CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些

CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)在攝像機(jī)這個(gè)圈子，一張彩頁(yè)里的技術(shù)指標(biāo)其實(shí)就已經(jīng)涵蓋了大部份的技術(shù)，不信，有幾個(gè)人敢說(shuō)他完全知道的，不管是銷售人員或工程商，最先拿到的就是一張彩頁(yè)，而那張彩頁(yè)，大部份就在吹牛，只有在最后的技術(shù)指標(biāo)上還”稍”有些學(xué)問(wèn)，今天就帶大家來(lái)搞一搞:在搞清楚技術(shù)指標(biāo)之前，要先搞清楚下列東西:1.成像元件:也就是CCD啦!當(dāng)然也有C-MOS，主要區(qū)分為彩色，黑白，1/3”，1/4”， 1/2”及品牌。尺 寸:大小的差別主要在于靈敏度，也就是最低照度，1/4照度會(huì)比1/3差，原理很簡(jiǎn)單:相同數(shù)量的感 光點(diǎn)，擺在1/4上的每一點(diǎn)一定比較小點(diǎn)，他的受光就較少，當(dāng)然照度就較差，好處是便宜一些，還有體積較小，板子可以做小一些.品 牌:以價(jià)位來(lái)說(shuō)，從貴到便宜，分別是 Sony， Panasonic，Sharp，A1L.G，YUCOO郵科這幾種，如果用Sony 通常會(huì)標(biāo)“Sony Super-HAD CCD”這是Sony的注冊(cè)商標(biāo)，或是低照度會(huì)標(biāo) “Sony Ex-View CCD“ 在CCD的制造過(guò)程中有一個(gè)制程叫作”HAD”， 所以不管那家的CCD 都可稱為” HAD CCD， 但索尼改進(jìn)了這個(gè)制程，認(rèn)為做出來(lái)的CCD品質(zhì)較好，就叫做”Super-HAD”并把這名稱注冊(cè)， 因此只有索尼有所謂的 Super-HAD CCD， 在一般型錄上?？吹?“ 1/3” SONY Super-HAD CCD” 就是這樣來(lái)的，不可能標(biāo)” 1/3” Sharp Super-HAD CCD” 那會(huì)鬧笑話的.Ex-view 是索尼CCD注冊(cè)的專有名辭， 強(qiáng)調(diào)照度比 Super-HAD 更低，當(dāng)然價(jià)格也貴多了，其它特性及接腳都跟原來(lái)Super-HAD 差不多.而不是用SONY的，就只標(biāo)” 1/3” Color CCD“ 了2.像 素: 在PAL制，有752H x 582V，也就是所謂44萬(wàn)畫素，及500H x 582V 也就是所謂25萬(wàn)畫素， 在NTSC制，有768H x 494V，也就是所謂38萬(wàn)畫素，及510H x 492V 也就是所謂25萬(wàn)畫素，44萬(wàn)畫素，就叫高解，25萬(wàn)就叫低解，普解或中解.以上講的畫素是指”有效畫素3.分辯率:這就比較好玩了，25萬(wàn)像素的攝像機(jī)，其技術(shù)極限大概是320條，在十多年前，臺(tái)灣搞出了攝像機(jī)，大概就280-300條之間，但跟日本貨比起來(lái)就差了一截，怎辦?那就標(biāo)350線好了，后來(lái)又有新公司及韓國(guó)搞出來(lái)了，大概在300左右，那就標(biāo)380條好了，到了近幾年，大陸也搞出來(lái)了，怎辦?那就標(biāo)420好了!，搞到現(xiàn)在，全部都標(biāo)420了，無(wú)恥的還有標(biāo)450 ，更讓人搞不懂的是，不管在臺(tái)灣或是大陸，送去檢測(cè)，居然也是420?真讓人匪夷所思!而44萬(wàn)的，技術(shù)極限大概在480線，一般中，臺(tái)，韓做出來(lái)大概就是400-450之間，同上理，就標(biāo)480，500，520，550吧!各憑良心.還有，最近流行所謂520線的更是個(gè)大騙局，為什么他說(shuō)520線?是因?yàn)橹餍酒盟髂酘Q1CXD3172AR，翻遍原廠資料，找不到520這個(gè)字，只有非官方說(shuō)法:是有520線，但僅限Y/C輸出.所以只要是HQ1方案，大家就標(biāo)520，在加上灌水法，550及560就出來(lái)了，估計(jì)580也快有了.4.最低照度:最簡(jiǎn)單的定義:在暗房?jī)?nèi)，攝像機(jī)對(duì)著被測(cè)物，然后把燈光慢慢調(diào)暗，直到顯示器上快要看不清楚 被測(cè)物為止，這時(shí)量光線的照度， 就是最低照度.夠含糊了吧!，實(shí)際上還得考慮用幾毫米鏡頭，入光量多少，攝像機(jī)AGC必須關(guān)掉，視頻訊號(hào)是降到多少IRE等等.幾乎沒有廠家會(huì)去做這種測(cè)試，之前，松下跟索尼的機(jī)子低解的標(biāo)1.1LuxF1.2，那臺(tái)灣做出來(lái)就標(biāo)0.5吧，后來(lái)的只好標(biāo)0.2，你標(biāo)0.2，我就標(biāo)0.1，他標(biāo)0.05…….