监控系统组成

监控系统组成：前端：镜头，摄像机（分辨率，宽动态，低照度，DSP,彩色摄像机，彩色/黑白摄像机，红外一体摄像机，网络摄像机）,视频服务器，支架，护罩，电源适配器（AC220-DC12V）传输：RS485(控制云台)，视频线，电源线，控制线，双绞线，光纤控制：码转换器（控制云台用），云台PTZ，解码器录像显示：台湾AVTECH DVR（压缩格式，录像格式，录像模式），显示器，监视器镜头摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量(指标)优势直接影响摄像机的整机指标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。镜头的分类(1)以镜头安装分类所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17526mm。C S安装座：特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是125mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。(2)以摄象机镜头规格分类 摄像机镜头规格应视摄象机的C C D尺寸而定，两者应相对应。 摄像机的C C D靶面大小为12英寸时，镜头应选12英寸。 摄像机的C CD靶面大小为13英寸时，镜头应选13英寸。 摄像机的C C D靶面大小为14英寸时，镜头应选14英寸。如果镜头尺寸与摄像机C C D靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。例如：12镜头既可用于12摄像机，也可用于13摄像机，但视角会减少25左右。 13镜头不能用于12摄像机，只能用于13摄像机。(3)以镜头光圈分类 镜头有手动光圈(manual iris)和自动光圈(autoiris)之分，配合摄像机使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频（VIDEO）输入型，另一类则利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，称为D C输入型。自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈，一般用F表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即： F=f(焦距)D(镜头实际有效口径)， F值越小，则光圈越大。采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。 要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。光圈或通光量 镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以F为标记，每个镜头上均标有其最大的F值，通光量与F值的平方成反比关系，F值越小，则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。(4)以镜头的视场大小分类 标准镜头：视角3 0度左右，在12英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为1 2 mm，在13英寸C CD摄像机中，标准镜头焦距定为8 mm。 广角镜头：视角9 0度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。 远摄镜头：视角2 0度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大，但使观察范围变小。 变焦镜头(zoom lens)：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。可变焦点镜头(vari-focus lens)：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则需通过手动聚焦实现。 针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。变焦镜头(zoom lens) 变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变倍镜头。典型的光学放大规格有6倍(6.0-36mm，F1.2)、8倍(45-36mm，F16)、1 0倍(80-80mm，F12)、12倍(6.0-72mm，F12)、2 0倍(10-200mm，F1.2)等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。(5)不同种类镜头的应用范围 手动、自动光圈镜头的应用范围 手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下，手动光圈由数片金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。 在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。 手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距(光圈)镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。 定焦距(光圈)镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。 自动光圈镜头，(EF)可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。 电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。镜头的主要性能指标有以下几个： 1、焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。 2、光阑系数：即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如6mmP14代表最大孔径为429毫米。