监控系统中摄像机基础知识普及
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１.金融----银行、邮政储蓄、证券所 ２.文博----文物馆、博物馆 ３.酒店----宾馆、饭店、写字楼 4.交通管理——高速公路、国道、省道收费站 5.商业----商场、超市、珠宝行、批发市场 6.医院----手术室、病房、门诊大厅 7.其它----工厂、学校、考场、住宅小区 8.测量仪器设备----尺寸测量仪、瞬时位置测量仪、 天文观测系统、光电显微分析仪、水下测量
（七）、按外观分： A.有机板型 B.针孔型 C.半球型 D.枪型 E.防水型 F.高速云台型等。
二、CCD摄像机常见性能和主要性能指标 1.摄像机的功能很多，如自动白平衡 调整、自动增益调整、电子快门、逆光 补偿、多种同步方式、Y/C分离输出等 等。 2.考察摄像机档次的最主要指标是水 平清晰度、最低照度（灵敏度）和信噪 比。
第二章、镜头 摄像机镜头的作用是把被观察目 标的光像呈现在摄像机的靶面上， 也称光学成像。将各种不同形状、 不同介质（塑料、玻璃或晶体）的 光学零件（反射镜、透射镜、棱镜） 按一定方式组合起来，使得光线经 过这些光学零件的透射或反射以后， 按照人们的需要改变光线的传输方 向而被接收器件接收，即完成了物 体的光学成像过程。
二、镜头参数 ㈠相对孔径 光圈的主要作用是通过控制镜头光量 的大小满足成像所需的合适照度。光圈 越大，靶面成像照度越大，摄像机输出 信号强度越大，信噪比越高。 若光圈的实际孔径为ψ，由于光线通过透 镜后的折射使镜头的有效孔径D 比实际 孔径大，光圈的相对孔径等于有效孔径 与镜头焦距之比，即：A=D/f，f 为镜头 的焦距。
对角线
垂 直 水 平
（五）按扫描制式划分 PAL 制。 NTSC 制。 中国采用隔行扫描（ PAL ）制式 （黑白为 CCIR ），标准为 625 行， 50 场，只有医疗或其它专业领域才用到一 些非标准制式。另外，日本为 NTSC 制 式， 525 行， 60 场（黑白为 EIA ）。
（六）、依供电电源划分 ※ 110VAC （ NTSC 制式多属此类） ※ 220VAC ， 24VAC ,12VDC 或 9VDC （微型摄像机多属此类）。 ※最好的是宽电源12-24V（适合大型工程）
㈠清晰度 清晰度数是衡量摄像机优劣的一个 重要参数，它指的是当摄像机摄取等 间隔 排列的黑白相间条纹时，在监视 器（比摄像机的分辨率高）上能够看 到的最多线数。当超过这一线数时， 屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不 能再辨出黑白相间的线条。
㈡最低照度 最低照度是当被摄景物的光亮度低到 一定程度而使摄像机输出的视频信号电 平低到某一规定值时的景物光亮度值。 一般彩色摄像机的最低照度为1～3LUX， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数 为前提，因此，不能只看摄像机说明书 中标明的最低照度，应按摄像机在同一 光圈系数下其照度值的大小。
CCD尺寸 水平（mm） 垂直（mm） 1英寸 12.7 9.6 16 2/3英寸 8.8 6.6 11 1/2英寸 6.4 4.8 8 1/3英寸 4.8 3.6 6 1/4英寸 3.6 2.4 4 对角线（mm）
DSP
【System Lineup and Correspondent Devices】
CXD3181R
－
Sony CCD Area Sensor Product Line-up
11.0 (2/3）
Industrial
ICX414
(PS)
Sony Confidential Proprietary
ICX267
ICX422/423
(PS)
ICX282 ICX625
(PS)
ICX285
(PS)
ICX204
(PS)
ICX445
(PS)
ICX448/449
4.5 （1/4）
ICX098 (PS) ICX206/207 ICX226/227 ICX614 (PS) ICX618 (PS) ICX216/217
(PS)
（Wide-D）
