨到ON位置。注意： ① 当与云台配用或照明迅速改变时，建议把该开关放在OFF位置，因为在ON位置时，镜头光圈速度变慢；② 如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用.

LL/INT（同步选择开关）:此开关用以选择摄像头同步方式,INT为内同步2,1隔行同步；LL为电源同步.有些摄像头还有一个LL PHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时，此装置可调整视频输出信号的相位，调整范围大概是一帧。(调整需要专业人员进行）

VIDEO/DC（镜头控制信号选择开关）：ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时，应该选择DC位置，需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时，应该选择VIDEO位置。

当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制（VIDEO LEVEL L/H)可能需要调整，该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平，用以控制镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮）。

在摄像头的配件中，有一个黑色的小插头,插头有四个针，联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头，镜头上已经做好了插头，只要插在插座上，把选择开关拨到DC即可；如果用视频驱动的自动光圈镜头，需要用户根据说明书上的标注，用烙铁焊好.由于厂家定义不同,所以焊法也有区别，请安装时留意。

SOFT/SHARP(细节电平选择开关）:该开关用以调节输出图像是清晰（SHARP）还是平滑(SOFT)，通常出厂设定在SHARP位置。

FLICKERLESS（无闪动方式）：在电源频率为50Hz的地区，CCD积累时间为1/50秒，如果使用NISC制式摄像机，其垂直同步频率为60Hz，这样将造成视觉影像不同步，在监视器上出现闪动；反之,在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像.为克服此现像，在电子快门设置了无闪动方式档，对NISC制式摄像机提供1/100秒，对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以防止监器上图像出现闪烁。手动电子快门：有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体，如果尾1/50秒速度拍摄，会产生拖尾现象,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门，使CCD的电荷偶合速度固定在某一值，例如1/500、1/1000、1/2000秒等等，此时CD的电荷偶合速度提高,这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现象,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必须使用此设置。所以,某些专用摄像头给出了手动电子快门，提供给特殊用途的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书，在此就不在赘述了。

补充说明：有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控，请注意:由于CCD摄像头同样是靠光线反射来成像，如果没有光，它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花.如何得到图像呢？一种方法是加可见光照明，如路灯、探照灯；一种是加红外灯(特别是要求不能安装可见光源的场合）,对于彩色CCD摄像头，对红外灯响应不够，有一些日夜两用彩色摄像头在夜间会自动转换成黑白模式.所以，你的监控系统要求夜间使用，一定要采用黑白CCD摄像头。

红外灯有室内、室外，短距离和长距离之分，一般常用室内10-20米范围的红外灯，由于墙壁的反射，图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想，而且价格昂贵，不到必要时一般不采用。

7。 CCD与CMOS

第一种技术，也就是使用最普遍的一种技术，是使用单片式传感器。这种彩色传感器结构复杂，其中包括三个光学滤片，用以产生三种原色——红、绿、蓝——单独组成的三幅图像.这三幅图像足以在可见光范围内重新生成所有的颜色。这三种颜色的滤片将传感器上的全部像素分成三组，每种滤片覆盖三分之一数目的像素。传感器后面连接着视频电路和计时信号发生电路,它们会将传感器采集来的信号合成为彩色的复合视频信号。

由于这种摄像机只有一个传感器，所有来自镜头的光线必须分成三份使用。这样，整个摄像机的灵敏度就降低到了原来的三分之一。又因为每一个分辨率点都必须由三个不同颜色的点组成，所以分辨率同

样也降低到了原来的三分之一.但是，由于单片式传感器的价格相对较低，所以它比三片式传感器(带棱镜)应用得更广泛.

三片式传感器技术的光路.这就是用来产生彩色视频信号的第二种技术:镜头和三色固态传感器之间放有棱镜，将光线折射到三片传感器上.

棱镜的作用是将全部可见光分成三种原色（红绿蓝）.每个传感器都配有自己的视频电路和计时电路，以产生对应颜色的单色视频信号。三幅不同颜色的图像信号是同时产生的，但其强度就依该颜色在场景中所占的比例而定。摄像机最后输出的复合视频信号是三种颜色信号的代数组合.不同颜色信号在总信号中所占的比例依代表场景亮度的NTSC制式规定而确定。三片式传感器技术比单片式传感器技术的成本高，但它生成的图像也具有更好的色彩保真度、更高的分辨率和灵敏度.

有一款采用3—CCD器件的彩色摄像机很是出色，它的镜头安装接口的直径是2.25英寸（卡口式），这么大的直径主要是为了配合三片式传感器和棱镜的工作。棱镜将入射光线分成三种原色后，各个传感器的输出信号经混合生成彩色的复合图像。将这种摄像机的显示结果与单CCD传感器摄像机的显示结果相比较，我们不难发现，每种颜色的像素数都是原来的三倍。结果，图像的分辨率也提高到了原来的三倍。图像中的色彩非常逼近被摄场景中的真实色彩。摄像机的分辨率达到了550 (H) X 350 （V)电视线。这种摄像机非常适合对分辨率要求较高的高分辨率S-VHS录像机和Hi—8录像机使用。S-VHS和Hi—8录像机需要接驳YC式信号（其中Y是照度信号，C是色度信号），这种信号的输出端子不是普通的BNC接头，但可以与传统的复合视频信号系统相兼容。因为摄像机中使用了三片CCD，它的最低工作照度可以低至1英尺烛光，也就是一支腊烛发出的光.这臻于完美的安全用彩色摄像机由于可以在低照度下工作，同时又能保有较高的分辨率，所以常被用来识别场景中的人或物，或用于出入口控制中的人员鉴别。

增强型CCD传感器的光线过载问题

增强器是一种专门设计用来在近黑暗条件下工作的夜间监视系统。它不是为明亮灯光照射下的停车场或街道而设计的，它的设计用途是用于极度缺乏照明的场景，如树林、无照明的外部边界，黑暗的内部边界,或远距离场景等。

SIT、ISIT和其它光敏真空管摄像设备都需要采取同样的预防措施。长时间暴露在明亮的点光源下，会引起永久性的图像滞留，或损坏光阴极的表面。当整个场景的照度保持相对一致时，增强器可以达到最佳工作状态。多云、或月光照耀下的海边，或漆黑一片的繁茂树林，都是增强型摄像机可以大显示身手的地方。有些地方有明亮的照明光源点,又有些地方完全黑暗的停车场或货运码头，在使用增强型摄像机观察时，画面质量会非常差,除非只让摄像机观察不带光源点的地带。

由于工作照度的降低,强光引起的场景开花现象（Scene blooming，场景内的明亮光源所引起的白色过载点的扩散）就成了大多数摄像机经常遭遇到的问题。在低照度摄像系统中，除了偶然的明亮光线或闪光外，整个场景对比度非常小，因此这个问题显得尤其讨厌。当开花现象在画面中进行时，图像会变得模糊而丢失许多有用的信息.当SIT接收到的光线强度超过正常标准的1000倍时，图像开花就会成为严重的问题。为了减少这种讨厌的过载，许多SIT和ISIT摄像机都配有自动光圈镜头,以在摄像机工作的整个动态范围内提供照度补偿。为使摄像机看到过于明亮的目标（危险)，常常使用快门机构来自动关闭光线的通道,从而起到保护传感器和真空管的作用。

专为低照度工作环境而设计的成像设备通常不能将低照度场景中的高亮度点正常成像(高亮度点会浸染到邻近区域去）。不同的低照度系统可以不同程度地处理地表火、闪光、车灯，或跑道灯光等强光源.这些强光源所发出光线的亮度比从场景搜集的残余光线的亮度要高得多(后者只能为被摄物体提供极少的照明）。强光源释放的能量通过空气和增强器的光学器件扩展,其结果是聚集的光线在邻近范围内多次扩展，直至其尺寸远远超过点光源本身应占的图像尺寸，进而引起邻近图像细节的消失。第一代真空管增强器曾饱受这种“开花之苦”。第二代增强器由于具有内置的饱和度控制功能,因此较少出现开花现象。第二代增强器在意外的明亮光线(如汽车前灯、街灯等)的过载免除方面作出了有效的改进.通过实际使用这些设备，就可以看出三级式第一代、第二代和第三代增强器的不同之处.在强光点处理方面，第二代和第三代增强器显示出比第一代增强器更优越的性能。

CMOS传感器与CCD传感器的比较 CCD，（Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形,广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似，光线穿过一个镜头，将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是，CCD既没有能力记录图形数据，也没有能力永久保存下来，甚至不具备“曝光”能力.所有图形数据都会不停留地送入一个“模—数”转换器，一个信号处理器以及一

个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状,最大的有2×2平方英寸。1970美国贝尔实验室发明了CCD.二十年后，人们利用这一技术制造了数码相机，将影像处理行业推进到一个全新领域。

CMOS，(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”.它是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导所需的大量资料.有人发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的感光传感器，其便于大规模生产和成本低廉的特性是商家们梦寐以求的.

CCD和CMOS的技术对比

从技术的角度比较，CCD与CMOS有如下四个方面的不同：

信息读取方式：CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流（或电压)信号,信号读取十分简单。

速度：CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多。

电源及耗电量：CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电,耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。

成像质量：CCD电荷耦合器制作技术起步早，技术成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2)隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高，各光电传感元件、电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较严重，噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用.近年，随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件.

