《培训资料监控方面》PPT课件.ppt

1、监控知识培训资料,主讲：市场部总监 刘小松,看懂摄像机技术指标 单板机和双板机有什么区别 解剖宽动态摄像机 红外一体机技术 学会测试摄像机 CCD识别及DSP方案 摄像机DSP方案,之,看懂技术指标,入行探索,彩页,一张彩页涵盖大部分技术,看懂技术指标,成像元件,也就是CCD （当然也有C-MOS),CCD的主要区分：,按色彩：彩色、黑白,按尺寸：1”、2/3”、1/2”、1/3”、1/4”,按品牌,看懂技术指标,全称叫做电荷耦合器件 （Charge Coupled Device）,什么是CMOS摄像机？和CCD摄像机有何不同？,CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。因

2、为人眼能看到1Lux照度（满月的夜晚）以下的目标，CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.13Lux，是CMOS传感器感光度的3到10倍,尺寸：,尺寸大小的差别,1/4”照度会比1/3”差,1/3”照度会比1/2”差,原理：,相同数量的感光点，摆在1/4”上的每一点一定比较小点，受光就较少，当然照度就较差,好处：,便宜 体积小 机板可以做小,主要在于灵敏度,也就是最低照度,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4.8m

3、m*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,1/2”照度会比2/3”差,2/3”照度会比1”差,品牌：,Panasonic 松下,Sony 索尼,A1 L.G,Sharp 夏普,看懂技术指标,标写,Sony Super HAD CCD,Sony Ex-View HAD CCD,1/3” Sharp Super-HAD CCD,1/3” Color CCD,1/3” sony Super-HAD CCD,常见,比别人好,照度更低,在CCD的制造过程中有一个制程叫作”HAD”, 所以不管那家的CCD 都可称为” HAD CCD,HAD是什么？,P

4、AL制,752(H) x 582(V),也就是所谓44万像素,500(H) x 582(V) 也就是所谓25万像素,NTSC制,768(H) x 494(V),也就是所谓38万像素,510(H) x 492(V) 也就是所谓25万像素,44万画素,25万画素,看懂技术指标,制式：PAL制 NTSC制,就叫高解,就叫低解,普解或中解,分辩率 ：,44万像素的摄像机,25万像素的摄像机,420线？,480线？,其技术极限大概是320线,其技术极限大概在480线,500线？,520线？,550线？,通常称做“线数”、“电视线数” 。标示为 TV Lines,看懂技术指标,台湾造280300线,韩国造

5、300线,中国造？,最简单的定义:,最低照度 ：,在暗房内,摄像机对着被测物,然后把灯光慢慢调暗,直到显示器上 快要看不清楚被测物为止,这时量光线的照度, 就是最低照度。 实际上还得考虑用几毫米镜头,入光量多少,摄像机AGC必须关掉,视频讯号是降到多少IRE等等,通常称做“照度”、“最低照度” 。标示为 LUX,为什么高解CCD照度会比低解的差？,老问题：同样芯片面积,一个摆了44万点,一个摆了25万点,那个大点?,常见标识：1.0LUX(F=1.2) 0.5LUX(F=1.2) 0.01LUX(F=1.2),普通型正常工作所需照度13LUX月光型正常工作所需照度0.1LUX左右星光型正常工作

6、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,信噪比 ：,通常称做“信噪比” 。单位是dB,任何电路只要通电后都会产生噪信,包括元件及线路本身所产生的,当然噪信越小,画面看起来会越干净,我们用视频讯号跟噪信的比值来表示,那当然越大越好。,数学公式： 20log(V2/V1),V2指视频信号,V1指噪信大小,看懂技术指标,松下跟索尼的机子噪讯比标50 dB,现在看到48 dB怎么来的呢？,48 dB,电子快门 ：,为了让影像亮度正确, 必须正确控制摄像机的入光量,要调整入光量要从镜头的光圈及摄像机的快门着手,一般用手动镜头时,光圈调固定就不动了,如果这时遇到强光怎