IMX012
(CMOS)
ICX228/229 ICX268/269 ICX278/279 ICX658/659
SS-11RM
SS-11X SS-HQ1 System Name SS-1M SS-2WD
CDX3142R
CXD1267AN CXD4103R CXD3172AR CXD2163BR CXD3150AR CXD2493R － CXD2480R CXA2006Q CXA2096N
－
－ － － CXD3151R CXD3160R CXD3151R CXD3160R (CXD4111GG) － CXD3650R
Device Name DSP G5 CXD3117R TG CXD2485AR CXD2486R AFE CXA2006Q Memory/ Other CXD2310AR
(A/D Conv)
Correspondent CCD 510H 760H 510H 510H 760H 760H （510H）
一、CCD摄像机的分类 ㈠按照成像色彩划分 1.CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄 像机和黑白摄像机两种。
2.彩色摄像机适用于景物细部辨别，如 辨别衣物或景物的颜色； 3.黑白摄像机用于光线不充足环境及夜 间无法（或不可）安装照明设备的环境， 仅监控景物的位置或移动情况。
㈡按照分辨率划分 1. 25万像素左右，对应彩色330线/ 黑白400线的低档型； 2. 25万至38万像素之间，对应彩色 420线/黑白500线的中档型； 3. 38万像素以上，对应彩色大于或等 于460线黑白570线以上的高档型。
CCD 的工作原理是：被摄物体反射 光线，传播到镜头，经镜头聚焦到 CCD 芯片上， CCD 根据光的强弱积聚相应的 电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅 画面的电信号，经过滤波、放大处理， 通过摄像头的输出端子输出一个标准的 复合视频信号。这个标准的视频信号同 家用的录像机、 VCD 机、家用摄像机的 视频输出是一样的，所以也可以录像或 接到电视机上观看。
被摄景物
监视器
光学系统 镜头
光电转换系统 CCD
信号处理系统 DSP
闭路监控系统基本工程示例示意图
CCD 摄像机的选择和分类: CCD 芯片 就像人的视网膜，是摄像头的核心。目 前我国尚无能力制造，市场上大部分摄 像头采用的是日本 SONY 、 SHARP 、 松下及韩国三星 、LG ,NEXTCHIP、美 国PIXIM,台湾A-NOVA，日立等公司生 产的芯片，但韩国技术质量要稍逊一筹， 台湾的就更差。
监控摄像机基础 知识普及
>>>>>>>>>>>>>>>
第一章 摄像机
摄像机的发展速度很快，从摄像管到 CCD元件，以其构成的CCD摄像机具有 体积小、畸变小、重量轻、寿命长、不 受磁场影响及抗震动和撞击等特点，同 时清晰度、照度、可靠性等指标大大提 高而被广泛应用，除了上面的特点外， 它最大的特点是感应红外。CCD是电荷 耦合器件的缩写，它是一种半导体成像 器件。
ICX274
8.0 （1/2）
ICX418/419 ICX428/429
(PS)
ICX415
(PS)
ICX205
(PS)
Image size (diagonal) [mm]
ICX212/213
6.0 （1/3）
ICX404/405 ICX254/255
ICX424
(PS)
（Wide-D）
ICX408/409 ICX258/259
四、摄像机的日常维护 由于CCD摄像机是24小时不间断地工 作，因此作好摄像机的日常维护将对其 使用寿命和效果具有很大的影响，摄像 机的日常维护应注意如下几点： ㈠通电以前应保证摄像机各种状态设置 正确。 ㈡避免在高温、潮湿、强磁场的环境工 作以及防雷。 ㈢避免阳光或强光长时间直射，以免损 坏摄像靶面。 ㈣注意摄像机的工作电源的稳定性。 ㈤注意摄像机的日常清洁。
3.0 （1/6）
250/290 330
(VGA)
ICX238/239
360/420
380/440
460
800
1300
(SXGA)
1450
2020
