常用监控摄像机的一些主要技术参数(15页).doc

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1、-常用监控摄像机的一些主要技术参数-第 15 页常用监控摄像机的一些主要技术参数(1)色彩监控摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白监控摄像机的水平清晰度比彩色监控摄像机高，且黑白监控摄像机比彩色监控摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。黑白监控摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息.(2)清晰度 分为水平清晰度和垂直清晰度两种。垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度

2、的量度，用电视线TVL表示。 过去选用黑白监控摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色监控摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。目前，高清监控摄像机已经达到1080P.(3)照度 单位被照面积上接受到的光通量称为照度。Lux(勒克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在lm2面积上时的照度。监控摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是监控摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为0.4时，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。 目前一般选用黑白监控摄

3、像机的最低照度，当相对孔径为F1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux;选用彩色监控摄像机的最低照度，当相对孔径为F1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。(4)同步 要求监控摄像机具有电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使监控摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。(5)

4、 电源 监控摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。(6) 自动增益控制(AGC) 所有摄像机都有一个将来自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，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄像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像机的灵

5、敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。(7)白平衡 白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像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-先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，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

6、衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为230010000K，在此期间，即使摄像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，有的摄像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。(8)电子快门 在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄像机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NT

7、SC摄像机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄像机，则为1/50秒。当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄像机，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，结果将降低摄像机的灵敏度，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，这将大大地增加摄像机的动态分辨率。(9)背景光补偿 通常，摄像机的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

8、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，摄像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。 (10)宽动态 宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。 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C

9、CD(Double Speed CCD)。 就这样了! 双输出CCD 扔出一个长曝光及短曝光的讯号给DSP，DSP去运算再加总，所谓”宽动态摄像机”就出来了。 安防监控摄像机设计选型 该监控摄像机设计选型及采购指南，可以帮助实施监控工程的监控工程商，根据摄像机的参数，应用环境及场所在适当的安防监控系统方案中选用最佳的监控摄像机，来满足不同安防监控工程方案的需求. 随着监控系统在社会上应用越来越广泛，可供摄像机的种类（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

10、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摄像机分类 、依成像色彩划分 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。 黑白摄像机：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，可选用黑白摄像机。 、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、按摄像机形状划分 摄像机按外形划分主要有：枪式摄像机、针孔型摄

11、像机、半球型摄像机。 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。 、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：

12、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彩色摄像机基本知识 、CCD彩色摄像机的主要技术指标 （）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。 （）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

13、，38万像素以上者为高清晰度摄像机。 （）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。 （）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，23lux属最低照度，现在1lux的普通摄像机比较普及，最为常用。 （）扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。 （）摄像机电源。交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V。 （）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。 （）视频输出。多为1Vp-p、

14、75，均采用BNC接头。 （）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、摄像机选用经验谈 在监控系统应用中，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）摄像机应用场合-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

15、。 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 监控需求特点 选用摄像机型式 选用原因 停车场 监控范围大、动态性大 一体化摄像机 （如BN-132WD） 或枪式摄像机+电动变焦镜头 一体化摄像机内置变焦镜头，适合动态范围大的场合，可对现场进行细节放大，而且安装调试也简单。 大堂 监控范围大、动态性大 一体化摄像机 （如BN-132WD） 同上 电梯 监控范围固定，光线稳定 飞碟摄像机 （BN-030HUFO ） 电梯安装位置狭窄，安装小型半球摄像机，不易引起顾客放干，可以兼顾电梯的整体美观和

16、图像监控效果 楼道走廊 监控范围固定，光线较为稳定 防爆半球摄像机（BN-0340HHL ） 酒店的吊顶较低，如吊装普通枪式摄像机，太抢眼破坏走廊的装修效果。吸顶安装半球摄像机，可以兼顾走廊整体美观和监控效果，而且安装调试简单 二）摄像机选用参数 选定摄像机型式后，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

17、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 监控参数要求 选用摄像机型式 选用原因 停车场 要求清晰度高、环境亮度变化大 一体化摄像机 （如BN-132WD ） 或昼夜形枪式摄像机+电动变焦镜头 BN-132WD 清晰度高达520TVL，内置镜头为自动光圈镜头，适宜亮度的变化 大堂 监控范围大、动态性大 一体化摄像机 （如BN-132WD） 同上 电梯 监控范围固定，光线稳定、视角大 小型半球摄像机 （BN-030DUFO） 电梯内部安装有灯光，因此光度变化不大，我们选用0.01-1LUX照度摄像机，420线就行，配置3.6mm广角镜头