光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4，2，2.8，4，5.6，8，1 1，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4，12，12.8，14，15.6，18，111，116，122，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。另外镜头的光圈还有手动(MANUAL IRIS)和自动光圈(AUTO IRIS)之分。配合摄像头使用，手动光圈适合亮度变化不大的场合，它的进光量通过镜头上的光圈环调节，一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整，用于室外、人口等光线变化大且频繁的场合。 3、自动光圈镜头：自动光圈镜头目前分为两类：一类称为视频(VIDEO)驱动型，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。另一类称为直流(DC)驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节 (测光调节)，有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择， 一般取平均测光档；另一个是LEVEL调节(灵敏度)，可将输出图像变得明亮或者暗淡。 4、变倍镜头：变倍镜头分为手动(MANUAL ZOOM LENS)和电动(AUTO ZOOM LENS)两种，手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时，摄像头通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大，既可以看大范围的情况，也可以聚焦某个细节，再加上云台可以上下左右的转动，可视范围就非常大了。电动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率，如果再知道基准焦距，就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个6倍电动镜头，基准焦距为85毫米，那么其变焦范围就是85到51毫米连续可调，视场角为313到55度。电动镜头的控制电压一般是直流8V16V，最大电流为30毫安。所以在选控制器时，要充分考虑传输线缆长度，如果距离太远，线路产生的电压下降会导致镜头无法控制，必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。焦距的计算： 1、公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。 (1)镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下： fwLW，或者fhLh f：镜头焦距 w：图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度) W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸： 单位mm规格 13 12 23 1 w 48 64 88 127 h 36 48 66 96摄像机：CCD彩色摄象机的主要技术指标和参数1. CCD尺寸，亦即摄象机靶面。原多为1/2英寸，现在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的主要性能指标，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清晰度摄象机。 3. 水平分辨率，摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。分辨率是用电视线（简称线TV LINES）来表示的，黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色摄像头的分辨率在380-480线之间，其数值越大成像越清晰。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。主要有380线、420线、460线、470线、500线、520线等不同档次。4. 最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件，普通型：正常工作需照度13LUX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 红外型：采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量。照度的单位是每平方米的流明（lm）数，也叫勒克斯（lx）：1 lx 1lm/M2lm是光通量的单位，定义为：纯铂在熔化温度（1770）时，其1/60cm2的表面面积举例计算：一只100w的白炽灯各种照度光 源照度/（lm/m2或lx）发射度/（W/m2）直射太阳光1055000阴天100050傍晚100.5月亮光0.10.005星光0.0010.00005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值。夜视摄像机的最低照度通常在0.001 lx，在微弱的星光下，不学其他辅助光源也能清晰地摄取图像。在兼顾图像清晰度指标和电视设备的前提下，我国规定了电视系统的视频带宽为6MHz，考虑到电视系统在水平和垂直方向上应具有大致相等的分辨率，选定每帧图像的扫描行数应为625行，由于电视扫描的帧频为25Hz，则行频fh为：625 X 25 15625Hz。人眼感觉出低于48Hz场频的图像的闪烁，人眼适合长时间观看得活动图像需达到每秒75帧以上。日常生活中照度参考表晴天 30000300000生产车间 10500阴天 3000办公室 3050日出日落 300餐厅 1030月圆 0.30.03走廊 510星光 0.00020.00002停车场 15阴暗夜晚 0.0030.0007低照度摄像机的正确认识 照度（LUX）数值达到多少为低照度？多少数值能适应摄取影像的周围环境？照度为一亮度单位，顾名思义，是指摄像机在摄取影像时，对周围环境照明亮度的需求，1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）1015LUX。