第一章摄像机的基本结构和原理
第一章摄像机的基本结构和原理
内容提要:
摄像镜头的构成
论述光线进入成像系统如何变成电子信号讲解摄像机最基本的结构和原理
摄像机----光电转换的工具
摄像机将它“看见”的光学图像转化成电信号,电视接收机再将这些信号转换成屏幕图像(电视画面),录音话筒将“听见”的声音转换成电信号,电视机上的扬声器再将这些点信号转换成声音.
一摄像镜头的构造
镜头的作用是将要拍摄的景物真实、清晰地反映到成像装置上。
镜头的组成部件：
（1）聚焦环
（2）变焦开关
（3）光圈
（4）微距聚焦环
（5）倍率镜
二摄像镜头的工作原理
（1）聚焦
（2）变焦
（3）光圈调节
三光电转换系统
（1）分光装置
A 分色镜系统
B 分光棱镜
C 条纹滤光镜
（2）成像装置
A 摄像管
B 电荷耦合装置（CCD,集成电路板)
四光电转换系统的工作原理
五录像系统
（一）磁带录像的工作原理（二）录像系统的基本构造
高清摄像机的工作原理与分类
高清摄像机的工作原理与分类 高清摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此，在电视监控系统中使用的高清摄像机仍为CCD摄像机。摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头。 严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的。 摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷存储及转移，也可将存储的电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。 CCD的工作原理 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，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD、摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。 CCD摄像机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无制造能力，市场上大部分高清摄像机的摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其他专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色、扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD 可以很好地还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD 由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果高清摄像机用于此类工作，一定要仔细挑选。
摄像头工作原理
JMK MODEL: JK-316 1/4 索尼高清CCD 内置自动变焦、自动光圈镜头 16倍光学变焦镜头 12倍数字变焦 可调视频传输距离（3步骤） 最低照度：0.001 Lux(DSS) RS-485协议and PTZ 控制器接口 监控摄像头的分类 分类包括： 枪形摄像机 半球形摄像机 一体化摄像机 红外摄像机 智能高速球型摄像机 智能中速球型摄像机 数字视频会议摄像机 微型针 从色彩分为：彩色，黑白，彩转黑从外形分为：枪击，半球，球机从原理分为：模拟，数字
摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。 摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
高速摄像机工作原理及应用
高速摄像机是一种能够以小于1/1000秒的曝光或超过每秒250帧的帧速率捕获运动图像的设备。高速摄像机用于将快速移动的物体作为照片图像记录到存储介质上。录制后，存储在媒体上的图像可以慢动作播放。早期的高速摄像机使用胶片记录高速事件，但被完全使用电荷耦合器件（CCD）或CMOS有源像素传感器的电子设备取代，通常每秒超过1000帧记录到DRAM上，慢慢地回放研究瞬态现象的科学研究动作。 摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图象信号转变为电信号，以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了“视频信号”。光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。 工作原理 高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光，或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中，由电脑对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。因此，一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储与处理等几部分组成。 高速摄像在流体力学中的应用 高速摄像在工业应用中应用广泛，高速摄像机能拍摄到肉眼无法看清楚的图像和运动过程。流体力学中的湍流、流体的流速、流场、气泡、沸腾、两相流等运动规律的观察和分析更是少不了高速摄像机的参与。如用高速摄像拍摄的石头进入水中一刹那的细节。通过高速摄像机影像，研究人员能够了解石头水下的受力情况，并通过流体动力学，分析出为何石头能在水面上连续多次漂浮。 武汉中创联达科技有限公司，专业从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机，超高速摄像机，高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。经过多年的市场经验及技术积累，公司为国内