目前，CCD技术主要掌握在索尼、佳能、奥林巴斯等几大厂商手中。主流的数码相机均采用CCD作为光敏传感器件，像素数一般为三百万左右。其制造工艺复杂，功耗大，成本较高。未来，采用CCD传感器

的数码相机将继续朝着提高像素数,增加拍摄功能，提高照片质量的方向发展，力争在各项指标上早日达到传统相机的标准。

采用CMOS传感器的数码相机一般低于130万像素，主要面向以家庭、个人用户为主的低端市场.其时尚化、多功能、价格低的优势受到了普通消费者的欢迎。国内的数码相机厂商对CMOS数码相机倾注了极高的热情，包括海鸥、先科、喜马拉雅等先后推出了相应产品。 CMOS可塑性较高，未来除了数码相机之外，将在传真机、扫描仪、数字摄像机、安全侦测系统等方面得到广泛应用。目前市场上CMOS产品不多,但在美国，包括Intel、ATI在内的多家公司都在积极研发相关产品.今年7月,欧洲的半导体研究机构IMEC公布了两个有关CMOS的研发项目，其中探索CMOS技术极限的“Advanced Device Implementation Program”，其目标是确立国际半导体技术规划（ITRS）的最新版本，并提出面向60nm~30nm的技术。

8。 CCD和CMOS摄像头的区别

首先说一下在闭路电视监控中摄像机的CCD 和CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同.简单的说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中,由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大,再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。

两者优缺点的比较

CCD CMOS

设计 单一感光器 感光器连接放大器 灵敏度 同样面积下高 感光开口小，灵敏度低

成本线路 品质影响程度高, 成本高 CMOS整合集成，成本低 解析度 连接复杂度低，解析度高 低，新技术高 噪点比 单一放大,噪点低 百万放大，噪点高 功耗比 需外加电压，功耗高 直接放大，功耗低

由于构造上的基本差异，我们可以表列出两者在性能上的表现之不同.CCD的特色在于充分保持信号在传输时不失真(专属通道设计）,透过每一个像素集合至单一放大器上再做统一处理，可以保持资料的完整性;CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。

整体来说，CCD与CMOS 两种设计的应用，反应在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、制造成本、解析度、噪点与耗电量等，不同类型的差异：

ISO 感光度差异：由于CMOS 每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD.

成本差异：CMOS 应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损失;相对地 CCD 采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通道，如果通道中有一个像素故障(Fail）,就会导致一整排的讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率比CMOS低，加上另辟传输通道和外加 ADC 等周边，CCD的制造成本相对高于CMOS.

解析度差异：在第一点“感光度差异”中，由于 CMOS 每个像素的结构比 CCD 复杂,其感光开口不及CCD大， 相对比较相同尺寸的CCD与CMOS感光器时，CCD感光器的解析度通常会优于CMOS。不过，如果跳脱尺寸，目前业界的CMOS 感光原件已经可达到1400万像素 / 全片幅的设计,CMOS 技术在量率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难，特别是全片幅 24mm-by—36mm 这样的大小。

噪点差异：由于CMOS每个感光二极体旁都搭配一个 ADC 放大器，如果以百万像素计，那么就需要百万个以上的ADC 放大器,虽然是统一制造下的产品，但是每个放大器或多或少都有些微的差异存在，很难达到放大同步的效果，对比单一个放大器的CCD,CMOS最终计算出的噪点就比较多.

耗电量差异：CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出；但CCD却为被动式， 必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通道。而这外加电压通常需要12伏特(V）以上的水平，因此 CCD 还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度，高驱动电压使 CCD 的电量远高于CMOS。

9。 电视监控系统的前端设备基础知识

电视监控系统的前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、、报警探测器和多功能解码器等部件组成，它们各司其职，并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系（传输视/音频信号及控制、报警信号）。在实际的电视监控系统中,这些前端设备不一定同时使用，但实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是必不可少的。

一、摄像机是获取监视现场图像的前端设备,它以面阵CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等.近年来，新型的低成本MOS图像传感器有了较快速的发展，基于MOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中.由于MOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此，在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机.摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率.顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中,应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头。

1.1黑白CCD摄像机的主要参数在电视监控系统中选择摄像机，一般要看几个主要的参数，即分辨率、最低照度和信噪比等，另外还要考虑摄像机的附带功能及价格和今后服务等因素.以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。

A、CCD尺寸及像素数CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的CCD尺寸比较大，为lin、2/3in和1/2in等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的CCD尺寸以1/3in为主流。像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数，有些给出了水平及垂直方向的像素数，如500H＊582V，有些则组出了前两者的乘积值，如30万像素。对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如,在电视监控摄像机中使用的CCD传感器的像素有的已达到48万像素。

B、分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器(应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间,广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。

C、低照度指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时，还应特别注明镜头的最大相对孔径。例如,使用F1。2的镜头，当被景物的光亮度值低到0.04lux时，摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的50％,即达到350mV(标准视频信号最大幅起来700mV)，则称此摄像机的最低照度为0.04lux/F1.2。被摄景物的光亮度值再低，摄像要输出的视频信号的幅值就达不到350mV了,反映在监视器的屏幕上，将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。

D、信噪比及伽玛校正系数信噪比也是摄像机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log,一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时的值，因为当AGC接通时,会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高.CCD摄像机的信噪比的典型值一般为45~55dB。测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。伽玛校正系数前面提到的γ值，其典型值为γ=0.45.现行摄像机大都采用了固定的γ值。

1。2黑白CCD摄像机的附带功能除了上述介绍的基本参数外,各品牌的摄像机大都还有一些附带的功能，如自动光圈接口、电子快门、自动增益控制、逆光补偿、线锁定同步及外同步等，下面简要介绍一下。

A、电动光圈接口目前在市场上见到的标准CCD摄像机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，其中有些只提供一种驱动方式（通常为视频驱动方式）,也就是说，它只能配接VD型的自动光圈镜头，有些则可同时提供两种驱动方式（视频驱动和直流驱动）供用户选择,因此,它可以配接任何自动光圈镜头。这里，视频驱动（VideoDriver,简称VD）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电路输出控制电压,使镜头光圈调整电动机转动；直流驱动（DCDriver，简称DD)方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路,可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动，因此，具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因为增加了一部分电路），但所选配的自动光圈镜头则因其内部不含有驱动电路而体积稍小一些，价格也就低一些。不同品牌及型号的摄像机所带自动光圈接口的位置及形式是不完全一样。一般摄像机的自动光圈接口设置在机身的后面板上，但也有一些则设在机身的侧面。有几种不同形式的自动光圈的接口，包括（1）阴式方四孔型(2）阴式圆四孔型（3）接线端子型;其中阴式方四孔接口最为常见，但不同摄像机对其各针脚的定义又不完全相同.一般视频驱动自动光圈接口使用3个针，即电源、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用4个针,即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负。若同时具有两种光圈驱动方式，则具体将该接口定义为VD还是DD驱动方式,须由另外的拨动开关来选择(如JETCOM公司的JC系列摄像机）,也有的由摄像机盖板内视频处理板上不同的插座位置来选

择,并在出厂前设定一种方式(如NATURE的NV-434CA摄像机），还有的干脆在摄像机机身侧面及后面板上直接设定两个不同的自动光圈接口（如JVC的TX—S240E摄像机）.

B、电子快门电子快门（ElectronicShutter）是比照照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度）,即可实现控制CCD感光时间的功能。

C、自动增益控制 摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平，即。为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节.这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称AGC电路。具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显.这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。

D、背光补偿 背光补偿（Back–lightCompensation）也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷.

当引入背光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域(如从第80行~200行的中心区域）进行检测，通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低，AGC放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高,从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。

E、线锁定同步 线锁定同步（LINE LOCK）是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时，将此开关拨到线锁定同步(LL）的位置，就可消除交流电源的干扰。

1.3摄像机的使用

摄像机的使用很简单，通常只要正确安装镜头、连通信号电缆，接通电源即可工作。但在实际使用中，如果不能正确地安装镜头并调整摄像机及镜头的状态，则可能达不到预期使用效果。以下简要介绍摄像机的正确使用方法。

A、安装镜头 摄像机必须配接镜头才可使用,一般应根据应用现场的实际情况来选配合适的镜头,如定焦镜头或变焦镜头、手动光圈镜头或自动光圈镜头、标准镜头或广角镜头或长焦镜头等。另外还应注意镜头与摄像机的接口，是C型接口还是CS型接口（这一点要切记，否则用C型镜头直接往CS接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的CCD芯片）。

安装镜头时，首先去掉摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头，还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上，对于电动两可变镜头或三可变镜头，只要旋转镜头到位,则暂时不需校正其平衡状态(只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状态)。

B、调整镜头光圈与对焦 关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关，将摄像机对准欲监视的场景，调整镜头的光圈与对焦环，使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机，最好配接自动光圈镜头并作摄像机的电子快门开关置于OFF.如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关置于ON，并在应用现场最为明亮(环境光照度最大）时，将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳(不能使图像过于发白而过载)，镜头即调整完毕.装好防护罩并上好支架即可。由于光圈较大，景深范围相对较小,对焦距时应尽可能照顾到整个监视现场的清晰度。当现场照度降低时，电子快门将自动调整为慢速，配合较大的光圈，仍可使图像满意.

在以上调整过程中,若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大，而是关得比较小，则摄像机的电子快门会自动调在低速上,因此仍可以在监视器上形成较好的图像；但当光线变暗时，由于镜头的光圈比较小,而电子快门也已经处于最慢（1/50s)了，此时的成像就可能是昏暗一片了。

C、后焦距的调整 后焦距也称背焦距，指的是当安装上标准镜头（标准C/CS接口镜头）时,能使被摄景物的成像恰好成在CCD图像传感器的靶面上,一般摄像机在出厂时，对后焦距都做了适当的调整,因此,在配接定焦镜头的应用场合，一般都不需要调整摄像机的后焦。

在有些应用场合，可能出现当镜头对焦环调整到极限位置时仍不能使图像清晰，此时首先必须确认镜头的接口是否正确。如果确认无误，就需要对摄像机的后焦距进行调整。根据经验，在绝大多数摄像机配接电动变焦镜头的应用场合，往往都需要对摄像机的后焦距进行调整。

后焦距调整的步骤如下：

a、将镜头正确安装到摄像机上。

b、将镜头光圈尽可能开到最大（目的是缩小景深范围，以准确找到成像焦点）。

c、通过变焦距调整(Zoom In）将镜头推至望远（Tele）状态，拍摄10m以外的一个物体的特写,再通过调整聚焦（Focus）将特写图像调清晰.

d、进行与上一步相反的变焦距调整（Zoom Out)将镜头拉回至广角（Wide）状态,此时画面变为包含上述特写物体的全景图像,但此时不能再作聚焦调整（注意：如果此时的图像变模糊也不能调整聚焦），而是准备下一步的后焦调整。

e、将摄像机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉旋松，并旋转后焦调节环（对没有后焦调节环的摄像机则直接旋转镜头而带动其内置的后焦环)，直至画面最清晰为止，然后暂时旋紧内六角螺钉。

f、重新推镜头到望远状态，看看刚才拍摄的特写物体是否仍然清晰，如不清晰再重复上述第a、b、c步骤。

g、通常只需一两个回合就可完成后焦距调整了。

h、旋紧内六角螺钉，将光圈调整到适当的位置.

2.镜头

镜头是电视监控系统中必不可少的部件，镜头与CCD摄像机配合，可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上.

