摄像机技术参数和专业术语等方面的说明和应用

摄像机技术参数和专业术语等方面的说明和应用 本文以技术方向为主，详细说明监控摄像机各种技术参数与相关的应用，各种专业术语的意思，在实际应用中需要向客户作出解释的具体内容 本文所有引用的型号和产品均以海康威视产品为基础，因为市面上产品多而杂，很多产品混淆概念误导客户，所有这里只以海康威视的产品和型号进行说明

一、摄像机的成像原理

影像通过镜头到达CCD感光元件，感光元件将图像处理成模拟信号输出到A/D转换（数模转换器）转换成数字信号，数字视频处理器将数字信号进来优化处理，如果使用模拟摄像机则通过D/A转换（模数转换器）转换成模拟信号输出到通信接口，如果使用数字摄像机则直接输出到通信接口。

感光元件分为CCD和CMOS两种 CCD: 电荷耦合图像传感控制元件，具有分辨率高、响应速度快、成像接近原像、寿命短、高耗能、成本高等特点。 CCD感光元件一般用于高端摄像机，如海康的高清数字摄像机DS-2CD6233F-SDI、DS-2CD876MF-FCB等型号。 CMOS: 互补金属氧化物半导体,CMOS是一块超大规模集成电路，将光信号转换成电信号，CCD在影像品质等方面均优于CMOS，而CMOS则拥有低成本、低耗能、高整合度的特点。CMOS感光元件广泛用于普通的摄像机，现在大部分的摄像机都是使用COMS感光元件。

二、以传输接口进行分类 网络摄像机、模拟摄像机、数字高清摄像机三类 1、 网络摄像机 网络摄像机是现在用得最多的产品，网络摄像机因以网线接口进行传输数据而得名，网络摄像机因为使用网线进行传输，具有易维护、易布网、易排障等特点而广受欢迎，同时网络摄像机可以通过电脑软件或IP访问进行实时监控和录像，可以做到不用录像机也能实现实时监控和录像，只要处于同一局域网内，任何电脑都可以实现监控功能。 2模拟摄像机 模拟摄像机是最早期的监控摄像机，模拟摄像机使用的传输线是同轴电缆（早期家庭有线电视的传输线），模拟摄像机具有以下特点:1、闭路，只能在内部监控，需要录像机支持才能实现远程监控，2视频数据只保存在录像机，远程或网络无法查看录像，如果需要远程监控，需录像机支持，3、易收干扰，容易出现雪花噪点和干扰条纹，4、一线一头，前端到后端之间不能接入中继设备，扩展性差，5、传输速率低，容易掉张破张，6、价格相对较低

同轴光缆 接口外观 3数字高清摄像机 在海康产品中，型号后面带有SDI均为数字高清摄像机，高清摄像机即是可以拍摄高质量、高清晰影像，拍摄出来的画面以720线或更高的线数进行逐行或隔行扫描，分辨率达1280*720以上。 （线数：监控产品中一般是指最大分辨率的长边的数值，线数是指图像的每一帧，在垂直方向可以达到的最大分辨率）

数字电视分辨率标准表 一般情况下数字高清有I标准和P标准，例如720I 和720P，1080I和1080P I是代表隔行扫描，P是代表逐行扫描

数字高清摄像机一般可达30FPS（FPS:每秒可显示帧数），数字高清摄像机一般使用高质量的CCD作为感光元件，可做到高分辨率、高清晰度、捕捉图像无锯齿、无掉张破张、高还原度等优点。 在使用SDI模式进行数据传输，接入到可支持SDI模式的录像机，可以做到无延时，延时基本肉眼看不出来（网络和模拟摄像机都会有200到500毫秒延时） 数字高清摄像机布网也是使用同轴电缆，但是因为HD-SDI传输速率最高能达到1.485G，甚至高达3G，而传统模拟视频信号最大不过10M，所以使用的同轴电缆起码使用规格-4电缆，最好-5电缆，最好选用进口线缆：日本佳耐美、美国百通-4等品牌。

海康威视DS-2CD6233F-SDI 三、以外观进行分类 外筒型摄像机、枪型摄像机、半球型摄像机、鱼眼型摄像机、智能球型摄像机五类 1、 外筒型摄像机 现在主流大部分都是这种类型的摄像机，具有易安装、易调节、易维护等特点，他的固定底座一般比较容易就可以与摄像机进行分离同时顶端带有顶盖，有效防雨防尘等优点

2、 枪型摄像机 枪型摄像机一般高端产品会选用这种设计，机子自身不带有外露的线材，但是机身背面会有比较多的功能接口

3、 半球型摄像机

半球型摄像机一般用于室内或用于比较容易触碰到的地方，因为他的固定底座和摄像机连接的比较紧密，不容易调节和拆装，这样使到摄像机不容易遭到破坏，体积也比较小。

4、 鱼眼型摄像机 鱼眼型摄像头一般用于全景拍摄

一般安装于中央位置 以下是一些鱼眼型摄像机的效果图 可以看到鱼眼摄像机的广角是很广的，达到超大广角，摄像范围非常大，但是因为鱼眼本身的特性，所拍摄出来的图片是凹凸的图像，一般是中心向里凸，四周向外凹（现在有些鱼眼摄像机可通过内部专用芯片进行处理令到出来的图像尽量接近原像），鱼眼摄像机一般用于360°全景拍摄。