摄像头工作原理
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小 摄像头感光器件：CCD一定比CMOS好吗？ 在选择摄像头时，镜头是很重要的。按感光器件类别来分，现在市场上摄像头使用的镜头大多为CCD 和CMOS两种，其中CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）因为价格较高更多是应用在摄像、图象扫描方面的高端技术组件，CMOS（Complementary Metal－Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）则大多应用在一些低端视频产品中。
USB摄像头的工作原理
USB摄像头的工作原理 2010-04-06 15:03 摄像头的工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 四、摄像头的主要结构和组件 从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件： 1、主控芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键
元器件是什么？》） 2、感光芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 3、镜头（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 4、电源 摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。 五、摄像头的一些技术指标 1、图像解析度/分辨率(Resolution)： ●SXGA(1280 x1024)又称130万像素 ●XGA(1024 x768)又称80万像素 ●SVGA(800 x600)又称50万像素 ●VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488) ●CIF(352x288) 又称10万像素 ●SIF/QVGA(320x240) ●QCIF(176x144) ●QSIF/QQVGA(160x120) 2、图像格式(image Format/ Color space) RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。 ●RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡， 从而可以再现256*256*256种颜色。 ●I420：YUV格式之一。 ●其它格式有: RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。 3、自动白平衡调整(AWB) 定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。 色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。 当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化， 需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。 4、图像压缩方式 JPEG：(joint photographic expert group)静态图像压缩方式。 一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求 不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。 5、彩色深度(色彩位数) 反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，实际就是A/D转换器的量
摄像头的工作原理
摄像头的工作原理是：按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采集图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度一一对应的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。具体而言（参见下图），摄像头连续地扫描图像上的一行，则输出就是一段连续的电压信号，该电压信号的高低起伏反映了该行图像的灰度变化。当扫描完一行，视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压的电平（如0.3V），并保持一段时间。这样相当于，紧接着每行图像信号之后会有一个电压“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脉冲，它是扫描换行的标志。然后，跳过一行后（因为摄像头是隔行扫描的），开始扫描新的一行，如此下去，直到扫描完该场的视频信号，接着又会出现一段场消隐区。该区中有若干个复合消隐脉冲，其中有个远宽于（即持续时间长于）其它的消隐脉冲，称为场同步脉冲，它是扫描换场的标志。场同步脉冲标志着新的一场的到来，不过，场消隐区恰好跨在上一场的结尾和下一场的开始部分，得等场消隐区过去，下一场的视频信号才真正到来。