镜头的种类繁多,从焦距上分类,可分为短焦距、中焦距、和焦距和变焦距镜头;从视场的大小分类，可分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（指光圈、焦距、聚焦这三者均可变)等类型。由于镜头选择得合适与否，直接关系到摄像质量的优劣，因此,在实际应用中必须合理选择镜头.

10。 镜头选型方法

如果把摄像机比喻为人的眼睛，镜头就好比是眼球，它直接关系到监看物体的远近、范围和效果。镜头的选用应考虑一下几点:

1) 镜头尺寸应等于或大于摄像机成像面尺寸.例如：1/3″摄像机可选1/3″～1″整个范围内的镜头，但水平视角的大小都是一样的.只是使用大于1/3″的镜头能够更多地利用成形，更精确了镜头中心光路，所以可提高图像质量和分辨率.

2） 选用合适的镜头焦距。焦距越大，监看距离越远,水平视角越小,监视范围越窄;焦距越小，监看距离越近，水平视角越大,监视范围越宽。镜头焦距可按照以下公式估算。

f=A×L/H

(f-—镜头焦距；A-—摄像机CCD垂向尺寸；L-—被摄物体到镜头距离；H—-被摄物体高度）

格式 CCD垂向尺寸

3） 考虑环境光线的变化。光线对图像的采集效果起着十分重要的作用.一般来说,对于光线变化不明显的环境，我们常选用手动光圈镜头，将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了;如果光线变化较大，如室外24小时监看，应选用自动光圈，能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小，保证图像质量。但需注意的是，如果光线照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较大时，采用自动光圈镜头效果不理想。

4) 考虑最佳监看范围.因为镜头焦距和水平视角成反比，因此既想看得远，又想看得宽阔和清晰，这是无法同时实现的。每个焦距的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果，所以如果监看的距离较远且范围较大,最好是增加摄像机的数量，或采用电动变焦镜头配合云台安装。

5） 镜头接口与摄像机接口要一致。现在的摄像机和镜头通常都是CS型接口,CS型摄像机可以和CS型、C型镜头配接，但和C型镜头接配时，必须在镜头和摄像机之间加接配环,否则可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD摄像机的损坏.C型摄像机不能和CS型镜头配接.

1英寸 9。6㎜ 2/3英寸 6.6㎜ 1/2英寸 4。8㎜ 1/3英寸 3。6㎜ 1/4英寸 2.7㎜ 11。 云台选型方法

云台可以简单理解成一个可以全方位（水平360°，垂直90°）自由旋转的底座。云台的使用扩大了摄像机的视野。在电视监控系统中，需要巡回监视的场所,如大厅、操场、广场等常选用云台。

云台一般分为普通型和球型云台。普通云台为裸露型云台，安装摄像机时需加装摄像机防护罩；球型云台为内置型云台，外部有全球或半球护罩，因此球型云台较普通云台具有外形美观、隐蔽、安装简便的特点。选用云台时要注意以下几点。

(1) 分清室内室外安装。室外云台较室内云台具有更好的防水性、耐腐蚀性、恒温性和抗冲击能力，以适应室外复杂的气候条件，其重量和承载能力也都大于室内云台。

(2) 根据特殊环境要求.如宾馆、小区、机关、写字楼等场所,一般对产品安装后的隐蔽性要求较高,因而多采用球型云台.需要注意的是，由于室内半球云台需吸顶嵌入安装,因此如果墙顶无法镂空时，则无法安装.

（3) 如果给摄像机添加红外灯,必须选用普通云台.球型云台无法挂装红外灯。

(4) 由于球型云台没有机械雨刷，所以如果必须使用雨刷功能,只能选用普通云台配以雨刷防护罩

12。 如何选择摄像机

摄像机是整个监控系统的核心设备，选型时应根据现场环境和用户需求,慎重选择。针对我公司摄像机产品，就各种类型摄像机的选用原则做以下简单说明，希望对您的项目有所帮助：

1）根据安装方式选择。如固定安装，摄像机多选用普通式摄像机或半球摄像机；如采用云台安装方式,现多选用一体化摄像机,如SANNO的SN—220C，特点是:内置电动变焦镜头,小巧美观，安装方便，性价比优，也可采用普通式摄像机另配电动变焦镜头方式,但价格相对较高，安装也不及一体化摄像机简便。

2）根据安装地点选择。由于普通式摄像机,既可壁装又可吊顶安装,因此室内室外不受，比较灵活；而半球摄像机，只能吸顶安装，所以多用于室内且安装高度有一定。但和式摄像机相比，不需另配镜头、防护罩、支架，安装方便，美观隐蔽，且价格经济。

3）根据环境光线选择。如果光线条件不理想，应尽量选用照度较低的摄像机,如彩色超底照度摄像机、彩色黑白自动转换两用型摄像机、低照度黑白摄像机等，以达到较好的采集效果。需要说明的是，如果光线照度不高，而用户对监视图像清晰度要求较高时，宜选用黑白摄像机.如果没有任何光线，就必须添

加红外灯提供照明或选用具有红外夜视功能的摄像机，如SANNO的SN—350CWH或SN—350CW摄像机,其特点是：摄像机本身具有彩色黑白转换模式，自带镜头和安装支架，独特的真空包装设计，在室内使用时无需加装防护罩,且外形美观，隐蔽性好，性价比优。

4）根据对图像清晰度的要求进行选择。如果对图像画质的分辨率要求较高,应选用电视线指标较高的摄像机。一般来说，对于彩色摄像机,420 、450 TVL（电视线)都为中解析摄像机，470 TVL以上都为高解析摄像机。清晰度越高，价格相对越高。

5）还应注意产品说明上的一些性能指标.如信噪比、自动光圈镜头的驱动方式等.一般的电视监控系统中信噪比指标要选大于48dB的，这样不仅满足行业标准规定的不小于38dB的要求，更重要的是当环境照度不足时，信噪比越高的摄像机图像就越清晰。镜头的驱动方式一般选用双驱动的，以便随意选用DC驱动或视频驱动的自动光圈镜头。

6)另外,选好了摄像机，安装更时谨慎。严格按照产品说明书进行正确操作，如工作温度、电源电压等。绝大多数摄像机生产厂家的温度指标是－10～＋50℃,如使用地区的温度、湿度变化较大应加特别防护。由于国内摄像机交流电压适应范围一般是200～240V,抗电源电压变化能力较弱，在系统中使用时需添加稳压电源.

13. 摄像机是怎样自动聚焦的

当摄像机聚焦很清楚时，图像的细节变得清晰,这时图像中的线条或物体的轮廓由模糊变得锐利，这些细节在电学中即为视频中的高频分量，当聚焦最清楚时，高频分量的幅度最大。

按照上述思想，在一帧图像中对三个位置的视频信号采样保持，然后对镜头中聚焦控制的步进电机先正方向再反方向以小的步长电流控制，反复比较高频分量的幅度，当三个位置的视频信号的高频分量幅度都达到最大或至少两个位置的高频分量幅度都达到最大时，停止步进电机的转动，即认为聚焦最佳.

14。 镜头分类

1．按照镜头的种类分类（根据应用场合分类）

• 广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形。

• • • •

标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。

长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。

变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。

2．按照被摄物体的大小、距离与焦距的关系分类 1）定焦距:焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。

• 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化,应相应调节光圈的大小。光圈的大小可通过手动或自动调节,人为手工调节光圈的，称为手动光圈。镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。

• 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。

2)变焦距:焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。

• • • •

常用的变焦镜头为六倍、十售变焦等。 三可变和二可变镜头

三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦调、调聚焦、自动光圈。

14。 安防监控常用术语汇总

ASF

是 Advanced Streaming format 的缩写，是一种可以直接在网上观看视频节目的文件压缩格式，由于它使用了 MPEG4 的压缩算法，所以压缩率和图像的质量都很不错。因为 ASF 是以一个可以在网上即时观赏的视频“流”格式存在的，所以它的图象质量比 VCD 差一点点并不出奇,但比同是视频“流”格式的 RAM 格式要好。

AVI

AVI 是 Audio Video Interleave 的缩写，微软由 WIN3.1 时代发表的旧视频格式,优点是兼容好、调用方便、图象质量好,缺点是数据量大。

标准视频信号

标准视频输入具有标准视频输入接口（RCA)。标准视频信号在输出时要进行编码，将信号压缩后输出,接收时还要进行解码.这样会损失一些信号.

CCD尺寸

CCD尺寸指的是CCD图像传感器感光面的对角线尺寸，早期的CCD尺寸比较大,为l inch、2/3 inch和1/2 inch等几种，因而近年来用于电视监控摄像机的CCD尺寸以1/3 inch为主流.

成像尺寸

镜头一般可分为25。 4mm（l inch）、16. 9mm（2/3 inch)、12。 7mm（1/2 inch）、8。47mm(1/3 inch）和6。35mm（1/4 inch）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合.

磁聚焦(Magnetic focusing）:

利用磁场作用来使电子束会聚的方法。

DIVX

DIVX 视频编码技术可以说是一种对 DVD 造成威胁的新生视频压缩格式（有人说它是 DVD 杀手)，它由 Microsoft mpeg4v3 修改而来,使用 MPEG4 压缩算法.同时它也可以说是为了打破 ASF 的种种协定而发展出来的。而使用这种据说是美国禁止出口的编码技术 ——- MPEG4 压缩一部 DVD 只需要 2 张 CDROM!这样就意味着，你不需要买 DVD ROM 也可以得到和它差不多的视频质量了，而这一切只需要你有

CDROM 哦！况且播放这种编码，对机器的要求也不高，CPU 只要是 300MHZ 以上(不管你是PII，CELERON，PIII,AMDK6/2，AMDK6III,AMDATHALON,CYRIXx86）在配上 兆的内存和一个 8兆 显存的显卡就可以流畅的播放了。这绝对是一个了不起的技术,前途不可限量!

低频失真（Low—frequency disortion）:

低频率下发生的失真现象.电视系统中一般指15。75kHz以下的频率。

低照度摄像机， （Low light level/LLL camera)：

可以在极其微弱的光照下工作的闭路电视摄像机.

电气失真(Distortion electrical）：

某信号与原信号相比时，出现的不希望发生的波形变化.

点条状信号发生器( Dot bar generator)：

产生特殊的点条信号的设备.一般用来测量电视摄像机和视频监视器的扫描线性和几何失真.

