部分監控專用攝像機技術及參數介紹

部分監控專用攝像機技術及參數介紹

攝像機是監控行業的領頭羊，也是監控系統最關鍵的設備之一，它直接影響到圖像的質量，始終

是歷次展覽次展會上的重頭戲。攝像機的品種不斷推陳出新，五花八門，式樣繁多。

1攝像機的分類

依攝像機采用技術分類有:

(1)模擬式攝像機

(2)具有數字處理功能的dsp攝像機

(3)dv格式的數字攝像機

依攝像機成像清晰度分類有:

(1)彩高分辨率型，752×582像素，480線

(2)彩標準分辨率型，542×582像素，420線

(3)黑白標準分辨率型，795×596像素，600線

(4)黑白低照度型，537×596像素，420線

依攝像機成像光源分類有:

(1)正常照度可見光攝像機

(2)低照度攝像機

1)采用雙ccd作彩黑白轉換的日夜兩用型。

2)單ccd同軸多重型攝像機

3)低速快門型攝像機，也稱為幀累積型

(3)夜視紅外攝像機依攝像系統結構分有;

依攝像系統結構分有:

(1)分離結構組合式攝像系統(有長型和短型像機之分)

(2)一體化球型攝像系統(最高水平如松下wv-cs850)

(3)迷你型、半球型攝像系統

(4)單板型攝像機

(5)針孔隱蔽型攝像機、鈕扣式攝像機(buttoncamera)

從技術上而言，圍繞著攝像機的各種組成要素，包括攝像機的體積大小和外觀、成像感應方

式、分辨率、靈敏度、智能化程度(白平衡、逆光補償、電子快門、同步方式、數字化處理、屏

幕顯示、自動增益等)、一體化水平、安裝使用方式等諸多要素的千變萬化，不斷有新產品推出。

當前，攝像機自身最突出的進步一是低照度和夜視性能大有長進，二是微型化方面進展迅速，三

是網絡傳輸功能大有提高。

就安全防范系統而言，對攝像機的功能要求主要表現在下列三個方面:

1.要有較寬的動態范圍，以此來彌補逆光補償功能之不足和設置攝像機的移動探測功能。便

處在強背景光下的陰暗物體仍能清晰成像。

2.具有低照度。使之既能在正常照度下成像，也能在低照度的場合成像，以實現全天候的監

控。

3.攝像機的圖像能夠直接遠程傳送或聯網發送。

2攝像機技術上的進展

彩攝像機除了主要的技術指標外，為了在具體應用中獲得最佳視覺效果，還設置有一系列

的可調整功能。包括背景光補償blc、白平衡、可變電子快門aes、自動增益控制agc、同步方式

的選擇等。作為全球最大ccd芯片供應商的索尼公司和松下公司，其技術進步為眾人矚目，特別

是數字化ccd芯片的水平。

公司采用hyperhad(holeaccumulateddiode，空穴累積二極管)ccd技術，通過在每一

個像素上精確安裝的微型鏡頭ocl(onchiplens)把光線會聚到感光區域，使得hyperhad傳感器有

高靈敏度，使水平分辨率大為提高。成功地應用于像素值達到44萬的1/3英寸彩ccd攝象機

ssc-dcl8p之中，高分辨率使之成為安全防范和監視系統專用的dsp攝像機。

近期，sony公司又推出了最新的exwavehad技術，并應用于ssc-334p攝像機之中。exwavehad

攝像機的ocl擁有接近零間隙結構，消除了每個微型鏡頭拍攝時產生無影區域，這令小孔累積層

接收到最大數量的光線，這樣，exwavehad攝像機的感光度比sony公司hyperhad攝像機整整高

出二倍。另外，exwavehad攝像機能把多余光線折射到ccd表面垂直變換記錄器造成的污染(smear)

