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[2007-12-24]
 
三、技术指标
CCD彩色摄像机的主要技术指标
(1)CCD尺寸,亦即摄像机靶面。原多为1/2英寸,现在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
(2)CCD像素,是CCD的主要性能指标,它决定了显示图像的清晰程度,分辨率越高,图像细节的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成,每一个元素称为像素,像素越多,图像越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界,38万像素以上者为高清晰度摄像机。
(3)水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间,主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。   分辨率是用电视线(简称线TV LINES)来表示的,彩色摄像头的分辨率在330~500线之间。分辨率与CCD和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是 1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。
(4)最小照度,也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(LUX),数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件,2~3lux属一般照度,现在也有低于1lux的普通摄像机问世。
(5)扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。
(6)摄像机电源。交流有220V、110V、24V,直流为12V 或9V。
(7)信噪比。典型值为46db,若为50db,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为60db,则图像质量优良,不出现噪声。
(8)视频输出。多为1Vp-p、75Ω,均采用BNC接头。
(9)镜头安装方式。有C和CS方式,二者间不同之处在于感光距离不同。

四、可调整功能
1. CCD彩色摄像机的可调整功能
(1)同步方式的选择
A、对单台摄像机而言,主要的同步方式有下列三种:
内同步--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。外同步--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。
电源同步--也称之为线性锁定或行锁定,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。
B、对于多摄像机系统,希望所有的视频输入信号是垂直同步的,这样在变换摄像机输出时,不会造成画面失真,但是由于多摄像机系统中的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同相位,甚至整个系统与交流电源不同步,此时可采取的措施有:均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄像机的外同步输入端来调节同步。调节各台摄像机的"相位调节"电位器,因摄像机在出厂时,其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的,故使用相位延迟电路可使每台摄像机有不同的相移,从而获得合适的垂直同步,相位调整范围0~360度。
(2)自动增益控制  所有摄像机都有一个将来自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,等效于有较高的灵敏度,可使其在微光下灵敏,然而在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。为此,需利用摄像机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作,此即动态范围,即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。
(3)背景光补偿    通常,摄像机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的,但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的,背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。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,此时如果前景目标位于该子区域内时,则前景目标的可视性有望改善。
(4)电子快门    在CCD摄像机内,是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄像机CCD的累积时间,当电子快门关闭时,对NTSC摄像机,其CCD 累积时间为1/60秒;对于PAL摄像机,则为1/50秒。当摄像机的电子快门打开时,对于NTSC摄像机,其电子快门以261步覆盖从1/60秒到 1/10000秒的范围;对于PAL型摄像机,其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时,在每个视频场允许的时间内,聚焦在CCD上的光减少,结果将降低摄像机的灵敏度,然而,较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个"停顿动作"效应,这将大大地增加摄像机的动态分辨率。
(5)白平衡   白平衡只用于彩色摄像机,其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况,有手动白平衡和自动白平衡两种方式。
A、自动白平衡连续方式--此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然,但对于景物中很少甚至没有白色时,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。按钮方式--先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标,然后将自动方式开关从手动拨到设置位置,保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止,在白平衡被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置,此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中,直至再次执行被改变为止,其范围为 2300~10000K,在此期间,即使摄像机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠,适用于大部分应用场合。
B、手动白平衡 开手动白平衡将关闭自动白平衡,此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节,如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外,有的摄像机还有将白平衡固定在3200K(白炽灯水平)和5500K(日光水平)等档次命令。
(6)色彩调整 对于大多数应用而言,是不需要对摄像机作色彩调整的,如需调整则需细心调整以免影响其他色彩,可调色彩方式有:红色-黄色色彩增加,此时将红色向洋红色移动一步。 红色-黄色色彩减少,此时将红色向黄色移动一步。兰色-黄色色彩增加,此时将兰色向青兰色移动一步。 兰色-黄色色彩减少,此时将兰色向洋红色移动一步。

2. 数字化式的调整控制方法
新型摄像机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制,此时不必手动调节电位计而是采用辅助控制码,而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中,增加了稳定性和可靠性。
DSP摄像机 在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术,称为数字信号处理(DSP,DIGITAL SIGNAL PROCESSOR)摄像机。该种摄像机具有以下优点:
1、由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。常规摄像机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿,否则过亮的背景光可能会降低图像中心的透明度。而DSP摄像机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检测目标,这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。
2、由于DSP技术而能自动跟踪白平衡,即可以在任何条件检测和跟踪"白色",并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。传统的摄像机因系对画面上的全部色彩作平均处理,这样如果彩色物体在画面上占据很大面积,那么彩色重现将不平衡,也就是不能重现原始色彩。DSP摄像机是将一个画面分成48个小处理区域,这样就能够有效地检测白色,即使画面上只有很小的一块白色,该摄像机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。在拍摄网格状物体时,可将由摄像机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。

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