摄像机知识培训 培训资料
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CCD和CMOS对比
传感器类型 CCD
CMOS
功耗 较大
较小
低照度效果 较好
一般
色彩还原度 较好
一般
动态范围 较差
较好
噪声 较好
较差
价格 较高
较低
高清CMOS背照技术
网络摄像机CCD厂家：SONY 、KODAK
网络摄像机CMOS厂家：美国 Aptina、Omnivision 日本 SONY、Panasonic
闪烁校正
AF/AE 控制算法
反馈输出
模拟摄像机原理：镜头、 CCD图像传感器靶面上成像 → CCD图像传感器输出电信号 → 经摄像机DSP电路处理后 → 输出视频信号 网络摄像机原理：镜头、影像传感器、DSP同模拟的摄像机，区别在于网络摄像机后面加 上了一个编码模块（IP模块），IP模块—将DSP输出的信号,进行编码,然后输出网络视频信号
三、影响图像质量的关键部件-图像处理算法ISP
图像处理算法ISP 对图像质量影响分析 1.色彩插值--------图像清晰度 2. 2D、3D降噪------图像清晰度/低照效果 3.白平衡AWB-------色彩还原 4. 伽玛校正--------图像亮度（层次感/通透感） 5. 宽动态 -------宽动态效果 6. 自动曝光算法--------（电子快门，光圈、增益） ------图像亮度（层次感/通透感） 7. 自动聚焦算法--------图像清晰度
4. 镜头分辨率
镜头通常有很多品牌（如：腾龙、富士能、精工、福光等），从分辨率上来看 有高清和标清镜头。 镜头的像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而分辨率也就越高。 通常在给摄像机匹配镜头时要注意选择具有优势品牌。
5. 镜头尺寸
按尺寸大小分：1/2” ,1/3” ,1/4 ” 镜头尺寸的大小影响着通光量的多少。
1.色彩插值 (Color Interpolation)
不论是 CCD 还是 CMOS 图像传感器，为了简化工艺和降低成本，一个像素点往往只能 记录从纯白到纯黑的系列色调，因而只能给出单色的色调值，不能同时给出 RGB 三组数据。 因此必须通过插补色算法来对每个像素补会其他颜色。
2. 2DNR、3DNR降噪
2. 传感器类型-----CCD/CMOS-------运动图像清晰度和低照效果
传感器通常有CCD和CMOS类型之分，但CCD比CMOS的传感器的灵敏度高，从 而使得在运动物体成像方面优于CMOS不会出现明显的拖尾现象。并且在低照度下的 图像整体亮度会优于CMOS而使画面的噪点较小。
3. 镜头分辨率-------光子分布----图像清晰度（同上镜头的描述）
从图像分辨率维度划分：(按PAL制)
CIF
模拟摄像机的图像分辨率常见有：
CIF: 352(H)*288(V) =380线/420线 D1: 752(H)*582(V)=480线/540线/600线 960H: 976(H)*582(V)=650线/700线
网络摄像机的图像分辨率常见有：
（标清）D1: 752(H)*582(V)=540线/600线 720p: 1280(H)*720(V)=130万像素 1080p:1920(H)*1080(V)=200万像素 2048(H)*1536(V)=300万像素 2560(H)*1920(V)=500万像素
第一讲 摄像机基础原理
摄像机图像质量关键指标 1. 清晰度 2. 层次感(通透性） 3. 色彩还原 4. 低照效果 5. 宽动态效果 影响 影响图像质量的关键部件 1. 镜头 2. 传感器 3. 图像处理算法(ISP)
4. 编码
一、影响图像质量的关键部件-镜头
1、镜头的光圈（F 值）
光圈（F值）-----通光量----自动曝光AE--图像亮暗度
总结：选用摄像机镜头主要参考点：（遵照高配原则）
（1）镜头的尺寸 （3）镜头的焦距 （5）镜头的分辨率 （2）镜头的光圈值 （4）镜头的视角
二、影响图像质量的关键部件-图像传感器
传感器对图像质量影响分析
1. 传感器尺寸（空间分辨率）-----镜头与传感器的匹配---图像清晰度/低照效果
