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CCD,英文全稱:Charge-coupled Device,中文全稱:電荷耦合元件。可以稱為CCD圖像感測器。CCD是一種半導體器件,能夠把光學影像轉化為數字信號。

1 CCD -CCD簡介

CCDCCD
Charge Coupled Device(CCD)電荷耦合器件。CCD是一種半導體裝置,能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素(Pixel)。一塊CCD上包含的像素數越多,其提供的畫面解析度也就越高。CCD的作用就像膠片一樣,但它是把圖像像素轉換成數字信號。CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛,只不過攝像機中使用的是點陣CCD,即包括x、y兩個方向用於攝取平面圖像,而掃描儀中使用的是線性CCD,它只有x一個方向,y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。 

CCD,是英文Charge Coupled Device 即電荷耦合器件的縮寫,它是一種特殊半導體器件,上面有很多一樣的感光元件,每個感光元件叫一個像素。CCD在攝像機里是一個極其重要的部件,它起到將光線轉換成電信號的作用,類似於人的眼睛,因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。 

2 CCD -CCD衡量標準

衡量CCD好壞的指標很多,有像素數量,CCD尺寸,靈敏度,信噪比等,其中像素數以及CCD尺寸是重要的指標。像素數是指CCD上感光元件的數量。攝像機拍攝的畫面可以理解為由很多個小的點組成,每個點就是一個像素。顯然,像素數越多,畫面就會越清晰,如果CCD沒有足夠的像素的話,拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響,因此,理論上CCD的像素數量應該越多越好。但CCD像素數的增加會使製造成本以及成品率下降,而且在現行電視標準下,像素數增加到某一數量后,再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯,因此,一般一百萬左右的像素數對一般的使用已經足夠了。

CCDCCD
單CCD攝像機是指攝像機里只有一片CCD並用其進行亮度信號以及彩色信號的光電轉換,其中色度信號是用CCD上的一些特定的彩色遮罩裝置並結合後面的電路完成的。由於一片CCD同時完成亮度信號和色度信號的轉換,因此難免兩全,使得拍攝出來的圖像在彩色還原上達不到專業水平很的要求。為了解決這個問題,便出現了3CCD攝像機。3CCD,顧名思義,就是一台攝像機使用了3片CCD。我們知道,光線如果通過一種特殊的稜鏡后,會被分為紅,綠,藍三種顏色,而這三種顏色就是我們電視使用的三基色,通過這三基色,就可以產生包括亮度信號在內的所有電視信號。如果分別用一片CCD接受每一種顏色並轉換為電信號,然後經過電路處理后產生圖像信號,這樣,就構成了一個3CCD系統。

和單CCD相比,由於CCD分別用3個CCD轉換紅,綠,藍信號,拍攝出來的圖像從彩色還原上要比單CCD來的自然,亮度以及清晰度也比單CCD好。但由於使用了三片CCD,3CCD攝像機的價格要比單CCD貴很多。

3 CCD -CCD分類

CCD晶元分兩大類  線型CCD即CCD的感光元件排列在一條直線上。它成像方式是CCD在光學系統成像所在的焦平面上垂直掃過,地到一幅完整的影像。傳統的掃描儀都使用這種類型的CCD,因此我們又稱它為掃描型CCD。線性CCD的這種工作方式決定了它得到一幅完整的影像需要很長的時間,即嚗光時間很長。自然它就無法用於拍攝動態的物體,另外在嚗光過程中需要一致的光線環境,它也不支持閃光拍攝。雖然有如此重大的缺陷,但線性CCD的感光元件可以做到很高的線密度,這樣用線性CCD可以得到極高像素數量的影像,因此它仍然被用於數碼相機,拍攝需要超高解析度的靜物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相機,它用三條線性CCD分別感應紅藍綠三色光,每條3648像素,色彩灰度為12位,可得到1640萬像素解析度高達4500*3648的圖象,最終的影像容量高達50-100MB。其預掃描時間需要12秒,每一線依精度需要1/15-1/200秒。
面型CCD 又稱全幅式CCD,陣列型CCD。面型CCD的嚗光方式有以下三種。

1.單CCD晶元三次嚗光:即通過三色濾鏡輪盤分別將紅藍綠三色光投射在CCD上,三次採集后合成得到影像。這種方式得到的影像質量很高,但三次嚗光,不能用於拍攝動態影像。

