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摄像机基础培训（一） 一、CCTV电视监控综述 CCTV电视监控系统由：前端部分（摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩、支架等 ）、传输部分（同轴电缆、光纤、电话线、网线、无线等 ）、中心控制部分（矩阵主机、控制键盘、多媒体等 ） 、显示记录部分（监视器、画面分割器、画面处理器、录像机等）四大部分组成。 电视监控用摄像机按摄像器件划分为电真空摄像器件 即摄像管 摄像机和固体摄像器件 CCD器件、CMOS器件 摄像机两大类。电真空摄像管开发早、种类多，但成本高，体积大。目前已被一般电视监控系统选用的固体摄像器件所代替。后者是近年发展起来的一类新型摄像器件，它的优点是：惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、均匀性好；抗冲振，没有微音效应；小而轻、寿命长。电视监控用摄像机目前正朝着小型化、轻量化、廉价化，并提高图像质量、增加操作功能的方向发展。 二、CCD?与?CMOS?比较 固体摄像器件摄像机依材质可分为下列几种:a.?CMOS?:?省电，便宜，照度不好b.?CCD?:?主流 ＣＣＤ（Charge?Coupled?Device?，感光耦合组件）为数字相机中可记录光线变化的半导体? ?，ＣＭＯＳ（Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor，互补性氧化金属半导体） CCD CMOS照度 5~0.001Lux 15~3Lux分辨率 330~600?TV?Lines 330~420?TV?Lines对比 较佳 较差解像度 较佳 较差颜色像位 可调整 不可调整色彩浓度 较浓 可调整 较淡 不可调整 噪声比 48dB 46dB电子快门? 1/60~1/100,000?sec 1/60~1/2,000?sec消耗功率 70~300mA 20~50mA 1、CMOS摄像机 CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内，CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音，固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图案，因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用，因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器，CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。 但有2个例外，CMOS传感器可以做得非常大并有和CCD传感器同样的感光度，CMOS传感器非常快速，比CCD传感器要快10到100倍，因此非常适用于特殊应用如high ens DSC camera Cannon D-30 或者高帧摄像机。 CMOS传感器可以将所有逻辑和控制器都放在同一个硅芯片块上，可以使摄像机变得简单并易于携带，因此CMOS摄像机可以做得非常小。 CMOS摄像机尽管耗能与CCD摄像机同等或者略高，但是CMOS传感器使用很少的芯片如CDS、TG和DSP，所以同样尺寸的总能量消耗比CCD摄像机减少了1/2到1/4。尽管CCD表示“电荷耦合器件”，而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”，但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用，真正感应的传感器称做“图像半导体”，CCD传感器和CMOS传感器（暂且如此称呼）实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”，图像半导体是一个P N结合半导体，能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压，光线进入图像半导体得越多，电子产生的也越多，从传感器输出的电压也越高。CCD称为“电荷耦合器件” ，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。 CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。传感器被称为CMOS传感器只是为了区别于CCD传感器，与传感器处理影像的真正方法无关。 CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号，因此就非常快。这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，高帧速度能达到400到2000帧/秒。 2、CCD耦合摄像机 ⑴、耦合式摄像机现有技术及原理 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。无论彩色摄像机还是黑白摄像机，都是通过CCD本身的电子扫描将光信号转变为电信号，其光电转变的器件都是采用了CCD器件，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，因此也称为耦合摄像机。它是通过采用HYPER HAD（HOLE ACCUMU-LATED DIODE，空穴累积二极管）CCD技术。当被摄物体反射光线，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