呼和浩特安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之攝像機
第二章 前端部分的主要設(shè)備
第一節(jié)、攝像機
攝像機的發(fā)展速度很快，從攝像管到CCD元件，以其構(gòu)成的CCD攝像機具有體積小、重量輕、不受磁場影響、具有抗震動和撞擊等特點，同時清晰度、照度、可靠性等指標大大提高而被廣泛應(yīng)用。CCD是Charge 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、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。
被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積累相應(yīng)比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。
一、CCD攝像機的分類
㈠按照成像色彩劃分
CCD攝像機按成像色彩劃分為彩色攝像機和黑白攝像機兩種。除色度處理方面不同外，其它原理基本一致。主要有光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)組成。其中光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機的核心。
自然圖像通過光學(xué)鏡頭成像于攝像機的光靶面上，彩色攝像機的光學(xué)系統(tǒng)中使用相干分色棱鏡或特殊條狀濾色鏡將光信號分成紅、綠、藍三色光信號，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過攝像管或CCD元件利用電視掃描方法把光圖像信號轉(zhuǎn)換成隨時間變化的視頻電信號，再經(jīng)放大、處理、編碼而成為全電視信號。
㈡按照分辨率劃分
按照分辨率劃分為25萬像素左右，對應(yīng)彩色330線/黑白400線的低檔型；25萬至38萬像素之間，對應(yīng)彩色420線/黑白500線的中檔型；38萬像素以上，對應(yīng)彩色大于或等于460線黑白570線以上的高檔型。
㈢按照攝像機靈敏度劃分
按照靈敏度可分為最低照度1至3lux的普通型；0.1lux左右的月光型；0.01lux以下的星光型以及原則上可以為0Lux，采用紅外光源成像的紅外照明型。
㈣按照CCD靶面尺寸劃分
攝像機攝像器件（CCD）的尺寸分為1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中以1/3英寸和1/2英寸最為常見。
CCD尺寸 水平（mm） 垂直（mm） 對角線（mm）
1英寸 12.7 9.6
16
2/3英寸 8.8 6.6
11
1/2英寸 6.4 4.8
8
1/3英寸 4.8 3.6
6
1/4英寸 3.6 2.4
4
1/5英寸的CCD攝像機正待開發(fā)之中，將來也會在市場上占有一定比例。一般來說，大的CCD芯片，其相應(yīng)的象素面積也較大，接收所攝光的面積增大，必然使象素輸出電荷增多，靈敏度上升，在弱光條件下具有較好的拍攝能力，容易使攝像機整體質(zhì)量提高，圖像細部明顯細膩自然。而光學(xué)系統(tǒng)聚焦影像時的焦平面越小，則成像過程中丟失的細節(jié)就越多，得到的影像放大后細部過渡就可能有突變的現(xiàn)象，顯得不自然。另外小尺寸CCD擁有更多的象素和更高的分辨率也會導(dǎo)致單個像素的感光面積縮小，有曝光不足的可能。單個像素的面積越小，其感光性能越低，信噪比越低，動態(tài)范圍越窄。每個象素上的信息趨于與在它附近的象素的信息混合（在電子學(xué)上這個概念叫做色度亮度干擾）。
二、CCD傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢
CCD是攝像機的核心器件，因此其性能高低將直接影響攝像機的品質(zhì)，并且CCD的發(fā)展是攝像機更新?lián)Q代的基礎(chǔ)。
CCD傳感器有兩種，第一種是特殊CCD傳感器，如紅外CCD芯片（紅外焦平面陣列器件）、高靈敏度背照式和電子轟擊式CCD、EBCCD等，另外還有大靶面如2048×2048、4096×4096可見光CCD傳感器、寬光譜范圍（紫外光→可見光→近紅外光→3-5μm中紅外光→8-14um遠紅外光）焦平面陣列傳感器等。目前已有商業(yè)化產(chǎn)品，并廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。第二種是通用型或消費型CCD傳感器，在許多方面都有較大地進展，總的方向是提高CCD攝像機的綜合性能。
㈠CCD傳感器的像面尺寸向集成化、輕量化方向的發(fā)展。
