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监控系统培训教程答案一．摄像机1）感光器CMOS感光器和CCD感光器有啥不同?各又是么优缺点?CCD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，经过滤波、放大处理，通过摄像头的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。感光器就是CCD和CMOS，它们是感光元件，原理就是把感受到的物理光信号转换成数字信号，跟胶片感光得道理是一样的所谓得600万和800万或者1000万指得是单位面积感光元件所处理得光信号得像素数，所谓像素故名思义就是像的个数。镜头所决定的是到感光元件上的光的质量，好的镜头当然更好得还原光线，这样感光元件记录得就会更加准确CMOS：互补性氧化金属半导体CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体，CMOS的缺点就是太容易出现杂点（主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象）。CCD与CMOS有什么不同由两种感光器件的工作原理可以看出，CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的整合性高，可将ADC与讯号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同，要缩小CCD套件的体积很困难。但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生，未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命，往后技术的发展是重要关键。2）镜头1.镜头的焦距和F值(光圈值)镜头的主要功能为收集被照物体反射光并将其聚焦于感光器上。焦点距离（简称“焦距f”）的定义是:让平行光照射镜头,通过镜头的光线在光轴上相交于一点,这个点即为焦点,镜头中心到该焦点的距离就是焦点距离.在CCTV摄像机中,可以理解为视场角.数值越小,视场角越大,wide广角摄影越大,视场角越小,拍摄到的是望远TELE图像.应该根据摄影目的(所需的视场角)进行选择.F值(光圈值)表示镜头进光亮的数值,F值越小则镜头进光亮越大.F值=f(焦点距离)/D(镜头有效口径),在相同焦点距离条件下如果镜头口径越大,则F值越小,镜头进光亮越多.F值标准的值是:F:1.2左右.2.镜头的光圈光圈又称孔径光阑，是镜头中的重要机械装置，它的作用是通过改变光学镜头的有效孔径，控制光线通过镜头的能力，从而使感光元件或胶片得到准确的曝光，并且能够控制景深，或调整镜头的成像品质。孔径光阑都是位于镜头内部，通常由多片可活动的金属叶片(称为光阑叶片)组成，可以进行无级数的调整。光圈机构可以由机械或者电动、电磁装置驱动，也可以手动调节。一般来讲，镜头直径越大，收集光线的能力也就越强，在相同光线条件下到达底片的光线强度也就越高。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。3.景深景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围。通俗一些讲，在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。景深：在镜头前方（调焦点的前、后）有一段一定长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于焦点前后这两个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度，就叫景深。换言之，在这段空间内的被摄体，其呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内，这段空间的长度就是景深。光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。4.广角镜头广角镜头因焦距非常短，所以投射到底片上的景物就变小了扩阔镜头拍摄角度，除可拍摄更多景物，更能在狭窄的环境下拍摄出宽阔角度的影像。视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。摄影机上一种视野较为开阔的长镜头。现亦指在电视屏幕上对社会上的各种现象进行的透视和分析。广角镜头通常是指镜头焦距约在17至35毫米之间的镜头。广角镜头的基本特点：a.镜头视角大，视野宽阔；b.视角范围大，可以涵盖大范围景物；c.焦距短，景深长；d.能强调前景和突出远近对比；e.可夸张变形。5.变焦镜头变焦镜头也是镜头的一种类型,它可以在不更换镜头的情况下改变焦距。变焦镜头具有可以变化的焦距。比如,一只80-200mm的变焦镜头,通常只需转动镜头筒就可以获得80-200mm之间的任意焦距。由于产生这种多功能性所必需的复杂光学系统,给变焦镜头带来了以下三个基本问题:1.价格昂贵;2.体积大;3.在任何确定的焦距下,其成像往往都不如最好的定焦镜头成像清晰。6.光学变焦光学变焦英文名称为OpticalZoom，数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物在CCD或CMOS上面成像的大小，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中，这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。