目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商，对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.0004LUX1LUX，黑白摄像机从0.00030.1LUX均有，（若搭配红外线，则均可达0LUX），这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。电源电压：目前摄像机的输入电压常见的有以下几种：DC12V，AC24V，AC110V，AC220V，在同型号线材的情况下电压越高抗干扰能力越强，传输距离越远。5. 扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。 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）。 6. 摄象机电源。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、75，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。10. CCD彩色摄象机的可调整功能（）同步方式的选择 A、对单台摄象机而言，主要的同步方式有下列三种：内同步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。外同步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。（当同时使用多个摄像机并共用后端视频设备（如多画面分割器）时，由于各摄像机的内同步彼此是独立的，后端设备无法确定去跟踪哪个摄像机的同步信息，就会出现多个画面不同步的现象，这是要用到SYNC端口）电源同步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。 B、对于多摄象机系统，希望所有的视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄象机输出时，不会造成画面失真，但是由于多摄象机系统中的各台摄象机供电可能取自三相电源中的不同相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有： 均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄象机的外同步输入端来调节同步。 调节各台摄象机的“相位调节”电位器，因摄象机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的，故使用相位延迟电路可使每台摄象机有不同的相移，从而获得合适的垂直同步，相位调整范围0360度。 （）自动增益控制 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。 （）背景光补偿 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。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： 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； 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。（）电子快门 在CCD摄象机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄象机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄象机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄象机，则为1/50秒。当摄象机的电子快门打开时，对于NTSC摄象机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄象机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄象机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄象机的动态分辨率。 （）白平衡 白平衡只用于彩色摄象机，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。 A、自动白平衡 连续方式此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为28006000K。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，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 按钮方式先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到自动位置，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230010000K，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。 B、手动白平衡 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，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。 （）色彩调整 对于大多数应用而言，是不需要对摄象机作色彩调整的，如需调整则需细心调整以免影响其他色彩，可调色彩方式有： 红色黄色色彩增加，此时将红色向洋红色移动一步。 红色黄色色彩减少，此时将红色向黄色移动一步。 兰色黄色色彩增加，此时将兰色向青兰色移动一步。 兰色黄色色彩减少，此时将兰色向洋红色移动一步。 、数字化式的调整控制方法 新型摄象机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制，此时不必手动调节电位计而是采用辅助控制码，而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中，增加了稳定性和可靠性。 DSP摄象机 DSP这个名词在CCTV工业中越来越被广泛使用。DSP在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称为数字信号处理（DSP， Digital Signal Processing）是数字信号处理的缩写。