由于制造CCD傳感器的硅片和加工成本都很高，所以很希望一片6.5英寸的硅片上光刻出更多的CCD傳感器芯片；由于光刻機的進步，所以在仍保持具有很高靈敏度的特性下，CCD傳感器的尺寸向1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向發(fā)展。在1993年，1/2英寸的CCD傳感器占總產(chǎn)量的5%;1/4英寸的CCD傳感器占總產(chǎn)量的10%；1/3英寸的CCD傳感器占總產(chǎn)量的85%。在1997年，在總產(chǎn)量比1993年增加200%以上的情況下，1/2英寸的CCD傳感器仍有很大發(fā)展，已占總產(chǎn)量的15%（1/2英寸由于靶面較大仍有許多場合需要，尤其在科研領(lǐng)域中）；1/4英寸的CCD傳感占總產(chǎn)量的60%。也就是說，1/2英寸較大靶面尺寸CCD傳感器仍有很大增長。1/4英寸的CCD傳感器的產(chǎn)量比1/3英寸的CCD傳感器來說，占總產(chǎn)量的比例在減少。
㈡CCD傳感器向高素數(shù)、多制式發(fā)展
各種CCD傳感器的像面尺寸在減少，但其像素數(shù)在增加，已由早期的512（H）×596（V）向795（H）×596（V）發(fā)展，甚至出現(xiàn)超過百萬像素的CCD傳感器。為提高水平方向和垂直方向的分辨能力，已從通常的隔行掃描向逐行掃描格式發(fā)展。
㈢降低CCD傳感器的工作電壓、減少功耗
在初期研制的CCD攝像機有+24V、+22V、+17V和+5V等，目前通用的為+12V。為配合PC攝像機和網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)膽?yīng)用，逐步以+12V和+5V兩種工作電壓為主。
⑷提高CCD攝像機的制造效率
為了降低CCD攝像機的制造成本，實現(xiàn)高速自動化生產(chǎn)，制造廠家追求緊密性結(jié)構(gòu)，致力于CCD攝像機的小型化，即由Dip On Board（DOB）過錫板工藝改進為Chip On Board（COB）板上連接IC芯片的貼片方式。到目前為止，已實現(xiàn)多層板的Multi Chip Module（MCM）多芯片集成模組化制造技術(shù)。
㈤CCD攝像機的數(shù)字化
在制造CCD攝像機時，從以往的Analog模擬系統(tǒng)逐步實現(xiàn)DSP數(shù)字化處理，可以借助電子計算機和專門軟件系統(tǒng)實現(xiàn)對CCD攝像機，特別是對彩色CCD攝像機的各種參數(shù)的量化調(diào)整，可以確保CCD攝像機性能指標的優(yōu)化一致性以及在特殊使用條件下的參數(shù)量化修改。
三、CCD攝像機的技術(shù)性能、特點及進展
㈠Hyper-D高動態(tài)范圍CCD攝像機
CCD攝像機是一種用來模擬人眼的光電探測器。但是人眼在觀察目標時，可以看清目標的最低照度為1Lux，當目標照度達到3×105Lux時，即為人眼動態(tài)范圍，這種攝像機被稱為Hyper-D CCD攝像機。
㈡從模擬Analog CCD攝像機向DSP數(shù)字處理CCD攝像機方向的發(fā)展
采用DSP技術(shù)，可以使CCD攝像機在數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)上能夠有效實現(xiàn)智能化逆光背景補償；能夠自動跟蹤白平衡，即可以在任何條件下檢測和跟蹤“白色”，并以數(shù)字運算處理功能來再現(xiàn)原始的景物色彩。
㈢電腦攝像機（PC camera）和網(wǎng)絡(luò)攝像機（Network
Camera）
由于計算機的進步和發(fā)展，可通過計算機主板上的USB接口通用串行總線和IEEE1394高速串行綜合數(shù)據(jù)傳輸接口以及PCMCIA來輸入。USB接口的傳輸速率是12Mbps，IEEE1394接口的傳輸速率是100-400Mbps。隨著國際信息高速公路的實施，對于CCD攝像機作為系統(tǒng)的前端圖像傳感器正向著適合網(wǎng)絡(luò)用戶的方向發(fā)展。CCD攝像機不僅需具有高分辨率的圖像質(zhì)量，而且還需具有小巧、使用簡便、通用性強的特點。當前人們關(guān)注的Consumer CCD攝像機在不久的將來會普及到千家萬戶。
㈣逐行掃描（Progressive Scan）方式CCD攝像機
Progressive Scan CCD攝像機即逐行掃描CCD，是相對通用的隔行掃描CCD攝像機而言的。CCD攝像機的垂直分辨率一般僅能達到350TV線，這是由于使用 2場，每場以311條線掃描，以2∶1隔行掃描，對運動的目標會由于奇場和偶場合為一幀，使用兩個瞬間狀態(tài)的信息被平滑了，分辨率會不降。而用PC逐行掃描方式攝像機拍攝的運動目標是在同一瞬間將兩場圖像同時采集成為一幀圖像，達到提高垂直分辨率的作用。 綜上所述，到21世紀，世界將進入信息時代，數(shù)字化、計算機化、通訊、電視融為一體的網(wǎng)絡(luò)化即將成為現(xiàn)實，讓人們?nèi)ッ鎸�、去學(xué)習(xí)、去研究。從整個系統(tǒng)來講，CCD攝像機是核心的元件之一，但由于我國CCD攝像機制造技術(shù)和CCD傳感器生產(chǎn)線正處于發(fā)展和不斷完善的階段，因此，目前我國CCD產(chǎn)業(yè)亟待發(fā)展，才能適應(yīng)市場的需求。隨著我國經(jīng)濟的高速增長，信息產(chǎn)業(yè)化進程的加快，CCD攝像機的市場會越來越大，應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⑸钊氲矫恳粋�相關(guān)的專業(yè)領(lǐng)域，將給人們帶來新的概念。
四、CCD攝像機常見性能和主要性能指標
現(xiàn)在攝像機的功能很多，如自動白平衡調(diào)整、自動增益調(diào)整、電子快門、逆光補償、多種同步方式、Y/C分離輸出等等。但考察攝像機檔次的最主要指標是水平清晰度、最低照度（靈敏度）和信噪比。
㈠清晰度
清晰度數(shù)是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，它指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。當超過這一線數(shù)時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。
工業(yè)監(jiān)視用攝像機的分辨率通常在380~460線之間，廣播級攝像機的分辨率則可達到700線左右。清晰度是由攝像器件像素多少決定的，顯然攝像器件的像素越多，得到的圖像越清晰，反之也然。清晰度越高，說明攝像機檔次越高，反之越低。
㈡最低照度
最低照度是最低照度是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。一般彩色攝像機的最低照度為2～3LUX， 照度的測定是以在一定的鏡頭光圈系數(shù)為前提，因此，不能只看攝像機說明書中標明的最低照度，應(yīng)按攝像機在同一光圈系數(shù)下其照度值的大小。最低照度越小，攝像機檔次越高。相對于彩色攝像機而言，黑白攝像機由于沒有色度處理而只對光線的強弱（亮度）信號敏感，所以黑白攝像機的照度比彩色攝像機照度要低，一般可做到0.1LUX在F1.4時，至于微光攝像機則更低。有關(guān)光圈系數(shù)的知識請參閱鏡頭一節(jié)。
視頻信號的標稱值為1Vp-p，標準值為0.7Vp-p，最低照度時的視頻信號值為1/3到1/2的標準植。所以攝像機在最低照度時的圖像，決不會“如同白晝一樣”。另外，攝像機在最低照度時產(chǎn)生的圖像清晰度，是用電視信號測試卡進行測式的，其黑白相間的條紋，要求黑色反射率近于0%，白色反射率大于89.9%。而我們在現(xiàn)場觀察時有時不具備這樣的條件，比如：樹葉和草地的反射率很低，反差很小，就不易獲得清晰圖像。因此實際使用當中不能以攝像機標稱的最低照度作為衡量現(xiàn)場環(huán)境照度的標準。
㈢信噪比
信噪比也是攝像機的一個重要的性能指標。當攝像機攝取較亮場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點；而當攝像機攝取較暗的場景時，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱（也即干擾噪點對畫面的影響程度）與攝像機信噪比指標的好壞有直接關(guān)系，即攝像機的信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。
所謂“信噪比”指的是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號S/N來表示。由于在一般情況下，信號電壓遠高于噪聲電壓，比值非常大，因此，實際計算攝像機信噪比的大小通常都是對均方信號電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘以系數(shù)20，單位用dB表示。
一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制）關(guān)閉時的值，因為當AGC接通時，會對小信號進行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。CCD攝像機信噪比的典型值一般為45dB~55dB。測量信噪比參數(shù)時，應(yīng)使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。
㈣自動增益控制（AGC）
AGC——Automatic Gain Control的縮寫。所有攝象機都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝象機的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)AGC，從而使攝象機能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，即在低照度時自動增加攝象機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。具有AGC功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。
㈤背景光補償（BLC）
BLC——BackLight Compesation的縮寫，也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。
通常，攝象機的AGC工作點是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標，則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目標是不夠合適的，背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。
當引入背光補償功能時，攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域（如從第80行 ~ 200行的中心區(qū)域）進行檢測，通過求此區(qū)域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。
當背景光補償為開啟時，攝象機僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點，此時如果前景目標位于該子區(qū)域內(nèi)時，則前景目標的可視性有望改善。
㈥電子快門（ES）
電子快門的英文全稱為Electronic Shutter，是對比照相機的機械快門功能提出一個術(shù)語，它相當于控制CCD圖像傳感器的感光時間。由于CCD感光的實質(zhì)是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號電荷的積累時間（即調(diào)整時鐘脈沖的寬度），即可實現(xiàn)控制CCD感光時間的功能。
㈦白平衡（WB）
白平衡（White Balance），只用于彩色攝象機，其用途是實現(xiàn)攝象機圖像能精確反映景物狀況，有手動白平衡和自動白平衡兩種方式。
自動白平衡（AWB，Automatic
White Balance）有分為連續(xù)白平衡和自動控制白平衡。連續(xù)白平衡也稱為自動跟蹤白平衡（Automatic
Tracking White balance，ATW），是隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，如場景大部分是藍天白云或夕陽等高色溫物體及場景比較昏暗的場合下，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。自動控制白平衡（Automatic White balance Control，AWC），需要先將攝象機對準諸如白墻、白紙等白色參考目標，然后將通過菜單或開關(guān)設(shè)置從手動改變?yōu)樽詣臃绞�，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動方式開關(guān)撥回手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將保持在攝象機的存儲器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹�，其范圍�?span>2300~10000K，在此期間，即使攝象機斷電也不會丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場合。
手動白平衡關(guān)閉自動白平衡，通過手動調(diào)節(jié)紅色或藍色調(diào)整裝置，以改變紅色或藍色狀況，一般可調(diào)等級多達107個，如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少蘭色各一個等級。除次之外，有的攝象機還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（日光水平）等檔次命令。
㈧同步方式
攝像機的同步方式一般有內(nèi)同步、電源同步和外同步。
內(nèi)同步（INT）是利用攝象機內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。
電源同步（LL，Line
Locked），也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機和電源零線同步。
外同步（EXT）利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機的外同步輸入端來實現(xiàn)同步。同步信號可以是彩色復(fù)合視頻或黑色突法信號（VBS）、黑白復(fù)合視頻或復(fù)合同步信號（VS），也可以是如矩陣等外部設(shè)備的復(fù)用垂直驅(qū)動信號（VD2）和復(fù)合視頻輸出信號
五、一體化攝像機
對于廠商而言，發(fā)展一體化特殊型攝像機的本意是為了提供消費者一個使用方便、安裝簡單、功能齊全的產(chǎn)品。因此廠商將鏡頭內(nèi)建于攝像機中，使客戶免除另外購買鏡頭及裝配的步驟。
此外，一般傳統(tǒng)攝像機造型呆板，以小型或特殊設(shè)計的外觀取代舊式機種，甚至以多種附加功能，例如∶防水、防彈或電腦遙控、電源自動偵測等，提高產(chǎn)品價格，皆是廠商推出一體化攝像機的目的。
㈠產(chǎn)品類型
就目前產(chǎn)品外型來看，一體化攝像機可大致分為特殊型以及一般型。所謂特殊型，是強調(diào)產(chǎn)品具備特殊防護功能，以免除防護罩的使用為設(shè)計出發(fā)點，其產(chǎn)品外殼多為圓柱體，項目包括防水型、防暴（爆）型、防彈型攝像機等。以防水型為例，采用特殊材質(zhì)如鋁合金，增強外殼防水等級，強調(diào)不須外加防護罩。為了提升產(chǎn)品附加價值，進而發(fā)展自動對焦功能，或提供IR光源，在夜間也能提供清晰圖像。
一般型則是從原有的傳統(tǒng)攝像機造型而來，同樣具備四方外表，而鏡頭內(nèi)建，體積較小。相較于特殊型或傳統(tǒng)攝像機，目前一般型的一體化攝像機皆具備各式基本功能，如自動光圈、自動變焦、460電視線以上的清晰度、自動白平衡、背光補償?shù)鹊取?span>
㈡鏡頭為發(fā)展關(guān)鍵
一體化攝像機的技術(shù)關(guān)鍵部分在于鏡頭以及攝像機內(nèi)部的線路設(shè)計。鏡頭決定其顯像效果、光圈、對焦功能外，也是攝像機的最大成本。而線路設(shè)計則是影響攝像機各項功能運作的關(guān)鍵。
鏡頭就鏡頭的形式來看，不論是機板型（Board Lens）或一般型鏡頭，可藉由手動調(diào)整光圈以及焦距的伸縮鏡頭（Zoom Lens）發(fā)展已久，因此使用普及。而近年來，在鏡頭制造商技術(shù)進步的情況下，變焦鏡頭（Vari-focal Lens）以其自動對焦的優(yōu)點而受攝像機制造商喜愛。由于變焦鏡頭體積較小、可自動變焦，因此廣泛應(yīng)用于快速球型攝像機以及一體化攝像機中。
而伸縮鏡頭因體積大、價格較變焦鏡頭高出許多，因此一體化攝像機制造商多采用變焦鏡頭，使用率逐漸增加。據(jù)了解，目前以3.5~8mm的鏡頭使用最為普及。對一體化攝像機而言，由于體積較小，因此多半采用機板型鏡頭（Board Lens）。相較于一般鏡頭，機板型鏡頭價格便宜、尺寸較小，但由于鏡頭與攝像機的空隙較小，因此安裝制造較為困難。在鏡頭尺寸部分，過去以1/3”鏡頭使用最多，但1/4”鏡頭較小更適用于一體化攝像機，加上近年來IC廠商大量生產(chǎn)晶片，帶動1/4”晶片的成本降低，使用量逐漸凌駕1/3”鏡頭。然而，1/3”鏡頭所攝取的圖像效果最好，仍有不少一體化攝像機制造商使用，因此仍有相當大的發(fā)展空間。
㈢線路設(shè)計
線路設(shè)計關(guān)系著如何依現(xiàn)有攝像機結(jié)構(gòu)，搭配鏡頭的自動光圈線路，以做到最佳效果。一般而言，自動光圈有二種驅(qū)動方式，一是Video Driver，另一種是DC Driver。Video Driver鏡頭是將光圈馬達的驅(qū)動電路板安裝于鏡頭內(nèi)，利用攝像機輸出圖像信號到驅(qū)動電路板，再由驅(qū)動電路板來改變光圈馬達，使光圈變化，成本與施工都比較貴。DC Driver鏡頭是配合部分攝像機制造商，將原先安裝于鏡頭中的驅(qū)動電路板轉(zhuǎn)至攝像機中，因此鏡頭不需要驅(qū)動電路板，直接由攝像機輸出DC電流來改變光圈馬達，使光圈產(chǎn)生變化，由于接頭固定，成本較低，施工也較為容易。目前一體化攝像機市場上兩種都有使用。
另外，線路設(shè)計也同時影響著攝像機的附加功能，例如快門速度調(diào)整可從1/60到1/100，000，自動白平衡、自動增益，或提供屏幕菜單功能，使用者可由OSD調(diào)整各項功能。
此外，圖像放大（Zoom）也是廠商的強調(diào)重點之一。簡單來說，放大方式有數(shù)字放大以及光學(xué)放大兩種，數(shù)字放大是以圖像模擬的方式放大，容易有畫面失真、模糊（馬賽克）的情況出現(xiàn)，而光學(xué)式放大則不會有此問題。因此，對使用者而言，在考慮圖像放大的倍數(shù)時，應(yīng)以光學(xué)式放大倍數(shù)為準。
㈣發(fā)展瓶頸
根據(jù)目前一體化攝像機發(fā)展情況來看，自動光圈鏡頭的控制、鏡頭與攝像機的搭配以及后續(xù)的擴充能力，仍是廠商的發(fā)展瓶頸。所謂后續(xù)的擴充能力，在于產(chǎn)品新功能開發(fā)、如何與其他周邊整合以及小系統(tǒng)的建置，是廠商在設(shè)計開發(fā)的重點。
目前主要鏡頭供應(yīng)地為日本及韓國，其中以日本的制造量最大、銷售量最高，然而日本鏡頭價格高，連帶的提高一體化攝像機的制造成本。
㈤未來發(fā)展
一體化攝像機是為符合客戶安裝便利的需求所開發(fā)出的產(chǎn)品，未來也將繼續(xù)朝此目標邁進，例如∶如何讓圖像品質(zhì)更真實，開發(fā)能與電腦結(jié)合的使用介面等。許多廠商表示，多工球型攝像機不但鏡頭內(nèi)建，更能做到360度旋轉(zhuǎn)監(jiān)視、鏡頭、光圈、快門調(diào)整，以及定位點功能，當是“一體化攝像機”的發(fā)展極致。
六、球型攝像機
球型攝像機是指將攝像機、鏡頭等設(shè)備組合內(nèi)置在球型防護罩內(nèi)的攝像設(shè)備。以球型防護罩區(qū)分，有全球型和半球型；以球型攝像機的性能區(qū)分為定焦鏡頭球型攝像機或定焦鏡頭球罩型攝像機和內(nèi)置攝像機、變焦鏡頭、云臺、解碼器等設(shè)備的一體化智能球機；以安裝方式區(qū)分，有懸吊式、吸頂式和嵌入式等；以應(yīng)用環(huán)境區(qū)分為室內(nèi)型和室外型。
球型攝像機造型美觀、安裝隱密、使用方便、功能齊全，深受廣大用戶的青睞。特別是一體化智能球機以單一設(shè)備取代了傳統(tǒng)的攝像機、變焦鏡頭、快速云臺、遙控解碼器等設(shè)備的組合，在性能價格比上占有很大的優(yōu)勢，成為球型攝像機的主流，因此我們常說的球機實際上是指這種智能球機。
㈠智能球機的功能
由于智能球機是多個前端設(shè)備的組合，因此需要具備這些設(shè)備的必需功能。一般來說，作為高端產(chǎn)品的智能球機應(yīng)具有較高的攝像清晰度、自動電子快門、自動白平衡、電子與數(shù)碼變焦、自動光圈與自動聚焦、水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)、高轉(zhuǎn)速、預(yù)置位等功能。
智能球機還根據(jù)使用環(huán)境的不同而具備多項輔助功能以滿足不同的氣候條件，如內(nèi)置風(fēng)扇、加熱器等。
㈡智能球機的優(yōu)勢與不足
相對與傳統(tǒng)的攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、解碼器組合，智能球機安裝結(jié)構(gòu)簡單，所需連接的線纜數(shù)量少，幾乎不需要調(diào)試的特點降低了安裝難度，減少故障發(fā)生率；其外觀精美，體積小巧便于隱蔽監(jiān)視，并且不影響現(xiàn)場美觀程度；快速旋轉(zhuǎn)能力更能準確快速追蹤目標；造價相對低廉等。
智能球機也同樣存在一定的不足之處。由于整機體積小，攝像機、鏡頭體積也相應(yīng)變小，攝像機以1/4英寸CCD居多，其清晰度和光通量不及1/2和1/3英寸CCD的攝像機；鏡頭雖然變焦倍數(shù)較大，常見的有18倍、22倍，但起始焦距較小，一般為4mm，因此最大焦距不超過100mm，因此在需要監(jiān)視大范圍、遠距離的目標時力有未逮；球機的防護罩外型為半球或球型，不能加裝雨刷器，長時間使用后會因為積垢影響圖像質(zhì)量；球型罩對加工材料，光潔度、平整度、曲率、均勻度等加工工藝要求很高，劣質(zhì)球罩會產(chǎn)生重影、透光率下降、反光、弧形失真等現(xiàn)象，影響監(jiān)視效果。
㈢智能球機的發(fā)展
未來產(chǎn)品將會以小型化、智能化（具備自動追蹤功能）、超低照度等功能為主。部份廠商更進一步的指出，快速球在工程中的應(yīng)用已得到認同，單就利潤方面來考量，應(yīng)用場所多集中在社區(qū)監(jiān)控（如高速公路、街道等）為多，而日夜兩用（彩色黑白自動轉(zhuǎn)換）的快速球型攝影機勢必將更適合應(yīng)用場所。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化乃大勢所趨，通過網(wǎng)絡(luò)進行控制并現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)相兼容，也是廠商未來的發(fā)展重點之一。
七、低照度攝像機
顧名思義，低照度攝像機是指在較低光照度的條件下仍然可以攝取清晰圖像的攝像機，目前CCTV產(chǎn)業(yè)的技術(shù)規(guī)格方面對此并無統(tǒng)一標準，因此也無法定義在最低照度為何值可稱其為低照度攝像機。況且最低照度的數(shù)值與鏡頭的光圈大�。�F值）、電子靈敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）、紅外線開關(guān)狀態(tài)等條件均有關(guān)系，因此需要在相同測試條件下考察攝像機的最低照度。
低照度攝像機在市場的演進簡單分為以下三步：白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快門（SLOW/SHUTTER）及超感度攝像機（EXVIEW HAD）。
㈠白天彩色/晚上黑白（晝夜型攝像機COLOR/MONO）
此類攝像機目前在市場上仍有其特定的需求群，晝夜型（COLOR/MONO）攝像機是利用黑白圖像對紅外線感度較高的特點，在一定的光源條件，利用線路切換的方式將圖像由彩色轉(zhuǎn)為黑白，以便于搭配紅外線。在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進過程中，早期像PHILIPS（飛利浦）、IKEGAMI（池上）、日本JVC曾采用2顆SENSOR（1顆彩色、1顆黑白）共用一組電路再行切換，目前此類攝像機已采用單一CCD（彩色）設(shè)計，在白天或光源充足時為彩色攝像機，當夜晚降臨或光源不足時（一般在1LUX～3LUX）即利用數(shù)字電路將彩色信號消除掉，成為黑白圖像，且為了搭配紅外線，亦拿掉了彩色攝像機不可缺的紅外線濾除器，此種作法雖可在夜晚達到“低照度”的目的，白天卻有圖像模糊，色彩不自然的缺點，并且攝像機的攝像距離會受到紅外燈照射距離的限制。然而，COLOR/MONO攝像機是否屬于“低照度”攝像機，仍相當具爭議性，專家指出真正的“低照度攝像機”應(yīng)指攝像機本身 （所采用的元件、技術(shù)）可達到的功能，而白天彩色/晚上黑白的攝像機因受限于CCD靈敏度，本身并無法改變，只是利用線路切換及搭配紅外光的方式將功能提升，不能算是低照度攝像機。