2.三CCD一次嚗光:三個CCD晶元,分別感應紅綠藍三色光(或其中兩片感應綠色光,另一片感應紅藍光),自然光通過分光稜鏡系統將三色光分別投影在CCD上,一次嚗光得到完整影像。這種方式得到的影像質量和單晶元三次嚗光一樣,而一次嚗光可拍攝動態影像.缺點是三CCD的成本很高,分光稜鏡的製作技術難度也很大。

3.單CCD晶元一次嚗光:CCD上組合排列感應三種色光的像素,一次嚗光后得到影像,由於人眼對綠色最為敏感,通常CCD上的感綠色像素最多。這種方式的影像質量最低,但受成本的限制和對動態影像的拍攝要求,市面上主流產品大都採用單CCD晶元一次嚗光。

4 CCD -CCD原理

說到CCD的尺寸,其實是說感光器件的面積大小,這裡就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積大小,CCD/CMOS面積越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。CCD/CMOS是數碼相機用來感光成像的部件,相當於光學傳統相機中的膠捲。

CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力,並以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時,會將電荷反應在組件上,整個CCD上的所有感光組件所產生的信號,就構成了一個完整的畫面。

如果分解CCD,你會發現CCD的結構為三層,第一層是「微型鏡頭」,第二層是「分色濾色片」以及第三層「感光層」。

第一層「微型鏡頭」 我們知道,數碼相機成像的關鍵是在於其感光層,為了擴展CCD的採光率,必須擴展單一像素的受光面積。但是提高採光率的辦法也容易使畫質下降。這一層「微型鏡頭」就等於在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為感測器的開口面積而決定,而改由微型鏡片的表面積來決定。 第二層是「分色濾色片」 CCD的第二層是「分色濾色片」,目前有兩種分色方式,一是RGB原色分色法,另一個則是CMYK補色分色法這兩種方法各有優缺點。首先,我們先了解一下兩種分色法的概念,RGB即三原色分色法,幾乎所有人類眼鏡可以識別的顏色,都可以通過紅、綠和藍來組成,而RGB三個字母分別就是Red, Green和Blue,這說明RGB分色法是通過這三個通道的顏色調節而成。再說CMYK,這是由四個通道的顏色配合而成,他們分別是青(C)、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業中,CMYK更為適用,但其調節出來的顏色不及RGB的多。
原色CCD的優勢在於畫質銳利,色彩真實,但缺點則是雜訊問題。因此,大家可以注意,一般採用原色CCD的數碼相機,在ISO感光度上多半不會超過400。相對的,補色CCD多了一個Y黃色濾色器,在色彩的分辨上比較仔細,但卻犧牲了部分影像的解析度,而在ISO值上,補色CCD可以容忍較高的感光度,一般都可設定在800以上第三層:感光層 CCD的第三層是「感光片」,這層主要是負責將穿過濾色層的光源轉換成電子信號,並將信號傳送到影像處理晶元,將影像還原。 CCD(CMOS)的真實尺寸?

在數碼相機性能規格表中用英寸表示並不是CCD的真實尺寸,但可以使用一個簡單而實用的方法求得CCD的真實尺寸。鏡頭的真實焦距與相當(等效)焦距在數碼相機或使用說明書上一般都會列出,而相當於35mm照相機的焦距與真實焦距之比,即為35mm照相機的畫幅對角線尺寸與CCD的實際對角線長度比,由此可以方便計算出CCD的真實尺寸。

舉例說明,松下LX2(有效像素1020萬)輕便數碼相機使用1/1.65英寸CCD,鏡頭的相當焦距為28-112mm,真實焦距為6.3-25.2mm,兩者的比例4.44,35mm照相機的畫幅尺寸為24x36mm,對角線長43.2mm,43.2/4.44=9.72mm,這就是1/1.65英寸CCD有效對角線長度,換算成畫幅橫縱比4/3,可求得真實尺寸為7.38x5.54mm。松下LX2相機CCD有效感光成像面積僅為全幅尺寸的二十分之一,為APS—C畫幅尺寸的九分之一。