5070 NTSC/PAL EIA/CCIR
NumBaidu Nhomakorabeaer of Effective Pixels [thousand]
・・・ New products ・・・CCD for SS Series
㈥电子快门（ES） 电子快门，是对比照相机的机械快门 功能提出一个术语． １.相当于控制CCD图像传感器的感光时 间。 ２.由于CCD感光的实质是信号电荷的积 累，感光时间越长，信号电荷的积累时 间就越长，输出信号电流的幅值也就越 大。 ３.通过调整感光信号电荷的积累时间 （即调整时钟脉冲的宽度），可实现控 制CCD感光时间的功能。
510H 760H
ICX212/213 ICX448/449 ICX212/213 ICX448/449 ICX445AKA （1.3Mega） ICX445AKA ICX614/618AKA IMX012LQZ
SS-3WD(+)
CXD4150R/G
CXD3301R
IT-1 CXD3191R
Nessy2
光学镜头应满足成像清晰、透光率强、 像面照度分布均匀、图像畸变小、光圈 可调等要求。 一般来说每个镜头都由多组不同曲面 曲率的透镜按不同间距组合而成。间距 和镜片曲率、透光系数等指标的选择决 定了该镜头的焦距
一、镜头分类 摄像机镜头按其功能和操作方法分为 常用镜头和特殊镜头两大类。 1.常用镜头又分为定焦镜头（自动和 手动光圈）和变焦镜头（自动和手动光 圈）。 2.特殊镜头是根据特殊工作环境而专 门设计的，一般有广角镜头、针孔镜头 等。
㈦白平衡（WB） 1.白平衡（WB），只用于彩色摄像 机，其用途是实现摄象机图像能精确反 映景物状况．通常把摄像机拍摄白色景 物时输出的红、绿、蓝三种基本色信号 电压VR=VG=VB的现象称为白平衡。 分手动白平衡和自动白平衡两种方式 2.自动白平衡（AWB）有分为连续白 平衡和自动控制白平衡。
㈧同步方式 摄像机的同步方式一般有： １.内同步 （INT）是利用摄像机内部的晶 体振荡电路产生同步信号来完成操作。 ２.电源同步（LL），也称之为线性锁定， 是利用摄像机的交流电源来完成垂直推 动同步，即摄像机和电源零线同步。 ３.外同步（EXT）利用一个外同步信号发 生器产生的同步信号送到摄像机的外同 步输入端来实现同步。
㈣自动增益控制（AGC） AGC是自动增益控制的缩写。摄像机 有一个来自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. AGC等效于有较高的灵敏度，可使 其在微光下灵敏。具有AGC功能的摄像 机，在低照度时的灵敏度会较好，但噪 点也会比较明显。是由于信号和噪声被 同时放大的缘故。
㈤背景光补偿（BLC） BLC是背景光补偿的缩写，也称作逆光 补偿或逆光补正． １.可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍 摄时画面主体黑暗的缺陷． ２.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，如果前景目标位于该子 区域内时，前景目标的可视性有望改善。
三、CCD摄像机的应用领域 1.CCD摄像机是闭路电视监控系 统的前端，而闭路电视监控系统是 电视技术在安全防范领域的新应用。 2.电视监控系统是应用电视系统 的重要组成部分，也是安防系统的 重要组成部分。当前电视监控系统 已经与防盗报警系统有机地结合到 一起，形成一个更为可靠的监控系 统。
3.目前已广泛应用于以下领域:
㈢信噪比 信噪比是摄像机的一个重要的性能指 标。 1.信噪比是指信号电压对于噪声电压的比 值，通常用符号S/N来表示，单位为DB。 一般摄像机给出的信噪比值均是AGC （自动增益控制）关闭时的值，CCD摄 像机信噪比的典型值是一般为45-55db， 工程应用要求≥40db 。 2.摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面 的影响就越小。
㈢按照摄像机灵敏度划分 按照灵敏度可分为最低照度 1. 1至3lux的普通型； 2. 0.1lux左右的月光型； 3. 0.01lux以下的星光型; 4. 0Lux，采用红外光源成像的红外照 明型。