18、 楼道走廊 监控范围固定，光线较为稳定 半球摄像机 （BN-0340DHL ） 走廊内部安装有灯光，因此光度变化不大，我们选用0.01-1LUX照度摄像机，420线就行，配置8mm广角镜头 三）各种类型摄像机适宜的应用场合 下面列举一些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 1 半球摄像机 电梯、有吊顶光线变化不大的室内应用场合 2 一体化摄像机 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的场合（如需监控室外60m半径以内的目标） 3 枪式摄像机 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 4 水下摄像机 适

19、用于水下安装使用 5 昼夜型摄像机 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. 成像元件也就是CCD啦!(当然也有C-MOS),主要区分为彩色,黑白,1/3”,1/4”, 1/2”及品牌,尺寸:大小的差别主要在于灵敏度,也就是最低照度,1/4照度会比1/3差,原理很简单:相同数量的感 光点,摆在1/4上的每一点一定比较小点,他的受光就较少,当然照度就较差,好处是便宜一些,还有体积较小,板子可以做小一些.品牌:以价位来说,从贵到便宜,分别是 Sony, Panasonic,Sharp,A1(L.G)这几种,如果用Sony 通常会标“Sony Super-HAD C

20、CD”这是Sony的注册商标,或是低照度会标 “Sony Ex-View CCD“ 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, 但索尼改进了这个制程,认为做出来的CCD品质较好,就叫做”Super-HAD”并把这名称注册, 因此只有索尼有所谓的 Super-HAD CCD, 在一般型录上常看到 “ 1/3” SONY Super-HAD CCD” 就是这样来的,不可能标” 1/3” Sharp Super-HAD CCD” 那会闹笑话的.Ex-view 是索尼CCD注册的专有名辞, 强调照度比 Super-HAD 更低,当然价格也贵多了,

21、其它特性及接脚都跟原来Super-HAD 差不多.而不是用SONY的,就只标” 1/3” Color CCD“ 了2.像素:在PAL制,有752(H) x 582(V),也就是所谓44万画素,及500(H) x 582(V) 也就是所谓25万画素, 在NTSC制,有768(H) x 494(V),也就是所谓38万画素,及510(H) x 492(V) 也就是所谓25万画素,44万画素,就叫高解,25万就叫低解,普解或中解.以上讲的画素是指”有效画素3.分辩率:这就比较好玩了,25万像素的摄像机,其技术极限大概是320条,在十多年前,台湾搞出了摄像机,大概就280-300条之间,但跟日本货比起来

22、就差了一截,怎办?那就标350线好了,后来又有新公司及韩国搞出来了,大概在300左右,那就标380条好了,到了近几年,大陆也搞出来了,怎办?那就标420好了!,搞到现在,全部都标420了,无耻的还有标450 ,更让人搞不懂的是,不管在台湾或是大陆,送去检测,居然也是420?真让人匪夷所思!而44万的,技术极限大概在480线,一般中,台,韩做出来大概就是400-450之间,同上理,就标480,500,520,550吧!各凭良心.还有,最近流行所谓520线的更是个大骗局,为什么他说520线?是因为主芯片用索尼HQ1(CXD3172AR),翻遍原厂资料,找不到520这个字,只有非官方说法:是有520

23、线,但仅限Y/C输出.所以只要是HQ1方案,大家就标520,在加上灌水法,550及560就出来了,估计580也快有了.4.最低照度:最简单的定义: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.够含糊了吧!,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.几乎没有厂家会去做这种测试,那.老故事又来了,很久很久以前,松下跟索尼的机子低解的标1.1Lux(F1.2),那台湾做出来就标0.5吧,后来的只好标0.2,你标0.2,我就标0.1,他标0.05.就这样了.还有,高解CCD照度会比

24、低解的差,还是老话,同样芯片面积,一个摆了44万点,一个摆了25万点,那个大点?5.讯噪比:任何电路只要通电后都会产生噪讯,包括元件及线路本身所产生的,当然噪讯越小,画面看起来会越干净,我们用视频讯号跟噪讯的比值来表示,那当然越大越好,数学式是 20log(V2/V1), V2指视频讯号,V1指噪讯大小,单位是”dB”还是老故事,很久很久以前,松下跟索尼的机子噪讯比标50 dB ,那台湾做出来就标.嘿嘿! 一看起来就是比较差,不好意思吹牛了,那就标48好了,可是不好看?修饰一下:”大于48 dB “,所以 “ 48dB” 就是这样来的,不论阿猫阿狗做出来的摄像机,一律就这样标了,有去测? 我头