摄像头每秒扫描25 幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描50 场图像。奇场时只扫描图像中的奇数行，偶场时则只扫描偶数行。 摄像头有两个重要的指标：有效像素和分辨率。分辨率实际上就是每场行同步脉冲数，这是因为行同步脉冲数越多，则对每场图像扫描的行数也越多。事实上，分辨率反映的是摄像头的纵向分辨能力。有效像素常写成两数相乘的形式，如“320x240”，其中前一个数值表示单行视频信号的精细程度，即行分辨能力；后一个数值为分辨率，因而有效像素=行分辨能力×分辨率。 值得注意的是，通常产品说明上标注的分辨率不是等于实际分辨率（即每场行同步脉冲数），而是等于每场行同步脉冲数加上消隐脉冲数之和。因此，产品说明上标注的“分辨率”略大于实际分辨率。我们要知道实际的分辨率，就得实际测量一下。 摄像头工作原理.jpg
摄像机基本工作原理
摄像机的工作原理及应用 内容提要 摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。从能量的转变来看，摄像机的工作原理是一个光－－电－－磁－－电－－光 的转换过程。 摄像机所以能摄影成像，主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。 景深原理在摄像上有着极其重要的作用。正确理解和运用景深，有助于拍出满意的画面。光圈、焦距和物距是决定景深的主 要因素。 变焦距镜头具有在一定范围内连续改变焦距而成像面位置不变的性能，已成为家用摄像机上运用最广泛的镜头。 自动聚集装置有四种工作方式，即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度，分别被应用在不同类型的摄像机之中。 一、摄像机的工作原理 摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分：光学系统（主要指镜头）、光电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）以及电路系统（主要指视频处理电 路）。 光学系统的主要部件是光学镜头，它由透镜系统组合而成。这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜的中比边缘厚，因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射。当被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成“焦点”。光电转换系统中的光敏原件会把“焦点”外的光学图像转变成携带电荷的电信号。这些电信号的作用是微弱的，必须经过电路系统进一步放大，形成符合特定技术要求的信号，并从摄像机中输出。 光学系统相当于摄像机的眼睛，与操作技巧密切相关，在本
章以后的小节里将详细叙述。光电转换系统是摄像机的核心，摄像管或固体摄像器件便是摄像机的“心脏”，有关这一部分的内容，将在第三章里介绍。由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合为一体，下面再概述一下录像部分的工作原理。 当摄像机中的摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后，便形成了被记录的信号源。录像系统把信号源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记录在录像带上。如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成电信号，再经过放大处理 后送到电视机的屏幕上成像。 从能量的转变来看，摄像机的工作原理是一个光－－电－－ 磁－－电－－光的转换过程。 三片CCD摄像机的组成框图 二、镜头及其成像原理 是摄像机最主要的组成部分，并被喻为人的眼睛。人眼之所以能看到宇宙万物，是由于凭眼球水晶体能在视网膜上结成影像的缘故；摄像机所以能摄影成像，也主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。因此说，镜头就是摄像机的眼睛。电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力，受光学镜头的内在质量所制约。当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头。加膜就是在镜头表面涂上一层带色彩的薄膜，用以消减镜片与镜片之间所产生的色散现象，还能减少逆光拍摄时所产生的眩光，保护光线顺利通过镜头，提高镜头透光的能力，使所摄的画面更清晰。 摄像者在自学摄像的过程中，首先要熟知镜头的成像原理，它主要包括焦距、视角、视场和像场。 焦距是焦点距离的简称。例如，把放大镜的一面对着太阳，
摄像头工作原理(驱动详细)
一、摄像头工作原理 上一篇我们讲了摄像头模组的组成，工作原理，作为一种了解。下面我们析摄像头从寄存器 角度是怎么工作的。如何阅读摄像头规格书（针对驱动调节时用到关键参数，以GT2005为例）。 规格书，也就是一个器件所有的说明，精确到器件每一个细节，软件关心的寄存器、硬件关 心的电气特性、封装等等。单单驱动方面，我们只看对我们有用的方面就可以了，没必要全部看完。主要这些资料全都是鸟语,全部看完一方面时间上会用的比较多，找到关键的地方 就行了。 1、camera的总体示意图如下：控制部分为摄像头上电、I2C控制接口，数据输出为摄像头 拍摄的图传到主控芯片，所有要有data、行场同步和时钟信号。GT2005/GT2015是CMOS 接口的图像传感器芯片，可以感知外部的视觉信号并将其转换为数字信号并输出。 我们需要通过MCLK给摄像头提供时钟，RESET是复位线，PWDN在摄像头工作时应该始终为低。PCLK是像素时钟（这个应该是等同于CSI中的普通差分时钟通道），HREF是行参考信号，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头 就开始工作了，通过HREF，VSYNC和PCLK同步传输数字图像信号。数据是通过D0~D7这八根数据线并行送出的。
