CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强
光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点
1. CCD摄像机的工作方式
被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在
视频时序的控 制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机
的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像
2. 分辨率的选择
评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目.常用的
黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰.一般的监视场合,用
400线左右的黑白摄像机就可以满足要求.而对于医疗、图像处理等特殊场合,用600线的摄像机能得
到更清晰的图像.
3. 成像灵敏度
通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩
色摄像机多在1Lux以上.0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时,推荐
使用0.02Lux的摄像机.与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机.另外摄像的灵敏度还与
镜头有关,0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于3.4Lux/F1.
*参考环境照度*
夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux
电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux
室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux
20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux
4. 电子快门
电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间,摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式,可根据环境的亮暗
自动调节快门时间,得到清晰的图像.有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间,以适应某些特殊应用场合
5. 外同步与外触发
外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步,它可保证不同的设备输出的视频信号
具有相同的帧、行的起止时间.为了实现外同步,需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信
号.外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像,要实现这种功能,必须使用一些特殊的具有
外触发功能的摄像机.
6. 光谱响应特性
CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至1.0um左右.其响应峰值为绿光(550nm),却可以清
晰成像.由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感.彩色摄像机的成像单元上有红
、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感.
7. CCD芯片的尺寸
CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等,成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些.在相同的光学镜头下,
成像尺寸越大,视场角越大.芯片规格成像面大小(宽X高)对角线 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm.
摄像机的几个基本参数
像素数
像素数指的是摄像机CCD传感器的最大像素数,有些给出了水平垂直方向的像素数,如500H×582V,有些则给出
了前两者的等待乘积值,如30万像素.对于一定尺寸的CCD芯片,像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小
,因而由该芯片构成的摄像机的分辨率也就越高.
分辨率
分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,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（应
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再能
分辨出黑白相间的线条.
分辨率的测试通常是用摄像机去拍摄如图1所示的分辨率测试卡,并通过波形监视器来读取数据的.具体方法如
下：
(1)布置测试环境.将分辨率测试卡置于标准测试灯光盒上,距摄像机约3m远.摄像机的视频输出端接波形监视
器,并使波形监视器的输出连至高分辩率黑白监视器上.
(2)景物照度设定为2000lx,光源色温设定为3200K.
(3)调节镜头焦距（或选配合适的定焦镜头并前后稍稍移动摄像机）使分辨率卡的图像充满监视器屏幕,并通
过精确对焦使图像最清
(4) 用选行示波器观察图1所示的分辩率卡,得到图3所示的波形
(5) 调节镜头光圈使信号白电平达到100%（70mV）,则此时调制深超过5%的电视线数即为极限分辨率.
最低照度
最低照度也是衡量摄像机优劣的一个重要参数,有时省掉"最低"两个字而直接简称"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.测定此参数时
,还应特别注明镜头的最大相对孔径.例如，使用F1.2的镜头,当被摄景物的光亮度值低到0.04LX时,摄像机输
出的视频信号幅值为最大幅值的50%,即达到350mV(标准视频信号最大幅值为700 mV),则称此摄像机的最低照
度为0.04LUX/F1.2.被摄景物的光亮度值再低摄像机输出的视频信号幅值就达不到350 mV了,反映在监视器的
屏幕上,将是一屏很难分辨出层次的、灰暗的图像.
目前,由于市场的规范尚不统一,有些照度指标很低的摄像机的低照度特性可能还不如照度指标稍高一些的摄
像机的低照度特性好.其原因就是在测定低照度指标时使用的标准不同.仍以前述例子为例,如果将摄像机输出
的视频信号幅值降为最大幅值的30%（即210 mV）为基准进行测量,则被摄像物的光亮度值还可以再低,如
0.03LX,若再进一步将光学镜头 换为F1.0的镜头,则由于光通量的增加,被摄景物的光亮度值还可再进一步降
低,如0.02LX.
由以上分析可见,抛开测定标准而单纯地以某品牌摄像机的照度标称值去和另一个品牌摄像机的照度标称值去比较是不能准确得出哪台摄像机低照度特性更好的结论的,因为它们所用的镜头的相对孔径和输出视频信号的规定值可能是不一样的.因此,最低照度指标只能用于设计及选购器材时的参考 .
信噪比
信噪比也是摄像机的一个主要参数,当摄像机摄取较亮场景时,监视器显示的画面通常比较明快,观察者不易看
出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时,监视器显示的画面就比较昏暗,观察者此时很容易看到
画面中雪花状的干扰噪点.干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有
直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小.
所谓"信噪比"指的是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示.由于在一般情况下,信号电压远高
于噪声电压,比值非常大,因此,实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值
取以10为底的对数再乘以系数20,即式（2-3）的单位用dB表示.
一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时的值,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升
,使得噪声电平也相应提高.CCD摄像机信噪比的典型值一般为45dB~55dB.测量信噪比参数时,应使用视频杂波
测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上.
CCD摄像机的基础知识-->GEORGE转移
摄像机、镜头、防护罩选购常识
一、摄像机
摄像部分一般安装在现场,它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台.它的作用是对监视区域进行摄像
并将其转换成电信号.
摄像机分为彩色和黑白两种,一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高,比较适合用于光线不足的地方,如果使用的
目的只是监视景物的位置和移动,可采用黑白摄像机;如果要分辨被摄像物体的细节,比如分辨衣服和景物的颜
色,则采用彩色的比较好.
摄像机的规格可分为1/3〃、1/2〃和2/3〃等，安装方式有固定和带云台二种
二、镜头
常用的镜头种类包括：手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种
定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。定焦镜头的适用范围如下：
手动光圈镜头：所需监视的环境照度变化不大，如室内
自动光圈镜头：所需监视的环境照度变化大，如室外
广角镜头：监视的角度较宽，距离较近
标准镜头：监视的角度和距离适中
变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头，另一种分法是：手动变焦和电动变焦（电动光圈和自动光圈）两种
变焦镜头在规则上可以划分为：1/3〃、1/2〃和1〃等
选择变焦镜头的原则是：镜头的规格不应小于摄像机的规格，也就是说1/2〃的镜头可以与1/3〃的摄像机一
起使用，但是1/3〃的镜头就不能够在1/2〃的摄像机上使用
三、防护罩
防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。防
护罩分为室内型和室外型两种.
一类是室内用防护罩,这种防护罩结构简单,价格便宜.其主要功能是防尘,防止摄像机落灰,并有一定的安全防
护作用,如防盗、防破坏,有的也有隐蔽作用,使监视场合和对象不易察觉受监视.
另一类是室外用防护罩,这种防护罩一般为全天候防护罩,即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情,都
能使安装在防护罩内的摄像机正常工作.有的室外防护罩的玻璃还可以加热,当防护罩上有结霜时,可以加热除
霜.因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能.
同时,为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像,一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷.目前
较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩.这种防护罩内装有半导体元体,既可自动加温,也
可自动降温,并且功耗较小.
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