DSP芯片提高了摄像机的视频处理及操作性能 。DSP技术不仅使摄像机在性能上获得优势，同时也使生产商节省了零件及装配时间，从而降低了成本。DSP摄像机可分为两类： 1、智能型DSP摄像机此类摄像机提高图像效果的同时具有智能特色。典型的智能摄像机具有以下几种特点。a. 可编程的背景光补偿b. 视频动态检测c. 通过串行数据接口可进行遥控d. 内置字符发生器e. 屏幕菜单2、普通型DSP摄像机这类低水平的DSP摄像机不具备与DSP技术相关的任何智能特色，仅仅是出于降低成本的考虑。该种摄象机具有以下优点： 、由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。常规摄象机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿，否则过亮的背景光可能会降低图像中心的透明度。而DSP摄象机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。 、由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪“白色”，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。传统的摄象机因系对画面上的全部色彩作平均处理，这样如果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平衡，也就是不能重现原始色彩。DSP摄象机是将一个画面分成48个小处理区域，这样就能够有效地检测白色，即使画面上只有很小的一块白色，该摄象机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。 在拍摄网格状物体时，可将由摄象机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。超动态（super dynamic）实际也就是动态展宽。松下公司在cp450/cp650/bp550等第三代摄象机中均采用该技术，可以有效扩展ccd感光成像时的动态范围，比一般摄象机提高40倍，从某种意义上说，超动态技术就是背光补偿的升级。 超动态技术的核心是采用了新型的双速ccd图象传感器，能在同一时间对场景进行长短不同时间的曝光，即以标准快门速度读出并传输标准信号，而以较快的快门速度读出和传输高亮度信号。而后长短时间曝光信号在专用的图象处理集成电路（mn67352）中进行信号分离及时间周期变换并适当合成，再经适当的加码校正、数摸转换，从而输出扩展了40倍的动态范围图象。 随后的460进一步改进了超动态技术，此为超动态二代（superdynamic2）技术，也就是我们俗称的超动态，他的动态范围比一般高出80倍 第二代超动态仍利用了双速ccd图象传感器并采用了数字信号处理技术，长时间曝光（1/50s）可使画面上处于背光的主体图象清晰可见，短时间曝光（1/2000-1/4000s）则可使画面上强光部分层次分明而不置曝光过度，然后通过增强的数字处理技术将两副画面中的图象质量较好的部分加以合成，即可以得到全面清晰的画面。二代超动态还采用了独立的agc电路和数字拐点电路（kneecircuit）。二代超动态采用两组agc电路 ，可以独立的对长时间曝光信号及短时间曝光信号分别处理并使其最佳化，避免s/n比降低问题。由于两组agc电路具有不同的起控点，因此在摄象机输出特性曲线上出现了两个拐点。二代超动态还增加了可辨识的灰度级层次，即：对黑色参考电平使用阶层式校正电路，并允许最低电平增益值可机动调整，利用正确的黑色参考电平可使图象更加稳定，也就是说，图象最黑的部分会呈现应有的黑色。二代超动态还采用了先进的数字降噪（dnr）电路、增益 调整电路和数字2r滤波器，可将ccd的感光度提升12db（其中7db由dnr电路提供），使最低照度改善到08lux。相对于一般摄象机的3-100lux和一代超动态3-3000lux的照度范围，二代达到了0.8-10000luxCCD摄象机的选择参考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，但质量就要稍差一点点。 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。 回到顶端分辨率分辨率与线数换算方法模拟摄影机的分辨率通常用多少条线来计算。数字摄影机的分辨率以传感器（CCD芯片）上的像素计算。转换范例：352x28810万像素512x492 pixel = 330 Horizontal TV lines=25万像素512x582 pixel = 330 Horizontal TV lines29万像素640x480 pixel = 400 Horizontal TV lines30万像素768x492 pixel = 470 Horizontal TV lines38万像素768x582 pixel = 470 Horizontal TV lines45万像素1280x960 pixel = 800 Horizontal TV lines122万像素1什么是像素？我们通常所说的像素，就是CCD上光电感应元件的数量，一个感光元件经过感光，光电信号转换，A/D转换等步骤以后，在输出的照片上就形成一个点，我们如果把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”（Pixel）。像素分CCD像素和有效像素,现在市场上的数码相机标示的大部分是CCD的像素而不是有效像素。PS:1/1.8的CCD比1/2.7的CCD要好2. 什么是分辨率？所谓的“分辨率”指的是单位长度中，所表达或撷取的像素数目。我们通常说的数码相机输出照片最大分辨率，指的是影像分辨率，单位是ppi（Pixel per Inch）除此之外，还有：打印分辨率，单位是dpi（dot per inch）显示器分辨，就是Windows桌面的大小。常见的设定有640x480、800x600、1024x768等。屏幕字型分辨率：PC的字型分辨率是96dpi，Mac的字型分辨率是72dpi。当然还会有其他输出设备的分辨率。3影像分辨率和像素的关系前面已经说了，像素分有效像素和CCD像素200万像素的CCD，最大影像分辨率是16001200192万像素，也就是说，实际的有效像素就是192万。其他像素级的数码相机的计算方法也是类似的。可以看出，像素越高，最大输出的影像分辨率也越高。