传感器的尺寸越大通光量越大从而使得图像的清晰度越好，低照度下画面整体亮度 也越好。镜头要与传感器的尺寸相互匹配，否则大尺寸的传感器配小尺寸的镜头就会 出现黑角。
2、镜头的焦距（f 值）
镜头的焦距：用小写f值来表示，通过调节镜头的焦距可以改变图像中的物体 在整个图像中所占的面积大小也即远近程度。
3、镜头的视角
镜头的视角是指摄像机镜头所能涵盖多大范围的景物，通常以角度来表示。
总结：视角与镜头的焦距和通光量成反比，镜头的焦距越大视角就越 小而通光量越小。反之，镜头的焦距越小视角就越大而通光量越大。
摄像机知识培训
模拟摄像机和网络摄像机的概念
从摄像机的主要组成维度划分： 模拟摄像机主要由镜头、图像传感器（CCD或CMOS）、DSP/ISP（数 字信号处理器）三部分组成； 网络摄像机主要由镜头、图像传感器（CCD或CMOS）、DSP/ISP（数 字/图像信号处理器）、编码模块四部分组成。
摄像机分类
摄像机原理功能框图
自动曝光AE 自动聚焦AF 反馈控制 CPU控制 反馈输出
光
光 颜色阵列 镜头 滤波器
光
图像 传感器
模 拟 信 号
AGC 增益放大
模 拟 信 号
ADC 模数转换
数字 信号 RAW DATA
图像处理模块 ISP（DSP)
图 像 数 据
编码模块
2D/3D降噪
白平衡AWB
伽玛校正
宽动态校正
• • • • •
• •源自文库•
外 观
网络枪机（IPC） （防砸）网络半球（IPD/V） 红外网络一体化（IPR） 智能球型摄像机
按摄像机形状分：枪机、半球、一体化摄像机、球机、针孔摄像机 按感光芯片分：CCD摄像机、CMOS摄像机 按输出图像信号格式划分:模拟摄像机、网络摄像机 按成像色彩划分：彩色、黑白 按清晰度划分：330TVL、420TVL、480TVL、 540TVL、 600TVL、 700TVL等 按像素划分： 标清、130万、200万、300万、500万等 按灵敏度划分：普通、月光、星光、红外照明 按感光元件靶面大小划分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch
传感器类型 CCD
CMOS
功耗 较大
较小
低照度效果 较好
一般
色彩还原度 较好
一般
动态范围 较差
较好
噪声 较好
较差
价格 较高
较低
高清CMOS背照技术
网络摄像机CCD厂家：SONY 、KODAK
网络摄像机CMOS厂家：美国 Aptina、Omnivision 日本 SONY、Panasonic
闪烁校正
AF/AE 控制算法
反馈输出
模拟摄像机原理：镜头、 CCD图像传感器靶面上成像 → CCD图像传感器输出电信号 → 经摄像机DSP电路处理后 → 输出视频信号 网络摄像机原理：镜头、影像传感器、DSP同模拟的摄像机，区别在于网络摄像机后面加 上了一个编码模块（IP模块），IP模块—将DSP输出的信号,进行编码,然后输出网络视频信号
三、影响图像质量的关键部件-图像处理算法ISP
图像处理算法ISP 对图像质量影响分析 1.色彩插值--------图像清晰度 2. 2D、3D降噪------图像清晰度/低照效果 3.白平衡AWB-------色彩还原 4. 伽玛校正--------图像亮度（层次感/通透感） 5. 宽动态 -------宽动态效果 6. 自动曝光算法--------（电子快门，光圈、增益） ------图像亮度（层次感/通透感） 7. 自动聚焦算法--------图像清晰度
4. 镜头分辨率
镜头通常有很多品牌（如：腾龙、富士能、精工、福光等），从分辨率上来看 有高清和标清镜头。 镜头的像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而分辨率也就越高。 通常在给摄像机匹配镜头时要注意选择具有优势品牌。
5. 镜头尺寸
按尺寸大小分：1/2” ,1/3” ,1/4 ” 镜头尺寸的大小影响着通光量的多少。
1.色彩插值 (Color Interpolation)