㈣按照CCD靶面尺寸划分 摄像机摄像器件（CCD）的尺寸分为1英 寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中 以1/3英寸和1/4英寸最为常见。
（七）、按外观分： A.有机板型 B.针孔型 C.半球型 D.枪型 E.防水型 F.高速云台型等。
二、CCD摄像机常见性能和主要性能指标 1.摄像机的功能很多，如自动白平衡 调整、自动增益调整、电子快门、逆光 补偿、多种同步方式、Y/C分离输出等 等。 2.考察摄像机档次的最主要指标是水 平清晰度、最低照度（灵敏度）和信噪 比。
第二章、镜头 摄像机镜头的作用是把被观察目 标的光像呈现在摄像机的靶面上， 也称光学成像。将各种不同形状、 不同介质（塑料、玻璃或晶体）的 光学零件（反射镜、透射镜、棱镜） 按一定方式组合起来，使得光线经 过这些光学零件的透射或反射以后， 按照人们的需要改变光线的传输方 向而被接收器件接收，即完成了物 体的光学成像过程。
二、镜头参数 ㈠相对孔径 光圈的主要作用是通过控制镜头光量 的大小满足成像所需的合适照度。光圈 越大，靶面成像照度越大，摄像机输出 信号强度越大，信噪比越高。 若光圈的实际孔径为ψ，由于光线通过透 镜后的折射使镜头的有效孔径D 比实际 孔径大，光圈的相对孔径等于有效孔径 与镜头焦距之比，即：A=D/f，f 为镜头 的焦距。
对角线
垂 直 水 平
（五）按扫描制式划分 PAL 制。 NTSC 制。 中国采用隔行扫描（ PAL ）制式 （黑白为 CCIR ），标准为 625 行， 50 场，只有医疗或其它专业领域才用到一 些非标准制式。另外，日本为 NTSC 制 式， 525 行， 60 场（黑白为 EIA ）。
（六）、依供电电源划分 ※ 110VAC （ NTSC 制式多属此类） ※ 220VAC ， 24VAC ,12VDC 或 9VDC （微型摄像机多属此类）。 ※最好的是宽电源12-24V（适合大型工程）
㈠清晰度 清晰度数是衡量摄像机优劣的一个 重要参数，它指的是当摄像机摄取等 间隔 排列的黑白相间条纹时，在监视 器（比摄像机的分辨率高）上能够看 到的最多线数。当超过这一线数时， 屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不 能再辨出黑白相间的线条。
㈡最低照度 最低照度是当被摄景物的光亮度低到 一定程度而使摄像机输出的视频信号电 平低到某一规定值时的景物光亮度值。 一般彩色摄像机的最低照度为1～3LUX， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数 为前提，因此，不能只看摄像机说明书 中标明的最低照度，应按摄像机在同一 光圈系数下其照度值的大小。
CCD尺寸 水平（mm） 垂直（mm） 1英寸 12.7 9.6 16 2/3英寸 8.8 6.6 11 1/2英寸 6.4 4.8 8 1/3英寸 4.8 3.6 6 1/4英寸 3.6 2.4 4 对角线（mm）
DSP
【System Lineup and Correspondent Devices】
CXD3181R
－
Sony CCD Area Sensor Product Line-up
11.0 (2/3）
Industrial
ICX414
(PS)
Sony Confidential Proprietary
ICX267
ICX422/423
(PS)
ICX282 ICX625
(PS)
ICX285
(PS)
ICX204
(PS)
ICX445
(PS)
ICX448/449
4.5 （1/4）
ICX098 (PS) ICX206/207 ICX226/227 ICX614 (PS) ICX618 (PS) ICX216/217
(PS)
（Wide-D）
IMX012
(CMOS)
ICX228/229 ICX268/269 ICX278/279 ICX658/659
SS-11RM
SS-11X SS-HQ1 System Name SS-1M SS-2WD
CDX3142R