（1）、Pixel Array GT2005阵列大小为1268 列、1248 行,有效像素为1616 列, 1216 行。也就是说摄像头为1600X1200的时候，像素点要多于这个，去除边缘一部分，保证图像质量吧。 （2）、I2C这个不用说了，摄像头寄存器初始化的数据都从这里传输的，所有的I2C器件都一样的工作，来张图吧，后面做详细分析； 下面这一部分在调试驱动的过程中比较重要了： （3）、MCLK 电子元件工作都得要个时钟吧，摄像头要工作，这个就是我们所要的时钟，在主控制芯片提供，这个时钟一定要有，要不然摄像头不会工作的。 （4）、上下电时序，这个要接规格书上来，注意PWDN、RESETB这两个脚，不同的摄像 头不太一样，这个图是上电时序，上电时参考一下，知道在那里看就行；
网络摄像机的组成及工作原理
网络摄像机的组成及工作原理 网络摄像机的应用，使得图像监控技术有了一个质的飞跃。首先，网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线，实现了真正的三网（视频、音频、数据）合一，网络摄像机即插即用，工程实施简便，系统扩充方便；其次，跨区域远程监控成为可能，特别是利用互联网，图像监控已经没有距离限制，而且图像清晰，稳定可靠；再者，图像的存储、检索十分安全、方便、可异地存储，多机备份存储以及快速非线性查找等。 组成原理 网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。 镜头 镜头作为网络摄像机的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。 图像传感器、声音传感器 图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热。暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点。 CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。
通常，传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器，而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。但新的技术正在克服每种器体固有的弱点，同时保留了适合于特定用途的某些特性。这一部分与模拟摄像机相同。 声音传感器即拾声器或叫麦克风，与传统的话筒原理一样。 A/D转换器 A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。 基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口，无须A/D转换器；而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口，亦无须A/D 转换器，但由于此模块主要针对模拟摄像机设计，只有模拟输出接口，故需要进行A/D转换。 图像、声音编码器 经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。 目前，图像编码压缩技术有两种：一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化在芯片上；另一种是基于DSP的软件编码压缩，即软件运行在DSP上进行图像的编码压缩。同样，声音的压缩亦可采用硬件编码压缩和软件压缩，其编码标准有MP3等格式。 控制器 控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制工作。如果是硬件压缩编码，控制器是一个独立部件；如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。
车牌识别网络摄像机的工作原理
车牌识别网络摄像机的工作原理 1.光学成像技术 光学成像系统无论是在模拟摄像机还是在IPC系统中都是一个重要的环节，视频图像的质量与光学成像系统密切相关。通常光学成像技术包括镜头技术及感光器件技术，一直以来，镜头技术以德国及日本的技术比较领先。感光器件目前有CCD及CMOS两种，CCD感光器件目前占绝对的市场份额。 CCD的主要优点是高解析、低噪音、高敏感、可大批量稳定生产等，日本公司的CCD技术占全球主导地位。CMOS技术自从20世纪80年代发明以来，初期主要用于低端、低品质市场，但随着CMOS技术的逐步成熟和完善，在高分辨率摄像头中，CMOS开始迅猛发展起来，CMOS技术目前是欧美公司的天下。这两种传感器各有长短，甚至好多公司的1PC产品线分别以CCD和CMOS传感器架构支撑，两条腿并行。 2.视频编码算法 视频编码算法不仅仅是DVS、DVR的核心技术，对于IPC -样是核心技术。无论何种编码方式，其关键是“在有限的码流下实现高质量的图像，并具有良好的网络适应性”。视频编码算法从早期的MJPEG，MPEG-4，发展到目前的H.264。H.264因为具有良好的图形质量、编码效率及网络适应能力，是目前及未来段时间编码算法的主流。 早期的IPC 主要采用MJPEG算法，MJPEG编码方式比较简单，对芯片的处理能力要求不高。