減至最小，現已減低至hyperhad攝像機1/50。因此exwavehad是一項把極佳感光度和減至極低

的smearlevels成功結合在一起的全新技術。exwavehad還包括了智能控制的數碼后光補償功能

和超級自動增益控制agc功能，令攝像機在低照度下也能產生清晰可見的圖像。

2.松下公司的超級動態技術

對攝像機而言，若被攝圖像同時包含明亮區域和較暗區域，此時傳統的背景光補償技術，只

能使鏡頭的光圈對被攝物陰暗的部分進行調整，而被攝區明亮的部分由于光圈增大導致曝光過

度，圖像發白，失去細節，因此致使拍攝效果不理想，背景光對監視對象的干擾成為需要解決的

難題。松下公司為此推出了采用2倍速ccd芯片加圖像處理大規模集成電路的方案，實現了第一

代40倍(1/50秒～1/2000秒)動態范圍和第二代80倍(1/50秒～1/4000秒)的動態范圍，有了這種

超級動態技術，在最惡劣的光照條件下，仍能進行高精度的全面監視，圖像質量有大輻度的提高。

松下公司的1/4"ccd攝像機wv-cs850達到彩圖像1lux、黑白圖像0.06lux的靈敏度，彩480

線、黑白570線的分辨率和50db的信噪比，并有22倍光學放大、10倍電子放大共計220倍的

圖像放大功能。

3.傳統模擬信號處理攝像機是分開控制“光圈”和“增益”的，而sony公司新開發的數字

光線強度控制功能，則利用了數字信號處理技術，通過自動調正"光圈"和"增益"兩個因素來達到

最佳配合，以此解決強烈的背景光使物體產生陰影的問題。這樣使攝像機不管人射光如何變化(如

從白天到黑夜)，都能在任何條件下和任何時間通過適當的光線獲得清晰的圖像，從而保證背景

光補償更有效地完成。稱為全自動背景光補償(blc)功能。

此外，因為攝像機感應的是整個畫面范圍，測量的是平均光線強度，因此無論物體出現在畫

面的任何地方，控制系統都能靈活地工作，這是測量圖像光線強度方面顯著的進步。從而使得毋

須調整任何光線強度即可安裝攝像機，使之適合于安全監控的多種應用。

4.新型的自動跟蹤白平衡模式atwpro，保證了精確的彩還原。atwpro是一個先進的白平

衡裝置，特別適合讓操作者獲得與他眼前所看到的同樣效果的圖像，有效地可操作彩范圍是

2500k至6000k。特別在光線經常變化的環境下，也能讓監視者看清物體，效果十分理想。目前

市場使用比較成熟的產品有nikken的nk-685c和jvc的tk-c1481bec兩款。不過自動跟蹤白平衡

模式仍然適合于白天的使用，正對強光或陽光時，彩會偏向強光光源類似調。

公司新開發的turboagc(自動增益控制)技術，使控制增益的范圍比普通agc范圍寬

6db，即將視像補光控制的范圍由0～18db提升至0～24db，從而能更靈活和更有效地增強感光

度，這樣即使一個物體在非常低的照明條件下，也能很清楚地區別出來。

6.除有正常方式外，還有便圖像輪廓鮮明(sharp)的方式。使用該方式可使圖像的輪廓在畫面

上非常分明，當被攝物體融于一個場景，并帶有與其相近顏的陰影時，這種方式十分有效，而

且這個功能在接有錄像機時仍然有效，從而可記錄下輪廓分明的圖像。

7.數碼操控的ccd自動光圈功能。隨著照明的變化，攝像機會自動變化電子快門速度來控制

光敏器件的曝光時間，快門速度范圍可從1/50到1/100000秒。ccd自動光圈功能的另一優點將

體現在記錄的影像質量上。白天利用高速快門拍攝快速運動物體(如車輛的牌照),在重播時能清

晰可見。

8.諾亞電子公司采用sony公司的exviewhadccd，制造出新一代數字極低照度高靈敏度彩

攝像機nk-685c(1r)。新的dsp技術使該攝像機能傳送最佳的aesc(自動曝光，控制范圍達到

1/50-1/100000sec)、受頻率分布圖控制的lc(自動逆光補償)、順利完成ae(自動曝光)控制、保證

彩重現的awb(自動自平衡)，有連續可變級的電子快門速度控制，可從手動電子快門1/50到