7.镜头接口，C型接口与CS型接口的区别是什么？[COLOR=]以镜头安装分类所有的摄象机镜头均是螺纹口的，ＣＣＤ摄象机的镜头安装有两种工业标准，即Ｃ安装座和ＣＳ安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。Ｃ安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。ＣＳ安装座：特种Ｃ安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个Ｃ安装座镜头安装到一个ＣＳ安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器[/COLOR].3）．摄像机参数1.什么是扫描制式，常用的有那些？电视制式是指一个国家的电视系统所采用的特定制度和技术标准。具体来说就是对现在世界上共有三种电视制式，目前全世界大部分国家（包括欧洲多数国家、非洲、澳洲和中国）采用pal制,采用25fps帧率；美国、日本、加拿大等国采用的是由国家电视标准委员会（ntsc）制定的ntsc制，采用30fps帧率（精确地讲为29.97fps）；另一种制式secam制主要用于法国、前苏联及东欧国家。2.摄像机的分辨率分辨率是衡量成像器件与成像系统优劣的一个重要参数。摄像机的分辨率是指当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时在监视器（比摄像机的分辨率要高）上能够看到的最多线数，当超过这一线数时，在屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片，而不在能分辨出黑白相间的线条。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．摄像机的最低照度最低照度是测量摄影机感光度的一种方法，换句话说，摄影机能在多黑的条件下看到可用的影像。但是因为没有管理的国际标准，因此每个大型CCD制造商都有自己测量CCD感光度的方法。4.摄像机的数字变焦实际上是画面的电子放大，把原来ccd影像感应器上的一部份像素使用插值处理手段做放大,将ccd影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，有点像vcd或dvd中的zoom功能,所以数码变焦并没有太大的实际意义。5.摄像机的快门快门是镜头前阻挡光线进来的装置，一般而言快门的时间范围越大越好。秒数低适合拍运动中的物体，某款摄像机就强调快门最快能到1/16000秒，可轻松抓住急速移动的目标。不过当你要拍的是夜晚的车水马龙，快门时间就要拉长，常见照片中丝绢般的水流效果也要用慢速快门才能拍出来。在摄像机中，所谓的电子快门原理与照相机不同，它是利用电子的方式来控制CCD每个像素存储电荷的时间，从而实现拍摄不同运动速度物体的要求。电子快门时间一般在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模式，可根据环境的明暗自动调节跨们时间，从而得到清晰的图像。电子快门（ES），是对比照相机的机械快门功能提出一个术语．１.相当于控制CCD图像传感器的感光时间。２.由于CCD感光的实质是信号电荷的积累，感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。３.通过调整感光信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度），可实现控制CCD感光时间的功能。6.光学变焦（参照前面）7.摄像机的背景光补偿BLCBLC——BackLightCompesation的缩写，也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。当背景光补偿为开启时，摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，如果前景目标位于该子区域内时，前景目标的可视性有望改善。8.超宽动态（Wide-dynamic）摄像机宽动态（WDR）简单地说宽动态就是场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。宽动态范围是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。超动态superdynamic9.动态侦测整个监控画面被分成多个小区域，用户可以任意选择其中的区域，并且可以对选中的监控区域进行1-20级的敏感度设置。这样当有东西移动时将被摄像机服务器检测到，同时进行录像。4）摄像机的分类1.数字网络摄像机数字摄像机，前端多数采用的是百万像素CMOS感光器，由百万像素CMOS将光信号转换成数字信号，然后由DSP进行图像处理与压缩，最后将压缩视频通过网络输出注：波粒的百万高清摄像机就是采用了数码相机里500万像素感光器与DSP，制成了安防行业摄像机，让安防监控的画质如数码相机般清晰。数字网络摄像机通过其摄像部分，利用不同的光线组合和波长对图像进行采集，并形成一定格式的电子信号，同时再经过计算机部分的模拟信号的数字化转换和压缩处理，直接传递到与之连接的计算机网络。2.模拟摄像机前端采用隔行扫描感光器将光信号转换成模拟电信号，接着由DSP进行A/D转换与色彩处理后，再做D/A转换，最后调制成PAL/NTSC制式电视标准视频信号输出3.低照度摄像机照度（LUX）为一亮度单位，顾名思义，是指摄