7、办?很简单,在CCD还没过于曝光前,D.S.P就赶紧把CCD上的讯号”扫”下来吧,也就是光线强时扫快些,光线弱时扫慢些,扫一次相当于我门用单反相机时”喀嗏”一声,单反像机是机械式快门,我们这是电子式,所以叫”电子快门”,使用自动光圈镜头,摄像机快门速度就定在1/50 秒,跟据D.S.P规格书,电子快门速度在PAL制时是1/50秒到十万分之一秒,看懂技术指标,背光补偿 ：,什么是背光补偿？,背光补偿就是根据特定的测光区域，调整电子快门(或自动光圈)，使得测光区域内的曝光值正常。,不在测光区域内的就不管了，测光区域由DSP参数设定，一般是取中间1/9处，或加上下方1/3处成凸字型。,看懂技术指标,

8、什么是”宽动态” ？,同步系统 ：,什么是同步系统？,简单的说，就是使每一台摄像机丢图场出来的时间点要一致。,外同步就是交由外步来触发丢出画面，这功能现在已经很少用了,实现电源同步：,加电源同步电路 加开关电源 从交流电中取同步讯号(50周),内同步就是自己每秒输出25张画面，不管别人了,看懂技术指标,AC电源有三相，彼此差120度，如果电源同步的机子若接在不同相位电源上，会有相位差导致无法彼此同步，所以还需有一个调相旋钮，将彼此触发相位调到一致 。,AGC ：,就是电子自动增益,是摄像机基本功能,AGC是什么？,看懂技术指标,有些人为了让画面看来亮些，刻意调的很高，这样在低照度时很容易就白茫

9、茫一片了，所以有人干脆就在这搞个开关，要高要低，自己来吧,接头型式 ：,接口标准:, C-Mount, C/S Mount,那时后的镜头里面有八片镜片组合而成，后来松下搞了个五片玻璃的镜头，成本是省了，但是成像距离短了约五毫米，,直径为25.4mm,每英吋32个螺牙，边缘至CCD距离为17.526mm。摄像机及镜头就比照这标准,彼此才能搭配,这就叫C接口, 现在几乎所有机子都用C/S接口，再付一个C/S转C接口的加长环.,这就叫C/S 接口,也就是镜头要更靠近CCD 五毫米边缘至CCD距离为17.526mm”改为 12.5mm，这就叫C/S 接口 ，现在几乎所有机子都用C/S接口，再付一个C/

10、S转C接口的加长环。,怎么办？,改标准,自动光圈 ：,也就是可接的自动光圈镜头的形式。, 视频驱动(Video), 直流驱动(D.C),视频输出：,标准是1 Vp-p,也就是1伏特(峰值对峰值) ，75欧阻值,消耗功率：,一般机子在12V 时,大致都在90-130毫安之间,电源：,分12VDC, 24VAC, 220VAC三种,通常 24VAC还兼容12VDC,看懂技术指标,但常有厂家为求看起来”亮”一点，故意增加讯号强度，在接DVR及配线时会引起一些困扰 。,入行探索,单板机与双板机的区别,之,摄像头组成：, 机壳, 主板, 后板（也叫尾板）, 电源板（AC24V、AC220V）,CCD D

11、.S.P CDS/AGC V-DRIVER 电源电路 输出电路,摄像头器件：, 主板, 后板,视频接头 电源接头 功能开关 自动光圈电路,32 X 32mm 38 X 38mm 42 X 42mm,主板规格：,已包括视频输出、背光补偿、白平衡、AGC等足够的功能,SHARP,SONY,因为SONY机还得加上一颗EVR（88347， 电子式可变电阻）,关键所在：,为什么SONY没有32 x 32规格的板子呢？,单板设计问题：, 噪信, 方案, 功能,板上的零件越密集，噪信当然就越难处理,屏幕菜单 宽动态（SONY SS-2方案）,电源同步（SONY SS-1 2163方案）,结论：,正常功能的一