4打印分辨率和像素的关系打印分辨率，关系到我们冲印照片的大小其实计算方法也是很简单的：200万像素的数码相机，有效像素192万，最大输出16001200的相片宽：1600 Pixels/300 dpi=5.3 高：1200 Pixels/300 dpi=4也就是说如果用300dpi输出分辨率冲印，最多能冲印5.34英寸的照片，而通常照片的尺寸是：5寸：53.56寸：64很明显的看出，200万像素能以300dpi的效果冲印最大5寸的照片。（顺便说一下：人眼能分辨出的最大分辨率是300dpi，超过这个分辨率，人的眼睛是无法看出差别的，也就是说300dpi和600dpi在人眼看来是没有差别的，所以现在的冲印设备最大的设计输出分辨率，就是300dpi，当然每个人对于清晰度的要求是不一样的，一般来说能达到200dpi就能让大部分人满意，所以200万像素冲印6寸的照片，在大部分人看来还是很清晰的。）如上所述，“打印尺寸”与影像分辨率有莫大的关系，只要影像分辨率改变了，打印的尺寸便会跟着变化，而像素和影像分辨率又有直接的关系，所以三者可以互相转换的。而其中最根本的就是像素。所以购买相机的时候，像素的因素是绝对需要考虑的，要代替日常家用的相机，至少要能满足冲印56寸的照片，因此个人认为，200万像素是底线，低于200万像素的相机无法满足日常需求1、像素组成图像图像是由连续快速出现的静止图像组成，当我们讲图像的分辨率的时候是指组成图像的像素。2、垂直清晰度由于“垂直清晰度”这个名词更容易理解，我们就从简单的入手。“垂直清晰度”就是一幅图像从上到下由多少像素组成。由于每一根水平扫描线形成一个垂直方向的像素，因此我们也可以讲，“垂直清晰度”就是一幅图像由多少条“水平扫描线组成”。一幅图像有多少条水平扫描线是由信号格式决定的，因此只要信号格式确定了，垂直清晰度就确定了。对于PAL制来说，不管你看的是电视节目、录像机、VCD、LD还是DVD，你最后看到的垂直分辨率者是625。进一步讲，我们看到的一幅画面并不是由所有的625行组成。实际上，在场消隐期间，还有49行用于传输其它信息，比如闭合字幕、图文、测试信号等，同时当电子束从最底部回到最上部来开始扫描下一幅图像还需要一些时间。去掉这些我们“看不到”的行数，我们看到的一幅画面实际上最多由576行组成。这也是PAL制的最高垂直分辨率。更进一步，由于显像的原因和人的视觉特性，这576行只是理论上的分辨率而已。实际你“看到”的图像的垂直分辨率还必须乘以一个小于1的修正系数，这个系数称为Kell系数。对于隔行扫描，Kell系数0.7，因此对于PAL制来说，最后显示出来的图像的垂直清晰度是400线左右。实际观看测试图的时候，由于不考虑Kell系数，观察得到的垂直清晰度通常可以达到450线左右。3、水平分辨率正如我们前面讲到的，垂直清晰度完全由信号格式决定，这非常易懂。而水平清晰度却是最容易令人混淆的概念，其中最大的问题就是因为水平清晰度有多种表达方式。我也认识一些IT业人士，他们对电脑分辨率了如指掌，却不知道在家庭影院里应该如何使用“分辨率”这个名词。这就是由于多种表达方式可以由很多种数据来表达，在不同的场合，相同的数据可能就表示完全不同的性能。计算机领域 在计算机行业中经常使用组成图像的像素的多少来表示分辨率，即水平像素数垂直像素数。如：VGA：640480；SVGA：800600；XGA：1024768。视频领域 在视频领域，我们更习惯使用“每图像高度”的像素多少来表示水平清晰度，并称之为“电视线”。这种习惯的由来要追溯到电视机诞生的60年前。当时，由于信号的格式已经决定了图像的垂直清晰度，因此专家们的想法是用和垂直清晰相关的方式来表示水平清晰度。也就是说，到底是水平方向更清晰还是垂直方向更清晰，通过这个相对的清晰度表示就可以一目了然。由于这个原因，水平清晰度（电视线）被定义为：在和屏幕高度相等的水平方向上可以显示的像素数。在这种定义下得到的清晰度就叫做“电视线”。所以，当仍然听到别人讲视频信号有多少清晰度的时候，它并不是指从图像最左边到最右边有多少像素组成，而是指在和图像高度相同的水平宽度上有多少像素。 请看一下你的电视机或电脑显示器，你会发现它们并不是四四方方的，其显示比例是4:3的。也就是说，要得到垂直清晰度相同的水平清晰度，水平方向的像素要达到垂直清晰度的4/3倍。对于DVD来讲，NTSC制是720480像素，PAL制是720576像素。NTSC和PAL制的水平清晰度都是7203/4=540线。在NTSC制的DVD上，水平清晰度高于垂直清晰度（540线480线）；在PAL制的DVD上，水平清晰度略低于垂直清晰度（540线576线）。4、清晰度的决定因素图像清晰度=信号源的图像质量处理电路的处理水平显示方式的显像质量。这三个因素都同等重要地决定最终的图像质量，一个都不能少。任何一个环节差都将导致最后图像的水平清晰度下降。即使有的产品提高了处理电路性能或显像性能，但是如果没有相应的信号源配合，也不能显著提高图像质量。 5、带宽和像素的关系 如果是模拟信号，要在数字显示设备上显示出来，我们首先要进行模拟数字的转换；而如果是数字信号，要在模拟显示设备上显示出来，我们首先要进行数字模拟的转换。在模拟信号领域里，我们用带宽来表示信号的质量。在数字信号领域里，我们用组成图像的像素数来表示图像的质量。PAL制信号的视频带宽是6MHz。经过标准的数字采样后，得到720576的图像，这两种说法都表示同样质量的图像。就像我们形容一盘美食，汉语讲“好吃”，英语讲“delicious”，意思都是一样。6、从像素计算水平清晰度VGA（640480，4:3屏幕）：480电视线；SVGA（800600，4:3屏幕）：600电视线；XGA（1024768，4:3屏幕）：768电视线；720P（1280720，16:9屏幕）：720电视线；1080I（19201080，16:9屏幕）：1080电视线。7、从带宽计算水平清晰度清晰度H=2TAF。其中T为水平扫描正程时间，对某一电视图像格式，它是固定的；A为显像管的宽高比（4:3或16:9），F为电视机的信延带宽，T和A为常数。以PAL制来讲，这度信号的最大带宽为6MHz，行频为15625Hz/s。如果图像信号是最高频率6MHz单频，那么每行能显示6000000/15625=384周。如果正半周为白，负半周为黑，每个行周期能显示768条黑白线。每一个行周期又分为正程和逆程，只有正程对分解力有贡献。PAL制的水平逆程为18%，所以每行正程最多能显示的黑白线总数不会超过7680.82=629.76。也就是说，PAL制的水平分解力的极限是630条黑白线，换算成电视线的说法就是470电视线左右。当然不必每次都这么复杂地计算，可以用一个经验算法来计算：1MHz带宽=81电视线。