电磁聚集(Electromagnetic focusing）：

使用电子透镜系统中的一个或多少偏转线圈，通过电磁场的作用，将阴极射线束会聚成一点的过程。

动态范围（ Dynamic range )：

在电视系统中，指摄像机的实用照度范围。在这种情况下，被摄视场中同时存在强光区和阴影区，而所有细节均可看清。数量上一般以允许的最大照度水平与最小照度水平的电压差或功率差来衡量。

抖动（现象）（Jitter）：

由于机械干扰或电源电压、元器件特性等的变化所引起的信号不稳定，信号的不稳定可能是振幅上的或是相位上的，也可能两者兼有.

EIA接口标准(EIA interface）：

由电子工业协会的（EIA）规定的一系列标准信号特性，包括持续时间、波形、电压和电流等。

EIA同步信号（EIA sync signal)：

在电子工业协会的RS－170(单色图像）标准，RS－170A(彩色图像）标准、RS－312、RS330、RS－420及续后文件中规定的,用于使扫描同步的信号。

F值(f—number)

F值是物镜焦距（FL）与入射光瞳周长（D)的比值，即F＝FL / D。F值与焦距成正比，与透镜周长成反比。F值越小，透镜的透光性能越好.

负载（load)：

承受设备所输出的能量的部件。

放大倍数（Magnification)：

表示被摄物与图像之间的尺寸差异的数字。通常以焦距为1英寸镜头和靶面尺寸为1英寸的传感器为基准（放大倍数＝M＝1）。焦距为2英寸的镜头的放大倍数为M＝2。

干扰(Interference)：

倾向于扰乱期望获得的信号的外来杂散信号.

隔离放大器（Isolation amplifier)

输入和输出电路经过特殊设计，可以避免两者互相影响的放大器.

隔行扫描，2：1～( Interlace，2 to 1）：

闭路电视系统中使用的一种扫描技术。其中，每帧图像由两场组成，两个场以2比1的速率精确地同步扫描，相连场中相邻扫描行间的时间或相位关系是固定的.

光（Light）：

眼睛可以看到的电磁射线，波长在400nm(蓝色）到750 nm(红色）的范围内。

光通量(Luminous flux）:

光通过的时率。

光圈(Iris)

位于摄像机镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可用来控制通过镜头的光线的多少。

光圈值

镜头的透光能力

光学失真(Distortion， optical）：

用来描述图像不是物体的准确复制的一般术语。失真有多种不同的类型。

红外辐射(Infrared radiation)：

波长大于750纳米（可见光谱红色的一端)、小于微波波长不可见光.

回波(Echo）：

信号传输过程中从一个或多个点反射回来的信号。与原信号相比，具有明显的幅度和时间上的差异.回波可以比原信号超前或拖后，造成反射波或”重影”现象。

IP防护等级

是器材防尘防水的一个指标。此项指标在欧洲及英国产品中经常使用，由两位数字组成.前一位是对固体的防御指标，后一位是对液体的防御指标. 与防护罩有关的IP率: IP55：防尘，但会进入有限的少量灰尘.防止来自各个方向的低压水，但会进入有限的少量水。 IP65：防尘，不会进入灰尘。防止来自各个方向的低压水,但会进入有限的少量水. IP66：防尘，不会进入灰尘。防止来自各个方向的高压水，但会进入有限的少量水.

激光（Laser):

Light amplification by stimulated emission of radiation 的缩写.激光器是一个光学谐振腔，两端装有平面镜或球面镜，中间装有光放大材料。它使用光学或电学的方法激发其中的材料，使材料的原子受激发产生一束亮光，亮光透过其一端的镜面发射出来。输出的光束是高度单色(纯色）和非扩散性的。

焦距(FL)

透镜中心或其第二主平面到图像聚焦点处的距离.FL的单位一般为毫米或英寸。

焦距

在实际应用中，经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多么宽的场景等问题,这实际上由所选用的镜头的焦距来决定，因为焦距决定了摄取图像的大小,用不同焦距的镜头对同一位置的某物体摄像时,配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就大，反之，配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。当然,被摄物体成像的清晰度还与所选用的CCD摄像机的分辨率及监视器的分辨率有关。 理论上，任何一种镜头均可拍摄很远的物体，并在CCD靶面上成一很小的像，但受CCD单元（像素）物理尺寸的，当成像小到小于CCD传感器的一个像素大小时,便不再能形成被摄物体的像，即使成像有几个像素大小，该像也难以辨识为何物。

当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距： f=hD/H f=vD/V

式中，D为镜头中心到被摄物体的距离；H和V分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸；v为靶面成像的高度；h为靶面成像的水平宽度。

成像场景的大小与成像物体的显示尺寸是互相矛盾的，举个例子来说,用同一支摄像机对同一个停车场进行监视，选用短焦距镜头可以对整个停车场的全景进行监视并看到出入口外的车辆进出,但却不能看清该辆车的牌照号码(该车在监视器屏幕上仅占据了很小的面积）;而选用长焦距镜头虽可以看清该辆车的牌照号码(该车占据了屏幕上的大部分面积），却又不能监视到整个停车场的全貌。因此当需要既监视全景以要看清局部时，一般应考虑配用电动两可变或电动三可变镜头。当然，在选定了镜头的前提下，选用高分辨率的摄像机及监视器则可以在被监视物体成像尺寸较小时也能看清局部细节.

焦距，后~（Focal length , back）：

透镜后顶点到透镜焦平面间的距离。

焦平面（Focal plane):

与透镜或反射镜的主轴成直角且通过聚焦点的平面；该平面上生成的图像效果最好.

镜头

镜头是电视监控系统中必不可少的部件，镜头与CCD摄像机配合,可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上.

镜头(Lens)：

由一片或多片弧面（通常为球面)光学玻璃组成的透明光学部件。它可以用来聚集或分散被摄物发出的光，从而生成被摄物的实像或虚像。

镜头速度（Lens speed / f-number）

镜头的透光能力。

静电聚焦（Electrostatic focusing)：

通过对电子透镜系统中的一个或多个元素施以静电势能，将阴极射线束聚焦成小点的方法。

可变光圈（Iris diaphragm)

镜头内部用来控制阑孔大小的机械装置。或指用来打开或关闭镜头阑孔，从而调节镜头的f—stop的装置。

勒克斯(Lux):

国际单位制中的照明单位,其中涉及到的长度单位为米。1勒克斯等于每平方米1流明。

亮度信号(Luminance signal）：

NTSC彩色电视信号中涉及场景照度或亮度的那部分信号。

流明（Lumen / Im)：

光通量的单位。相当于一烛光的均匀点辐射源穿过一个立体角（球面）的通量,也相当于一烛光的均匀点辐射源等距的所有点所在的表面上的光通量.

MPEG

MPEG 是 Motion Picture Experts Group 的缩写，它包括了 MPEG—1, MPEG—2 和 MPEG-4 (注意,没有MPEG-3，大家熟悉的MP3 只是 MPEG Layer 3）。MPEG—1相信是大家接触得最多的了，因为它被广泛的应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面，可以说 99％ 的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的，（注意 VCD2.0 并不是说明 VCD 是用 MPEG—2 压缩的）使用 MPEG-1 的压缩算法，可以把一部 120 分钟长的电影（未视频文件)压缩到 1.2 GB 左右大小。MPEG—2 则是应用在 DVD 的制作（压缩）方面,同时在一些 HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。使用 MPEG—2 的压缩算法压缩一部 120 分钟长的电影（未视频文件）可以到压缩到 4 到 8 GB 的大小（当然,其图象质量等性能方面的指标 MPEG-1 是没得比的)。MPEG-4 是一种新的压缩算法，使用这种算法的 ASF 格式可以把一部 120 分钟长的电影（未视频文件）压缩到 300M 左右的视频流，可供在网上观看。其它的 DIVX 格式也可以压缩到 600M 左右，但其图象质量比 ASF 要好很多。

MPEG—4标准

现代移动通讯和个人通讯业务要求从普通话音扩展到多媒体业务，即提供声音、文字、数据、图形和视频等信息媒体，使用户在移动通讯网中进行生动、丰富和有效的多媒体信息交流，其实现的关键技术是甚低速音频视频压缩。

MPEG—4目标

专门用于Kbps以下甚低速率的音视编码

适用于移动通讯、个人通讯、固定公用通讯网和电视电话 适用于窄带多媒体通讯等广泛应用

实现基于内容的压缩编码，具有良好兼容性、伸缩性和可靠性 MPEG-4主要功能：

• • • • • • • •

基于内容的多媒体数据存取工具 基于内容的管理和数码流的编辑 自然的与合成的景物混合编码 时间域的随机存取 改进编码效率 多路并存的数码流编码 通用存取差错环境中的坚韧性 基于内容的可分级性

n AVI

n AVI 是 newAVI 的缩写，它是由 Microsoft ASF 压缩算法的修改而来的(并不是想象中的 AVI），NAVI改善了原始的 ASF 格式的一些不足，让 NAVI 可以拥有更高的帧率（frame rate）.当然，这是牺牲 ASF 的视频流特性作为代价的。

NTSC

National Television Systems Committee(国家电视系统委员会)。是北美、日本、南美的一些国家的电视标准。NTSC有525行的分辨率与60Hz的刷新率。NTSC指的是一种视频或电视信号。

PAL

PAL是一种视频标准。Phase Alternate Line(相位交替行)，PAL制式是由西德在1962年制定的彩色电视广播标准，PAL有625行的分辨率与50Hz的刷新率,他克服了NTSC制式因相位敏感造成的色彩失真的缺点，西德、英国、新加坡、中国、、澳大利亚、新西兰等国家均采用这种制式.

QuickTime

QuickTime(MOV）是 Apple（苹果）公司创立的一种视频格式,在很长的一段时间里，它都是只在苹果公司的 MAC 机上存在.后来才发展到支持 WINDOWS 平台的,但平心而论，它无论是在本地播放还是作为视频流格式在网上传播，都是一种优良的视频编码格式。到目前为止，它共有 4 个版本，其中以 4.0 版本的压缩率最好!

QCIF

QCIF是常用的标准化图像格式。在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率.QCIF = 176×144像素.

QSIF

Quarter—size Standard Image Format，大约只有标准SIF尺寸的25％的图像尺寸，NTSC制是176＊112象素，PAL制是176*144象素。MPEG—1压缩标准支持QSIF图像尺寸。

前缘（Leading edge）:

脉冲升高部分的主部,其位置一般位于总振幅的10－90％处.