就這樣了.還有，高解CCD照度會(huì)比低解的差，還是老話，同樣芯片面積，一個(gè)擺了44萬(wàn)點(diǎn)，一個(gè)擺了25萬(wàn)點(diǎn)，那個(gè)大點(diǎn)?5.訊噪比:任何電路只要通電后都會(huì)產(chǎn)生噪訊，包括元件及線路本身所產(chǎn)生的，當(dāng)然噪訊越小，畫面看起來(lái)會(huì)越干凈，我們用視頻訊號(hào)跟噪訊的比值來(lái)表示，那當(dāng)然越大越好，數(shù)學(xué)式是 20logV2/V1， V2指視頻訊號(hào)，V1指噪訊大小，單位是”dB”。以前，松下跟索尼的機(jī)子噪訊比標(biāo)50 dB ，那臺(tái)灣做出來(lái)就標(biāo)……..嘿嘿! 一看起來(lái)就是比較差，不好意思吹牛了，那就標(biāo)48好了，可是不好看?修飾一下:”大于48 dB “，所以 “ >48dB” 就是這樣來(lái)的，不論阿貓阿狗做出來(lái)的攝像機(jī)，一律就這樣標(biāo)了，有去測(cè)? 我頭剁給他!6.電子快門:為了讓影像亮度正確，我們必須正確控制攝像機(jī)的入光量，要調(diào)整入光量要從鏡頭的光圈及像機(jī)的快門著手，一般我們用手動(dòng)鏡頭時(shí)，光圈調(diào)固定就不動(dòng)了，如果這時(shí)遇到強(qiáng)光怎辦?很簡(jiǎn)單，在CCD還沒過(guò)曝前，D.S.P就趕緊把CCD上的訊號(hào)”掃”下來(lái)吧，也就是光線強(qiáng)時(shí)抓快些，光線弱時(shí)抓慢些，抓一次相當(dāng)于我門用單反相機(jī)時(shí)”喀”一聲，單反像機(jī)是機(jī)械式快門，我們這是電子式，所以叫”電子快門”。跟據(jù)D.S.P規(guī)格書，電子快門速度在PAL制時(shí)是1/50秒到十萬(wàn)分之一秒，所以大家就這樣標(biāo)了，實(shí)際應(yīng)用上如果機(jī)子調(diào)校不良，是達(dá)不到十萬(wàn)分之一的，如果機(jī)子在太陽(yáng)下看起來(lái)像蒙層細(xì)白裟，不是很清楚，那八成是快門速度不夠.還有如果用自動(dòng)光圈鏡頭，那入光量就由鏡頭光圈來(lái)控制了，這時(shí)后機(jī)子本身快門速度就定在1/50 秒。7.Gamma補(bǔ)償:什么是Gamma?簡(jiǎn)單解釋，CRT管子是跟據(jù)電子束打在屏幕上的強(qiáng)度來(lái)決定產(chǎn)生的亮度，打的越強(qiáng)就越亮，但不是1:1的，也就是說(shuō)，在很強(qiáng)的時(shí)后并不會(huì)成比例的那么亮，這是CRT管的特性，因此視頻輸出就得在高亮度時(shí)做些刻意的增強(qiáng)，這就叫Gamma補(bǔ)償，個(gè)補(bǔ)償曲線叫0.45，只要給DSP下個(gè)指令就好了，一點(diǎn)技術(shù)都沒有，有的機(jī)子會(huì)加個(gè)開關(guān)，讓你選擇0.45或1，1的補(bǔ)償曲線是1:1的，在某些強(qiáng)光環(huán)境下還蠻好用的是強(qiáng)光下，非逆光下。8.背光補(bǔ)償:什么是背光補(bǔ)償，這又跟快門速度有關(guān)了，舉個(gè)例子，當(dāng)一部攝像機(jī)裝在ATM上，對(duì)著大街，在大太陽(yáng)下，環(huán)境很亮，所以機(jī)子快門速度當(dāng)然是很快的，才不會(huì)過(guò)曝，這時(shí)如果有人來(lái)提款，臉對(duì)著鏡頭，由于目前機(jī)子采全面測(cè)光，基本上受環(huán)境影響，整體還是很亮，在高速快門下，人臉的曝光量不足，就顯的黑黑的，這就是攝影學(xué)上面所說(shuō)的”背光”，就是:背面有強(qiáng)光，導(dǎo)致主體曝光不足而變黑.所以問(wèn)題就出在全面曝光上，假使我們只取一部份劃面來(lái)測(cè)光，比如說(shuō)中間，那人臉在劃面中間，這時(shí)DSP會(huì)測(cè)到曝光不足，便會(huì)放慢快門速度，這時(shí)人臉就清楚了，但是因?yàn)榭扉T速度慢了，導(dǎo)致背景街上反而過(guò)曝而白茫茫一片.所以，背光補(bǔ)償就是根據(jù)特定的測(cè)光區(qū)域，調(diào)整電子快門或自動(dòng)光圈，使得測(cè)光區(qū)域內(nèi)的曝光值正常，不在測(cè)光區(qū)域內(nèi)的就不管了，測(cè)光區(qū)域由DSP參數(shù)設(shè)定，一般是取中間1/9處，或加上下方1/3處成凸字型.至于什么是”寬動(dòng)態(tài)”。9.同步系統(tǒng):分內(nèi)同步，外同步及電源同步.