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2009-08-13 15:52:56

摄像头又称视频头。

摄像头主要有镜头、CCD图像传感器、预中放、AGC、A/D、同步信号发生器、CCD驱动器、图像信号形成电路、D/A转换电路和电源的电路构成。摄像头的主要图像传感部件是CCD(Charge Coupled Device),即电荷耦合器件,它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点,CCD是电耦合器件(Charge Couple Device)的简称,它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移,也可将储存之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像元件,是代替摄像管传感器的新型器件。
     摄像头的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头,经镜头聚焦到CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号,经过预中放电路放大、AGC自动增益控制,于由图像处理芯片处理的是数字信号,所以经模数转换到图像数字信号处理IC(DSP)。同步信号发生器主要产生同步时钟信号(由晶体振荡电路来完成),即产生垂直和水平的扫描驱动信号,到图像处理IC。然后,经数模转换电路通过输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的,所以也可以录像或接到电视机上观看。图像数字信号处理主是有SONIX(松翰)和VIMICRO(中星微)等。

图像传感器(SENSOR):是一种半导体芯片,其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时,就会产生电荷。目前市场上主流摄像头使用的感光元件主要是CCD和CMOS两种。它们的作用相当于传统相机中的底片。CCD的分辨率高,色彩还原逼真,已经成为百万像素级的数码摄影器材里的主角,但是其价格昂贵;与CCD相比,CMOS具有节能及成本低等特点。而且在百万像素内CMOS的感光效果完全可以和CCD媲美,因而摄像头几乎全都采用CMOS作为感光元件。目前市场上的摄像头产品采用的CMOS品牌较多,主要有MICRON,HYNIX, CISENSOR, TASC等等前四家的市场占有率接近100%。

CCD可分为线阵CCD、三线CCD、面阵CCD和交织传输CCD。摄像头采用是面阵CCD图像传感器。CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。在购买时,可以采取如下方法检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,关闭镜头光圈,看图像全黑时是否有亮点,屏幕上雪花大不大,这些是检测CCD芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即使面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘,CCD靶面上会有杂质,在一般情况下,杂质不会影响图像,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果。摄像头的分类如下:

1、依成像色彩划分 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。
    2、依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512*492)、分辨率为400线的产品最普遍。 影像像素在38万以上的高分辨率型。
     3、按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸: 目前采用的芯片大多数为1/3"和1/4"。在购买摄像头时,特别是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。1英寸--靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。 2/3英寸--靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。 1/2英寸--靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。 1/3英寸--靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。 1/4英寸--靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。
     4、按扫描制式划分 PAL制。 NTSC制。 中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR),标准为625行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。
    5、按照度划分,CCD又分为:
        普通型 正常工作所需照度1~3LUX
        月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右
        星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下
        红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像
     6、按外观分:有机板型、针孔型、半球型。
        CCD彩色摄像头的主要技术指标
        (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)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。
     (7)视频输出。多为1Vp-p、75Ω。
     (8)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。
     (9)摄像头的像素:SXGA (1280 x1024)又称130万像素,XGA(1024 x768)又称80万像素,SVGA(800 x600)又称50万像素,VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488),CIF(352x288) 又称10万像素,SIF/QVGA(320x240

像素常识

    我们常说的多少像素的摄像头,就是指摄像头的图像解析度或分辨率,在实际应用中,摄像头的像素越高,拍摄出来的图像品质就越好,但另一方面也并不是像素 越高越好,对于同一画面,像素越高的产品它的解析图像的能力也越强,但相对它记录的数据量也会大得多,所以对存储设备的要求也就高得多。挑选摄像头像素是 衡量摄像头优劣的重要指标之一,所以商家们也经常鼓吹高像素以博得消费者欢心。千万不要轻信这些高得唬人的像素,这些分辨率的标识是指这些产品利用软件所 能达到的插值分辨率,虽然说也能适当提高所得图像的精度,但和硬件分辨率相比还是有着天壤之别的。这里有些指标可供大家参考摄像头的像素:SXGA (1280 x1024)又称130万像素,XGA(1024 x768)又称80万像素,SVGA(800 x600)又称50万像素,VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488),CIF(352x288) 又称10万像素,SIF/QVGA(320x240)。以现有的网络带宽,最适应网络视频的还是硬件30万像素的摄像头,那些所谓130万像素的摄像头在 实际的网络带宽下根本发挥不了高像素的作用。所以请各位不要再迷信摄像头的像素越高越好了,知道了这些指标就不会再相信那些说瞎话不脸红的经销商了

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