屈光度（Diopter）：

描述镜头光学功率的术语。它的值是以米为单位的焦距值的倒数。例如，焦距为25cm（0。25cm）的透镜的光学功率为 4个屈光度.

驱动脉冲（ Drive pulses ):

指同步脉冲和消隐脉冲。

REAL VIDEO

REAL VIDEO （RA、RAM）格式由一开始就是定位就是在视频流应用方面的，也可以说是视频流技术的始创者。它可以在用 56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断的视频播放，当然，其图象质量和 MPEG2、DIVX 等比是不敢恭维的啦。毕竟要实现在网上传输不间断的视频是需要很大的频宽的，这方面 ASF 的它的有力竞争者！

入射光线（Incident light）：

直接照射到物体上的光线.

Softening（软化）

图像外观的必进过程,可用软化滤波器在图像采集过程中实现。可以去掉图像中物体边缘的块效应，从而提高压缩后图像特加紧的低速率采集和压缩的图像的质量。

Source video Source video（源图像）

被数字图像编辑和压缩应用程序访问的原始图像.非数字式的湖图像先要采集到数字格式.源图像可以是录像带,激光盘，或动态脚本，也可以是现有的数字图像文件。

Source video device

Source video device（源图像设备)用于播放非数字图像的设备。源图像设备包括VCR,机光盘播放机，VCD播放机以用摄录机.

SQCIF

SQCIF是常用的标准化图像格式。SQCIF＝128×96像素。

S视频输入

具有S视频输入接口(S Video)。由于S视频信号不需要进行编码、解码，所以没有信号损失，因此S视频信号比标准视频信号质量好。

SIF

Standard Image Format, NTSC制是350*240象素，PAL制是352＊288象素。MPEG—1压缩标准支持SIF图像尺寸。

摄像机

摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本CMOS图像传感器有了较快速的发展，基于CMOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于CMOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此,在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机。

摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率.顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头（详见本章第2-2节)。

摄像机图像信噪比

摄像机图像信噪比是指视频信号的大小与噪波信号大小的比值乘以20log,这两者是同时产生而又不可分开的,噪波信号是无用的信号，它的存在对有用的信号是有影响的，但是，又无法将与视频信号分离开来。因此在选择摄像机时，应选择一些有用信号比噪波信号相对地大到一定程度就够了，所以取两者的比值作为衡量的标准。如果图像的信噪比大，图像的画面就干净，就看不到什么噪波的干扰（主要画面中有雪花状)，人们看起来就很舒服；如图像的信噪比小，则在画面中会满是雪花状，就会影响正常的收看效果。一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC(自动增益控制)关闭时的值，因为当AGC接通时，会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。CCD摄像机的信噪比的典型值一般为45~55dB.测量信噪比参数时，应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。

视场角

镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角.视场角与镜头的焦距f及摄像机靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有关，镜头的水平视场角ah及垂直视场角av可分别由下式来计算，即 ah=2arctg（h/2f) av=2arctg（v/2f）

由以上两式可知，镜头的焦距f越短，其视场角越大,或者，摄像机靶面尺寸h或v越大，其视场角也越大。如果所选择的镜头的视场角太小，可能会因出现监视死角而漏监；而若所选择的镜头的视场角太大，又可能造成被监视的主体画面尺寸太小,难以辨认，且画面边缘出现畸变.因此,只有根据具体的应用环境选择视场角合适的镜头，才能保证既不出现监视死角,又能使被监视的主体画面尽可能大而清晰。

视频

可视的或图像信息。把运动的或静止的图像转换成电信号.在计算机视频中红、绿、蓝和同步信号是分离的电信号.在VHS视频中,红、绿、蓝和同步信号是一个单一的电信号。在S-VHS视频中，红、绿、蓝和同步信号是分离的。

视频驱动(Video Driver,简称VD）

视频驱动（Video Driver，简称VD）方式是指摄像机将视频信号电平输出到自动光圈镜头的内部，再由其内部的驱动电路输出控制电压，使镜头光圈调整电动机转动；

视频捕捉卡

视频捕捉卡需要占用电脑的一个扩充槽，视频信号通过它由放像设备被捕捉入电脑。一般来说，视频捕捉卡都附带一个扩展坞,上面提供用以连接放像设备的各种插口。数字化的视频信号所占硬盘空间都非常大，所以很多捕捉卡在采集视频信号的同时对信号进行压缩,以避免在CPU、数据桥（连接捕捉卡和电脑）以及写入硬盘时可能出现的瓶颈。当视频流被捕捉入电脑时，它将会被存储为一个视频文件。你可以通过你的视频捕捉软件指定一个帧速度，比如15帧，视频捕捉软件就会通过捕捉卡以每秒种1 5幅静止画面的速度将输入的视频信号保存到缓存中,然后将视频文件写入硬盘.

视频覆叠

视频覆叠是一种可将计算机图形重叠在实时或影片讯号上的能力，并将重叠后的视频影像储存在硬盘上。

损耗（loss)：

信号电平或强度的减少，通常用分贝表示。也指没有实际用途的功率耗散.

随机交错（ Interlace,random) ：

闭路电视系统中使用的一种扫描技术。其中,组成帧的两场并不同步，相连场邻行的时间或相位关系不固定。

透镜，菲涅耳~(Lens，fresnel):

被切割成窄环状再打平的镜头。镜头上有一圈圈的窄同心圆或梯级，它们可以将（各个方向射来的)光线汇聚成图像。

图像平面(Image plane）：

在成像点上，与光轴垂直的平面.

Visual component（画面成分）

一幅图像的画面部分（您可以看到的部分）。它和伴音成分分开保存，这样两成分可以分开使用.当谈到伴音和画面成分时，画面成分也常称为图像成分。

微分增益（Differential gain)：

当载有 3.58 -MHz 彩色次载波的图像信号从消隐电平变成白色电平时，整个电路中彩色次载波振幅的变化。微分增益通常用dB或百分比来计量.

微分相位(Differential phase)：

当载有3。58-Mhz 彩色次载波的图像信号从消隐电平变成白色电平时，整个电路中彩色次载波相位的变化。微分相位通常以度为单位来计量。

相对孔径

为了控制通过镜头的光通量大小，在镜头的后部均设置了光阑（俗称光圈).假定光阑的有效孔径为d，由于光线折射的关系,镜头实际的有效孔径为D，D与焦距f之比定义为相对孔径A，即 A=D/f

镜头的相对孔径决定于被摄像的照度，像的照度E与镜头的相对孔径平方成正比，一般习惯上用相对孔径

的倒数来表示镜头光阑的大小，即 F=f/D

式中，F一般称为光栏F数，标注在镜头光栏调整圈上,其标值为1. 4、2、2. 8、4、5。 6、8、11、16、22等序列值,每两个相邻数值中，后一个数值是前一个数值的倍.由于像面照度与光栏的平方成正比，所以光栏每变化一档，像面亮度就变化一倍。F值越小，光栏越大，到达摄像机靶面的光通量就越大。

像素数

像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数,有些给出了水平及垂直方向的像素数，如500H＊582V，有些则组出了前两者的乘积值，如30万像素。对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高。例如，在电视监控摄像机中使用的CCD传感器的像素有的已达到48万像素。

信噪比

以dB计算的信号最大保真输出与不可避免的电子噪音的比率。该值越大越好.低于75dB这个指标,噪音在寂静时有可能被发现。

线路放大器（Line amplifier)：

用于驱动传输线的音频或视频信号放大器。安装在主电缆的中间位置,用于减少损耗的放大器（通常为宽带型的）。

线性（Linearity)：

输出信号随输入信号的变化而直接或按比例变化的现象。

线对（Line pairs）：

定义电视清晰度所用的术语。一个电视线对一条黑线和一条白线组成。525线NTSC制的画面＝有485个线对。

有限分辨率(Limiting resolution):

分辨率的度量方法，通常用每幅电视图像中测试图样上可分辨的电视线的条数来表示。

增强电荷耦合器件(Intensified CCD/ICCD):

通过光纤与电子管式或微通道板式图像增强器相连的CCD摄像机。

增强型硅靶(Intensified silicon intensified target/ISIT)：

通过光纤与额外的增强器件相连接、以提高灵敏度的SIT管。两个增强器级连使用,可获得的灵敏度为标准摄像管度的2000倍.

照度Luminance）

照度指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时，还应特别注明镜头的最大相对孔径.例如，使用F1. 2的镜头，当被景物的光亮度值低到0。 04lx时，摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的50％，即达到350mV(标准视频信号最大幅起来 700mV），则称此摄像机的最低照度为0。 04lx/F1. 2.被摄景物的光亮度值再低,摄像要输出的视频信号的幅值就达不到350mV了,反映在监视器的屏幕上，将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像。 帧

帧一系列视频图像中的一个视频图像。影片是由一张张连续的图片组成的，每幅图片就是一帧，PAL制式每秒钟25帧，NTSC制式每秒钟30帧。

帧速率

每秒钟传播的帧数，用于衡量视频信号传输的速度，单位为帧/秒（fps）。捕捉动态视频内容时,此数字愈高愈好.

直流驱动（DC Driver，简称DD）

直流驱动（DC Driver，简称DD）方式则是指摄像机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路,可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动，因此,具有直流驱动接口的摄像机的成本就稍许高一些（因为增加了一部分电路）。

滞后(Lag)：

电视拾像管中，去除励磁后，两帧或多帧图像的电荷映像的短暂停留。

逐行扫描

在屏幕上绘制整个帧

阻抗(Impedance）：

电路或电子器件的输入/ 输出特性。为实现最佳信号传输效果,用来连接两个电路或器件的电缆的特征阻抗必须与电路或器件的特征阻抗相同.阻抗的单位为欧姆。

15. 网络摄像机目前有哪些主流解决方案?

核心的网络摄像机解决方案一般都是采用一个芯片来完成视频压缩和网络服务器的核心功能，目前,网络摄像机的主要解决方案有DSP和ASIC两大阵营，DSP方面，主要有TI、ADI等，而ASIC解决方案中，近期比较成功的有映佳和海思的方案,下面我们就这些核心方案进行一个分析.