㈡低速快門（SLOW/SHUTTER）
此類攝像機又稱為（畫面）累積型攝像機，是利用電腦記憶體的技術(shù)，連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個圖像清晰的畫面，運用SLOW SHUTTER技術(shù)降低攝像機照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且畫面能夠累積的幀數(shù) （128幀）是屬于甚至包括進口品牌再內(nèi)的領(lǐng)先水平。此類型低照度攝像機適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動觀察，夜間軍事海岸線監(jiān)視等，屬性較靜態(tài)場所的監(jiān)視。此類型的低照度攝像機，大多數(shù)為進口品牌價格昂貴，且累積幀數(shù)少（32幀）。
㈢超感度攝像機（EXVIEW/HAD）
超感度攝像機（EXVIEW/HAD），又稱24小時攝像機，為98年全世界最熱門的機種，其彩色照度可達0.05LUX，黑白則可達0.003-0.001LUX（亦可搭配紅外線以達 0LUX）不僅能清晰的辯識圖像，更是實時連續(xù)的畫面。 此類型攝像機主要是采用SONY元件廠于97年所推出的EXVIEW/HAD/CCD（超感 CCD），其運用專利技術(shù)將CCD每一像素的開口率提高，進而達到更低照度的要求，由于該CCD的制造成本仍高，在99年統(tǒng)計時全球每個月的總量也還不到4000臺；相對的成品制造商要研發(fā)此類攝像機的技術(shù)門檻也較高。專業(yè)人士認為若EXVIEW/HAD/CCD一旦普及，則此類攝像機將會是最具明日之星架勢的監(jiān)視攝像機。
八、網(wǎng)絡(luò)攝像機
與低照度攝像機一樣，目前業(yè)界對網(wǎng)絡(luò)攝像機也沒有統(tǒng)一的標準定義。有兩種流行的說法：第一，直接連接網(wǎng)絡(luò)的攝像機就是網(wǎng)絡(luò)攝像機；第二，使用網(wǎng)絡(luò)來傳輸圖像的攝像機就是網(wǎng)絡(luò)攝像機。
典型的網(wǎng)絡(luò)攝像機包括一個鏡頭，一個濾光器，一個嵌入式圖像感測器，一個圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器，圖像壓縮機，和一個具有網(wǎng)絡(luò)連接功能的服務(wù)器。
㈠網(wǎng)絡(luò)攝像機的功能
每一個網(wǎng)絡(luò)攝像機都有自己的IP網(wǎng)址，數(shù)據(jù)處理功能，和內(nèi)置應(yīng)用軟件，可擔當網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、FTP服務(wù)器、FTP用戶端和郵箱用戶端。許多高級的IP網(wǎng)絡(luò)攝像機還包括其他特殊功能，比如移動探測、警報信號輸出/輸入設(shè)備和郵件支持功能網(wǎng)絡(luò)攝像機不但支持所有的標準模擬CCTV攝像機功能，而且為使用者提供更多的系統(tǒng)功能并能減少更多的成本。
網(wǎng)絡(luò)攝像機采用了最先進的攝像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有強大的功能。內(nèi)置的系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)真正的即插即用，使用戶免去了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置；內(nèi)置的大容量內(nèi)存存儲警報觸發(fā)前的圖像；內(nèi)置的I/O端口和通訊口便于擴充外部周邊設(shè)備如：門禁系統(tǒng)，紅外線感應(yīng)裝置，全方位云臺等。提供軟件包便于用戶自行快速開發(fā)應(yīng)用軟件。
㈡網(wǎng)絡(luò)攝像機的優(yōu)勢
網(wǎng)絡(luò)攝像機最顯著的優(yōu)勢之處有兩個方面：集中管理和遠距離。集中管理是指監(jiān)控點很多的系統(tǒng)采用模擬CCTV系統(tǒng)是難以控制其中，集中管理是指像布魯塞爾國際機場有600個點的系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)模擬CCTV系統(tǒng)是難以控制的；遠距離是指范圍超過50公里的系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)模擬CCTV系統(tǒng)如光纖將使成本大大增加