1/120,1/250,1/500,1/1000,1/2000,1/5000,1/10000sec多種，達到水平分辨率480線、最低照度

0.003lux。

9.臺灣敏通公司用其研發的dspic推出alpha系列攝像機，信噪比達到52db，使圖像畫質大

為提高，能夠實現圖像左右反轉的鏡像效果，無論是在2200的燭光亮度環境下，還是在15000k

的強光下，均有完美的白平衡效果，供自然的畫像畫面。有48塊可分別設定的逆光補償功能，

有準星光級夜視功能，特別還有可設定的遮蔽功能，而實現圖像畫面的隱私保護或重要目標不可

視的要求。

10.日本池野(ikeno)公司推出1/3”光纖傳輸ccd攝像機ik-120x系列，水平分辨率480線、

最低照度0.03lux，能感應800～l000nm紅外。此光纖傳輸攝像機的輸出部分技術指標為:波長

850nm、距離2.5km、單向接收st接口、光纖線為62.5/125m，接收部分技術指標為:波長850nm、

dc12v60ma、距離2.5km、st光纖接口、rnc和female信號接口、帶寬8mhz、光纖線為62.5/125m。

此外，該公司還推出ik-220x系列同軸視頻控制云臺和鏡頭攝像機，其特點是采用一根視頻線控

制云臺和鏡頭，而且不需要配置解碼器。

11.交流電源線鎖相功能使得攝像機的安裝和同步特別簡單。

12.除ccd攝像機外，還有較低價位的cmos攝像機推出。由2于cmos攝像機體積小，有可

能被直接嵌入計算機中而會得到廣泛的應用。

13.由于安防系統越來越復雜，為了簡化操作，三洋公司提出了三洋安防協議ssp，為被控制

的每一個設備分配一個地址，通過線纜連接，使得一臺控制器能控制多達255臺設備，包括攝像

機、分割器、錄像機等等，線纜最大長度大1200米，即使設備關機，ssp信號仍可在線纜上傳輸。

3當今主流攝像機家族大團圓

1.高清晰度攝像機

對高清晰度攝像機沒有嚴格的界定和分類，多以圖像像素達到752×582或圖像水平分辨率

有470線為相對認可標準。現多采用1/3".sonyccd)芯片，但1/4"芯片也已嶄露頭角。高清晰度攝

像機都有dsp數字信號處理，某些還有屏幕顯示菜單，如下所示便是一種:

mainmenu

ed

/down

ve

namic

ation

unction

特別是高清晰度低照度攝像機應用面廣，有的還有bnc復合視頻和y/c雙輸出，watec美國

公司的wat-202h彩攝像機更有bnc、y/c和s-video三種輸出。

2．內置變焦鏡頭的一體化攝像機

例如諾亞電子公司的st-220cb，是1/4″內置22倍光學變焦(zoomlens)和10倍電子變焦

(digitallens)的彩攝像機，分辨率達到彩480線，黑白600線，最低照度為0.008lux，以12vdc

供電，攝像機本身具有屏幕菜單和畫中畫功能。

日本computar公司推出的“ganz”lc系列攝像機，內置2～4mm、3～6mm、4～9mm高速

2倍變焦鏡頭，物美價廉，也便于工程安裝。

3．智能球型或半球型攝像機

智能球型攝像機是包括攝像機、云臺、變焦鏡頭、球型外罩的一體化裝置，有時也被稱為一

體化智能球或簡稱為快球。其關鍵技術一是驅動云臺的馬達性能，二是所采用的電路板型dspccd

攝像機的性能。智能球型攝像機的球罩多為深的，但也有露出一條透明槽的，安裝方式有屋頂

式和墻體式。

4．室外監控一體化高速攝像機

日肯牌(nikken)nk-689攝像機主要用于高速公路、機場、大型停車場等廣域性場合的監控，

配合有可升降及快速旋轉的機械機構。其性能指標如下:

nk-689

攝像元件1/4"superhadccd

有效像素440k/410kplxels

掃描系統2:1interlace

水平清晰度480線

鏡頭f=3.9-73.8mm10光學變焦

光圈自動/手動

白平衡室內室外,自動跟蹤白平衡：atw；indoor,outdoor

最低照度彩:0.1lux/f1.2，黑白:0.008lux/f1.2(自動濾光片轉移)

