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CCD攝像機(jī)的選購(gòu)技巧

2009年06月02日 21:21北京天創(chuàng)神州科技有限公司點(diǎn)擊量:1515

1. 什么是CCD攝像機(jī)?
    
  CCDCharge Coupled Device(電荷耦合器件的縮寫,它是一種半導(dǎo)體成像器件,因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長(zhǎng)、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
    2. CCD
攝像機(jī)的工作方式
    
  被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD芯片上,CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積累相應(yīng)比例的電荷,各個(gè)像素積累的電荷在`視頻時(shí)序的控制下,逐點(diǎn)外移,經(jīng)濾波、放大處理后,形成視頻信號(hào)輸出。視頻信號(hào)連接到監(jiān)視器或電視機(jī)的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。
    3.
分辨率的選擇
    
  評(píng)估攝像機(jī)分辨率的指標(biāo)是水平分辨率,其單位為線對(duì),即成像后可以分辨的黑白線對(duì)的數(shù)目。常用的黑白攝像機(jī)的分辨率一般為380-600,彩色為380-480,其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場(chǎng)合,用400線左右的黑白攝像機(jī)就可以滿足要求。而對(duì)于醫(yī)療、圖像處理等特殊場(chǎng)合,用600線的攝像機(jī)能得到更清晰的圖像。
    4.
成像靈敏度
    
  通常用zui低環(huán)境照度要求來表明攝像機(jī)靈敏度,黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0.02-0.5Lux(勒克斯,彩色攝像機(jī)多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機(jī)用于普通的監(jiān)視場(chǎng)合;在夜間使用或環(huán)境光線較弱時(shí),推薦使用0.02Lux的攝像機(jī)。與近紅外燈配合使用時(shí),也必須使用低照度的攝像機(jī)。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關(guān),0.97Lux/F0.75相當(dāng)于2.5Lux/F1.2相當(dāng)于3.4Lux/F1.
    4
參考環(huán)境照度:
    
  夏日陽(yáng)光下 100000Lux 陰天室外 10000Lux
    
  電視臺(tái)演播室 1000Lux 60W臺(tái)燈60cm桌面 300Lux
    
  室內(nèi)日光燈 100Lux 黃昏室內(nèi) 10Lux
    
  20cm處燭光 10-15Lux 夜間路燈 0.1Lux
    5.
電子快門
    
  電子快門它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間時(shí)間在1/50-1/100000秒之間,感光時(shí)間越長(zhǎng),信號(hào)積累的時(shí)間也就越長(zhǎng),輸出的信號(hào)電流的幅值也就越大,攝像機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動(dòng)電子快門方式,可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間,得到清晰的圖像. 有些攝像機(jī)允許用戶自行手動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間,以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合。
    6.
外同步與外觸發(fā)
    
  外同步是指不同的視頻設(shè)備之間用同一同步信號(hào)來保證視頻信號(hào)的同步,它可保證不同的設(shè)備輸出的視頻信號(hào)具有相同的幀、行的起止時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)外同步,需要給攝像機(jī)輸入一個(gè)復(fù)合同步信號(hào)(C-sync)或復(fù)合視頻信號(hào)。外同步并不能保證用戶從時(shí)刻得到完整的連續(xù)的一幀圖像,要實(shí)現(xiàn)這種功能,必須使用一些特殊的具有外觸發(fā)功能的攝像機(jī)。
    7.
光譜響應(yīng)特性
CCD
器件由硅材料制成,對(duì)近紅外比較敏感,光譜響應(yīng)可延伸至1.0um左右。其響應(yīng)峰值為綠光(550nm),分布曲線如右圖所示。夜間隱蔽監(jiān)視時(shí),可以用近紅外燈照明,人眼看不清環(huán)境情況,在監(jiān)視器上卻可以清晰成像。由于CCD傳感器表面有一層吸收紫外的透明電極,所以CCD對(duì)紫外不敏感。彩色攝像機(jī)的成像單元上有紅、綠、蘭三色濾光條,所以彩色攝像機(jī)對(duì)紅外、紫外均不敏感。
    8. CCD
芯片的尺寸
    
  CCD的成像尺寸常用的有1/2"1/3"等,成像尺寸越小的攝像機(jī)的體積可以做得更小些。在相同的光學(xué)鏡頭下,成像尺寸越大,視場(chǎng)角越大。 芯片規(guī)格 成像面大小X對(duì)角線 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm

   9.自動(dòng)增益控制

攝像機(jī)輸出的信號(hào)必須達(dá)到電視傳輸?shù)牡臉?biāo)準(zhǔn)電平,即0.7vpp為了在不同的景物照度條件下能輸出0.7Vpp的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)。必須使放大器的增益能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié),電路稱增益控制電路,簡(jiǎn)稱AGC,具有AGC功能的攝像機(jī),在低照度時(shí)靈敏度提高,但此時(shí)噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。

10.逆光補(bǔ)償

AGC根據(jù)整個(gè)視場(chǎng)視頻信號(hào)的平均值調(diào)節(jié)視頻放大器的增益,使得攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)保持穩(wěn)定,但在某些場(chǎng)合。視場(chǎng)可能包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域,,如門窗等,而觀察主題處于亮場(chǎng)的包圍中,畫面一片昏暗,無層次。單引進(jìn)逆光補(bǔ)償功能時(shí),攝像機(jī)僅對(duì)于整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè),由于子區(qū)域的平均電平很低,AGC放大器會(huì)有較高的增益,使輸出視頻信號(hào)的幅值提高,從而使得監(jiān)視器上的主體畫面明朗,此時(shí)背景畫面會(huì)更加明亮。

  10 后焦調(diào)整

     安裝鏡頭時(shí),使被攝像機(jī)的物體的成像恰好在CCD圖像傳感器的靶面上,如果圖像不清楚,就對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行后焦調(diào)節(jié)。

11.線鎖定同步

   是一種交流電源來鎖定攝像機(jī)同步脈沖的一種同步方式,單圖像出現(xiàn)因交流電源造成網(wǎng)波干擾時(shí),將此開關(guān)撥到線鎖定同步LL的位置,可以消除交流電的干擾。

12白平衡

   是直接影響圖像的彩色效果。單攝像機(jī)白平衡設(shè)置不對(duì)時(shí),圖像就會(huì)出現(xiàn)偏色。

單攝像機(jī)攝取純白色物體時(shí),應(yīng)使其輸出的視頻信號(hào)含有的彩色信息,恰好能使在監(jiān)視器上的屏幕重現(xiàn)景物顏色為純白色,在理想的情況下。攝像機(jī)其紅,綠,藍(lán)三條光路得到的光能亮是相同的,所以輸出的紅,綠,藍(lán)信號(hào)電壓也是相等的,所以監(jiān)視器出現(xiàn)純白的被攝景物。人們把拍攝白色物體時(shí)輸出紅,綠,藍(lán)三基本的電信號(hào)電壓UrUgUb的現(xiàn)象叫白平衡。

 

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