CCD监控摄像机工作原理

(PS:所有CCD高寬比均為4:3)
CCD Camera Structure
DSP
eeprom Timing generator Vertical driver Video output
Signal processor
analog
digital
analog
A
D
A
產品說明

攝影機的主要功能為 :
TUBE真空管式感測器(體積大,壽命短)
(Charge Coupled Device) ☆ 電荷藕合元件感測器(體積小,壽命長) CMOS金屬氧化物半導體感測器(體積小,成本低)
CCD
☆
產品分類
電源頻率 50HZ 60HZ
掃描頻率
B/W CCIR EIA
PAL/CCIR
COLOUR PAL NTSC
CCD VS CMOS
CCD 製程 模組體積 複雜 大 CMOS 簡單 小
成本 耗電流 感光度 解析度 雜訊
高 高 高 高 低
低 低 低 低 高
CCD優點

CCD Camera 優點 :
體積小，消耗功率小 壽命長，故障率低 不怕強光直接照射 無殘影現象
(Image Retention) 不易受電磁場等干擾 無畫面幾何失真 解析度穩定，補償效果佳 耐震動
自動白平衡(AWB)

物體顏色會因投射光線顏色產生變化，在不同 光線的場合下拍攝出的影像會有不同的色溫。

例如燈泡照明的環境拍攝出來的圖片可能偏黃
一般來說CCD沒有辦法像人眼一樣會自動修正光 線顏色的改變，所以透過白平衡的修正，它會 按照目前影像中圖像的特質，立即調正整個影 像中RGB三色的強度，以修正外部光線所造成的 誤差。 有些攝影機除了設計自動白平衡(AWB) 、特殊 白平衡(ATW) 、手動白平衡(Manual)調整。

自動增益控制 (AGC)

所有攝影機都有一個將來自CCD的信號放大到可 以使用水準的視頻放大器，其放大量即增益， 等效於有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏， 然而在亮光照的環境中放大器將超載，使視頻 信號畸變。為此，需利用攝影機的自動增益控 制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地 開關AGC，從而使攝影機能夠在較大的光照範圍 內工作，此即動態範圍，即在低照度時自動增 加攝影機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度 來獲得清晰的圖像。


自動巡弋設定
防護罩

產品規格
耐壓與防暴認證 防塵與防水認證 室內型 or 室外型 加熱器&風扇

支架
天花板
璧掛 轉角掛 圓柱掛 輕鋼架 女兒牆
Camera 二. Lens 三. 機構 四. 環境應用
一.
LENS(鏡頭)

LENS 種類 :

固定焦距式 (Fixed Focal Lens) 伸縮式 (Zoom Lens)
Iris (光圈) Focus (聚焦) Zoom (變焦) F-stop (光圈孔徑) Focus Length (焦距)


F – 代表光圈孔徑 : F1.2 / F1.4 / F1.6 / F1.8 / F2.0，數值越小代表光圈可開啟 越大進光量越強。 f – 代表焦距範圍 : 一般Lens – 4mm / 6mm / 8mm 等等 Zoom Lens – 5~50mm/8~80mm/7.5~120mm 等等

IR Cut Removable filter


彩色與黑白切換功能,具 備自動、手動及外部觸 發方式驅動濾光片切換 當光線充足時-彩色(不
受外來紅外線影響,顏色真 實呈現)

當光線不足時-轉黑白模 式,可接受不可見光紅外 線,提升感度,減低色雜 訊,降低影像貯存成本
背光補償(BLC)

能提供在非常强的背景光線前面目標的理想的 曝光，無論主要的目標移到中間、上下左右或 者瑩幕的任一位置。
LENS(鏡頭)

鏡頭搭配攝影機注意事項 :

安裝方式 (C or CS Mount)，不同規格時請加轉換環或調 整攝影機鏡頭座位置。 鏡頭規格表上標示使用尺寸攝影機，請依照標示選配。 DC Drive & Video Drive請配合攝影機規格使用。 鏡頭驅動電壓需使用正確 (6V or 9V~12V)