CXD1267AN CXD4103R CXD3172AR CXD2163BR CXD3150AR CXD2493R － CXD2480R CXA2006Q CXA2096N
－
－ － － CXD3151R CXD3160R CXD3151R CXD3160R (CXD4111GG) － CXD3650R
Device Name DSP G5 CXD3117R TG CXD2485AR CXD2486R AFE CXA2006Q Memory/ Other CXD2310AR
(A/D Conv)
Correspondent CCD 510H 760H 510H 510H 760H 760H （510H）
一、CCD摄像机的分类 ㈠按照成像色彩划分 1.CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄 像机和黑白摄像机两种。
2.彩色摄像机适用于景物细部辨别，如 辨别衣物或景物的颜色； 3.黑白摄像机用于光线不充足环境及夜 间无法（或不可）安装照明设备的环境， 仅监控景物的位置或移动情况。
㈡按照分辨率划分 1. 25万像素左右，对应彩色330线/ 黑白400线的低档型； 2. 25万至38万像素之间，对应彩色 420线/黑白500线的中档型； 3. 38万像素以上，对应彩色大于或等 于460线黑白570线以上的高档型。
CCD 的工作原理是：被摄物体反射 光线，传播到镜头，经镜头聚焦到 CCD 芯片上， CCD 根据光的强弱积聚相应的 电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅 画面的电信号，经过滤波、放大处理， 通过摄像头的输出端子输出一个标准的 复合视频信号。这个标准的视频信号同 家用的录像机、 VCD 机、家用摄像机的 视频输出是一样的，所以也可以录像或 接到电视机上观看。
被摄景物
监视器
光学系统 镜头
光电转换系统 CCD
信号处理系统 DSP
闭路监控系统基本工程示例示意图
CCD 摄像机的选择和分类: CCD 芯片 就像人的视网膜，是摄像头的核心。目 前我国尚无能力制造，市场上大部分摄 像头采用的是日本 SONY 、 SHARP 、 松下及韩国三星 、LG ,NEXTCHIP、美 国PIXIM,台湾A-NOVA，日立等公司生 产的芯片，但韩国技术质量要稍逊一筹， 台湾的就更差。
监控摄像机基础 知识普及
>>>>>>>>>>>>>>>
第一章 摄像机
摄像机的发展速度很快，从摄像管到 CCD元件，以其构成的CCD摄像机具有 体积小、畸变小、重量轻、寿命长、不 受磁场影响及抗震动和撞击等特点，同 时清晰度、照度、可靠性等指标大大提 高而被广泛应用，除了上面的特点外， 它最大的特点是感应红外。CCD是电荷 耦合器件的缩写，它是一种半导体成像 器件。
ICX274
8.0 （1/2）
ICX418/419 ICX428/429
(PS)
ICX415
(PS)
ICX205
(PS)
Image size (diagonal) [mm]
ICX212/213
6.0 （1/3）
ICX404/405 ICX254/255
ICX424
(PS)
（Wide-D）
ICX408/409 ICX258/259
四、摄像机的日常维护 由于CCD摄像机是24小时不间断地工 作，因此作好摄像机的日常维护将对其 使用寿命和效果具有很大的影响，摄像 机的日常维护应注意如下几点： ㈠通电以前应保证摄像机各种状态设置 正确。 ㈡避免在高温、潮湿、强磁场的环境工 作以及防雷。 ㈢避免阳光或强光长时间直射，以免损 坏摄像靶面。 ㈣注意摄像机的工作电源的稳定性。 ㈤注意摄像机的日常清洁。
3.0 （1/6）
250/290 330
(VGA)
ICX238/239
360/420
380/440
460
800
1300
(SXGA)
1450
2020
5070 NTSC/PAL EIA/CCIR
NumBaidu Nhomakorabeaer of Effective Pixels [thousand]
・・・ New products ・・・CCD for SS Series
