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三．红外线和CCD
上面已简单介绍了CCD的一些知识，现在来说说CCD和红外线。CCD为什么能看到红外线？回答就是CCD本来就可以看到红外线，它本来就对红外光有感应，可以拿个黑白摄像机，关掉电灯，拿红外灯一照，影像就会出来，那么彩色的CCD能否看到红外线呢？答案是肯定的，彩色也可以看到红外线，就是感应到了红外，会对DSP处理信号时有干扰，导致图像显示不正常（偏色），因此要想办法让彩色的CCD不接受红外线，所以就在CCD上加了滤光片，滤光片的穿透一般是380nm~645nm，刚好是可见光的范围，波长在这个范围外的光就不能穿透，只有可见光能进来。大于650nm就进入红外光范围了，小于380nm就是紫外光的范围了，这样滤光片就使CCD感觉到红外光大大减少，这样一来彩色CCD就感应不到红外光，DSP不会被干扰，图像显示就不会“偏色”。黑白的为什么就没加滤光片呢？图像显示不会干扰吗？原因很简单，黑白本来就没有颜色，没必要加滤光片，DSP也不会遭到干扰。日夜型红外彩色摄像机就是这个原理，白天有光线时就用彩色的，晚上没有光线时就把CCD上头的滤光片“拿掉”，再加上红外灯。现在有普通型和感红外的滤光片，用普通型的滤光片盖住CCD的情况下在晚上是看不到图像的，感红外的滤光片可以感应一定范围的红外光，在晚上就可以看到图像，当然在晚上效果不比黑白机的效果好，毕竟滤光片滤去了部分红外光。目前日夜型的摄像机用感红外的滤光片，使白天是彩色的，晚上也能看到图像。
四．温度对CCD的影响
摄像机工作时，都会产生温度，当温度过高时，就会影响到CCD，画面开始就发白了，看起来白蒙蒙这是因为CCD过热,暗电流增加,白底上浮的原因。温度再高，CCD就会烧坏。应该做好温度控制工作，在有LED灯板时，最好用恒流设计，控制好LED的电流，既能延长LED的寿命，又能控制好温度。由于LED是正温度系数,也就是温度越高电流越大,电流越大温度就越高。当然功率大的LED能打的距离就远，但电流也会变大，相应的温度会升高，所以在设计完整的机子时要充分考虑相互之间的关系。
五．CCD的尺寸
CCD的尺寸也即摄像机靶面。目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。
1英寸——尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。
2/3英寸——尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。
1/2英寸——尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。
1/3英寸——尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。
1/4英寸——尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。
六、水平分辨率
分辨率是用电视线（简称TVLines）来表示的。彩色摄像机的典型分辨率是在320到520电视线之间，主要有330线、380线、420线、480线、520线等不同档次。
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。 |
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七．扫描制式。
根据各国供电所采用的频率不同，有PAL制和NTSC制之分。欧洲和我国都采用P制，日本等国采用NTSC制式。
50hz：PAL制，隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场。
60hz：NTSC制式，525行，60场（黑白为EIR）。
八．信噪比
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；而取较暗场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱与摄像机的信噪比指标有直接关系，即信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。
信噪比是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用db来表示。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。