CCD: SONY, Panasonic, Samsung, … CMOS: PIXIM
寬動態(WDR)
一般攝影機的狀態 玻璃外及室內物體都清楚 主體 不清楚
玻璃外 不清楚
使用128X Wide-dynamic 使用BLC自動白平衡
DNR
ຫໍສະໝຸດ Baidu
( Digital Noise Reduction)
ICR WDR 隱私遮蔽區塊功能 OSD支援 位移偵測
機構

產品規格

預設點最快轉速

水平(Pan): 4300 / sec 垂直(Tilt): 200 0 / sec ±0.02° 256 個 PELCO-P PELCO-D Kalatel(GE) BOSCH

預設點精確

預設點

通訊協議
BLC
寬動態(WDR)

寬動態攝影機比傳統只具有3:1動態範圍的攝影機超出 了幾十倍。 當攝影機從室內看窗戶外面，室內照度為100Lux，而外 面風景的照度可能是10,000Lux，對比就是 10,000/100=100:1。這個對比人眼能很容易地看到，因 為人眼能處理1000:1的對比度，然而傳統的閉路監控攝 影機處理它會有很大的問題，傳統攝影機只有3:1的對 比性能，它只能選擇使用1/60秒的電子快門來取得室內 目標的正確曝光，但是室外的影像會被清除掉（全白）； 或者換種方法攝影機選擇1/6000秒取得室外影像完美的 曝光，但是室內的影像會被清除（全黑）。這是一個自 從攝影機被發明以來就一直長期存在的缺陷。
Power Unit
單電源 : AC 110V : Transformer AC 220V : Transformer AC 24V : Transformer DC12V : Adaptor DC18V : Adaptor 雙電源 : switching power AC 90-260V AC24V/DC12V
將來自鏡頭光學圖像聚 焦，經由CCD轉換為視 頻訊號，再經由攝影機內 部線路處理並轉換為復合 視頻訊號，然後經由同軸 或光纖或其它傳輸途徑將 訊號傳送至監視器上顯現。
顯像
聚焦
轉換
產品分類

CAMERA 種類區分 :

B/W (EIA / CCIR) COLOR (NTSC / PAL) ☆

CAMERA 取像種類區分 :

此類型低照度攝影機適用於禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜 間生物活動觀察，夜間軍事海岸線監視等，屬性較靜態場所的 監視。
Speed Dome
自動變焦攝影機 模組
機構
防護罩&支架
ZOOM Module

產品規格

SONY CCD, SONY DSP
SONY 光學變焦鏡頭


18X/26X/36X


輸出矩陣大小是感光元矩陣的一半就是interlace模式CCD。 如是相同大小就是Progressive Scan CCD。

CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor；互補金屬氧化半導體）. CMOS 影像處理概念就比較簡單，是以畫素連接到ADC， 以光電訊號直接將訊號直接放大，再經由BUS通 路移動至ADC中轉換成數位資料 .
-
電動伸縮鏡頭 (Motorized Zoom Lens)
- 手動伸縮鏡頭 (Manual Zoom Lens) - 鏡頭倍數 : 6倍、8倍、10倍、12倍…等。

自動光圈或手動光圈 (Auto Iris or Manual Iris)
LENS(鏡頭)

鏡頭特有術語及其代表意義 :



NTSC/EIA
水平掃描頻率
垂直掃描頻率
15625HZ
50HZ
15734HZ
59.94HZ(60HZ)
CCD&CMOS

CCD (Charge Coupled Devices) ︰個別光感應 元件(稱為Pixels)組合成矩陣或線形式的半導 體裝置，光學鏡頭把影像聚在此Sensor上，每 一個Pixels累積和光成正比的電荷，然後傳送 讀出。
視訊監控攝影機 CCTV CAMERA
規格簡介與解釋
簡報大綱
Camera 二. Lens 三. 機構 四. 環境應用
一.
CCD 尺寸