CCDCCD/CMOS尺寸一覽表
CCDCCD




5 CCD -比較

   
特點
CCD
CMOS
畫素輸出訊號
電子封包
電壓
晶元輸出訊號
電壓 (模擬)
位 (數字)
相機輸出訊號
位 (數字)
位 (數字)
充填因子 (Fill factor)
系統雜訊
系統複雜性
感光組件複雜性
相對的系統價格
較高
較低
效能
CCD
CMOS
響應度 (responsitivity)
稍好
動態範圍
一致性
低至中
統一快門 (unifrom shuttering)
快,普通
拙劣的
速度
中至高
較高
窗口變化 (windowing)
有限
廣泛
抗模糊 (anti-blooming)
高至無
 
 註:CCD 是 Charge-Coupled Device 的簡稱,是電荷藕合組件,也稱為"數字攝影頭"或"數字攝影機"。
    CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 的簡稱,是互補性氧化金屬半導體。提高 Fill Factor (單一畫素中可吸收光的面積對整個畫素的比例),可有效做到提升敏感度、放大面積(全片幅) 和降低雜訊的影響。響應度 (responsitivity) 為感光組件每單位光的響應。
CCD和CMOS的不同之處
CCD與CMOS感測器是當前被普遍採用的兩種圖像感測器,兩者都是利用感光二極體(photodiode)進行光電轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數據傳送的方式不同。
如下圖所示,CCD感測器中每一行中每一個象素的電荷數據都會依次傳送到下一個象素中,由最底端部分輸出,再經由感測器邊緣的放大器進行放大輸出;而在CMOS感測器中,每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉換電路,用類似內存電路的方式將數據輸出。
CCD左圖為CCD感測器的結構,右圖為CMOS感測器的結構

造成這種差異的原因在於:CCD的特殊工藝可保證數據在傳送時不會失真,因此各個象素的數據可匯聚至邊緣再進行放大處理;而CMOS工藝的數據在傳送距離較長時會產生雜訊,因此,必須先放大,再整合各個象素的數據。

由於數據傳送方式不同,因此CCD與CMOS感測器在效能與應用上也有諸多差異,這些差異包括:

1. 靈敏度差異:由於CMOS感測器的每個象素由四個晶體管與一個感光二極體構成(含放大器與A/D轉換電路),使得每個象素的感光區域遠小於象素本身的表面積,因此在象素尺寸相同的情況下,CMOS感測器的靈敏度要低於CCD感測器。

2. 成本差異:由於CMOS感測器採用一般半導體電路最常用的CMOS工藝,可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到感測器晶元中,因此可以節省外圍晶元的成本;除此之外,由於CCD採用電荷傳遞的方式傳送數據,只要其中有一個象素不能運行,就會導致一整排的數據不能傳送,因此控制CCD感測器的成品率比CMOS感測器困難許多,即使有經驗的廠商也很難在產品問世的半年內突破 50%的水平,因此,CCD感測器的成本會高於CMOS感測器。

3. 解析度差異:如上所述,CMOS感測器的每個象素都比CCD感測器複雜,其象素尺寸很難達到CCD感測器的水平,因此,當我們比較相同尺寸的CCD與CMOS感測器時,CCD感測器的解析度通常會優於CMOS感測器的水平。例如,目前市面上CMOS感測器最高可達到210萬象素的水平(OmniVision的 OV2610,2002年6月推出),其尺寸為1/2英寸,象素尺寸為4.25μm,但Sony在2002年12月推出了ICX452,其尺寸與 OV2610相差不多(1/1.8英寸),但解析度卻能高達513萬象素,象素尺寸也只有2.78mm的水平。

4. 雜訊差異:由於CMOS感測器的每個感光二極體都需搭配一個放大器,而放大器屬於模擬電路,很難讓每個放大器所得到的結果保持一致,因此與只有一個放大器放在晶元邊緣的CCD感測器相比,CMOS感測器的雜訊就會增加很多,影響圖像品質。

5. 功耗差異:CMOS感測器的圖像採集方式為主動式,感光二極體所產生的電荷會直接由晶體管放大輸出,但CCD感測器為被動式採集,需外加電壓讓每個象素中的電荷移動,而此外加電壓通常需要達到12~18V;因此,CCD感測器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外(需外加 power IC),高驅動電壓更使其功耗遠高於CMOS感測器的水平。舉例來說,OmniVision近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA),在 30 fps的速度下運行,功耗僅為40mW;而致力於低功耗CCD感測器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等級的產品,其功耗卻仍保持在90mW 以上,雖然該公司近期將推出35mW的新產品,但仍與CMOS感測器存在差距,且仍處於樣品階段。