不论是 CCD 还是 CMOS 图像传感器，为了简化工艺和降低成本，一个像素点往往只能 记录从纯白到纯黑的系列色调，因而只能给出单色的色调值，不能同时给出 RGB 三组数据。 因此必须通过插补色算法来对每个像素补会其他颜色。
2. 2DNR、3DNR降噪
2. 传感器类型-----CCD/CMOS-------运动图像清晰度和低照效果
传感器通常有CCD和CMOS类型之分，但CCD比CMOS的传感器的灵敏度高，从 而使得在运动物体成像方面优于CMOS不会出现明显的拖尾现象。并且在低照度下的 图像整体亮度会优于CMOS而使画面的噪点较小。
3. 镜头分辨率-------光子分布----图像清晰度（同上镜头的描述）
从图像分辨率维度划分：(按PAL制)
CIF
模拟摄像机的图像分辨率常见有：
CIF: 352(H)*288(V) =380线/420线 D1: 752(H)*582(V)=480线/540线/600线 960H: 976(H)*582(V)=650线/700线
网络摄像机的图像分辨率常见有：
（标清）D1: 752(H)*582(V)=540线/600线 720p: 1280(H)*720(V)=130万像素 1080p:1920(H)*1080(V)=200万像素 2048(H)*1536(V)=300万像素 2560(H)*1920(V)=500万像素
第一讲 摄像机基础原理
摄像机图像质量关键指标 1. 清晰度 2. 层次感(通透性） 3. 色彩还原 4. 低照效果 5. 宽动态效果 影响 影响图像质量的关键部件 1. 镜头 2. 传感器 3. 图像处理算法(ISP)
4. 编码
一、影响图像质量的关键部件-镜头
1、镜头的光圈（F 值）
光圈（F值）-----通光量----自动曝光AE--图像亮暗度
总结：选用摄像机镜头主要参考点：（遵照高配原则）
（1）镜头的尺寸 （3）镜头的焦距 （5）镜头的分辨率 （2）镜头的光圈值 （4）镜头的视角
二、影响图像质量的关键部件-图像传感器
传感器对图像质量影响分析
1. 传感器尺寸（空间分辨率）-----镜头与传感器的匹配---图像清晰度/低照效果
传感器的尺寸越大通光量越大从而使得图像的清晰度越好，低照度下画面整体亮度 也越好。镜头要与传感器的尺寸相互匹配，否则大尺寸的传感器配小尺寸的镜头就会 出现黑角。
2、镜头的焦距（f 值）
镜头的焦距：用小写f值来表示，通过调节镜头的焦距可以改变图像中的物体 在整个图像中所占的面积大小也即远近程度。
3、镜头的视角
镜头的视角是指摄像机镜头所能涵盖多大范围的景物，通常以角度来表示。
总结：视角与镜头的焦距和通光量成反比，镜头的焦距越大视角就越 小而通光量越小。反之，镜头的焦距越小视角就越大而通光量越大。
摄像机知识培训
模拟摄像机和网络摄像机的概念
从摄像机的主要组成维度划分： 模拟摄像机主要由镜头、图像传感器（CCD或CMOS）、DSP/ISP（数 字信号处理器）三部分组成； 网络摄像机主要由镜头、图像传感器（CCD或CMOS）、DSP/ISP（数 字/图像信号处理器）、编码模块四部分组成。
摄像机分类
摄像机原理功能框图
自动曝光AE 自动聚焦AF 反馈控制 CPU控制 反馈输出
光
光 颜色阵列 镜头 滤波器
光
图像 传感器
模 拟 信 号
AGC 增益放大
模 拟 信 号
ADC 模数转换
数字 信号 RAW DATA
图像处理模块 ISP（DSP)
图 像 数 据
编码模块
2D/3D降噪
白平衡AWB
伽玛校正
宽动态校正
• • • • •
• •源自文库•
外 观
网络枪机（IPC） （防砸）网络半球（IPD/V） 红外网络一体化（IPR） 智能球型摄像机
按摄像机形状分：枪机、半球、一体化摄像机、球机、针孔摄像机 按感光芯片分：CCD摄像机、CMOS摄像机 按输出图像信号格式划分:模拟摄像机、网络摄像机 按成像色彩划分：彩色、黑白 按清晰度划分：330TVL、420TVL、480TVL、 540TVL、 600TVL、 700TVL等 按像素划分： 标清、130万、200万、300万、500万等 按灵敏度划分：普通、月光、星光、红外照明 按感光元件靶面大小划分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch