摄像机基本知识培训

摄像机基本知识培训一、什么是CCD摄像机？CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。60年代末期由贝尔试验室发明,开始是作为一种新型的PC存储电路，很快便发现CCD具有许多其他潜在的应用，包括信号和图像（硅的光敏性）处理。如今，CCD的应用领域已经今昔对比，在我们熟习的数码相机上，他扮演着举足轻重的作用。他接收透过镜头的光，并将光讯号转换为电信号，再由模拟数字转换器（A/D）将这些电信号转变成数码相机能识别的数字信号，这些数字信号最后就会还原为我们最终期待的照片图像。在像素数一样的情况下，CCD尺寸越大单位像素就越大。这样，单位像素可以收集更多的光线，因此，理论上可以说有利于提高画质。CCD片的大小与摄像效果与密切的关系，CCD片越大在低照度下表现的越比较好，画面更清晰明亮。CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。在安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD摄像机，CCD是电荷耦合器件（chargecoupleddeice)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场影响、具有抗震东和撞击之特性而被广泛应用。二、CCD摄像机的工作方式被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。摄像机结构，如下图：里头每一块就是一颗晶片，全部合起来就是一个”方案”，先解释各晶片的功能：CCD:就像是人的眼睛，把光影像转成电子讯号，靠的就是上头的感光点，每一点就像一颗太阳能电池，被光照到后会产生电能，依照光的强度不同，会产生不同大小的电能。V-Driver：CCD里头每一点被光照到产生电能，那如何取出来？就是靠这颗V-DRIVER，它会产生不同的脉波，把CCD每点的讯号”挤”出来。CDS/AGC：CCD挤出来的讯号，在这颗晶片内做”修整”，送进D.S.P.到以上阶段，记住！全都是模拟讯号。D.S.P：重头戏来了，D.S.P是DigitalSignalProcessor的缩写，也就是数位讯号处理器，可是不是说CDS/AGC出来是模拟讯号吗？因此DSP里头包了一颗Decoder(A/DConverter，模拟数位转换器)，先把模拟转成数位，再做一大堆的运算(颜色，亮度，白平衡…..)，然后再把数位转模拟(Encoder，也是包在DSP里头)，就是视频输出了。挺复杂的，我们所谓的方案就是以用那颗DSP来说的)。T.G:TimingGen:这是在控制整个处理过程的快慢用的，现在一般看不到了，都包在DSP内了。简单解释了一下，我们会发现一件事，其实摄像机内大部份还是模拟电路。言归正传，开始讲各方案，先从SONY讲起:三、CCD摄像机的参数：1.成像元件a)尺寸其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大，也即CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越高。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。(1)l靶面尺寸为宽12.7mmx高9.6mm，对角线16mm(2)2/3靶面尺寸为宽8.8mmx高6.6mm，对角线11mm(3)1/2靶面尺寸为宽6.4mmx高4.8mm，对角线8mm(4)1/3靶面尺寸为宽4.8mmx高3.6mm，对角线6mm(5)1/4靶面尺寸为宽3.2mmx高2.4mm，对角线4mmCCD当然也有CMOS，主要区分为彩色，黑白，1/3”，1/4”，1/2”及品牌；大小的差别主要在于灵敏度，也就是最低照度，1/4照度会比1/3差，原理很简单:相同数量的感光点，摆在1/4上的每一点一定比较小点，他的受光就较少，当然照度就较差，好处是便宜一些，还有体积较小，板子可以做小一些。