綜上所述,CCD感測器在靈敏度、解析度、雜訊控制等方面都優於CMOS感測器,而CMOS感測器則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。不過,隨著CCD與CMOS感測器技術的進步,兩者的差異有逐漸縮小的態勢,例如,CCD感測器一直在功耗上作改進,以應用於移動通信市場(這方面的代表業者為Sanyo);CMOS感測器則在改善解析度與靈敏度方面的不足,以應用於更高端的圖像產品,我們可以從以下各主要廠商的產品規劃來看出一些端倪。


6 CCD -CCD功能特性


CCD圖像感測器可直接將光學信號轉換為模擬電流信號,電流信號經過放大和模數轉換,實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。其顯著特點是:1.體積小重量輕;2.功耗小,工作電壓低,抗衝擊與震動,性能穩定,壽命長;3.靈敏度高,雜訊低,動態範圍大;4.響應速度快,有自掃描功能,圖像畸變小,無殘像;5.應用超大規模集成電路工藝技術生產,像素集成度高,尺寸精確,商品化生產成本低。因此,許多採用光學方法測量外徑的儀器,把CCD器件作為光電接收器。


7 CCD -CCD相關產品及概念介紹

1.CCD攝像機的選擇和分類
CCD晶元就像人的視網膜,是攝像頭的核心。目前中國尚無能力製造,市場上大部分攝像頭採用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產的晶元,現在韓國也有能力生產,但質量就要稍遜一籌。 因為晶元生產時產生不同等級,各廠家獲得途徑不同等原因,造成CCD採集效果也大不相同。在購買時,可以採取如下方法檢測:接通電源,連接視頻電纜到監視器,關閉鏡頭光圈,看圖像全黑時是否有亮點,屏幕上雪花大不大,這些是檢測CCD晶元最簡單直接的方法,而且不需要其它專用儀器。然後可以打開光圈,看一個靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個色彩鮮艷的物體,查看監視器上的圖像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色彩,使物體看起來清晰自然;而殘次品的圖像就會有偏色現象,即使面對一張白紙,圖像也會顯示藍色或紅色。個別CCD由於生產車間的灰塵,CCD靶面上會有雜質,在一般情況下,雜質不會影響圖像,但在弱光或顯微攝像時,細小的灰塵也會造成不良的後果,如果用於此類工作,一定要仔細挑選。


1、依成像色彩劃分
彩色攝像機:適用於景物細部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。
黑白攝像機:適用於光線不充足地區及夜間無法安裝照明設備的地區,在僅監視景物的位置或移動時,可選用黑白攝像機。

2、依解析度靈敏度等劃分
影像像素在38萬以下的為一般型,其中尤以25萬像素(512*492)、解析度為400線的產品最普遍。
影像像素在38萬以上的高解析度型。

3、按CCD靶面大小劃分 
CCD晶元已經開發出多種尺寸:
目前採用的晶元大多數為1/3」和1/4」。在購買攝像頭時,特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時候,CCD靶面的大小,CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。
1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm,對角線16mm。
2/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對角線11mm。
1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對角線8mm。
1/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對角線6mm。
1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm,對角線4mm。

4、按掃描制式劃分
PAL制、NTSC制。 中國採用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標準為625行,50場,只有醫療或其它專業領域才用到一些非標準制式。另外,日本為NTSC制式,525行,60場(黑白為EIA)。

5、依供電電源劃分
110VAC(NTSC制式多屬此類);
220VAC
24VAC
12VDC
9VDC(微型攝像機多屬此類)。

6、按同步方式劃分
內同步:用攝像機內同步信號發生電路產生的同步信號來完成操作。
外同步:使用一個外同步信號發生器,將同步信號送入攝像機的外同步輸入端。
功率同步(線性鎖定,line lock):用攝像機AC電源完成垂直推動同步。
外VD同步:將攝像機信號電纜上的VD同步脈衝輸入完成外VD同步。
多台攝像機外同步:對多台攝像機固定外同步,使每一台攝像機可以在同樣的條件下作業,因各攝像機同步,這樣即使其中一台攝像機轉換到其他景物,同步攝像機的畫面亦不會失真。