12、台摄像机，一片板子就够了，二片板的话也不一定品质就高，但可以肯定的是成本一定高 加了一堆功能的，如电源同步、O.S.D、宽动态、520线.如果只是单板，除非技术了得，否则品质堪虞,入行探索,解剖“宽动态”,之,宽动态摄像机：, 什么是宽动态？,所谓宽动态,就是把问题集中在解决逆光 环境下所产生的问题。,引子：,摄像机在逆光时，因为整体入光量太大，为避免CCD过于曝光，快门速度会提高，这就导致背景（高亮度区）正常了，但主体（低亮度区）却曝光不足因此就黑掉了。,现象一：,测光为整体测光，现在 是高速快门，主体曝光 不足，背景曝光正确。,怎么解决这问题?,改变测光的区域,D.S.P 功能：指定测光的

13、范围。,范围指定：在中间1/9 区块，或是再加上下面1/3合起来成一个凸字型。,D.S.P以这区块来测光，因为这区块内光线较暗，所以快门速度就降下来了，导致这区块内曝光是正常的，但窗外就会过曝。,现象二：,测光为区域测光，现在是低速快门，主体曝光正确，背景过曝 。,这跟宽动态有什么关系呢？,宽动态摄像机,所谓宽动态摄像机，就是能够兼具上面两图的优点，把主体跟背景都能曝光正常 。,怎样才能达到这种效果呢?,把高快门那张影像的背景剪下来,拼凑,把低快门那张影像的背景剪掉,影像合拼,原理,写个软件，自动去判别明暗程度，自动取要的图像，自动加起来，最重要的是要每秒能处理25祯，找一颗 D.S.P，把软

14、硬件打包，就成了“宽动态”D.S.P 了,宽动态影像必需有专用DSP，而且图像是“做”出来的！,结论,关键问题, 那里去找来低快门及高快门各一张的图让它（DSP）处理？, 用两颗CCD？一个高快门，一个低快门？,解决方法,就是用一颗CCD，但是上面的每一点在单一时间内曝光两次，一次长曝光（低快门），一次短曝光（高快门），所以每一点都有两个数据输出，就叫”双输出CCD”，正因为每点有两个数据输出，总资料量就比一般CCD多了一倍，因此传输的速度得大上一倍才能把资料搬出来，所以又叫”双速CCD (Double Speed CCD) ”,就是这样，通过双输出CCD 给出一个长曝光及短曝光的信号给DSP

15、， DSP去运算再加总，所谓”宽动态摄像机”就出来了 。,种类,目前所谓宽动态机，基本上只有三种：松下 SDIII，索尼SS-2方案及PIXIM C-MOS方案。,入行探索,红外一体机,之,CCD为什么能看到红外线？,CCD本来就能看到红外线！它本来就对红外光有 感应 。,彩色CCD为什么看不到红外线？,事实上，彩色CCD也能看到红外线，因为它能感应到红外线。,方法就是：让CCD戴上“太阳眼镜”-滤光片,现在的彩色CCD为什么看不到红外线呢？,会干扰到D.S.P 的运算，导致“偏色”。,如何让彩色CCD看上去不偏色呢？,色谱图分析,380nm-645nm,可见光,红外光（线）,645nm往右以

16、外的,紫外光（线）,380多nm往右以外的,380nm,645nm,黑白CCD为什么不加滤光片?,黑白摄像机本来就没颜色 ，何来“色”干扰?,所以，早期的红外线摄像机就是用黑白摄像机，加上红外投射灯就行了,早期的日夜型彩色红外摄像机,在CCD前装了个机械结构,把滤光片拉开或推回去,一片滤光片跟另一片普遍镜片在抽换,早期生产厂家,松下,价格昂贵,就这样，第一款低价“彩色室内日夜型红外线摄像机” 问世,第一款低价机,拿下滤光片,室内用,偏色,便宜,关大门，开小窗,让850nm那段红外光漏了进来,850nm,打上850nm的红外光,调整DSP软件程序，尽量减少色偏,正题：红外一体机,850nm的LE