美国德州仪器（TI）

TI公司是世界上最知名的 DSP芯片生产厂商，其产品也应用最广泛，TI生产的TMS320系列DSP芯片广泛应用于各个领域,DM2是TMS320系列中性能应用最广泛、专为视频应用而优化的高速数字信号处理器(DSP),由于TMS320系列DSP芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点，已经逐渐成为目前最有影响、 最为成功的DSP处理器。DMX系列DSP以其多样的视频接口与丰富的板上资源被广泛应用在网络摄像机、高清视频、视频服务器等行业中。

日前，TI又推出四款基于DSP的新型数字媒体处理器：达芬奇处理器(DaVinci）.这四款新型TMS320DM3X处理器是达芬奇技术中首批仅基 于DSP的产品，结合了增强型DSP内核与最新视频处理子系统（VPSS)，DM3X处理器能够提高视频性能，以D1解析度实现高达H。2的视频解码。而且与前代DSP数字媒体处理器相比，成本降低了50％。达芬奇平台的开发又使网络摄像机监控解决方案在各行各业中的广泛应用向前迈出了重要一步。

美国模拟器件公司(ADI）

ADI公司在DSP芯片市场上也占有一定的份额，先后推出具有自己特点的DSP芯片，其Blackfin系列的DSP具有功耗小，运算能力强的特点。其中的BF531具有非常好的性价比，批量价格只有5美元，比较合适在低端的网络摄像机的方案中采用，不过现在BF531只能处理到CIF的MPEG4编码，在很多对于图像清晰度要求高的场合无法满足。另外ADI还有一款BF561也是比较合适的产品，这是一个双核的DSP,能够处理到D1的分辨率。

映佳（Imagia)

映佳最近在视频监控行业发展不错，在网络摄像机市场上面，已经有一些摄像机厂商开始采用映佳的产品。映佳的解决方案是ASIC的方式，采用的压缩算法是标准的MPEG4，单片芯片可以做到D1，映佳的ASIC主要在推的是MPG440,之前映佳还推出过MPG420核MPG430，相比而言，MPG440基本上比较成熟，也

得到了一些客户的认可，同时映佳还提供比较完整的网络摄像机的解决方案，并且可以提供在应用软件上面强大支持。

华为海思（Hisilicon)

海思半导体是华为投资的半导体公司，在数字媒体方案推出标准H。2的视频处理芯片Hi3510和Hi3512,并将该芯片定位在视频监控行业，其中重点的方向就是网络摄像机市场。Hi3510内部有一个ARM9的处理器，同时推出标准H。2的硬件压缩处理器。该产品一经推出就在市场引起很大的震动，虽然现阶段Hi3510在D1的处理方面还有些不成熟，但是由于是标准H。2的产品，相信在市场方面会逐步获得行业的认可.

16。 网络摄像机和网络视频服务器的区别是什么？

1．网络摄像机

网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品,除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于 WEB的操作系统，使得视频数据经压缩后,通过局域网，internet或无线网络送至终端用户.而远端用户可在自己的PC上使用标准IE览器或者客户端软件根据网路摄像机自带的IP地址,对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储,另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。

从外部结构来看，网络摄像机分为半球型网络摄像机、式网络摄像机、室外防水型网络摄像机、红外夜视网络摄像机等总类。但从内部构成上说，无论是哪种机型,网络摄像机的基本结构大多都是由镜头，红外滤光片、影像传感器、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所组成。

网络摄像机有着与普通摄像机相同的操作性能，例如，具有自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制、自动背光补偿等功能。另一方面，由于网络摄像机带有的网络功能,因此又可以支持多个用户在同一时间内连接,有的网络摄像机还具有双通道功能，既可同时实现模拟输出和网络数字输出.

2．网络视频服务器（视频编码器）

从某种角度上说，视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机,或是不带硬盘的DVR(也有些网络视频服务器本事也支持硬盘功能)，它的结构也大体上与网络摄像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机,因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。

视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外,在设备的配置上更显灵活。网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的，而视频服务器可以和任何总类的模拟摄像机连接使用;目前视频服务器以1路、2路和4路视频输入为主，对于大路数客户需求来说,用户可以根据系统需要的路数选择视频输入数量匹配的视频服务器，以适当降低整个系统造价。

17。 网络摄像机相关术语

CPU

CPU即处理器,是网络摄像机最核心的部件之一,是网络摄像机的大脑,大部分的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到摄像机的运行速度。CPU可分为控制单元(Control Unit;CU）、逻辑单元（Arithmetic Logic Unit;ALU)、存储单元（Memory Unit；MU）三大部分,从应用角度可以分为X86式、嵌入式和其他高性能式三大类。网络摄像机一般用的都是嵌入式的CPU。

Flash Memory

Flash Memory即快擦型存储器,在断电情况下仍能保持所存储的数据信息，但是数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。区块大小一般由256KB到20MB.FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出。闪存源于EPROM，芯片价格不高,存储容量大。闪存正在成为EPROM的替代品,因为它们很容易被升级。闪存被用于PCMCIA卡，PCMCIA闪存盘，其它形式硬盘，嵌入式控制器和SMART MEDIA。如果闪存或其它相关的衍生技术能够在一定的时间内清除一个字节，那将导致永久性的（不易失）RAM的到来.

DRAM

DRAM（Dynamic Random-Access Memory)，即动态随机存储器最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM 必须隔一段时间刷新（refresh）一次。如果存储单元没有被刷新，数据就会丢失.

操作系统

操作系统（Operating System，简称OS）传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。当多个程序同时运行时，操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。在网络摄像机是了常见的操作系统是Linux。 一个操作系统可以在概念上分割成两部分：内核Kernel以及壳shell。一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核：硬件—内核—壳—应用程序。但有些操作系统上内核与壳完全分开（例如Unix、Linux等)，这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳；而另一些的内核与壳关系紧密（例如Microsoft Windows）,内核及壳只是操作层次上不同而已。

图像分辨率

图像分辨率的概念简单说就是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。比如1024×728,其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数，“768”表示垂直方向显示的点数。分辨率越高，图像也就越清晰,且能增加屏幕上的信息容量。分辨率越高说明网络摄像机对图像的显示越清晰。

图像压缩速率

图像压缩速率是指图像压缩过以后在传输过程中的传输速率，因为每幅图片就是一帧,PAL制式每秒钟25帧，NTSC制式每秒钟30帧,也就是PAL制式的每秒钟能传送25个画面，NTSC每秒能传送30个画面。捕捉动态视频内容时，此数字愈高愈好。但不能低于24帧/秒，因为低于这个数值时,动态的图像已经不连续，开始出现掉祯现象。

显示尺寸

显示尺寸指网络摄像机可显示最大多大面积的画面，在特定的条件下也指此网络摄像机所监测的画面能否以全屏的方面显示，这也更方便了图像的观测。

网络协议

对于网络摄像机来说就是传输所摄图像时所要遵守的一些规范，由于现有的网络都是在TCP/IP协议下的，所以大部分网络摄像机都遵守这个协议.下面主要介绍一下什么叫协议,和现有的几种常用的网络协议，. 网络协议就是网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则,这些规则就称为网络协议。 一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在网络上与其他计算机进行正常的通信.网络协议通常被分为几个层次，每层完成自己单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBIOS协议等等.在互联网上被广泛采用的是TCP/IP协议，在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。

LAN接口

LAN接口同时也可分为广域网（WAN）接口和局域网接口,我们常用的广域网（WAN)接口有：V.35、RS232、ISDN、BRI、PRI、E1接口等.网络摄像机一般是以RJ—45接口和网络相连接的。

AUI端口

AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口,它是一种“D”型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base—5网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器(AUI-to-RJ—45）,实现与10Base-T以太网络的连接.当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base—2)或光缆(10Base-F）的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的，AUI接口示意图如图所示。

RJ-45端口

RJ-45端口是我们最常见的端口了,它是我们常见的双绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质，所以根据端口的通信速率不同RJ—45端口又可分为10Base-T网RJ—45端口和100Base—TX网RJ-45端口、1000Base-TX三类。其中,10Base-T网的RJ—45 端口在路由器中通常是标识为“ETH”,而100Base-TX 网的RJ-45端口则通常标识为“10/100bTX”,这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用10Mbps/100Mbps带宽自适应的。

软件升级

软件升级主要是指网络摄像机的配置软件在厂商有新版本的软件可利用时，通过何种方式对网络摄像机的配置软件进行升级的问题.有的网络摄像机内置实时操作系统，支持软件下载和配置设置,方便升级和操作管理。但一些产品只能先下载下新版本的软件，然后人工配置升级管理。

安全性

系统设置了不同等级的使用者权限，仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改.没有权限的用户是接收不到图像的。图像数据的存储是专有的格式。

视频输入/输出

视频输入输出的主要作用就是将显示信号输出到外部设备上,或收集外部采集的视频信号.对于网络摄像机来说由于它只要输出到浏览器上就行了，能被监控都看到就行了.

警报输入/输出

警报输入输出是指可根据需要提供多路的报警信号输入端口及一路的报警信号输出。用户可以根据情况接入烟火感应器、红外探头、湿度等各种传感器。甚至于现在有的新产品在有意外情况发生的监控画面将弹出到屏幕的最前端,并发出警报声，并可将发生图像送到指定邮箱中去。

远程控制

Pan/Tilt/Zoom远程控制主要是指网络摄像机有没有远程控制功能,以及远程控制功能的通讯接口是哪种。现有的网络摄像机般都支持这三种远程控制。并且通讯接口大部分用的都是RS 485 TxD，RxD。

18。 不同网路传输线路的传输容量是多少？

1） PSTN电话模式

广泛应用於连接外部网路，廉价且实用，但传输速度不是很快,有时会产生传输错误状况，需要重发资料。当下载文件时，最大速度可达56kbit/s，但上载文件时，最大速度是33。6kbit/s。

2) ISDN电话模式

在许多国家的使用率都很高，最大传输速度为128kbit/s。

3) xDSL模式

Xdsl模式包括∶ADSL、HDSL、IDSL和VDSL等，目前越来越流行。电信服务公司和ISP厂商都提供xDSL传输模式，只要每月支付固定费用，就可以连接网际网路。

不同ISP厂商的标准速度也不尽相同，上载和下载速度也有区别.通常下载速度约为1Mbit/s，上载速度约为250Kbit/s。

4） 有线电视CableModem

使用有线电视电缆传输,这种服务在人口密集的都会区域较为流行。不同地区之间的速度也不同，速度会随周围有多少用户在使用该项服务而有所变化.一般最大速度为1Mbit/s.