7、按照度劃分,CCD又分為:
普通型 正常工作所需照度1~3LUX
月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右
星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下
紅外型 採用紅外燈照明,在沒有光線的情況下也可以成像
CCD彩色攝像機的主要技術指標
CCD尺寸,亦即攝像機靶面。原多為1/2英寸,現在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
CCD像素,是CCD的主要性能指標,它決定了顯示圖像的清晰程度,解析度越高,圖像細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個元素稱為像素,像素越多,圖像越清晰。現在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界,38萬像素以上者為高清晰度攝像機。

水平解析度

彩色攝像機的典型解析度是在320到500電視線之間,主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。解析度是用電視線(簡稱線TV LINES)來表示的,

3CCD3CCD

彩色攝像頭的解析度在330~500線之間。解析度與CCD和鏡頭有關,還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關,通常規律是1MHz的頻帶寬度相當於清晰度為80線。 頻帶越寬,圖像越清晰,線數值相對越大。
最小照度,也稱為靈敏度。是CCD對環境光線的敏感程度,或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(LUX),數值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件,2~3lux屬一般照度,現在也有低於1lux的普通攝像機問世。
掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。

攝像機電源。交流有220V、110V、24V,直流為12V 或9V。
信噪比。典型值為46db,若為50db,則圖像有少量雜訊,但圖像質量良好;若為60db,則圖像質量優良,不出現雜訊。
視頻輸出。多為1Vp-p、75Ω,均採用BNC接頭。
鏡頭安裝方式。有C和CS方式,二者間不同之處在於感光距離不同。 
CCD彩色攝像機的可調整功能

同步方式的選擇
A、對單台攝像機而言,主要的同步方式有下列三種:
內同步——利用攝像機內部的晶體振蕩電路產生同步信號來完成操作。
外同步——利用一個外同步信號發生器產生的同步信號送到攝像機的外同步輸入端來實現同步。
電源同步——也稱之為線性鎖定或行鎖定,是利用攝像機的交流電源來完成垂直推動同步,即攝像機和電源零線同步。
B、對於多攝像機系統,希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的,這樣在變換攝像機輸出時,不會造成畫面失真,但是由於多攝像機系統中的各台攝像機供電可能取自三相電源中的不同相位,甚至整個系統與交流電源不同步,此時可採取的措施有:
均採用同一個外同步信號發生器產生的同步信號送入各台攝像機的外同步輸入端來調節同步。
調節各台攝像機的「相位調節」電位器,因攝像機在出廠時,其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點同相的,故使用相位延遲電路可使每台攝像機有不同的相移,從而獲得合適的垂直同步,相位調整範圍0~360度。

自動增益控制
所有攝像機都有一個將來自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,等效於有較高的靈敏度,可使其在微光下靈敏,然而在亮光照的環境中放大器將過載,使視頻信號畸變。為此,需利用攝像機的自動增益控制(AGC)電路去探測視頻信號的電平,適時地開關AGC,從而使攝像機能夠在較大的光照範圍內工作,此即動態範圍,即在低照度時自動增加攝像機的靈敏度,從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。
背景光補償
通常,攝像機的AGC工作點是通過對整個視場的內容作平均來確定的,但如果視場中包含一個很亮的背景區域和一個很暗的前景目標,則此時確定的AGC工作點有可能對於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。
當背景光補償為開啟時,攝像機僅對整個視場的一個子區域求平均來確定其AGC工作點,此時如果前景目標位於該子區域內時,則前景目標的可視性有望改善。

電子快門
在CCD攝像機內,是用光學電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門。電子快門控制攝像機CCD的累積時間,當電子快門關閉時,對NTSC攝像機,其CCD累積時間為1/60秒;對於PAL攝像機,則為1/50秒。當攝像機的電子快門打開時,對於NTSC攝像機,其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的範圍;對於PAL型攝像機,其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的範圍。當電子快門速度增加時,在每個視頻場允許的時間內,聚焦在CCD上的光減少,結果將降低攝像機的靈敏度,然而,較高的快門速度對於觀察運動圖像會產生一個「停頓動作」效應,這將大大地增加攝像機的動態解析度。

3CCD3CCD

白平衡
白平衡只用於彩色攝像機,其用途是實現攝像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。
A、自動白平衡
連續方式——此時白平衡設置將隨著景物色彩溫度的改變而連續地調整,範圍為2800~6000K。這種方式對於景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的,使色彩表現自然,但對於景物中很少甚至沒有白色時,連續的白平衡不能產生最佳的彩色效果。