采用帧内压缩方式，帧之间没有关系；图像质量好，适合于影像编辑。但是由于不采用帧间预测技术，使得码流过高从而网络负荷较重，存储空间需求也比较大。由于MJPEG 编码方式下对每帧图像独立压缩编码，因此，在部分地区可用来做法律证据。 MPEG-4编码方式在IPC应用中比较多，可以实现较低码流下良好的图像质量，但是其编解码复杂性相对MJPEG而言较高，对芯片的处理能力要求较高。另外网络延迟，图像抖动等问题仍需要加强改善。 H.264是目前最高效的编码技术，同等图像质量下H.264编码产生的码流是MPEG-4的 一半左右，并且内建针对流媒体和无线网络的优化工具，相比MPEG-4其编码复杂度更高，编解码时间更长，需要编码芯片具有很强的运算处理能力，总体成本较高。 3.编码压缩芯片 在IPC设备中，核心的任务是视频的编码压缩，而视频的编码压缩工作，具体实施角色就是编码芯片，编码芯片具有高效的运算处理能力。目前视频编码算法的发展趋势是效率越来越高，同时算法越来越复杂，这对编码芯片的处理能力提出了更高的要求。 早期的IPC编码压缩工作由ASIC芯片或DSP芯片实现，目前有soc单片系统占主导的趋势。得益十近几年网络视频监控市场的不断扩大，芯片厂商开始重视视频监控行业应用，从而不断地、有针对性地开发出高性能、低价格、专用于安防视频应用的多媒体芯片，使得芯片处理能力不断增强，进而可以运行复杂的视频编码算法（如H.264）。目前，多数IPC 厂商均采用国际主流厂商的lC来完成IPC的开发研制，而有部分厂商采用自己研制的lC芯片，此方式对JPC厂商的综合实力是个考验，但可以灵活自主地决定开发周期。 4.视频分析技术 视频内容分析技术（Video Content Analysis，VCA)可以使系统对视频内容进行自动分析提取，将大量无用的视频信息进行过滤，而对于可疑的视频内容，可以自动触发事件从而改变分辨率、帧率，并发送报警视频给相应的客户端，这样大大节省了网络资源及存储资源。早期的视频分析技术多数基于后端服务器方式，该方式对后端服务器资源的占用比较高，不便于进行大规模、分布式的部署。日前，许多IPC厂商已经直接把视频分析功能置入IPC内，利用IPC的芯片运行视频分析算法，从而实现分布式的智能化监控。部署在IPC的视频分析
摄像头工作原理
摄像头的工作原理 摄像头又称视频头。 摄像头主要有镜头、CCD图像传感器、预中放、AGC、A/D、同步信号发生器、CCD驱动器、图像信号形成电路、D/A转换电路和电源的电路构成。摄像头的主要图像传感部件是CCD（Charge Coupled Device），即电荷耦合器件，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，C CD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件，是代替摄像管传感器的新型器件。 摄像头的工作原理是：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，产生表示一幅幅画面的电信号，经过预中放电路放大、AGC自动增益控制，于由图像处理芯片处理的是数字信号，所以经模数转换到图像数字信号处理IC（DSP）。同步信号发生器主要产生同步时钟信号（由晶体振荡电路来完成），即产生垂直和水平的扫描驱动信号，到图像处理IC。然后，经数模转换电路通过输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。图像数字信号处理主是有SONIX(松翰)和VIMICRO（中星微）等。 图像传感器(SENSOR)：是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。目前市场上主流摄像头使用的感光元件主要是CCD和CMOS两种。它们的作用相当于传统相机中的底片。CCD的分辨率高，色彩还原逼真，已经成为百万像素级的数码摄影器材里的主角，但是其价格昂贵；与CCD相比，CMOS具有节能及成本低等特点。而且在百万像素内CMOS的感光效果完全可以和CCD媲美，因而摄像头几乎全都采用CMOS作为感光元件。目前市场上的摄像头产品采用的CMOS品牌较多，主要有MICRON，HY NIX， CISENSOR， TASC等等前四家的市场占有率接近100%。 CCD可分为线阵CCD、三线CCD、面阵CCD和交织传输CCD。摄像头采用是面阵CCD图像传感器。CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果。摄像头的分类如下：
摄像头工作原理详解
摄像头工作原理详解 摄像头工作原理： 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。
摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。 然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小。
网络视频监控系统中摄像机的工作原理及组网方式v
随着视频技术的不断发展，出现了实时监控多路视频画面，将其同时提供给视频接收者的电视墙技术，多方视频会议和监控领域是这一技术的主要应用场景。在视频监控系统网络化、数字化的今天，高清网络摄像机、网络摄像机、视频服务器、硬盘录像机、流媒体服务器等数字化设备越来越得到广泛应用，那么网络摄像机是怎么解码上墙的呢？ 首先，先了解网络摄像机的工作原理 摄像头的工作原理大致为：光（景物）通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理进行视频编码压缩，再通过网线进行传输，后端通过电脑直接访问解码查看视频或者通过解码设备进行显示。 网络摄像机的工作原理 网络摄像机内部主要结构
