电力线传输数字视频技术课件

一、摄像机基础知识（一）、常用摄象机的感光芯片。我们知道感光芯片是摄像机的核心部件，目前摄像机常用的感光芯片有CCD和CMOS两种：１．CCD摄像机，CCD称为电荷耦合器件，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。按照CCD的数量分为单片和三片CCD。

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，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，因此是理想的摄像元件。是代替摄像管传感器的新型器件。

２．CMOS摄像机，CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。

CMOS可以将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口控制电路集成在一块硅片上，具有结构简单、处理功能多、速度快、耗电低、成本低等特点。CMOS摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低等问题。

因为人眼能看到1Lux照度（满月的夜晚）以下的目标，CCD传感器通常能看到的照度范围在0.1~3Lux，是CMOS传感器感光度的3到10倍，所以目前一般CCD摄像机的图像质量要优于CMOS摄像机。（二）、几个概念

1、像素无论是摄像头还是数码相机，像素都是主要性能指标之一。所谓像素，是指摄像头感光组件上的光敏单元的数量，光敏单元越多，摄像头捕捉到的图像信息就越多，图像分辨率也就越高，相应的屏幕图像就越清晰。利用像素值，可以计算出最大像分辨率，例如一款摄像头的最大分辨率为640X480，那么像素就是640X480=307200，即30万象素。目前常见的摄像头像素有：10万、30万、50万甚至是80万、130万(1280X1024=1312720)。

2、分辨率（清晰度）对CCD摄像机来说，则应有垂直方向的清晰度和水平方向的清晰度，两者的比值可称为清晰度比。由于垂直清晰度是固定的，所以摄像机的清晰度主要指水平清晰度。下面分别介绍一下。①垂直清晰度

垂直清晰度是由一帧图像的扫描行数决定的。由于在场消隐期间看不到扫描线，对于我国625行50场的扫描制式来说，画面的有效扫描行数约为575行；而对于美国525行60场的扫描制式来说，画面的有效扫描行数约为490行。由于水平扫描线之间是离散的，所以两条相邻的水平扫描线之间一定会丢失部分细节（或说对与扫描线相同的黑白水平线摄像时，扫描线与黑白水平线正好重合的概率不等于一）。一般，约有30%（凯尔系数）的细节会丢失。所以认为，垂直清晰度RV等于有效扫描行数n乘以经验值0.7（即70%），即RV=0.7n

。所以，对625行的扫描制式来说，实际有效的清晰度为575×0.7=402TVL；对525行的扫描制式来说，其垂直清晰度为490×0.7=343TVL。因此垂直清晰度对同一电视制式来说，基本上是固定的。②水平清晰度

水平清晰度是当用与画面高度相等的黑白相间的垂直平行线作被摄物时，在水平方向上所能够再现的线数。而黑白条图形都是一定频率的方波信号，所以根据行扫描速度和传送带宽也可确定水平清晰度的值。水平清晰度用RH表示，如果一条扫描线上能够再现m个象素，则可用下式来表示水平清晰度：

RH=0.75m

式中，m为水平方向的象素数，V是画面的垂直高度，H为水平长度，V/H也叫做光栅高宽比。一般V/H=3/4=0.75。

因此，对象素数为752（H）×582（V）的摄像机来说，其水平清晰度RH=0.75×752=560TVL6、噪点图像噪点是指图像中的杂点与正常像素的比例。通常来说图像噪点越多，摄像头所捕捉到的图像所含有的杂点就越多。

7、几何失真几何失真表示重现图像与原图像的几何形状的差异，表现为枕形、桶形、菱形等多种失真形式。它主要是摄像管摄像机的一大指标，对于广泛使用的CCD摄像机来讲几何失真很小，几乎很难测量出来。

8、调节摄像头的调节参数主要有亮度、白平衡、色彩补偿和调焦。其中白平衡的含义是摄像头调节颜色的能力，质量好的摄像头具有较佳的自动白平衡调整功能，也就是在光源颜色并非纯白的时候，摄像头调整三原色的比例而达到色彩的平衡，使被拍摄对象不至于因为光源颜色而产生偏色。

9、最低照度最低照度是指在一定的信噪比条件下，比较被摄景物所需照度的大小。照度越低，说明摄像机灵敏度越高。光照度：大小与光源的光强和光线的入射角的余玄成正比，而与光源至被照物体表面的距离的平方成反比。单位：LUX(在1平方米面积上所得的光通量是1流明时)

以下是各种环境照度值：单位lux

黑夜0.001-0.02

月夜0.02-0.3

阴天室内5-50

阴天室外50-500

晴天室内100-1000

夏季中午太阳光下的照度约为109

阅读书刊时所需的照度50-60

电视演播室所需照度300–2000

家用摄像机所需最小照度0.3-1

家用摄像机标准照度1400(三）、CCD摄像机分类：依成像色彩划分

1、彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。

2、黑白摄像机：是用于光线不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，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。依摄像机分辨率划分

1、影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右

2、影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线左右

3、影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，570线以上依摄像机灵敏度划分

1、普通型：正常工作所需照度为1~3Lux2、月光型：正常工作所需照度为0.1Lux左右

3、星光型：正常工作所需照度为0.01Lux以下

4、红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。二、视频监控系统发展历史（一）、第一代视频监控系统第一代视频安防监控系统是以VCR为代表的传统视频安防监控系统，主要由模拟摄像机、同轴电缆、模拟视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和磁带等构成。缺点：维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统(如门禁系统、周界防护等)有效集成、录像质量将会随着时间的推移下降、存储成本高等。

（二）、第二代视频监控系统在上世纪90年代中期，以DVR为代表的第二代视频安防监控系统出现在视频安防监控市场上。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化，并存储在电脑硬盘里面而不是磁带上。（三）、网络化视频安防监控系统网络化视频安防监控系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，因此它克服了DVR/NVR无法通过网络获取视频信息的缺点，用户可以通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。

（二）、产品特点

1、便于布防、多点监控

2、节省费用、提高工期

3、操作方便、维护简单

4、图象清晰、低照度好

5、移动侦测、区域设定

6、隐私遮挡、保密性好

7、数据压缩、带宽设定

8、存贮图像、自由设定