17、D,做块线路板，装上几十颗LED，中间挖个洞,光敏电阻(CDS),摄像机主板,扳机镜头,摄像机外壳,红外一体机就出来了!,红外一体机关键问题,过热,以50颗5mm，20mil(芯片大小)LED为例，想照到户外40米，电流至少得到80毫安，如果又密封在壳子里(户外当然要密封)，LED板上温度会飙升到90度。还有，LED是正温度系数，也就是温度越高电流越大，电流越大温度就越高，LED本身会耐到100度，但主板后面那颗CCD可只能撑到60-70度，这时，画面开始就发白了，看起来白朦朦的，这是因为CCD过热，暗电流增加，白底上浮，再烧下去，CCD就烧了。,尝试办法,降低电流，只用30-40毫安,加风扇

18、,加定电流电路（60毫安以下 ）,总之，过热是红外一体机最大致命伤。,黑边及均匀度, 调整LED板上LED的角度, LED角度跟镜头视角相配合,例如：4毫米镜头得搭配宽角度LED；8毫米镜头，LED就要用小角度的；12毫米就得配15度LED，再加些不同角度的LED补光，照出去的光就均匀了。,白雾, LED光漏到镜头里, 宽角度LED,漏水, 设计不良, 防水圈材质不好, 组装不慎,雾气, 主要是密封不良引起的, 解决办法, 装两包干燥剂？两下就不行了，吸饱了水，更惨, 装氮气？没出厂就漏光了,镜头跟玻璃隔离,独立开来 ？对漏光还有效，结果雾气集在小玻璃上,开通气口，加风扇 ？没雾气了，但会漏水

19、,玻璃镀膜 ？是不沾水，但防不了雾,？,镜头,用好一些的，效果会比较好，还可说是“XX国进口红外机”,机板,1/3索尼的当然会比1/4SHARP的感度好,机板只有分质量好跟质量差，没必要争执谁的DSP好,红外线用的机板跟一般枪机用机板在程序上有些不同,入行探索,学会测试摄像机,之,摄像机参数指标测试图,测试前的准备:,有一颗好的镜头: 通常用的是6或8mm手动光圈两可变镜头，最少也得用好一点的精工镜头（虽然大部份也是假的），如果有Tomron或Computar 的就更好。 用一部好的显示器: 最好用高解析500条以上的，测分辨率最好用黑白高解析的，但为求方便，彩色的比较好用，如果显示器有Und

20、er-scan 功能就更好，因为这样才能看到100%的摄像机画面。,将测试图贴到墙上放正，摄像机对准测试图中心，调整摄像机与测试图距离直到显示器显示的图型“刚好”占满整个屏幕，也就是所谓的“测试图四角入框”。 如果显示器有Under-scan功能就记得打开，如果没有那就将就用一下吧！当然，以上步骤进行中你的摄像机电源有接好，而且连到显示器上，记的显示器电源要打开！,开始测试：,如果可能的话，在测试图两侧各放一盏灯，以45度角照在测试图上，让图表表面有均匀的照射光，这样测试会准确一些，也会方便许多。 摄像机尽量装在三脚架或支架上。 将摄像机背光补偿(BLC)关掉，自动增益（AGC）关掉，白平衡设

21、在ATW，如果没有以上这些开关，那就不理了，继续下去：切到AES或CCD-IRIS（也就是装手动镜头用的那一档），将镜头光圈开到最大，调整焦距，让影像调到最清楚为止，这时可以用测试图中间有一圈放射状，标明 Focus Target 那块图当调焦用。,第一式：分辨率测试,仔细看着测试图中有四条向上合成一束的线（当然是看屏幕里面的），从下到上，越来越密，直到四条线快合起来（无法每条分清处），记住就是这一点，回过头来去看那张测视图，找出那点旁边标的线数，就是这只摄像机的分辨率！ 这种测试法误差不会超过20条。不信找台松下CP-470 试试看，就是480线，这可不是吹的。 但有个问题，为什么测的高解析