信噪比>50db(agcoff)

電子快門1/50（1/60）-1/100.000(sec)

視頻輸出復合視頻，1.0vp-p,75ω

水平速度0°-300°/s

水平角度360°

垂直速度0°-120°/s

垂直角度180°

控制信號rs485控制格式，有專用控制器

預置位128

電源電壓110vac，1.3a

5．視頻同軸遙控攝像機

典型代表如日本池野(ikeno)公司的ik-2205攝像機，它不需要解碼器和控制線，通過視頻同

軸電纜即可由攝像機的輸出信號來控制ptz，實現云臺轉動和鏡頭變倍功能。

6．采用雙ccd的日夜兩用型彩攝像機

具有全光譜適應能力，日夜兩用，白天以彩圖像成像，夜間則以黑白圖像成像，彩/黑

白隨照度變化自動轉換。這樣即使在黑暗環境下，仍能拍攝到有一定清晰度的圖像，若與紅外燈

配合使用，可實現零照度正常工作,從而使其能實現24小時全天侯監控。

7．使用單ccd的日夜型攝像機

是另一種能實現24小時連續攝像的方式，不論是在太陽下還是在夜間，均可攝得鮮明影像。

有超過400線的高分辨率和優良的信噪比，并可拍攝高速移動物體影像。諾亞電子公司的ex-view

had高感度攝像機以聚光鏡片來提升ccd對光的感應度。日本jvc公司的產品tk-s544，通過采用

具有控制ccd儲存時間方式的電子感應提升功能，對應有白天和夜間的自動光圈與靈敏度控制方

式，是同軸多重型攝像機。

臺灣敏通公司的63wi攝像機則通過對黑暗區域作8ms的曝光、對明亮區域作的曝光，

使得黑暗區城和明亮區域都有完美的曝光，達到了280:1的寬動態范圍48db，實現了星光模式

0.0035lux、正常模式0.5lux的成像，成像效果好。

8．高光敏度紅外影像攝像機

即夜視攝像機，是當今熱門的攝像機機種。一般來說，紅外線攝像機需要搭配紅外線光源，

主要有發光二極管led和鹵素燈兩類紅外線光源。waten美國公司的lcl-902hs高靈敏度紅外攝像

機具有570線和0.00015lux指標。

9．發展勢頭正旺的微型化攝像機

微型化即超迷你型，體積微小，配合各種物品偽裝可作秘密監視或景物窺視。watecamerica

公司的產品讓人耳目一新，對于許多特殊領域的應用而言，可謂是求之不得的佳品。

1)lcl-622鈕扣攝像機(buttoncamera)，攝像機尺寸為22mm×25mm×13mm

lcl-622

圖像傳感器1/4"ccd

有效像素250kpixels

掃描系統2:1交*

分辨率330線

焦距3.6mm針孔鏡頭，水平角69°

同步系統內同步

視頻輸出復合視頻，1.0vp-p,75ω

靈敏度5lux@f2.6

信噪比>46db(agcoff)

電子快門1/50-10000s

電源電壓5vdc,160ma

鈕扣尺寸ф12.5mm

重量約5g

2)微型球型攝像機(domecamera)lcl-uf05，攝像機尺寸為ф59mm×35mm。

lcl-uf05

攝像元件1/4"ccd,10bit彩

有效像素330線

掃描系統4.3mm鏡頭

水平清晰度手動160°

鏡頭手動160°

10．網絡攝像機

它是指可直接接入網絡的數字化攝像機，它包含有cpu，并由編解碼芯片完成對圖像及聲音

的壓縮和動態錄像的回放。此類攝像機拍攝的圖像既可傳送給個人電腦，也可以加到web站點

的主頁上，或者附在中發送，故也被稱為web攝像機。它將是未來應用的主流。例如

瑞典axis2120內置webserver，從而可在任何tcp/ip網絡環境下一插即用，通過internet或lan

網作實時傳送影像，實現遠端監控。