電源同步:簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是使每一支攝像機(jī)丟圖場(chǎng)出來(lái)的時(shí)間點(diǎn)要一致，好比對(duì)伍行進(jìn)時(shí)，雖然每人速度一樣，但如果沒有人在旁吹哨或喊口令的話，腳步是不會(huì)一致的，這個(gè)功用是用在矩陣切換時(shí)，畫面不會(huì)抖一下再恢復(fù)正常，否則管理員眼睛不花掉了，要實(shí)現(xiàn)電源同步就須加電源同步電路，再加個(gè)開關(guān)電源，從交流電中取同步訊號(hào)電源是50周固定的來(lái)當(dāng)同步的依據(jù).另外在NTSC系統(tǒng)中，因D.S.P里的振蕩頻率無(wú)法跟市電60周一致，在燈光下會(huì)有色滾現(xiàn)像，尤其是SONY 2163方案更嚴(yán)重，這時(shí)就得加電源同步來(lái)解決，強(qiáng)制讓D.S.P 的頻率與燈光一致.還有我們所用的AC電源有三相，彼此差120度，如果電源同步的機(jī)子若接在不同相位電源上，會(huì)有相位差導(dǎo)致無(wú)法彼此同步，所以還需有一個(gè)調(diào)相旋鈕，將彼此觸發(fā)相位調(diào)到一致.外同步:就是交由外步來(lái)觸發(fā)丟出畫面，這功能現(xiàn)在已經(jīng)很少用了內(nèi)同步:就是自己每秒輸出25張畫面，不管別人了10.AGC:就是電子自動(dòng)增益，是攝像機(jī)基本功能，有人為了讓畫面看來(lái)亮些，刻意調(diào)的很高，這樣在低照度時(shí)很容易就白茫茫一片了，所以有人干脆就在這搞個(gè)開關(guān)，要高要低，自己來(lái)吧接下來(lái)就是些無(wú)關(guān)緊要的:接頭型式:有C-Mount 及 C/S Mount:又要說(shuō)故事了，當(dāng)初做出攝像機(jī)時(shí)，總得配個(gè)鏡頭，因此搞了個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn):"節(jié)徑為25.4mm，每英32個(gè)螺牙，邊緣至CCD距離為17.526mm."這就叫C接口， 機(jī)子及鏡頭就比照這標(biāo)準(zhǔn)，彼此才能搭配.那時(shí)后的鏡頭里面有八片鏡片組合而成，后來(lái)松下搞了個(gè)五片玻璃的鏡頭，成本是省了，但是成像距離短了約五毫米，也就是鏡頭要更靠近CCD 五毫米.怎辦? 那就改標(biāo)準(zhǔn)了，把上頭”邊緣至CCD距離為17.526mm”改為 12.5mm.不就得了， 這就叫C/S 接口 ，現(xiàn)在幾乎所有機(jī)子都用C/S接口，再付一個(gè)C/S轉(zhuǎn)C接口的加長(zhǎng)環(huán).自動(dòng)光圈:也就是可接的自動(dòng)光圈鏡頭的型式，目前有兩種:視頻驅(qū)動(dòng)Video及直接驅(qū)動(dòng)D.C兩種，因?yàn)橹彬?qū)方式還得加個(gè)小電路，有些廉價(jià)機(jī)干脆就拿掉了，賭你花不起錢買DC自動(dòng)光圈鏡頭.視頻輸出:標(biāo)準(zhǔn)是1 Vpp，也就是1伏特峰值對(duì)峰值，標(biāo)都是這樣標(biāo)，但常有廠家為求看起來(lái)”亮”一點(diǎn)，故意增加訊問(wèn)號(hào)強(qiáng)度，在接DVR及配線時(shí)會(huì)引起一些困擾.消耗功率: 一般機(jī)子在12V 時(shí)，大致都在90-130毫安之間電源:分12VDC， 24VAC， 220VAC三種，通常 24VAC還兼容12VDC1. CCD尺寸:亦即彩色攝像機(jī)靶面。原多為1/2英寸，現(xiàn)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的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成，每一個(gè)元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰。現(xiàn)在市場(chǎng)上大多以25萬(wàn)和38萬(wàn)像素為劃界，38萬(wàn)像素以上者為高清晰度彩色攝像機(jī)。3. 水平分辨率:彩色攝像機(jī)的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。 分辨率是用電視線簡(jiǎn)稱線TV LINES來(lái)表示的，彩色攝像頭的分辨率在330~500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對(duì)越大。4. 最小照度:也稱為靈敏度。是CCD對(duì)環(huán)境光線的敏感程度，或者說(shuō)是CCD正常成像時(shí)所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯LUX，數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級(jí)和星光級(jí)等高增感度攝像機(jī)可工作在很暗條件，1~3lux屬一般照度月光型 :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以下紅外型 :采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像黑白5. 