b)品牌:目前的CCD，有：SONY(高低解)，SHARP(高低解)，Panasonic(高低解)，韩国A1+(低解)，三星(低解，本来已停产，听说又卷土重来)，还有在韩国封装，号称松下芯片的，共以上6种品牌。而D.S.P呢，就多了：SONY有SS-1(CXD2163R)，SS-11(CXD3141R/2R)，SS-11X(CXD4103R)，SS-HQ1(CXD3172R)，SS-2，Sharp有D4(LR38603R)，D5(LR38627R)，松下以D5为主，还有日立(某台资大厂用的)，韩国NEXTCHIP，台湾A-NOVA，基本上不出这个范围。解析摄像机的参数以价位来说，从贵到便宜，分别是SONY，PANASONIC，SHARP，A1(L.G)这几种，内置应用SuperHoleAccumulationDiode(HAD空穴累积二极管)电子画质提升技术的CCD影像感应器，提高CCD的感应性能及加强数码信号处理功能，有效地于拍摄影像时降噪及减低不必要的干扰，令画面更清晰明丽，色彩层次更分明，对现场光源不足或拍摄夜景时效果尤其显着，SONY通常会标“SONYSUPER-HADCCD”这是SONY的注册商标，或是低照度会标“SONYEX-VIEWCCD“在CCD的制造过程中有一个制程叫作”HAD”，所以不管那家的CCD都可称为”HADCCD，但索尼改进了这个制程，认为做出来的CCD品质较好，就叫做”SUPER-HAD”并把这名称注册，因此只有索尼有所谓的SUPER-HADCCD，在一般型号上常看到“1/3”SONYSUPER-HADCCD”就是这样来的，不可能标”1/3”SHARPSUPER-HADCCD”那会闹笑话的.EX-VIEW是索尼CCD注册的专有名辞，强调照度比SUPER-HAD更低，当然价格也贵多了，其它特性及接脚都跟原来SUPER-HAD差不多.而不是用SONY的，就只标”1/3”COLORCCD“了。再谈谈方案，一般人认为不就是SONY，SHARP，Panasonic方案?其实里头还有玄机：理论上，任何CCD是可以搭配任何D.S.P的，而其中一般有在生产的组合：SONY低解CCD：可配SONYSS-11，SS-1(很少)，SS-11X，NEXTCHIP，HITACHI，A-NOVASONY高解CCD：可配SONYSS-1，HQ1，SS-11X，NEXTCHIP，HITACHI，A-NOVASHARP高低解：可配SHARPD4，HITACHI，NEXTCHIP，A-NOVAPanasonic高低解：目前以配PanasonicD5为主A1+低解：配SONYSS-11（混充SONY卖）三星低解：配SONYSS-11(以前SONYCCD缺货时最常拿来混的)所以不是说是不是索尼CCD就能了事了，各种搭配其实只是成本上的不同，而品质呢？完全靠功力，做的好的SHARP机品质绝对比做的差的SONY机还好还便宜。各位同事，常遇到一件困扰的事：”我摄像机到底是什么方案的?CCD又是怎么分辨?”在此做个简单的介绍：先从CCD看起：，如果是枪机，打开防尘盖，看CCD表面，就这样了!看久就不会被骗了！看到没?上下两排接点，中间缺了个大门牙，这就是SONYCCD的特征，没缺门牙，SHARPCCD一样没缺门牙，但线条较粗，这是松下CCD开始讲摄像机的各方案，先从SONY讲起:SS-1：CXD2163BR这颗DSP推出也有10年了，当初把这方案叫SS-1，差点害的一堆工程师切腹自杀，因为一直搞不定，做出来的机子一直有问题，索尼也不承认，过了一阵子又推出一颗新的，就是CXD2163BR叫SS-1M，不过大家叫习惯了，还是说SS-1SS-1可接高解CCD(ICX408AKNTSC，ICX409AKPAL)及低解CCD(ICX404AKNTSC，ICX405AKPAL)，因为是早期的DSP，这颗特难搞定，要想出来的产品能有良好的一致性，须花很多精神，相对的成本就高，又因为索尼长久以来只有这颗DSP能接高解CCD(有够不争气的)，因此大家只要想到索尼高解就会想到这颗DSP。