信噪比的典型值为45~55db，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，不出现噪声一般都是根据需求来调AGC，使得到满意的结果，AGC也是有限度的，不是想怎么调就怎么调。
九．同步方式
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。
关于背光补偿，电子快门，自动增益控制，白平衡等介绍参照摄像机参数知识，这里略去。
十.摄像机在工程中的应用
负责采集视频图像的摄像机一直是监控中最重要的组成部分,摄像机目前应用比较广泛,比如交通运输,娱乐场所,网吧,政府部门等。在工程应用中选择怎么样的摄像机是很重要的,既有好的效果,又节省资金。目前摄像机种类繁多，根据不同划分叫法又不一样，比如按色彩划分有彩色CCD摄像机，黑白CCD摄像机；按功能有日夜两用型CCD摄像机；按照度划分有普通照度摄像机，超低照度摄像机；按外观划分有半球摄像机，枪机摄像机，一体化摄像机；监控范围的角度有有固定点摄像机，匀速球型摄像机和高速球型摄像机等。
具体选择用那种摄像机，那就要根据实际情况和个人喜欢去选择用哪种类型的摄像机，并没有限定。比如彩色摄像机适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用黑白摄像机。
现在我们按监控范围的角度划分去选择摄像机作为例子。它们各有优势，固定点摄像机是指摄像机安装方式固定，不能转动，不能控制，优势就是它可以长期监视一个地点，适合用于比如高速公路途中监控，收费站出入口，楼道，公交车上及各种入口等固定的场所。匀速球型摄像机是指在球型防护罩里面内置云台和解码器，摄像机可以匀速低速的转动,可以水平360上下90°转动，优势就是监控的范围较大，适合用于高速公路路口、广场、收费站全场，商场等需大范围监视的场所。高速球型摄像机也是在球型防护罩里面内置高性能云台和解码器，摄像机可以高速转动，可以达到0.1°-360°/秒高速转动，可以迅速的移动和定位到需要监视的场所，这种摄像机现在被大量用于高速公路、城市路口监控、收费站广场等场所。
在选择摄像机要注意以下几个重要的技术指标：
(1)清晰度
清晰度是一个摄像机的最重要指标，在监控系统中对图像的清晰度有很高的要求，如在交通监控中,对车辆要能看清车牌号码，对行人要能看清脸部特征，如果这些都看不清楚，那么监控将失去意义。线数的多少决定着清晰度,线数越高看到的图像也就越清晰,与CCD芯片及尺寸也是有一定关系的。高速球型摄像机一定要达到480线清晰度才能满足要求。在普通的商场,酒店,学校等一般用420线的清晰度就能达到要求。
(2)最低照度
摄像机的最低照度是指当被拍摄物体的光亮度降低到一定程度时，摄像机输出的视频信号仍能清晰可见。如果是在户外,需要24小时监控,在夜晚光线很暗，通常要求摄像机的最低照度要达到0.01LUX。比如在交通监控中。目前解决摄像机低照度问题,主要是采用超感度CCD（即EXviewHADCCD）,这种超感度CCD要比普通CCD接收到更多的光线,从而使物体在很暗的光线下仍能清晰成像。
(3)宽动态功能
在光线的变化很大，前景和背景及其光线反差也很大的情况下(如交通监控)，为了能拍摄到高质量的画面，就需要摄像机具备宽动态功能。在前景物体暗，背景亮的情况下，拍下的物体图像就非常黑而看不清楚，目前市场上的摄像机解决方法是采用背光补偿（BLC），但是因为背光补偿是采用中央光线补偿的技术来处理图像，所以采用背光补偿技术处理的图像前景物体因光线补偿可以看清楚，但是背景因光线补偿太亮而看不清楚。如果需要同时看清前景物体和背景，这时候就要用到具有宽动态功能的摄像机。宽动态技术是图像经过两次曝光，通过内部处理电路，合成一幅前景物体和背景都清晰明亮的图像。一般宽动态摄像机的动态范围能达到80倍。目前高速球型摄像机已具有此功能。
(4)安装调试及维护的方便性
选用结构设计的简便性，方便的安装调试及维护的摄像机，对工程安装公司和用户来说也是比较重要的，在安装调试阶段，可以节约大量的时间和精力，方便工程公司的安装；对用户来说，简单及时产品维护，无疑是监控系统正常运作的保障。
以上指标中，清晰度和最低照度是首要考虑的，宽动态功能目前并不是所有摄像机都有，只是少部分有。
我们在监控系统工程中还有一个距离问题，监控距离与镜头的焦距有关，镜头越大焦距越大，看的距离就越远，但是看到的范围就会小，比如只要求看10米，那用3.6mm的镜头就可以满足，3.6mm属于广角镜头，看的范围要广一些。如果要求看100米，那3.6m的镜头明显的不能满足要求，应该用25mm的镜头。看的范围就要小些。当然选择多大焦距的镜头还得看要监控的距离来定了。焦距大一些，相应看到的图像范围就要比焦距小的看到的范围小一些了。 |