部分监控专用摄像机技术及参数介绍

部分监控专用摄像机技术及参数介绍

摄像机是监控行业的领头羊，也是监控系统最关键的设备之一，它直接影响到图像的质量，始终

是历次展览次展会上的重头戏。摄像机的品种不断推陈出新，五花八门，式样繁多。

1摄像机的分类

依摄像机采用技术分类有:

(1)模拟式摄像机

(2)具有数字处理功能的dsp摄像机

(3)dv格式的数字摄像机

依摄像机成像清晰度分类有:

(1)彩高分辨率型，752×582像素，480线

(2)彩标准分辨率型，542×582像素，420线

(3)黑白标准分辨率型，795×596像素，600线

(4)黑白低照度型，537×596像素，420线

依摄像机成像光源分类有:

(1)正常照度可见光摄像机

(2)低照度摄像机

1)采用双ccd作彩黑白转换的日夜两用型。

2)单ccd同轴多重型摄像机

3)低速快门型摄像机，也称为帧累积型

(3)夜视红外摄像机依摄像系统结构分有;

依摄像系统结构分有:

(1)分离结构组合式摄像系统(有长型和短型像机之分)

(2)一体化球型摄像系统(最高水平如松下wv-cs850)

(3)迷你型、半球型摄像系统

(4)单板型摄像机

(5)针孔隐蔽型摄像机、钮扣式摄像机(buttoncamera)

从技术上而言，围绕着摄像机的各种组成要素，包括摄像机的体积大小和外观、成像感应方

式、分辨率、灵敏度、智能化程度(白平衡、逆光补偿、电子快门、同步方式、数字化处理、屏

幕显示、自动增益等)、一体化水平、安装使用方式等诸多要素的千变万化，不断有新产品推出。

当前，摄像机自身最突出的进步一是低照度和夜视性能大有长进，二是微型化方面进展迅速，三

是网络传输功能大有提高。

就安全防范系统而言，对摄像机的功能要求主要表现在下列三个方面:

1.要有较宽的动态范围，以此来弥补逆光补偿功能之不足和设置摄像机的移动探测功能。便

处在强背景光下的阴暗物体仍能清晰成像。

2.具有低照度。使之既能在正常照度下成像，也能在低照度的场合成像，以实现全天候的监

控。

3.摄像机的图像能够直接远程传送或联网发送。

2摄像机技术上的进展

彩摄像机除了主要的技术指标外，为了在具体应用中获得最佳视觉效果，还设置有一系列

的可调整功能。包括背景光补偿blc、白平衡、可变电子快门aes、自动增益控制agc、同步方式

的选择等。作为全球最大ccd芯片供应商的索尼公司和松下公司，其技术进步为众人瞩目，特别

是数字化ccd芯片的水平。

公司采用hyperhad(holeaccumulateddiode，空穴累积二极管)ccd技术，通过在每一

个像素上精确安装的微型镜头ocl(onchiplens)把光线会聚到感光区域，使得hyperhad传感器有

高灵敏度，使水平分辨率大为提高。成功地应用于像素值达到44万的1/3英寸彩ccd摄象机

ssc-dcl8p之中，高分辨率使之成为安全防范和监视系统专用的dsp摄像机。

近期，sony公司又推出了最新的exwavehad技术，并应用于ssc-334p摄像机之中。exwavehad

摄像机的ocl拥有接近零间隙结构，消除了每个微型镜头拍摄时产生无影区域，这令小孔累积层

接收到最大数量的光线，这样，exwavehad摄像机的感光度比sony公司hyperhad摄像机整整高

出二倍。另外，exwavehad摄像机能把多余光线折射到ccd表面垂直变换记录器造成的污染(smear)