不过这颗DSP有个特点，就是能做电源同步，导致现在还淘汰不了。SHARP目前只有一颗:D4LR38603A好像是2002年推出的，刚好索尼CCD大缺货，给了SHARP爬起来的机会，那时又有几个台湾人为了卖芯片，拿了现成的线路方案到处兜，所以应该说国内摄像机厂百花齐放，SHARP这颗晶片功不可没(那几个台湾人也有功劳，呵呵!)，也就是这原因，搞的劣等品一堆，让人一听到SHARP就是烂货便宜货的感觉，其实这颗晶片还不错，主要是很容易就上手，不像SS-1及SS-11那么难搞定，而且这颗DSP能接高低解CCD.不过，电源同步还是不行，还有搭配的SHARPCCD品质没有SONY好，加上烂厂一堆，无形中让SHARP有矮了一截的感觉，是有点可惜.当然，这颗DSP也能接SONYCCD，只是没有人那么二百五罢了.D4还有一颗BGA版，把CDS/AGC，V-DRIVER都包进来了，只是噪讯太大，只有特殊用途才用到还有，SHARP新的DSPD5也快出来了.SS-11CXD3141R或是CXD3142这颗DSP在1999年推出，当初把这方案做为低价机种，只能接低解CCD，那时是CXD3140，还是问题一堆，直搞不定，出来的机子还是有问题，尼还是不承认，来年又偷偷推出一颗新的，就是CXD3141R，总算稳定了(也没听过索尼向做3140的白老鼠道歉!)，后来又出了CXD3142，多了镜像功能。其他两颗都一样，叫SS-11，SS-11只能接低解CCD，但在那时品质还是比其他牌子好些，所谓420线的机子就是这样来的，拿低解机来冒充高解机也是从这方案来的，最先搞这花样的是深圳的一家大厂(目前也挺大的)，SS-11不能做电源同步(不是不行，是噪讯太大)，现在SONY420线的几乎就用这方案。接下来是松下部分，目前松下就剩D5独撑大局：D5MN673276大约2000年左右推出的，索尼SS-11就是要跟这颗兢争才推出的，可能是松下无心在这市场的关系，推的不是挺成功，而且松下CCD有照度较差的缺点，加上当初价格比索尼还高，除了几家重点厂家外，用的厂不多，一样，电源同步不行，其他特性还不错.而且可以接高低解CCD除了SONY，SHARP，Panasonic外。SS-HQ1CXD3172AR这颗DSP在2004年推出，距离SS-1已有8，9年了，因此总得大大炒做，就是所谓的520条机种，但翻遍技术资料，跟本看不到”520”这个字眼，这颗DSP还是承袭索尼优良传统：有问题!!!!就是过热!DSP本身温度会高到60多度，不怕的就去用吧，卖到俄罗斯肯定没问题，其实只要不碰到较差的环境，要撑过保固期应该是没问题的，SS-HQ1能接高低解CCD，而且电源同步也没问题，基本上比SS-1好多了(除了发热外)NEXTCHIP韩国NEXTCHIP公司在几年前推出的，主要接SHARP低解或SONY低解CCD，也就是一般说的半索尼，索尼缺货时可用韩国A1pro代，就成了”假索尼”，品质嘛。。。就见人见智啰!SS-11XCXD4103R这颗DSP在2005年推出，是目前索尼最新的DSP，在结构上很像是SS-HQ1的改良版(不热了!)应该有把2163淘汰掉的架式，嗯！如果没问题就不叫索尼了！这颗目前的缺点是电源同步杂讯太大。SS-11X能接高低解CCD，还有颗BGA版的，不过没植球，贴片厂看了直犯愁！(说真的，索尼搞D.S.P的啥时后才能正经些！好好搞嘛!)其实中间漏了一颗SS-2，不过那颗主要做宽动态用的，以后再专门说说完索尼。A-NOVAADPXXXX这是台湾去年出的D.S.P，在功能上，是很夸张的一颗，可接SONY，SHARP，松下，三星