按鈕方式——先將攝像機對準諸如白牆、白紙等白色目標,然後將自動方式開關從手動撥到設置位置,保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現白色為止,在白平衡被執行后,將自動方式開關撥回手動位置以鎖定該白平衡的設置,此時白平衡設置將保持在攝像機的存儲器中,直至再次執行被改變為止,其範圍為2300~10000K,在此期間,即使攝像機斷電也不會丟失該設置。以按鈕方式設置白平衡最為精確和可靠,適用於大部分應用場合。

B、手動白平衡
開手動白平衡將關閉自動白平衡,此時改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達107個等級供調節,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,有的攝像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。

色彩調整
對於大多數應用而言,是不需要對攝像機作色彩調整的,如需調整則需細心調整以免影響其他色彩,可調色彩方式有:
紅色—黃色色彩增加,此時將紅色向洋紅色移動一步。
紅色—黃色色彩減少,此時將紅色向黃色移動一步。
蘭色—黃色色彩增加,此時將蘭色向青蘭色移動一步。
蘭色—黃色色彩減少,此時將蘭色向洋紅色移動一步。 
 
2.CCD攝像機主要技術參數解釋:

1. 什麼是CCD攝像機?
CCD是Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,它是一種半導體成像器件,因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優點。


2. CCD攝像機的工作方式
被攝物體的圖像經過鏡頭聚焦至CCD晶元上,CCD根據光的強弱積累相應比例的電荷,各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下,逐點外移,經濾波、放大處理后,形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監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。

CCDCCD

3. 解析度的選擇
評估攝像機解析度的指標是水平解析度,其單位為線對,即成像后可以分辨的黑白線對的數目。常用的黑白攝像機的解析度一般為380-600,彩色為380-480,其數值越大成像越清晰。一般的監視場合,用400線左右的黑白攝像機就可以滿足要求。而對於醫療、圖像處理等特殊場合,用600線的攝像機能得到更清晰的圖像。


4. 成像靈敏度
通常用最低環境照度要求來表明攝像機靈敏度,黑白攝像機的靈敏度大約是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩色攝像機多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機用於普通的監視場合;在夜間使用或環境光線較弱時,推薦使用0.02Lux的攝像機。與近紅外燈配合使用時,也必須使用低照度的攝像機。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關,0.97Lux/F0.75相當於2.5Lux/F1.2相當於3.4Lux/F1.參考環境照度:

夏日陽光下 100000Lux 陰天室外 10000Lux   電視台演播室 1000Lux 距60W檯燈60cm桌面 300Lux   室內日光燈 100Lux 黃昏室內 10Lux  20cm處燭光 10-15Lux 夜間路燈 0.1Lux


5. 電子快門
電子快門的時間在1/50-1/100000秒之間,攝像機的電子快門一般設置為自動電子快門方式,可根據環境的亮暗自動調節快門時間,得到清晰的圖像。有些攝像機允許用戶自行手動調節快門時間,以適應某些特殊應用場合。


6. 外同步與外觸發
外同步是指不同的視頻設備之間用同一同步信號來保證視頻信號的同步,它可保證不同的設備輸出的視頻信號具有相同的幀、行的起止時間。為了實現外同步,需要給攝像機輸入一個複合同步信號(C-sync)或複合視頻信號。外同步並不能保證用戶從指定時刻得到完整的連續的一幀圖像,要實現這種功能,必須使用一些特殊的具有外觸發功能的攝像機。


7. 光譜響應特性
CCD器件由硅材料製成,對近紅外比較敏感,光譜響應可延伸至1.0um左右。其響應峰值為綠光(550nm),分佈曲線如右圖所示。夜間隱蔽監視時,可以用近紅外燈照明,人眼看不清環境情況,在監視器上卻可以清晰成像。由於CCD感測器表面有一層吸收紫外的透明電極,所以CCD對紫外不敏感。彩色攝像機的成像單元上有紅、綠、蘭三色濾光條,所以彩色攝像機對紅外、紫外均不敏感。


8. CCD晶元的尺寸
CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等,成像尺寸越小的攝像機的體積可以做得更小些。在相同的光學鏡頭下,成像尺寸越大,視場角越大。晶元規格 成像面大小(寬X高) 對角線 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm

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