减至最小，现已减低至hyperhad摄像机1/50。因此exwavehad是一项把极佳感光度和减至极低

的smearlevels成功结合在一起的全新技术。exwavehad还包括了智能控制的数码后光补偿功能

和超级自动增益控制agc功能，令摄像机在低照度下也能产生清晰可见的图像。

2.松下公司的超级动态技术

对摄像机而言，若被摄图像同时包含明亮区域和较暗区域，此时传统的背景光补偿技术，只

能使镜头的光圈对被摄物阴暗的部分进行调整，而被摄区明亮的部分由于光圈增大导致曝光过

度，图像发白，失去细节，因此致使拍摄效果不理想，背景光对监视对象的干扰成为需要解决的

难题。松下公司为此推出了采用2倍速ccd芯片加图像处理大规模集成电路的方案，实现了第一

代40倍(1/50秒～1/2000秒)动态范围和第二代80倍(1/50秒～1/4000秒)的动态范围，有了这种

超级动态技术，在最恶劣的光照条件下，仍能进行高精度的全面监视，图像质量有大辐度的提高。

松下公司的1/4"ccd摄像机wv-cs850达到彩图像1lux、黑白图像0.06lux的灵敏度，彩480

线、黑白570线的分辨率和50db的信噪比，并有22倍光学放大、10倍电子放大共计220倍的

图像放大功能。

3.传统模拟信号处理摄像机是分开控制“光圈”和“增益”的，而sony公司新开发的数字

光线强度控制功能，则利用了数字信号处理技术，通过自动调正"光圈"和"增益"两个因素来达到

最佳配合，以此解决强烈的背景光使物体产生阴影的问题。这样使摄像机不管人射光如何变化(如

从白天到黑夜)，都能在任何条件下和任何时间通过适当的光线获得清晰的图像，从而保证背景

光补偿更有效地完成。称为全自动背景光补偿(blc)功能。

此外，因为摄像机感应的是整个画面范围，测量的是平均光线强度，因此无论物体出现在画

面的任何地方，控制系统都能灵活地工作，这是测量图像光线强度方面显著的进步。从而使得毋

须调整任何光线强度即可安装摄像机，使之适合于安全监控的多种应用。

4.新型的自动跟踪白平衡模式atwpro，保证了精确的彩还原。atwpro是一个先进的白平

衡装置，特别适合让操作者获得与他眼前所看到的同样效果的图像，有效地可操作彩范围是

2500k至6000k。特别在光线经常变化的环境下，也能让监视者看清物体，效果十分理想。目前

市场使用比较成熟的产品有nikken的nk-685c和jvc的tk-c1481bec两款。不过自动跟踪白平衡

模式仍然适合于白天的使用，正对强光或阳光时，彩会偏向强光光源类似调。

公司新开发的turboagc(自动增益控制)技术，使控制增益的范围比普通agc范围宽

6db，即将视像补光控制的范围由0～18db提升至0～24db，从而能更灵活和更有效地增强感光

度，这样即使一个物体在非常低的照明条件下，也能很清楚地区别出来。

6.除有正常方式外，还有便图像轮廓鲜明(sharp)的方式。使用该方式可使图像的轮廓在画面

上非常分明，当被摄物体融于一个场景，并带有与其相近颜的阴影时，这种方式十分有效，而

且这个功能在接有录像机时仍然有效，从而可记录下轮廓分明的图像。

7.数码操控的ccd自动光圈功能。随着照明的变化，摄像机会自动变化电子快门速度来控制

光敏器件的曝光时间，快门速度范围可从1/50到1/100000秒。ccd自动光圈功能的另一优点将

体现在记录的影像质量上。白天利用高速快门拍摄快速运动物体(如车辆的牌照),在重播时能清

晰可见。

8.诺亚电子公司采用sony公司的exviewhadccd，制造出新一代数字极低照度高灵敏度彩

摄像机nk-685c(1r)。新的dsp技术使该摄像机能传送最佳的aesc(自动曝光，控制范围达到

1/50-1/100000sec)、受频率分布图控制的lc(自动逆光补偿)、顺利完成ae(自动曝光)控制、保证

彩重现的awb(自动自平衡)，有连续可变级的电子快门速度控制，可从手动电子快门1/50到

1/120,1/250,1/500,1/1000,1/2000,1/5000,1/10000sec多种，达到水平分辨率480线、最低照度