5) T1连接

由网际网路ISP厂商提供，每月支付固定费用，就可按需要连接到网际网路。此一线路在公司行号或是网咖等线路使用率较高的单位较为流行。连接速度为1。5Mbit/s。

6） 10Mbit乙太网路

有两种主要标准；使用双绞线的10BaseT和使用同轴电缆(RG-58)的10Base2。由於10Base2有点不可靠，如果电缆上有任何地方发生中断状况，整个网路就会停止工作，所以不常使用。一般传输容量可以使用10Mbit/s的50%.

7) 100Mbit乙太网路

主要标准是100BaseT，约可使用100Mbit/s容量的50％;如果有交换机,则可以利用100%的容量。

8） 1000Mbit(GB)乙太网路

用於建筑物的骨干网中，主要标准是1000BaseT，约可使用1000Mbit/s容量的50%；如果有交换机，则可利用100％的容量。

9） 行动电话（GSM、CDMA、CDPD、TDMA）

行动电话模式是连接远端摄影机（如用於交通监控的摄影机）一种很好的应用方式，无需电话线。其传输速度低,但可满足静态影像的需要。一般通信速度范围为5—20Kbit/s。

10) 无线网路（IEEE802。11)

由於不需要电缆，无线网路越来越流行。有许多用於高速无线通信的标准,通常最大通信速度范围为—11Mbit/s；一般实际速度为1Mbit/s。

11） 无线网路（蓝牙）

蓝牙无线通信是一种越来越流行的标准,最大速度为720Kbit/s，一般实际速度为500Kbit/s。

19。 网络摄像机一般由哪些部分组成？

网络摄像机主要由两大部分组成：与摄像机功能相关的部件（镜头，滤光片，图像传感器)和与电脑功能相关的部件（视频编码器、网络服务器、外部报警、控制接口等）。其中与摄像机功能相关的部件用于捕获图像(各种不同波长的光线）并将其转化为电信号。这些电信号实际上还是模拟信号,它们会被进一步转化为数字信号并传输给与电脑功能相关的部件，并由这些部件进行压缩然后通过网络传输出去。

1. 摄像机镜头

摄像机镜头作为网络摄像机的前端部件,有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。

2。 滤光片

滤光片，学名光学低通滤波器，滤光片的主要功用如下：

1）滤除红外线：彩色CCD感应红外线后会导致D.S.P无法算出图像的正确颜色,导致彩色颜色失真,为了保证摄像机颜色不失真，因此须加一片滤光片，把光线中红外线部分过滤掉。

2)修整进光：摄像机CCD是由一颗颗的感光体(CELL）构成，为了怕干扰到邻近感光体，这样就需要对入射光进行修正,只保留入射光中的直射光。摄像机的滤光片一般采用石英片,石英具有物理偏光特性，石英可以保留入射光的直射部份而反射掉入射光的斜射部份，这样就可避免斜射的入射光影响旁边的感光点.

3。 图像传感器和声音传感器

图像传感器有CMOS和CCD两种模式.

CMOS图像传感器既互补性金属氧化物半导体，CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电，CMOS图像传感器的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热.暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点.

CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。

通常，传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器,而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。但新的技术正在克服每种器体固有的弱点，同时保留了适合于特定用途的某些特性。这一部分与模拟摄像机相同。

声音传感器即拾声器或叫麦克风，与传统的话筒原理一样。

4。 A/D转换器

A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。

5。 图像、声音编码器

经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。

目前，图像编码压缩技术有两种:一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化在芯片上;另一种是基于DSP的软件编码压缩，即软件运行在DSP上进行图像的编码压缩。同样，声音的压缩亦可采用硬件编码压缩和软件压缩,其编码标准有MP3等格式。

6. 控制器

控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制工作.如果是硬件压缩编码，控制器是一个部件；如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。

7。 网络服务器

网络服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议，允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像,及控制摄像机的镜头和云台。

8。 外部报警、控制接口

网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。

20. 什么是网络摄像机？

网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，通俗的讲，一台网络摄像机可以被看作一台普通模拟摄像机和一台电脑的结合体，网络摄像机无需与PC机连接即可运行,并可安置在任何一个具备IP网络接口的地点.网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统（包括Web服务器、FTP服务器等），使得视频数据经压缩加密后，通过网络（局域网、Internet或无线网络）送至终端用户，而远端用户可在自己的PC上使用标准的网络浏览器或客户端软件对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头,进行全方位地监控。有些网络摄像机还具备其他功能，如语音对讲、报警输入、继电器输出、移动侦测、模拟视频输出和SD卡本地存储录像资料等功能。

网络摄像机运行基本原理：图像信号经过镜头输入后，由图像传感器转化为模拟电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩,在控制器的控制下，由网络服务器按一定的网络协议传送上局域网或Internet,控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号.

网络摄像机主要由两大部分组成：与摄像机功能相关的部件(镜头，滤光片，图像传感器）和与电脑功能相关的部件（视频编码器、网络服务器、外部报警、控制接口等)。其中与摄像机功能相关的部件用于捕获图像（各种不同波长的光线)并将其转化为电信号.这些电信号实际上还是模拟信号，它们会被进一步转化为数字信号并传输给与电脑功能相关的部件，并由这些部件进行压缩然后通过网络传输出去.

22. DSP微处理器 DSP芯片 DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件.其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式

23. CMOS/CCD

图像传感器的工作原理

无论是CCD还是CMOS,它们都采用感光元件作为影像捕获的基本手段,CCD/CMOS感光元件的核心都是一个感光二极管（photodiode），该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应.但在周边组成上，CCD的感光元件与CMOS的感光元件并不相同，前者的感光元件除了感光二极管之外，包括一个用于控制相邻电荷的存储单元,感光二极管占据了绝大多数面积-换一种说法就是,CCD感光元件中的有效感光面积较大,在同等条件下可接收到较强的光信号，对应的输出电信号也更明晰。而CMOS感光元件的构成就比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模数转换电路，每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分,造成CMOS传感器的开口率远低于CCD（开口率：有效感光区域与整个感光元件的面积比值）;这样在接受同等光照及元件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉到的光信号就明显小于CCD元件,灵敏度较低;体现在输出结果上，就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不如CCD传感器来得丰富,图像细节丢失情况严重且噪声明显，这也是早期CMOS传感器只能用于低端场合的一大原因。CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于，它的像素点密度无法做到媲美CCD的地步,因为随着密度的提高，感光元件的比重面积将因此缩小，而CMOS开口率太低，有效感光区域小得可怜，图像细节丢失情况会愈为严重。因此在传感器尺寸相同的前提下，CCD的像素规模总是高于同时期的CMOS传感器,这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。

每个感光元件对应图像传感器中的一个像点，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片。在这方面，不同的传感器厂商有不同的解决方案，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光片分别覆盖一个像点,剩下的两个像点都覆盖绿色滤光片）,采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。而索尼的四色CCD技术则将其中的一个绿色滤

光片换为翡翠绿色(英文Emerald，有些媒体称为E通道），由此组成新的R、G、B、E四色方案。不管是哪一种技术方案，都要四个像点才能够构成一个彩色像素,这一点大家务必要预先明确.

在接受光照之后,感光元件产生对应的电流，电流大小与光强对应，因此感光元件直接输出的电信号是模拟的.在CCD传感器中，每一个感光元件都不对此作进一步的处理，而是将它直接输出到下一个感光元件的存储单元，结合该元件生成的模拟信号后再输出给第三个感光元件，依次类推，直到结合最后一个感光元件的信号才能形成统一的输出。由于感光元件生成的电信号实在太微弱了，无法直接进行模数转换工作，因此这些输出数据必须做统一的放大处理—这项任务是由CCD传感器中的放大器专门负责，经放大器处理之后，每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大；但由于CCD本身无法将模拟信号直接转换为数字信号,因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理，最终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。而对于CMOS传感器,上述工作流程就完全不适用了。CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑，当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号。换句话说，在CMOS传感器中,每一个感光元件都可产生最终的数字输出，所得数字信号合并之后被直接送交DSP芯片处理—问题恰恰是发生在这里，CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件,无法保证每个像点的放大率都保持严格一致,致使放大后的图像数据无法代表拍摄物体的原貌—体现在最终的输出结果上,就是图像中出现大量的噪声，品质明显低于CCD传感器。

24。名词解释

光学部分(光源、镜头) 镜头：

镜头是集聚光线，使胶卷能获得清晰影像的结构。早期的镜头都是由单片凸透镜所构成。因为清晰度不佳，又会产生色像差,而渐被改良成复式透镜,即以多片凹凸透镜的组合，来纠正各种像差或色差,并且借着镜头的加膜（coating）处理，增加进光量，减少耀光，使影像的素质大大的提高. 一般而言，摄影用的透镜均为聚焦透镜,依照光学原理、由远处而来的光线穿过具有聚焦作用的透镜后，会全部聚焦于一点，这一点即焦点。而从焦点到镜头的中心点之距离即称焦距。在相机上，镜头的中心点通常都位于光圈处，而焦点位于焦点平面上(即胶卷面）.故相机的焦距为镜头对焦在无限远时，光圈到胶卷间的距离。镜头的种类（根据应用场合分类)

· 广角镜头：视角90度以上,观察范围较大，近处图像有变形。 · 标准镜头：视角30度左右,使用范围较广。

· 长焦镜头：视角20度以内,焦距可达几十毫米或上百毫米.

· 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦,焦距越长成像越大。 · 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。

镜头结构：

镜头结构可以理解为镜头的构造,其主要是由镜片构成的。目前任何一款相机的镜头都不可能是由一块镜片组成，标准镜头和功能型附加镜头都是如此.一个镜头往往是由多块镜片构成，根据需要这些镜片又会组成小组，从而把要拍摄的对象尽可能清晰、准确的还原。

镜头的结构主要指的是构成镜头的镜片数目情况。由于不同厂商、不同产品采用的技术是不同的，因此绝不能简单的认为镜片的数目多好还是数目少好。不同镜头的镜片数目是用数字标识的，可谓一目了然.比如“佳能 EF28-105/3。5—4。5U\"，标识为12组15片，这也就是说，这款镜头共

有15片镜片，这15片镜片又分为12个镜头组，有的为1片成组，有的为两片成组，以实现不同的功能。

除了镜片的数目之外,镜头的材质也是镜头结构的一个重要的技术指标。目前镜头的材质一般可以分为两类：玻璃和塑料。这两种材质是和镜头生产商所采用的技术和特点有关的，两种材质并无优劣之分。当然两种材质的镜头也都有各自的特点：比如玻璃镜头稳重、塑料镜头轻巧.在市场上富士的镜头多采用塑料，而蔡司、尼康的镜头则以玻璃为主. 景深：

当某一物体聚焦清晰时,从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也是清晰的.焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。景深分为前景深和后景深，后景深大于前景深.景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅,离焦点远的景物就模糊. 焦距：

从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离.对于镜头来说，焦距有着非常重要的意义。焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。镜头焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大.焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。焦距长短与透视感的强弱成反比,焦距越长透视感越弱,焦距越短透视感越强.焦距长短与反差成反比,焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。

对焦距离:

对焦距离越远景深越深,对焦距离越近景深越浅.因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头,而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。镜头对焦距离是用cm（厘米）表示的，可谓一目了然.

