最全的监控摄像机基础参数

1. 什么是白平衡

  白平衡的概念来自摄像机,即使最简易的摄像机也几乎都具有自动白平衡功能。其实人的眼睛天然具有白平衡功能,当我们看书的时候,在日光灯下也好,在各种不同的灯光下也好,我们的视觉中都是白纸黑字。但熟悉彩色摄影的人们都知道色温这个概念,同样一个胶片,在不同的色温下拍出物体的色彩是不同的。简单地说白平衡就是无论环境光线如何,仍然把“白”定义为“白”的一种功能。颜色实质上就是对光线的解释,在正常光线下看起来是白颜色的东西在不同色温的光线下看起来就不是白色。所谓白平衡就是运用计算机技术把不同色温下的白颜色调整正确,从理论上说白颜色调整正确其它色彩就都准确了。

  摄像机的核心部件CCD传感器在输出信号时进行一定的修正,这种修正就叫做白平衡。目前市场销售的摄像机几乎都具备自动白平衡功能,较复杂的还可预设诸如灯光、日光灯、日光等选项和手动多种模式控制白平衡。选购摄像机时,是否具有较好的白平衡功能应是考虑的问题之一。当然几乎所有的图像处理软件都可以调整图像的色彩,但如果你对图象软件不是很熟悉,或者不愿太麻烦去调整,你最好还是选择具有较好的白平衡功能的摄像机。白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种
色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关(请参阅《色彩学原理》),举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同,既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。

  在了解白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念――色温。所谓色温,简而言之,
就是定量地以开尔文温度(K)来表示色彩。英国著名物理学家开尔文认为,假定某一黑体物质,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如,当黑体受到的热力相当于500—550 摄氏度时,就会变成暗红色,达到1050-1150 摄氏度时,就变成黄色,温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”,这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它,这就是色温。打铁过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。色温现象在日常生活中非常普遍,相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调,不同的路灯也会发出不同颜色的光,天然气的火焰是蓝色的,原因是色温较高。万里无云的蓝天的色温约为10000 K,阴天约为7000~9000 K,晴天日光直射下的色温约为6000 K,日出或日落时的色温约为2000 K,烛光的色温约为1000 K。这时我们不难发现一个规律:色温越高,光色越偏蓝;色温越低则偏红。某一种色光比其它色光的色温高时,说明该色光比其它色光偏蓝,反之则偏红;同样,当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光?_翾T_的色温偏高,反之偏低。

  由于人眼具有独特的适应性,使我们有的时候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了,并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红,如果突然把日光灯改为钨丝灯照明,就会觉查到白纸的颜色偏红了,但这种感觉也只能够持续一会儿。摄像机的CCD并不能像人眼那样具有适应性,所以如果摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。那么什么是白平衡呢?白平衡就是针对不同色温条件下,通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色,更接近人眼的视觉习惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下,摄像机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整,使之成像后仍然为白色。这是一种经常出现的情况,但不是全部,白平衡其实是通过摄像机内部的电路调整(改变蓝、绿、红三个CCD电平的平衡关系)使反射到镜头里的光线都呈现为消色。如果以偏红的色光来调整白平衡,那么该色光的影像就为消色,而其他色彩的景物就会偏蓝(补色关系)。

2. 如何调整白平衡

  先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色目标,然后将自动方式开关从手动拨到设置位置,保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止,在白平衡被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置,此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中,直至再次执行被改变为止,其范围为2300~10000K,在此期间,即使摄象机断电也不会丢失该设置。以此方式设置白平衡适用于大部分应用场合。

3. 镜头的F值有什么含义

  F表示,其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比,即:F=f(焦距)/D(镜头实际有效口径),F值越小,则光圈越大。例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米。

4. 有几种方式可以看到视频

有三种方式:

1. C/S(客户端/服务器)架构:在远程的PC 上安装客户端软件,每个客户端软件独立
直接访问前端的视频服务器或者网络摄像机。就犹如在本地安装个人版本的病毒防护
设备,或者认为是厂商直销的销售模式

2. B/S(浏览器/服务器)架构:在远程PC 上不需要安装任何客户端软件,只需要有一
个IE浏览器,每个客户端访问的是架设在指定位置的服务器,通过访问服务器来看图
像。就犹如在本地安装了远程服务器的防毒软件客户端。或者认为是代理商销售的模


3. Brower 方式:直接通过IE 访问前端视频服务器或网络摄像机。犹如您是通过网络进
行病毒的在线防护。或者认为是通过网络进行的在线销售模式。

5. 什么是PoE
PoE(Power Over Ethernet),通过特殊的交换机设备提供通过网线直接对网络设备供电。这个不仅需要交换机支持,而且还需要网络设备也支持才能正常使用。

6. 镜头C接口和CS接口的区别
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。

7. 自动增益控制(AGC)
摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路。具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,
但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。

8. 什么是CMOS摄像机?和CCD摄像机有何不同?
CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。因为人眼能看到1Lux
照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS
传感器感光度的3 到10 倍。因此采用CCD 作为感光器材的摄像机价格高于同等级CMOS
作为感光器材的产品。

9. 背光补偿BLC
背光补偿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。当引入背光补偿功能时,摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC 电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,AGC 放大器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高,从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。

10. 什么是CCD
CCD全称为Charge Coupled Device,中文翻译为电荷藕合器件。它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。

11.AGC ON/OFF(自动增益控制):摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,然而在亮光照的环境下放大器将过载,使视频信号畸变。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图像。开关在OFF时,在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。

12. ATW ON/OFF(自动白平衡):开关拨到ON时,通过镜头来检测光源的特性/色温,从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。

13. ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制):当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节)。选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。
需要注意的是:在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:
① 在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。
② 图像显著地闪烁和色彩重现性不稳定。
③ 白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。
以固定光圈镜头采用ELC方式时,图像的景深可能小于使用ALC式镜头所获得的景深。因此,摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时。景深会比使用ALC式镜头时小,而且图像上远处的物体可能不在焦点上。
当镜头是自动光圈镜头时,需要将开关拨到ALC方式。

14. BLC ON/OFF(背光补偿开关):当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时,应该把开关拨到ON位置。注意: ① 当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢; ② 如果所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。

15. LL/INT(同步选择开关):此开关用以选择摄像头同步方式,INT为内同步;LL为电源同步。有些摄像头还有一个LL PHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围大概是一帧。(调整需要专业人员进行)

16. VIDEO/DC(镜头控制信号选择开关):ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。
当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制(VIDEO LEVEL L/H)可能需要调整,该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平,用以控制镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮)。
在摄像头的配件中,有一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;如果用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户根据说明书上的标注,用烙铁焊好。由于厂家定义不同,所以焊法也有区别,请安装时留意。

17. SOFT/SHARP(细节电平选择开关):该开关用以调节输出图像是清晰(SHARP)还是平滑(SOFT),通常出厂设定在SHARP位置。

18. FLICKERLESS(无闪动方式):在电源频率为50Hz的地区,CCD积累时间为1/50秒,如果使用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,这样将造成视觉影像不同步,在监视器上出现闪动;反之,在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门:有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体,如果以1/50秒速度拍摄,会产生拖尾现像,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此时CCD的电荷偶合速度提高,这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现像,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必须使用此设置。所以,某些专用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。

更新日期:2009-9-13

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