摄像机的基本原理.doc

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1、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）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

2、”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。（1）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

3、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

4、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。　　 2.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。3.图像、声音编码

5、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。　4.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

6、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。　5.网络服务器 网络服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议，允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。　　6.外部报警、控制接口　　 网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当

7、网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。1．摄像机的种类摄像机的种类有普通枪机、半球摄像机、红外摄像机、一体摄像机等。1：普通枪机：这种摄象机是最普遍的监控摄象机，也就是说它是按照监控摄象机的基本组成结构来制作的。这里要强调的是镜头的区别。在枪机上可以安装普通、长距离和广角镜头。按镜头的标准来说以6.0mm镜头为分界线，比其小的一般为广角镜头，角度一般大于30度。比其大的一般为长距离镜头，距离一般要大于30米。2：半球摄象机：这种摄象机除了外壳和普通枪机不同以外，其他的标准都差不多。3：红外摄象机：这种摄象机就是在普通摄象机的

8、基础上配和红外灯来增强夜视效果的摄象机。这里要强调的是CCD感光元件和镜头。有的普通摄象机的CCD就有感红外功能，对于这种摄象机来说，直接加装红外灯就可以了。有的摄