CCD是Charge CoupledDevice(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*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 4.8x3.6mm6mm. |
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*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*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**对焦使图像*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. |
*低照度 |
*低照度也是衡量摄像机优劣的一个重要参数,有时省掉"*低"两个字而直接简称"照度".*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*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*大幅值的50%,即达到350mV(标准视频信号*大幅值为700 mV),则称此摄像机的*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*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,*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. |