22、或520线的机子，看到的只有400-430条线呢？而420线机子，测的结果是300-330条线呢？ 没错，不是测试图有问题，而是现在机子的规格都乱标，不然拿台松下日本原装机试试看，比较比较(松下苏州厂及索尼北京厂做的也不怎么样，不建议拿来当标准)。,第二式：频宽测试,看测试图左上方一排密密麻麻的直线（标明Bandwidth in MHz），看屏幕里，那一块是勉强分的清楚的，下面的数字就是摄像机的频宽，此数据仅供参考，一般来说分辨率越高的机子频宽越大。,第三式：CCD平整度测试,测试图上四个角落各有一个同心圆,这有两个功用： 用来看测试图摆的正不正，如果摆正了，四个圆圈图应一样清楚。 当摆放正确

23、时，如果有一个或两个同心圆会失焦，就表示CCD不平整，该退货了,第四式：阻抗匹配测试,测试图左边有个黑白大条块：,如果黑色区域渗到白色区域或白色渗到黑区，就表示你的阻抗匹配有问题，或是有反射讯号，可能是接头没做好，线材有问题等等，此方法可以用来测试长距离线材传输时的阻抗匹配。,第五式：人脸辨识测试,通常当一个人站在镜头前，照到全身时，其脸部大概占15%屏幕，测试图上那三个小孩的照片刚好占15%，可用来做为参考。如果这块图看的比较清楚，在实际应用上就比较容易辨识人脸，顺便比较图上及显示器上那几个小孩的肤色。,第六式：色彩还原度测试,比较从显示器看到的跟实际测试图上看到的，很容易就可看出摄像机的色

24、彩还原度。 其实这个最难测，你怎么去确定是摄像机色彩不对还是显示器的跟本颜色就不正确呢？如果认为你的显示器还不错，那就把颜色、亮度、对比旋纽都摆中间。如果无法确定显示器没问题，说句泄气的话，搞台日本原装摄像机(限松下或索尼)来校正校正显示器吧！千万不要拿国产机来，颜色正确的找不到几家！,第七式：ATW(自动白平衡)测试,或称自动追踪白平衡，在测试上面的色彩还原度时，把光源切换（比如说自然光，日光灯，灯泡等光源），好的摄像机在不同色温下切换时都能快速找回正确的颜色，有的摄像机当在灯泡下猛然移到窗外，还会整个偏红，或是从窗外快速移至灯光下，颜色持续偏蓝，就是白平衡设计不良。,第八式：Gamma测试

25、,灰阶图在测试图,上一排由左到右越来越黑，下一排是越来越白。 看看你的摄像机能分辨出几格。 如果在白的区域好几格糊在一块，那在高亮度时（比如看室外远处），很容易白茫茫一片，搞成海天一色，几十米外都看不到什么。如果在黑的那几格糊在一块，那摄像机如果照到阴暗处，就黑乎乎的一片了。 通常Gamma不好的摄像机不是白的糊三块就是黑的糊三块，如果黑白都糊，那就扔了吧！糊在中间的还没看过。,入行探索,CCD识别及DSP方案,之,各工程商及采购人员，常遇到一件困扰的问题,我采购的摄像机到底是什么方案的?,CCD又是怎么分辨?,SONY CCD,上下两排接点,中间 缺了个大门牙,特征：,SHARP CCD,没

26、缺门牙,特征：,松下CCD,一样没缺门牙， 但线条较粗,特征：,在安防市场或一些所谓的厂家，随便拿个SHARP CCD冒充SONY的，至少有3成,DSP方案,一般人认为,不就是SONY，SHARP，Panasonic 方案?,其实DSP方案里头还有玄机:,理论上，任何CCD是可以搭配任何D.S.P,目前市场上的CCD有:,SONY(高低解) SHARP (高低解) Panasonic(高低解) 韩国A1+(低解) 三星(低解,本来已停产,听说又卷土重来) 还有在韩国封装，号称松下芯片,共以上6种品牌.,D.S.P就多了:,SONY 有SS-1(2163)， SS-11(3141/2)，SS-1