CCD是於1969年由美國 貝爾實驗室(Bell Labs)所 發明的。 CAMERA Faceplate 尺 寸種類區分 :
1" CCD 2/3" CCD 1/2" CCD ☆ 1/3" CCD ☆ 1/4" CCD ☆ 1/6 " CCD
Resolution Check
在圖表剛好填滿14 寸螢幕黑線無交叉
HI-Resolution TVL > 450 COLOR
TVL >500 B/W
解析度規格與效果
照度 (Luminance )

從同一方向看，在给定方向上的任何表面的 每單位投 影面積上的光照强度（光度）。
光濾波器切換裝置(ICR)

LENS(鏡頭)

f/F f : mm越小表示越廣角. F : 光圈值 數字越小表示進光量越好.

功能應用





AES :自動電子快門 BLC : 背光補償 WD : 寬動態 AWB : 自動白平衡.使色彩無論在任何色溫的環境下皆能呈現物體原來的 顏色 ATW : 自動追蹤白平衡 PWB : 手動調整鎖定式白平衡 IR CUT :光濾波器切換裝置.可兼顧白天色彩真實與夜間搭配紅外線使用. COLOR/BW Switch Automatic : 當搭配紅外線使用之彩色攝影機,在不 可見光的環境中,對彩色訊號而言是多餘的. Flickerless : 將電子快門速度固定在1/100.通常此功能會使用在NTSC 系 統但電源頻率50HZ與60HZ同時存在的國家或地區. Mirror : 讓影像左右對調,類似鏡照效果.通常用於倒車系統. IR LED : 用於夜視型攝影機.通常顆數越多投射越遠或使用高功率LED(食 人魚)來增加投射距離.但消耗電流與功率也越大,且LED有壽命之限制. VD/DD: 自動光圈鏡頭切換.目前以DD:DC DRIVER 佔多數.
TV Line (掃描線)

類比和數位的環境下的解析度 是一樣，但是在定義解析度的 方式上有很重要的差別。 在類比系統中的影像包括 條，或是TV Line，由於類 比影像技術來自於電視這 產業所以採用相同單位。 在數位化的系統中，影像 是由像素所組成(影像畫 素) 。

數位攝影機的解析度由 影像感測器晶片上的 有效畫素來決定。
數位雜訊降低技術:
當於低照度的環境下,會降低雜訊比, 可節省後端的貯存成本 SSNR: Samsung's Super Noise Reduction
DNR ON
DNR OFF
信噪比(S/N ration)

信噪比。典型值為46db，若為50db，則圖 像有少量雜訊，但圖像品質良好；若為 60db，則圖像品質優良，不出現雜訊。

如在黑夜抓取一個車牌的影像，而且還要看到這個 車牌的號碼和色彩。
低速快門(Slow Shutter)


此類的攝影機獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀 累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝影 機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照 度指標，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種 攝影機時要注意盡可能不要同雲台一起使用，否則會造 成畫面遺失的現象。 此類攝影機又稱為（畫面）累積型攝影機，是利用電腦 記憶體的技術，連續將幾個因光線不足而較顯模糊的畫 面累積起來，成為一個影像清晰的畫面，運用SLOW SHUTTER技術降低攝影機照度至0.008 LUX/F1.2(×128)。
規格名稱解釋


TV Line :通常是指水平解析度 Image Sensor:CCD尺寸 Luminance:照度 S/N :訊號/雜訊比 Gamma: B/W :1 COLOR : 0.45 Power Consumption : 消耗功率 Video Output : 類比複合影像訊號 Ambient Temperature & Humidity: 環境工作 溫度與濕度.在寒帶國家攝影機內部需加裝 heater.通常ic工作溫度最高可容忍到攝氏80度.