摄像机基本原理

YES NO
YES
방향 역전
기존 NEAR 방향? YES
기존 NEAR 방향? NO
방향 역전
NEAR 로 구동
FAR 로 구동
监控摄象机的发展趋势
1) 例 1 Cam Cam Cam Cam Monitor Client PC IP Cam DVR Router Network PC/Client
2) 例 2
IP Cam
IP Cam IP Cam
Hub
LAN
Hub
Network
LAN
Client PC
Client PC
产品性能及功能总结



镜头参数:焦距(3.8mm~16mm) 滤光片 CCD 最低照度 水平分辨率(420~550线) 像数 信噪比(50dB以上) 自动增益（ AGC功能） 背光补偿（ BLC ） 自动白平衡（ AWB ） 闪烁消除 (FL) 电子快门功能 (ELC) 自动光圈 (DC IRIS) 菜单功能 (OSD) 数字变角 (Digital Zoom) 彩转黑（Day&Night）：红外通过滤光片；双滤光片ICR(IR Cut Filter); 帧积累功能DSS 超级宽动态功能 (WDR) 镜像功能；隐私区域遮挡功能；地址设置。 MD（移动检测） 降噪功能（ SDNR ） 其他:电源;使用温度范围;重量;大小;
- 暗的时候电阻变大 (电流量 )
- 可以做为光感应器来使用。
9.摄像元件（ CCD ）
CCD厂家 : SONY,松下,SHARP
CCD尺寸 : 1/4 英寸（Inch）, 1/3 英寸（Inch）。。。
灵 敏 性 : Super HAD , Ex View
像
素: 27万 Pixel, 41万 Pixel, 85万 Pixel..
照度描述
光线
全日光线 日光有云 日光浓云
LUX
100000 70000 20000
市内光线
日出/日落光线 黎明光线 满月夜光 半月月光
100~1000
500 1~10 4 0.2
月夜密云夜光
无月夜光 平均星光 无月密云月光
0.02
0.001 0.0007 0.00005
?
Thank you
颜色同步信号
0 IRE
Burst 40 IRE
0.286V (29%)
SYNC
-40 IRE 灰度同步信号 0V (0%)
Color Amplitude (大小) : 颜色浓度 Color Phase (相位) : 颜色种类
Vector Scope
90˚ 색 휘점
180˚
0˚
270˚
Color Bar Chart
- 电子光圈 : 电子快门 ( 1/60 ~ 1/100,000 ) 与一般傻瓜相机相同原理
- DC / 视频 /Zoom : 光圈马达 根据镜头光圈标准（IRIS Meter）适当调整光量 光量 大 缩小光圈 光量 小 放大光圈
12.滤光片（OLPF） (Optical Low Pass Filter )
色温度 ( 3000˚K 以下镊光灯)
色温度 ( 5000˚K 以上环境 )
自动聚焦
AF Data 输入
1 field 전의 AF data와 비교
逐步驱动聚焦镜头的步进马达，逐步确认 AF 数据的变化来检测聚焦位置的方法是 自动聚焦的基本概念。
现在 AF Data 增加?
현재방향 맞다
NO
현재방향 틀리다
可变焦镜头
固定（焦距）镜头
聚焦调整
焦距调整 光圈马达
电动变焦镜头
光圈马达 彩转黑马达
焦距步进马达r
聚焦步进马达
6. 镜片类型（性能）பைடு நூலகம்
普通 镜头 球面镜头
彩转黑镜头
非球面镜头
* 利用球面镜头和非球面镜头制作。
7. 镜头相关术语
F# ( F 值含义 )
衡量镜头透明度的标尺，值越小越亮 ( 1.0,1.2,1.6,2.2….)
F# = f ( 焦距 ) D ( 有效直径 )
f
D (有效直径)
f (焦距)
光学变焦（放大）倍数
最大焦距和最小焦距比例
f t (宽：焦距 ) 焦距比 = f w (窄： 焦距 ) 墙面
Tele Wide 48mm 1056 mm 摄象机
宽：焦距是48mm，窄：焦距是4mm，焦距比是12倍。
光量控制 ( 光圈控制 )
备注
41K
DSP 信号处理
* 利用高亮度镜头和高清晰度显示器（ Monitor） ( 700 TV线以上 ).