掃描制式:有PAL制和NTSC制之分。 中國(guó)采用隔行掃描PAL制式黑白為CCIR，標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場(chǎng)，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。另外，日本為NTSC制式，525行，60場(chǎng)黑白為EIA。6. 彩色攝像機(jī)電源:交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。7. 信噪比:典型值為46db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。8. 視頻輸出:多為1Vp-p、75Ω，均采用BNC接頭。9. 鏡頭安裝方式:有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。10. CCD彩色攝像機(jī)的可調(diào)整功能1同步方式的選擇A、對(duì)單臺(tái)攝像機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種:內(nèi)同步——利用攝像機(jī)內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號(hào)來(lái)完成操作。外同步——利用一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)送到攝像機(jī)的外同步輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。電源同步——也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝像機(jī)的交流電源來(lái)完成垂直推動(dòng)同步，即攝像機(jī)和電源零線同步。B、對(duì)于多攝像機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號(hào)是垂直同步的，這樣在變換攝像機(jī)輸出時(shí)，不會(huì)造成畫面失真彩色，但是由于多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)攝像機(jī)供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個(gè)系統(tǒng)與交流電源不同步，此時(shí)可采取的措施有:均采用同一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)送入各臺(tái)攝像機(jī)的外同步輸入端來(lái)調(diào)節(jié)同步。調(diào)節(jié)各臺(tái)攝像機(jī)的"相位調(diào)節(jié)"電位器，因攝像機(jī)在出廠時(shí)，其垂直同步是與交流電的上升沿正過(guò)零點(diǎn)同相的，故使用相位延遲電路可使每臺(tái)攝像機(jī)有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)整范圍0~360度。2自動(dòng)增益控制所有攝像機(jī)都有一個(gè)將來(lái)自CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過(guò)載，使視頻信號(hào)畸變。為此，需利用攝像機(jī)的自動(dòng)增益控制AGC電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開關(guān)AGC，從而使攝像機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動(dòng)態(tài)范圍，即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝像機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)獲得清晰的圖像。3背景光補(bǔ)償通常，攝像機(jī)的AGC工作點(diǎn)是通過(guò)對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的內(nèi)容作平均來(lái)確定的，但如果視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo)，則此時(shí)確定的AGC工作點(diǎn)有可能對(duì)于前景目標(biāo)是不夠合適的，背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域求平均來(lái)確定其AGC工作點(diǎn)，此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí)，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。