25、剁给他!6.电子快门:为了让影像亮度正确,我们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像机的快门着手,一般我们用手动镜头时,光圈调固定就不动了,如果这时遇到强光怎办?很简单,在CCD还没过曝前,D.S.P就赶紧把CCD上的讯号”扫”下来吧,也就是光线强时抓快些,光线弱时抓慢些,抓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”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,所以大家就这样标了,实际应用上如果机子调校不良,是达不到十万分之一的,如果机子在太阳下看起来像蒙层细白裟,不是很清楚,那八成是快门速度

26、不够.还有如果用自动光圈镜头,那入光量就由镜头光圈来控制了,这时后机子本身快门速度就定在1/50 秒7.Gamma补偿:什么是Gamma?简单解释,CRT管子是跟据电子束打在屏幕上的强度来决定产生的亮度,打的越强就越亮,但不是1:1的,也就是说,在很强的时后并不会成比例的那么亮,这是CRT管的特性,因此视频输出就得在高亮度时做些刻意的增强,这就叫Gamma补偿,个补偿曲线叫0.45,只要给DSP下个指令就好了,一点技术都没有,有的机子会加个开关,让你选择0.45或1,1的补偿曲线是1:1的,在某些强光环境下还蛮好用的(是强光下,非逆光下)8.背光补偿:什么是背光补偿,这又跟快门速度有关了,举个

27、例子,当一部摄像机装在ATM上,对着大街,在大太阳下,环境很亮,所以机子快门速度当然是很快的,才不会过曝,这时如果有人来提款,脸对着镜头,由于目前机子采全面测光,基本上受环境影响,整体还是很亮,在高速快门下,人脸的曝光量不足,就显的黑黑的,这就是摄影学上面所说的”背光”,就是:背面有强光,导致主体曝光不足而变黑.所以问题就出在全面曝光上,假使我们只取一部份划面来测光,比如说中间,那人脸在划面中间,这时DSP会测到曝光不足,便会放慢快门速度,这时人脸就清楚了,但是因为快门速度慢了,导致背景(街上)反而过曝而白茫茫一片.所以,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

28、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.9.同步系统:分内同步,外同步及电源同步.电源同步,说来话长,简单的说,就是使每一支摄像机丢图场出来的时间点要一致,好比对伍行进时,虽然每人速度一样,但如果没有人在旁吹哨或喊口令的话,脚步是不会一致的,这个功用是用在矩阵切换时,画面不会抖一下再恢复正常,否则管理员眼睛不花掉了,要实现电源同步就须加电源同步电路,再加个开关电源,从交流电中取同步讯号(电源是50周固定的)来当同步的依据.另外在NTSC系统中,因D.S.P里的振荡频率无法跟市电60周一致,在灯光下会有色滚现像,尤其是

29、SONY 2163方案更严重,这时就得加电源同步来解决,强制让D.S.P 的频率与灯光一致.还有我们所用的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.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内同步就是自己每秒输出25张画面,不管别人了10.AGC就是电子自动增益,是摄像机基本功能,有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,自己来吧接下来就是些无关紧要的:接头型式:有C-Mount 及 C/S Mount:又

30、要说故事了,当初做出摄像机时,总得配个镜头,因此搞了个接口标准:节径为25.4mm,每英吋32个螺牙,边缘至CCD距离为17.526mm.这就叫C接口, 机子及镜头就比照这标准,彼此才能搭配.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,也就是镜头要更靠近CCD 五毫米.怎办? 那就改标准了,把上头”边缘至CCD距离为17.526mm”改为 12.5mm.不就得了, 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/S转C接口的加长环.自动光圈:也就是可接的自动光圈镜头的型式,目前有两种:视频驱动(Video)及直接驱动(D.C)两种,因为直驱方式还得加个小电路,有些廉价机干脆就拿掉了,赌你花不起钱买DC自动光圈镜头.视频输出:标准是1 Vpp,也就是1伏特(峰值对峰值),标都是这样标,但常有厂家为求看起来”亮”一点,故意增加讯问号强度,在接DVR及配线时会引起一些困扰.2. 消耗功率:一般机子在12V 时,大致都在90-130毫安之间