普通摄象机
CNB-G1310P
550 TV Line 480 TV Line
380 TV Line
RS-232C,232TTL,422,485 (控制方式 )
① RS 232C 与 PC机通信的一种通信方式，通信距离在15米以内。 ② RS 232 TTL Level 输出DC5V的控制信号，在近距离使用。对于噪音敏感的缺陷。 ③ RS 422 RS232C缺陷是距离越长噪音大，所以改善这个问题，利用放大器 改善长距离特性的通信方式就是RS422。长距离通信距离是1.5Km。 ④ RS485 在RS422上 控制线是4条。把相同的控制信号合成之后变成2条。
- 消除 (Moire) 波纹现象
- 通过可视光线,切断红外线
紫外 线
红外线
波纹现象
可视光线
滤光片位置
镜头
滤光片
CCD
滤光片结构
滤光片用途
彩转黑 (滤光片 )
双滤光片切换 - 视频信号控制方式 - 光敏电阻（Cds）控制方式 ( 与红外（LED）灯同时使用 )
光敏电阻 (Cds）
- 亮时电阻变小(电流量 )
扫描方式 : 逐行扫描方式,隔行扫描方式 。 灵敏度 : 最低被摄体照度 0.5Lux… 亮点不良现象 ( White Defect )
8. CCD 用途
9. 视频输出 (视频信号级别)
NTSC (IRE LEVEL)
100 IRE
波形显示
PAL ( mV LEVEL )
1 V (100%)
信号
RS-232,232C,422,485 (控制方式 )
RS-232C
TxD/RxD RxD/TxD
RS-232 TTL
RS-422/485
RS-422/485
TxD/RxD RxD/TxD
白 平 衡
在不同色温度环境下，能显示正常白色颜色的功能
① AWB(Auto White Balance) 自动控制不同光源色温度差异而导致的摄象机颜色变化， 从而维持最佳颜色状态的功能。 ② One Push AWB 需要在任何环境下都要维持白平衡时候，对准标准样品按开关就可以找到标准颜色。 在视频展台上使用。 ③ Preset(Indoor,Outdoor) 根据安装环境选择2个设置状态，在光量少的室内设置 Indoor(3200K)；在光量多的室 外设置在 Outdoor(5100K)。 ④ Special WB
Monitor VCR DVR 원격 S/W
PTZ Drive
无线 Network Camera UTP
4. 监控摄象机种类
Zoom Camera
Dome Camera
Vandal Dome Camera
Box Camera
Miniature Camera
Bullet Camera
5. 镜头类型
被摄体在逆光状态下被摄影时，在显示屏里背景变成白色,被摄体黑 暗，在逆光状态下，为了改善画质而采用的功能.
普通摄象机效果
背光补偿功能效果
宽动态效果
CNB-GP600
普通摄象机
清晰度 ( Resolution )
CCD 像素
41K 27K
清晰度
480 TV 线 380 TV 线 520~550 TV 线
10. 摄象机测试图
颜色测试图
灰度测试图
清晰度测试图
波纹测试图
* 波纹测试图 : 测试滤光片波纹现象的图
彩色测试图
颜色测试图 ( 食物 )
多功能测试图
11. 摄象机功能
背光补偿BLC(Back Light Compensation) 宽动态WDR ( Wide Dynamic Lange )
2. 一体化摄象机原理框图
控 制
调焦，聚焦驱动
控制芯片
控制
光圈驱动
镜头 光 滤 光 片 C C D CDS & AGC
ADC
DSP
DAC
显示器 硬盘录象机 开关 Presenter 高速球 控制器
Vertical Driver
单一芯片
ADC : 模数转换
Timing Generator
DSP : 数字信号处理 DAC : 数模转换
3. 监控系统 基本构成
摄像部分 传送部分
同轴电缆 CAMERA PSTN Power Controller Time Generator 影象分配器 PAN/Tilt Controller Quad Mux
控制部分
Auto Switcher
监视部分
HOUSING
ISDN Dome 专用线 Bracket 光缆
摄像机基本原理
CNB电子（深圳）有限公司
业务部
CNB研究所 Noh
摄象机定义
1. CCD CAMERA是什么? 通过镜头进来的光信号在CCD ( Image Sensor )被转换 成模拟信号，然后模拟信号转换成数字信号，在DSP(数字 信号处理器Digital Signal Processor) 通过图象信号处理，输 出视频信号可以显示图像的装置。