这样不难求出VHS录像机：3MHz带宽，240线左右；NTSC制电视：4MHz带宽，320线左右；PAL制电视：6MHz带宽，480线左右；DVD：6.75MHz，540线左右。8、流行数据和名词解释1250线、31250线、30MHz带宽、200万像素、超精细显像管，这些就是推销员“推销”给你的流行数据和名词，如果在没有看本文之前，你可能一头雾水。现在有了前面的知识做铺垫，我们就可以来揭开这些数据名词和面纱。同样是“线”这个字，可能是讲“水平扫描线”（垂直清晰度），也可能是讲水平方向整个屏幕上一共有多少线，还可以是讲在屏幕高度的水平宽度上有多少线（电视线）。1250线 这是倍频扫描电视机的专用名词。由于倍频扫描讲场扫描的频率提高了一倍，原来每帧扫描的625行，现在就成了1250行，因此称作1250线，这里的“线”是指水平扫描线。31250线 这是一个唬人的数据，指的是在一秒钟内，倍频电视机一共扫描了31250线，这和每一帧扫描1250线是同一个意思（31250/秒=1250线/帧25帧/秒）。这个说法如果再进一步的话，就是200万线，当然这里的200万线指的是每分钟扫描的线数（31250线/秒60秒/分钟）。这里的“线”也指水平扫描线。30MHz带宽 按照前面我们介绍过的方法，可以计算得到30MHz带宽就是19201080。需要注意的是，对于PAL制的信号源，带宽只有6MHz，这时用30 MHz的处理带宽显像是一种浪费，且工不能提高图像质量。因为即使有了30 MHz带宽，还必须要有30 MHz的信号源（高清电视），和能够显示19201080的显像管，没有这两者的支持，30MHz只是一个唬人的数据而已。200万像素 某些品牌的电视机号称200万像素处理，声称可以如何如何提高图像清晰度。这“200万像素”从何而来呢？这些电视机的数字处理电路部分采用了19201080的HDTV处理方式，因此每幅画面就有“200万像素”了。 但是，请再看看上面的图8，如果电视机的信号源是720576（41.5万像素），即使处理性能再好，最后的图像仍然是720576（41.5万像素）。在“200万像素”处理中，每5个像素实际上是完全相同的一个像素。而且别忘了，我们前面计到的图像清晰度的三要素中的显示方式这一条，虽然进行了200万像素的处理，可是最终的显像管还是普通的显像管，还是只能显示720576（41.5万像素），所以即使是2亿像素处理，也丝毫不能提高图像质量。图10为200万像素处理：在左边的图中，每一个黑点由4个小黑点组成，灰点也由四个小灰点组成，这个图像的实际观看效果和右边的完全一样。实际上，显像管中的每一个点由红、绿、蓝三个小点组成，而每个小点又由数不清的荧光粉组成，这些数不清的荧光粉点显示的是“同一个像素”，但是我们显然不能称分辨率是由“这些数不清的荧光粉点”组成的。所以，30MHz带宽和200万像素处理是同一个意思。只不过30MHz沿用了传统模拟信号处理的称呼，而200万像素是“数字新贵”的流行用语。这两个名词实际上表达的是同样的一个性能指标。超精细显像管 “200万像素”的致使伤在显像管不是“200万像素”的，所以最后的图像清晰度由于显像管而大打折扣，和普通的处理方式相差无几。那如果“200万象素”处理+“超精细显像管”呢？这距离更美好的图像又近了一步，但是还没有达到。因为三要素之中只有最后两个要素解决了。还必须要第一个要素信号源的支持。在没有高清晰的信号源支持的情况下，“200万像素”+超精细显像管和最普通的电视机并没有本质区别。所以，什么时候有了和高清处理电路和高清显像管相匹配的高清电视节目之后再买“高清电视”也不迟。否则，高价格换来的“高级”电视机其实只是摆设而已，就如你在高清电视机上看VCD节目，看到的图像质量还是VCD级别的，并不是高清的。回到 摄像机回到顶端宽动态什么叫宽动态？简单地说宽动态就是场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。宽动态范围是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。宽动态的表现方式以“倍数”或“dB”来表示，在以100IRE为标准时，换算公式：N dB=20log（V2/V1）。普通摄像机（称V1）的宽动态值为10dB ,如宽动态为48 dB ，与普通摄像机之间的差为38 dB，V2/V1=80，说明与普通摄像机宽动态差为80倍，松下第三代宽动态摄像机是54 dB，V2/V1=160倍。池上ISD-A10摄像机典型动态范围95 dB，V2/V1=17782倍，最大宽动态范围120dB，V2/V1=316227倍。从“倍数”上看，采用Pixim DPS技术的摄像机，宽动态范围要比CCD宽动态范围有极大的提高。宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0。00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面，室内照度为100Lux，而外面风景的照度可能是10,000Lux，对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000:1的对比度，然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像机只有3:1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉（全白）；或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除（全黑）。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷CCD宽动态技术是采用特殊DSP（数字信号处理）电路，对明亮部分进行最合适的快门速度曝光，然后再对暗的部分用最合适的快门速度曝光，然后将两个图像进行DSP处理重新组合，使明亮的部分和暗的部分可以看得清楚。由于CCD的感光特性所限制，在技术上很难在有重大突破，有的CMOS技术已经达到160dB,可以说未来的监控摄像机属于宽动态摄像机，宽动态技术属于CMOS回到顶端低照度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0.04lx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、灰暗的图像回到顶端DSPDSP（digital singnal 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