摄像机基础知识学习

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所属分类:弱电常识

一、模拟摄像机基本概念

组成:主要由镜头、影像传感器(CCD/CMOS)、ISP(ImageSignal Processor)及相关电路组成。

工作原理:被摄物体经镜头成像在影像传感器表面,形成微弱电荷并积累,在相关电路控制下,积累电荷逐点移出,经过滤波、放大后输入DSP进行图像信号处理,最后形成视频信号(CVBS)输出。

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二、网络摄像机基本概念

组成:主要由镜头、影像传感器(CCD/CMOS)、ISP(ImageSignal Processor)、DSP(DigitalSignal Processor)及相关电路组成。

工作原理:被摄物体经镜头成像在影像传感器表面,形成微弱电荷并积累,在相关电路控制下,积累电荷逐点移出,经过滤波、放大后输入DSP进行图像信号处理和编码压缩,最后形成数字信号输出。

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三、摄像机主要性能指标

3.1 图像传感器

CCD(ChargedCoupledDevice)电荷耦合器件

优点:灵敏度,信噪比,成像质量

缺点:成本、动态范围、功耗、制造加工

CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)互补金属氧化物半导体

优点:成本、动态范围、功耗

缺点:灵敏度、信噪比、成像质量

DIS(DigitalImageSystem)

工艺:采用SOC技术,把Sensor和DSP集成在一个芯片上

优点:体积小、集成度高、可靠性高、功耗低

3.2 最低照度

标示摄像机能够正常输出图像的最低照度值,有时被称为“灵敏度”

单位:Lux(勒克斯)

Lux(勒克斯)的定义:点燃一支蜡烛,在距其1米处照度为1Lux。

以摄像机正常工作照度范围划分:

普通型:1~3 Luxp

月光型:0.1 Lux左右

星光型:0.01 Lux以下

红外型:0 Lux,采用红外照明

摄像机的最低照度参数通常由三部分组成,例如:

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3.3 自动增益

AGC(AutoGain Control)将来自图像传感器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,并自动根据信号电平调整增益幅度n优点是提升了摄像机的动态范围,缺点是将噪声一同放大。

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3.4 白平衡

用于彩色摄像机,确保在不同色温环境下正确表示色彩,分为手动白平衡和自动白平衡两种。自动白平衡是摄像机能够根据拍摄的光线条件在一定色温范围内自动地进行白平衡校正而不需要干预,其能够自动校正的色温范围大约在2500K-7000K之间,超过此范围,摄像机将无法进行自动校正而造成拍摄画面色彩失真,此时就应当使用手动白平衡功能进行白平衡的校正。

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3.5 背光补偿

采用背光补偿技术,让摄像机找到拍摄最佳图像的参考亮度,然后自动提供适当的光补偿量,帮助用户很好地识别一个背部光照很强的物体。背光补偿往往针对目标图像的特定区域有效。

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3.6 宽动态

针对逆光场景,宽动态技术在后景区域使用短快门曝光,在前景区域使用长快门曝光,生成合成图像。所以能看清图像暗处的细节,而图像亮处又不过曝。宽动态技术可获得比背光补偿技术更加清新、艳丽的图像。

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3.7 日夜转换模式

低照度场景中转换为黑白模式可有效提升摄像机的灵敏度

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四、摄像机IP防护等级

IP(IngressProtection)防护等级由IEC制定,由两位数字组成,含义如下表所示:

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五、镜头景深选择

在景象平面上成清晰像的空间深度,光圈越大,景深越小;焦距越大,景深越小。

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六、镜头视场角选择

标准镜头视场角在53°左右,远摄镜头视场角≤20°,广角镜头视场角≥90°,鱼眼镜头视场角≥180°。

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七、镜头焦距的选择

7.1 估算法(适用于4mm以上的镜头)

例:某人距离摄像机10米

要看清人脸,用20mm左右的镜头

要看清人体轮廓,用10mm左右的镜头

要监控人的活动画面,用5mm左右的镜头

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7.2 监控距离与焦距的关系

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