5、智能球型摄像机也叫云台摄像机 以下是他的外观 智能球型摄像机是可旋转可变焦的摄像机，旋转角度垂直可达105°水平可达360°，一般会配套一个云台控制键盘来使用 以下是海康威视的云台控制键盘 当然控制键盘不止可以控制智能球型摄像机，还可接入录像机实现其他功能，例如切屏，对焦等。

一般来说，智能球型摄像机如果有网络接口都是可以通过电脑端进行控制。智能球型摄像机可以通过结合录像机的热区动态监控区域，可实现对某一区域动态智能自动对焦、放大缩小等监控功能，也可通过人工实现人工监控，对于监控区域很复杂的地方可以发挥很大作用，智能球型摄像机最主要作用是可以通过人工或智能对某一区域实现放大对焦监控同时不会出现画面失真模糊像素过低等情况。

焦距 一般监控摄像机的焦距有：3.6MM、4MM、6 MM、8 MM、12 MM、16 MM、25 MM等，主流使用的是4 MM、6 MM、8 MM、12 MM这几个参数的摄像机 从上图可以看出，焦距的数值越小，可视范围越大，照射的距离越近，焦距的数值越大，可视范围越小，照射的距离越远。从镜头选配表中可以看出，4MM的焦距可视角度达到69°，但是监控距离在6米以内，16MM的焦距可视角度只有20°左右，但是监控距离可以达到50米。

焦段：除了焦距这一参数，还有一个焦段的参数，焦段，简单说就是变焦镜头焦距的变化范围。焦段一般分为变焦、标准、广角、长焦这四种。 变焦：变焦就不用说了，顾名思义可以变动焦距的镜头 标准：大多数的摄像机都是使用标准镜头，标准镜头的视角最接近人眼的视觉效果，画面即肉眼所见，不会出现变形，因而更加真实自然。而光圈孔径大、通光量大的特点，使标准镜头在低照度的条件下也非常适用。 广角：相比标准镜头，在同样的焦距下，广角镜头会有更广的可视范围，但是会导致画面夸张变形，类似如鱼眼的效果。其视角比标准镜头要大一倍左右。由于它的视角比较大，视野范围更广，在狭小的空间例如小型办公室内拍摄有很大的优越性。 但是需要注意画面变形现象。 长焦：长焦镜头可视范围比标准镜头小，但是由于光圈不变，进光量一样，视野更集中，令到长焦镜头拍摄出来的效果会比标准的来的清晰、画面不易出现明显变形，很少有畸变现象，拍摄出的人物非常真实自然，但是监控摄像机中很少用到这种镜头。

现在的厂家很多时候都不会提到焦段这个参数，因为大部分厂家特别是大厂都是选择使用标准镜头。

像素：一般指的是摄像机的像素，从最早期的30万、50万、80万，到现在主流的130万、200万、300万600万。像素指的是摄像机CCD感光元件能拍摄的最大分辨率的像素点。

例如: 130万的摄像机使用的CCD感光元件能拍摄的最大分辨率的图像是1280*960,，1280*960= 1228800个像素点，约等于130万。 200万的摄像机使用的CCD感光元件能拍摄的最大分辨率的图像是2048*1536，2048*1536= 3145728个像素点，约等于300万。 这里有一个非常重要的概念，为什么是感光元件能拍摄的最大分辨率即为像素，有些厂家使用插值运算或者逐行扫描提高分辨率，从而虚高产品的像素。例如使用的是1280*960=130万的CCD，通过插值运算提高到1920*1080=200万像素，或者使用的是1280*960=130万的CCD，通过逐行扫描提高到2560*1920=500万像素，通过这种手段达到在高像素的目的。 CCD是所有摄像设备里面成本最高的零件，在数码相机里CCD的成本占约70%，在一些低端的机子里甚至达到90%。

技术术语: 1、 日夜转换： 也叫日夜两用，摄像机在白天光线充足的情况下，提供彩色图像，加入一个红外线滤镜滤

除红外光可避免肉眼看到的图像颜色失。当光线低于某个级别时，摄像机可自动切换到夜间模式，利用近红外光（IR）给出高质量黑白图像。因为晚上光线不充足，需要使用补光设备补充光源，例如LED灯等。 中间的图片是日间状态，右边的图片是夜间状态 日夜转换分为电子式和机械式，上图中为机械式，电子式是通过内部芯片进行加亮补光处理，不能算作真正的日夜转换。

2、 成像器件： 成像器件就是CCD感光元件。

3、 有效像素： 即摄像机最大输出的分辨率。

4、 最低照度： 最低照度也称为灵敏度。是ccd对环境光线的敏感程度，或者说是ccd正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（lux），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5lux(勒克斯，彩色摄像机多在1lux以上。0.1lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02lux的摄像机。与近红外灯配合使用时，也必须使用低照度的摄像机。

5、 水平清晰度： 可以简单理解为水平分辨率，即垂直方向的分辨率的值。

6、 电子快门： 在老式的相机中，电子快门指的是通过在CCD感光元件前加上一道叶片或多道叶片，通过控制叶片的开合，达到控制CCD感光元件的感光时间。因为老式的相机，感光元件是一直工作的。在现在的设备中，电子快门指的是CCD感光元件的感光时间，因为现在的设备通过对CCD的通电闭电达到控制CCD感光元件的感光时间。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，根据环境的明暗自动调节感光时间，从而得到清晰的图像。

7、 信噪比： 信噪比指的是信号中，噪声的比例，信噪比的值越大，说明混在信号里的噪声越小。

但现在的摄像机很少会提到这个参数，因为在高清摄像机，特别是高像素的摄像机中，信噪