㈥电子快门（ES） 电子快门，是对比照相机的机械快门 功能提出一个术语． １.相当于控制CCD图像传感器的感光时 间。 ２.由于CCD感光的实质是信号电荷的积 累，感光时间越长，信号电荷的积累时 间就越长，输出信号电流的幅值也就越 大。 ３.通过调整感光信号电荷的积累时间 （即调整时钟脉冲的宽度），可实现控 制CCD感光时间的功能。
510H 760H
ICX212/213 ICX448/449 ICX212/213 ICX448/449 ICX445AKA （1.3Mega） ICX445AKA ICX614/618AKA IMX012LQZ
SS-3WD(+)
CXD4150R/G
CXD3301R
IT-1 CXD3191R
Nessy2
光学镜头应满足成像清晰、透光率强、 像面照度分布均匀、图像畸变小、光圈 可调等要求。 一般来说每个镜头都由多组不同曲面 曲率的透镜按不同间距组合而成。间距 和镜片曲率、透光系数等指标的选择决 定了该镜头的焦距
一、镜头分类 摄像机镜头按其功能和操作方法分为 常用镜头和特殊镜头两大类。 1.常用镜头又分为定焦镜头（自动和 手动光圈）和变焦镜头（自动和手动光 圈）。 2.特殊镜头是根据特殊工作环境而专 门设计的，一般有广角镜头、针孔镜头 等。
㈦白平衡（WB） 1.白平衡（WB），只用于彩色摄像 机，其用途是实现摄象机图像能精确反 映景物状况．通常把摄像机拍摄白色景 物时输出的红、绿、蓝三种基本色信号 电压VR=VG=VB的现象称为白平衡。 分手动白平衡和自动白平衡两种方式 2.自动白平衡（AWB）有分为连续白 平衡和自动控制白平衡。
㈧同步方式 摄像机的同步方式一般有： １.内同步 （INT）是利用摄像机内部的晶 体振荡电路产生同步信号来完成操作。 ２.电源同步（LL），也称之为线性锁定， 是利用摄像机的交流电源来完成垂直推 动同步，即摄像机和电源零线同步。 ３.外同步（EXT）利用一个外同步信号发 生器产生的同步信号送到摄像机的外同 步输入端来实现同步。
㈣自动增益控制（AGC） AGC是自动增益控制的缩写。摄像机 有一个来自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. AGC等效于有较高的灵敏度，可使 其在微光下灵敏。具有AGC功能的摄像 机，在低照度时的灵敏度会较好，但噪 点也会比较明显。是由于信号和噪声被 同时放大的缘故。
㈤背景光补偿（BLC） BLC是背景光补偿的缩写，也称作逆光 补偿或逆光补正． １.可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍 摄时画面主体黑暗的缺陷． ２.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，如果前景目标位于该子 区域内时，前景目标的可视性有望改善。
三、CCD摄像机的应用领域 1.CCD摄像机是闭路电视监控系 统的前端，而闭路电视监控系统是 电视技术在安全防范领域的新应用。 2.电视监控系统是应用电视系统 的重要组成部分，也是安防系统的 重要组成部分。当前电视监控系统 已经与防盗报警系统有机地结合到 一起，形成一个更为可靠的监控系 统。
3.目前已广泛应用于以下领域:
㈢信噪比 信噪比是摄像机的一个重要的性能指 标。 1.信噪比是指信号电压对于噪声电压的比 值，通常用符号S/N来表示，单位为DB。 一般摄像机给出的信噪比值均是AGC （自动增益控制）关闭时的值，CCD摄 像机信噪比的典型值是一般为45-55db， 工程应用要求≥40db 。 2.摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面 的影响就越小。
㈢按照摄像机灵敏度划分 按照灵敏度可分为最低照度 1. 1至3lux的普通型； 2. 0.1lux左右的月光型； 3. 0.01lux以下的星光型; 4. 0Lux，采用红外光源成像的红外照 明型。
㈣按照CCD靶面尺寸划分 摄像机摄像器件（CCD）的尺寸分为1英 寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中 以1/3英寸和1/4英寸最为常见。