網(wǎng)絡(luò)攝像機除能在世界的任何一個角落通過Internet進行遠端監(jiān)控之外，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也可能有效地降低成本，它的“即插即用”功能，無須像模擬攝像機一樣必須安裝同軸電纜，只要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)就可以使用，這都是網(wǎng)絡(luò)攝像機的優(yōu)勢之處。
㈢網(wǎng)絡(luò)攝像機的壓縮方式
無論在局域網(wǎng)或者其它媒體中傳輸高品質(zhì)的圖像都要受到帶寬的限制，因此圖像品質(zhì)與帶寬的平衡是網(wǎng)絡(luò)攝像機選擇圖像壓縮格式的兩難。由于MJPEG壓縮模式比起H.263和MPEG4等壓縮格式要占用大得多的帶寬，早期因為比較容易實現(xiàn)而受到制造商歡迎的MJPEG圖像壓縮格式正在被放棄。目前，新型的網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品大多都采用H.263和MPEG4等壓縮格式。
如果網(wǎng)絡(luò)攝像機價格調(diào)整到下來，在后端的電腦上隨意安裝一套軟件將徹底代替目前的DVR。因此，DVR只是在數(shù)字化道路上邁出的一小步，一旦網(wǎng)絡(luò)攝像機的有利條件成熟，DVR將毫無疑問地被取代。
㈣網(wǎng)絡(luò)攝像機的特點
相較其它模擬CCTV或者DVR等監(jiān)控產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)攝像機主要優(yōu)勢是：
節(jié)省費用：到目前為止，普通網(wǎng)絡(luò)圖像解決方案通常都是需要復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到PC、附加軟件和硬件、工作站，有時還有視頻電纜系統(tǒng)。而網(wǎng)絡(luò)攝像機系統(tǒng)往往不需要一些不必要的設(shè)備和安裝的投入，系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接連接實現(xiàn)遠端監(jiān)控，省去了閉路電視，大幅度減少了線材及人力費用，降低了成本。
即插即看：網(wǎng)絡(luò)攝像機具備了所有需要用來建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)件。內(nèi)置Web
server功能，只需要接入以太網(wǎng)，分配一個地址，就可以通過網(wǎng)絡(luò)可直接實現(xiàn)遠端監(jiān)控，并隨時用瀏覽器觀察遠程傳輸過來的圖像。
系統(tǒng)性能高：系統(tǒng)畫面設(shè)置靈活，可依應(yīng)用不同及用戶喜好自行設(shè)定畫面的大小、解析度以及監(jiān)控的地點，達到多點網(wǎng)絡(luò)控的目的。如支持W74GM網(wǎng)絡(luò)攝像機的NCS軟件，多用戶可同時訪問某個網(wǎng)絡(luò)攝像機，當觸發(fā)報警時，它可以自動存儲報警前后一定時間段內(nèi)的活動圖像，具有許多功能。
網(wǎng)絡(luò)中易于使用：基于全球業(yè)界標準，網(wǎng)絡(luò)攝像機可以與各種類型的以太網(wǎng)設(shè)備無縫連接。在某種意義上，網(wǎng)絡(luò)攝像機是一個標準的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。而一但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在全球單一網(wǎng)絡(luò)的今天，易于使用、價格低廉等都將是網(wǎng)絡(luò)攝像機的特點。
靈活集成：系統(tǒng)可以方便地聯(lián)動其它安全防范設(shè)備，如濕度、溫度、煙感、入侵等報警器；同時可以連動燈光、警號、鎖具等動作設(shè)備，這使得它可以方便地組成一套功能強大的安全防范系統(tǒng)。
相信網(wǎng)絡(luò)攝像機在不久的將來將在CCTV的基礎(chǔ)上占優(yōu)勢地位。
九、攝像機的日常維護
由于工業(yè)CCD攝像機是24小時不間斷地工作，因此作好攝像機的日常維護將對其使用壽命和效果具有很大的影響，攝像機的日常維護應(yīng)注意如下幾點：
㈠通電以前應(yīng)保證攝像機各種狀態(tài)設(shè)置正確。
㈡避免在高溫、潮濕、強磁場的環(huán)境工作。
㈢避免陽光或強光長時間直射，以免損壞攝像靶面。
㈣注意攝像機的工作電源的穩(wěn)定性。
㈤注意攝像機的日常清潔。
㈥注意光圈調(diào)整，降低或避免由于景物對比度的較大反差引起的“拖尾”現(xiàn)象。。
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