滤镜口径：

相机镜头口的螺纹就是用来接各种滤镜以及外挂镜头的。不过,不同型号相机的螺纹直径是不一样，这圈螺纹口径就叫做滤镜口径。购买镜头时一定要注意核对，相机的滤镜口径和所买镜头的滤镜口径是否一致,只有两个一致才能够直接连接.当然如果不一致也没有关系，可以通过转接环来转换滤镜口径。把转接环安装在镜头上，再把外挂镜头安装在转接环上就可以了. 视角：

镜头中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角，对于相同的成像面积,镜头焦距越短,其视角就越大。对于镜头来说，视角主要是指它可以实现的视角范围,当焦距变短时视角就变大了,可以拍出更宽的范围,但这样会影响较远拍摄对象的清晰度。当焦距变长时，视角就变小了,可以使较远的物体变得清晰,但是能够拍摄的宽度范围就变窄了。

放大倍率：

放大倍率指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小。虽然叫做放大倍率，但是有的镜头则可能起到缩小的作用.如果产品标识为1：4，则表示通过该款镜头,最多可以放大4倍。

光圈叶片数：

相机镜头光圈的大小是通过镜头内叶片的变化来调整的。光圈叶片数就是指镜头内用来调整光圈的叶片数量。一般来说,数量越多，在光圈的调整时也就能实现更高的精度，目前6~9片是比较常见的.

遮光罩：

遮光罩是套在照相机镜头前的常用摄影附件，有金属、硬塑、软胶等多种材质。它的作用有以下几点：

1。在逆光、侧光或闪光灯摄影时，能防止非成象光的进入，避免雾霭。 2.在顺光和侧光摄影时,可以避免周围的散射光进入镜头。 3。在灯光摄影或夜间摄影时，可以避免周围的干扰光进入镜头。

4。可以防止对镜头的意外损伤，也可以避免手指误触镜头表面,还能在某种程度上为镜头遮挡风沙、雨雪。

遮光罩广泛用于逆光摄影，一般说来可以避免眩光.但是，如果光源距离近，仍有可能发生眩光现象。此时，可以用手在光源所在的一侧遮挡遮光罩。眩光是否消除，要从取景器里观察清楚。一般来说，镜头都会标配遮光罩的，不过不同的镜头所配的遮光罩也是不同的，并且许多产品之间是不能相互换用的。 光圈：

光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内.表达光圈大小我们是用F值. 光圈F值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径，从以上的公式可知要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下: F1， F1.4， F2， F2。8， F4， F5.6， F8， F11, F16， F22， F32， F44， F 。这里值得一提的是光圈F值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚是下一级的一倍，例如光圈从F8调整到F5.6，进光量便多一倍,我们也说光圈开大了一级.

广角镜头：

广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种.135照相机普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度;超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短，视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物.

相机及芯片（CCD、CMOS），智能相机

CCD:电荷耦合器件（Charge Coupled Device)。

像素:感光器件上的基本感光单元,也是一幅图像的基本单元。 分辨率：感光器件/图像的水平和垂直方向的像素数(如1024X1024)

清晰度：人眼实际能够看到的清晰程度,用标准长度内能看到多少线点来衡量。

信噪比：输出信号中有用信号和噪声的比(dB）.

帧/场： 相机输出的完整的一幅图像为一帧,隔行信号一帧分为两场。 增益:通过放大器对信号/噪声的放大.

BINNING：将几个像素联合起来作为一个像素使用，提高灵敏度，输出速度，降低分辨率.

快门：每帧图像的曝光时间。

光谱响应:感光器件在不同波段的感光程度。 量子效率:光子转化成电子的效率（以％表示）。

最大像素数： 最大像素英文名称为Maximum Pixels,所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在相机内部的DSP芯片，在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比.

有效像素数： 有效像素数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同，有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的数值是感光器件的真实像素,这个数据通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。 快门:

电子快门： 用电路控制快门线圈磁铁的原理来控制快门时间的，齿轮与连动零件大多为塑料材质。 机械快门：机械快门控制快门的原理是，齿轮带动控制时间，连动与齿轮为铜与铁的材质居多。 B门：当需要超过1秒曝光时间时，就要用到B门了。使用B门的时候,快门释放按钮按下,快门便长时间开启，直至松开释放钮,快门才关闭。这是专门为长曝光设定的快门。

帧速（FPS):一秒种内的帧数量.NTSC制为30FPS，PAL制为25FPS。

NTSC：国家电视标准委员会(National Television Standards Commitee)的缩写。是中北美洲及日本通用的电视制式，与欧洲的PAL制式和法国的SECAM只是相对。他的垂直分辨率有525线，帧速为30(29.97）FPS。

PAL:逐行倒相(Phase Alteration Line）的缩写，是中国及欧洲大多数国家通用的电视制式。具有更高的垂直分辨率(625线），但是帧速相对慢于NTSC（25FPS).

分量视频信号（Separate Video） :将画面按三个颜色通道（RGB)分成红、绿和蓝(附加亮度信号)三个单独信号通道.产生的画面质量较高，一般在广播级视频设备中被采用.

合成视频信号（Composite Video） :将彩色信号、亮度信号和同步信号混合在一个信号通道内，在家用视频设备中被大量采用。

S-Video：是一种信号质量更高的视频接口，它取消了信号叠加的方法，可有效避免一些无谓的质量损失。它的功能是将RGB三原色和亮度进行分离处理。

3CCD：一般的相机只有一个CCD，而3CCD则有3个CCD chip，并且R、G、B（红、绿、蓝)3原色分别由3个chip来处理,因此它的色彩饱和度及解析度会比一般单CCD相机高很多。

AF：Auto Focus 自动对焦

目前所有的家用摄录影机，都具有此项功能，它是以红外线测距的方式来完成对焦的动作。装置在镜头内下方的一组红外线发射器，当镜头对准目标时，红外线也同时感应到与目标间的距离，同时驱动调焦机构进行对焦动作。

注意事项

1 以拍摄主体在画面正为对焦的点。 2 避免拍摄主体前有走动的物体影响红外线测距

3 如无法避免请改以手动对焦。

4 玻璃窗前拍摄请贴紧玻璃拍摄,如情况不允许，也请改用手动对焦

AE:Auto Expose 自动曝光效果

内建的自动光圈控制程式，相机本身针对不同光线下，自动调校拍摄时所需之光圈大小以配合，拍摄者只需对准目标拍摄即可。一般可自动手动切换，顺光下以自动模式逆光下可切换成手动调整。

AGC：Auto gain control （自动亮度增益）

当全自动拍摄时，机体内感应到光线不足时，便启动此一装置，以电子式提升画面的亮度。

MGC:Manual gain control 手动增益控制 成像技术

图像采集卡

图像采集卡:是一块可插入计算机，或脱离计算机使用的板卡。图像采集卡将各种模拟视频信号经A/D转换成数字信号送入计算机，供计算机作处理、存储、传输等之用。

视频源：使用各种图象采集卡，首先需要您提供采集或压缩用的视频源。视频源可以是∶VCD影碟机、已有的录像带、摄录机、LD视盘、CCD数字照相机、监视器的视频输出等等.

● 一台摄录机和使用摄录机录制的录像带. ● 一台盒式录像机或磁带录像机和已录制的录像带. ● LD光盘播放机LD光盘或VideoCD播放机和VCD ● 摄录机或CCD摄像机

● 在医疗影像中，视频源常常是CT、X光机、B超、内窥镜、甚至MRI核磁共振等等。

● 各种工业、军事上的高速非标准视频信号，如每秒200帧、500帧、甚至上千帧…（如用Basler、PULNIX等高档数字像机作为视频源）

低压差分信号传输 (LVDS) 是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。 由于其可使系统供电电压低至 2V，因此它还能满足未来应用的需要。 此技术基于 ANSI/TIA/EIA-4 LVDS 接口标准。 LVDS 技术拥有 330mV 的低压差分信号 (250mV MIN abd 450mV MAX) 和快速过渡时间。 这可以让产品达到自 100 Mbps 至超过 1 Gbps 的高数据速率。 此外,这种低压摆幅可以降低功耗消散，同时具备差分传输的优点。

LVDS 技术用于简单的线路驱动器和接收器物理层器件以及比较复杂的接口通信芯片组。 通道链路芯片组多路复用和解多路复用慢速 TTL 信号线路以提供窄式高速低功耗 LVDS 接口。 这些芯片组可以大幅节省系统的电缆和连接器成本,并且可以减少连接器所占面积所需的物理空间.

LVDS 解决方案为设计人员解决高速 I/O 接口问题提供了新选择。 LVDS 为当今和未来的高带宽数据传输应用提供毫瓦每千兆位的方案。

Camera Link

Camera Link 的标准是由数家工业摄影机及影像卡大厂共同制定出来的， 标准的本身是基于Channel Link 的特性, 并定义出标准的接头也就是讯号线也标准化了， 让Camera及影像卡的讯号传输更简单化了, 同时定义出基本架构(Base Configuration）, 中阶架构（Medium Configuration)， 及完整架构(Full Configuration） 的讯号接脚规范以及传输数据量。

它是连接数字照相机和图像采集卡的新标准，提供了超高的图像传送速度，并且同时提供4根数字照相机的控制线.由于Camera Link的高性能、低成本以及其连接的便利性,迅速得到大多数字照相机及图像采集卡的生产商的支持。是连接数字照相机和图像采集卡的新标准,提供了超高的图像传送速度，并且同时提供4根数字照相机的控制线。