注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。然后，在了解下显示原理 都了解电脑的显示原理，我们电脑主机显示是通过电脑主机的显卡进行转换才能接到显示器上面显示。网络摄像机的工作原理也类似，要先经过数字网络信号进行解码，输出可以显示的信号进行显示。这就是为什么模拟摄像机可以直接通过BNC头接到监视器直接显示，而网络摄像机不行。视频监控中常见的显示方式 1、简化方案：通过电脑访问客户端显示视频画面。 用途：主要用于前期摄像机调试用 缺点：存储不方便，管理局限性，对电脑要求较高，管理路数少；
摄像机的基本原理
1．摄像机的基本结构原理 （1）普通摄像机 组成原理： 外壳、镜头、CCD感光元件、基本电路板（含Q9头）、电源模块（一般是220V转12V 的变压器） 外壳就不用多说了，地球人都明白了。 镜头也就是实现光圈开关、变动焦距功能的器件。 CCD感光元件是摄象机中重要的组成部分，它的好坏直接影响到摄象机的质量，感光元件在效果中的体现为视频画面的清晰度，也就是常说的420线、480线、520线等参数。还有CCD按规格分，常见的有1/3、1/4规格，当然还有1/2、2/3、1的规格，由于在成本上考虑，大部分生产商会考虑便宜的1/4、1/3规格的CCD。 基本电路板就相当于电脑的主板，也称为“系统总线”所有的器件都要通过它来实现自己的功能。 电源模块其实就是个变压器，为电路板和与电路板相连接的器件提供稳定持续的电力供应。 （2）网络摄像机 组成原理： 网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。 1.镜头 镜头作为网络摄像机的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。 图像传感器、声音传感器 图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热。暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点。 CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。 通常，传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器，而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。但新的技术正在克服每种器体固有的弱点，同时保留了适合于特定用途的某些特性。这一部分与模拟摄像机相同。
摄像机云台工作其原理分析
摄像机云台工作其原理分析 作者：深圳真功夫监控科技有限公司 https://www.360docs.net/doc/2610965106.html, 摄像机云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。摄像机云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。水平转动的角度一般为350?，垂直转动则有45?、35?、75?等等。水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。摄像机云台的分类大致如下： 1 室内用摄像机云台及室外用云台 室内用云台承重小，没有防雨装置。室外用云台承重大，有防雨装置。有些高档的室外云台除有防雨装置外，还有防冻加温装置。 2 承重 为适应安装不同的摄像机及防护罩，摄像机云台的承重应是不同的。应根据选用的网络摄像机及防护罩的总重量来选用合适承重的云台。室内云台的承重量较小，云台的体积和自重也较小。室外用云台因为肯定要在它的上面安装带有防护罩（往往还是全天候防护罩）的网络摄像机，所以承重量都较大。它的体积和自重也较大。 目前出厂的室内云台承重量大约1. 5kg~7kg左右，室外用云台承重量大约为7kg~50kg左右。还有些云台是微型云台，比如与摄像机一起安装在半球型防护罩内或全天候防护罩内的云台。 3 控制方式 一般的摄像机云台均属于有线控制的电动云台。控制线的输入端有五个，其中一个为电源的公共端，另外四个分为上、下、左、右控制端。如果将电源的一端接在公共端上，电源的另一端接在“上”时，则云台带动摄像机头向上转，其余类推。 还有的摄像机云台内装继电器等控制电路，这样的云台往往有六个控制输入端。一个是电源的公共端，另四个是上、下、左、右端，还有一个则是自动转动端。当电源的一端接在公共端，电源另一端接在“自动”端，云台将带摄像机头按一定的转动速度进行上、下、左、右的自动转动。 在电源供电电压方面，目前常见的有交流24V和220V两种。云台的耗电功率，一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。 目前，还有直流6V供电的室内用小型云台，可在其内部安装电池，并用红外遥控器进行遥控。目前大多数云台仍采用有线摇控方式。云台的安装位置距控制中心较近，且数量不多时，一般从控制台直接输出控制信号进行控制。而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时，往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过终端解码器解出控制信号再去控制云台的转动。 在选用摄像机云台时，最好选用在摄像机云台固定不动的位置上安装有控制输入端及网络视频输入输出端接口的摄像机云台，并且在固定部位与转动部位之间（即与摄像机之间）有用软螺旋线形成的摄像机及镜头的控制输入线和视频输出线的连线。这样的摄像机云台安装使用后不会因长期使用导致转动部分的连线损坏。特别是室外用的云台更应如此。