4電子快門在CCD攝像機(jī)內(nèi)，是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時(shí)間來(lái)操縱快門。電子快門控制攝像機(jī)CCD的累積時(shí)間，當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí)，對(duì)NTSC攝像機(jī)，其CCD累積時(shí)間為1/60秒；對(duì)于PAL攝像機(jī)，則為1/50秒。當(dāng)攝像機(jī)的電子快門打開時(shí)，對(duì)于NTSC攝像機(jī)，其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍；對(duì)于PAL型攝像機(jī)，其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當(dāng)電子快門速度增加時(shí)，在每個(gè)視頻場(chǎng)允許的時(shí)間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝像機(jī)的靈敏度，然而，較高的快門速度對(duì)于觀察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè)"停頓動(dòng)作"效應(yīng)，這將大大地增加攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率。5白平衡白平衡只用于彩色攝像機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。A、自動(dòng)白平衡連續(xù)方式——此時(shí)白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對(duì)于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場(chǎng)合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對(duì)于景物中很少甚至沒有白色時(shí)，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。按鈕方式——先將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo)，然后將自動(dòng)方式開關(guān)從手動(dòng)撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時(shí)白平衡設(shè)置將保持在攝像機(jī)的存儲(chǔ)器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?，其范圍?300~10000K，在此期間，即使攝像機(jī)斷電也不會(huì)丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場(chǎng)合。B、手動(dòng)白平衡開手動(dòng)白平衡將關(guān)閉自動(dòng)白平衡，此時(shí)改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達(dá)107個(gè)等級(jí)供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級(jí)、增加或減少蘭色各一個(gè)等級(jí)。除次之外，有的攝像機(jī)還有將白平衡固定在3200K白熾燈水平和5500K日光水平等檔次命令。6色彩調(diào)整對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，是不需要對(duì)彩色攝像機(jī)作色彩調(diào)整的，如需調(diào)整則需細(xì)心調(diào)整以免影響其他色彩，可調(diào)色彩方式有:紅色—黃色色彩增加，此時(shí)將紅色向洋紅色移動(dòng)一步。紅色—黃色色彩減少，此時(shí)將紅色向黃色移動(dòng)一步。蘭色—黃色色彩增加，此時(shí)將蘭色向青蘭色移動(dòng)一步。蘭色—黃色色彩減少，此時(shí)將蘭色向洋紅色移動(dòng)一步。3、數(shù)字化式的調(diào)整控制方法 :新型攝像機(jī)對(duì)前述各項(xiàng)可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制，此時(shí)不必手動(dòng)調(diào)節(jié)電位計(jì)而是采用輔助控制碼，而且這些調(diào)整參數(shù)被儲(chǔ)存在數(shù)字記憶單元中，增加了穩(wěn)定性和可靠性。