27、1X(4103)， SS-HQ1，SS-2,Sharp有D4(38603)，D5快出来了,松下以D5为主,还有日立(某台资大厂用的),韩国NEXTCHIP,台湾A-NOVA,一般在生产的应用组合：,SONY低解CCD: 可配 SONY SS-11， SS-1(很少)，SS-11X，NEXTCHIP，HITACHI，A-NOVA,SONY高解CCD: 可配 SONY SS-1，HQ1，SS-11X， NEXTCHIP， HITACHI， A-NOVA,SHARP 高低解: 可配 SHARP D4, HITACHI,NEXTCHIP, A-NOVA,Panasonic 高低解: 目前以配 Pana

28、sonic D5为主,A1+ 低解: 配SONY SS-11（混充SONY卖）,三星低解: 配SONY SS-11 (以前SONY CCD缺货时最常拿来混的),所以不是说是不是索尼CCD就能了事了， 各种搭配其实只是成本上的不同,结论：,而品质呢？,完全靠技术了，做的好的SHARP 机品质绝对比做的差的SONY机还好还便宜,入行探索,摄像机DSP方案,之,既然要说方案，就得先搞懂摄像机结构,每一块就是一颗电子器件，全部合起来就是一个”方案”,各电子器件说明,CCD:,就像是人的眼睛，把光影像转成电子讯号，靠的就是上头的感光点，每一点就像一颗太阳能电池，被光照到后会产生电能，依照光的强度不同，会

29、产生不同大小的电能。,V-Driver :,CCD里头每一点被光照到产生电能，那如何取出来?就是靠这颗V-DRIVER，它会产生不同的脉波，把CCD每点的讯号”挤”出来。,CDS/AGC :,CCD挤出来的讯号，在这颗芯片内做”修整”，送进D.S.P,以上处理过程全都是模拟讯号,D.S.P:重头戏,D.S.P 是 Digital Signal Processor 的缩写，也就是数位讯号处理器,不是说CDS/AGC出来是模拟讯号吗?,其实DSP里头包了一颗Decoder (A/D Converter，模拟数位转换器)，先把模拟转成数位，再做一大堆的运算(颜色、亮度、白平衡.)，然后再把数位转模拟

30、(Encoder，也是包在DSP里头)，就是视频输出了。,所谓的方案就是以用那颗DSP来说的,T.G: Timing Gen ：,这是在控制整个处理过程的快慢用的，现在一般看不到了，都包在DSP内了。,SONY方案,SS-1 : CXD2163BR,这颗DSP推出也有10年了，当初把这方案叫SS-1,SS-1 可接高解CCD (ICX408AK NTSC 、ICX409AK PAL) 及低解CCD(ICX404AK NTSC、ICX405AK PAL)， 因为是早期的DSP，这颗DSP技术上很多问题很难解决，要想做出来的产品能有良好的一致性，需要投入较高的技术力量，花很大的精力，所以相对的成本

31、就高，又因为索尼长久以来只有这颗DSP能接高解CCD，因此大家只要想到索尼高解就会想到这颗DSP。不过这颗DSP有个特点，就是能做电源同步，导致现在还淘汰不了。,这颗DSP是SONY在1999年推出,SS-11：CXD3141R 或是 CXD3142,早期型号是CXD3140，刚出来时问题一堆，做出来的摄像机总是有问题，索尼还是不承认，第二年又偷偷推出一颗新的，就是CXD3141R，总算稳定了，后来又出了CXD3142，多了镜像功能。这两颗芯片都叫做SS-11,这个方案只能接低解CCD，主要是做低解摄像机,SS-11 只能接低解CCD，早期SONY这两款DPS做出来的摄像机品质还是比其他牌子好些，所谓420线的机子就是这样