0.003lux。

9.台湾敏通公司用其研发的dspic推出alpha系列摄像机，信噪比达到52db，使图像画质大

为提高，能够实现图像左右反转的镜像效果，无论是在2200的烛光亮度环境下，还是在15000k

的强光下，均有完美的白平衡效果，供自然的画像画面。有48块可分别设定的逆光补偿功能，

有准星光级夜视功能，特别还有可设定的遮蔽功能，而实现图像画面的隐私保护或重要目标不可

视的要求。

10.日本池野(ikeno)公司推出1/3”光纤传输ccd摄像机ik-120x系列，水平分辨率480线、

最低照度0.03lux，能感应800～l000nm红外。此光纤传输摄像机的输出部分技术指标为:波长

850nm、距离2.5km、单向接收st接口、光纤线为62.5/125m，接收部分技术指标为:波长850nm、

dc12v60ma、距离2.5km、st光纤接口、rnc和female信号接口、带宽8mhz、光纤线为62.5/125m。

此外，该公司还推出ik-220x系列同轴视频控制云台和镜头摄像机，其特点是采用一根视频线控

制云台和镜头，而且不需要配置解码器。

11.交流电源线锁相功能使得摄像机的安装和同步特别简单。

12.除ccd摄像机外，还有较低价位的cmos摄像机推出。由2于cmos摄像机体积小，有可

能被直接嵌入计算机中而会得到广泛的应用。

13.由于安防系统越来越复杂，为了简化操作，三洋公司提出了三洋安防协议ssp，为被控制

的每一个设备分配一个地址，通过线缆连接，使得一台控制器能控制多达255台设备，包括摄像

机、分割器、录像机等等，线缆最大长度大1200米，即使设备关机，ssp信号仍可在线缆上传输。

3当今主流摄像机家族大团圆

1.高清晰度摄像机

对高清晰度摄像机没有严格的界定和分类，多以图像像素达到752×582或图像水平分辨率

有470线为相对认可标准。现多采用1/3".sonyccd)芯片，但1/4"芯片也已崭露头角。高清晰度摄

像机都有dsp数字信号处理，某些还有屏幕显示菜单，如下所示便是一种:

mainmenu

ed

/down

ve

namic

ation

unction

特别是高清晰度低照度摄像机应用面广，有的还有bnc复合视频和y/c双输出，watec美国

公司的wat-202h彩摄像机更有bnc、y/c和s-video三种输出。

2．内置变焦镜头的一体化摄像机

例如诺亚电子公司的st-220cb，是1/4″内置22倍光学变焦(zoomlens)和10倍电子变焦

(digitallens)的彩摄像机，分辨率达到彩480线，黑白600线，最低照度为0.008lux，以12vdc

供电，摄像机本身具有屏幕菜单和画中画功能。

日本computar公司推出的“ganz”lc系列摄像机，内置2～4mm、3～6mm、4～9mm高速

2倍变焦镜头，物美价廉，也便于工程安装。

3．智能球型或半球型摄像机

智能球型摄像机是包括摄像机、云台、变焦镜头、球型外罩的一体化装置，有时也被称为一

体化智能球或简称为快球。其关键技术一是驱动云台的马达性能，二是所采用的电路板型dspccd

摄像机的性能。智能球型摄像机的球罩多为深的，但也有露出一条透明槽的，安装方式有屋顶

式和墙体式。

4．室外监控一体化高速摄像机

日肯牌(nikken)nk-689摄像机主要用于高速公路、机场、大型停车场等广域性场合的监控，

配合有可升降及快速旋转的机械机构。其性能指标如下:

nk-689

摄像元件1/4"superhadccd

有效像素440k/410kplxels

扫描系统2:1interlace

水平清晰度480线

镜头f=3.9-73.8mm10光学变焦

光圈自动/手动

白平衡室内室外,自动跟踪白平衡：atw；indoor,outdoor

最低照度彩:0.1lux/f1.2，黑白:0.008lux/f1.2(自动滤光片转移)

信噪比>50db(agcoff)

电子快门1/50（1/60）-1/100.000(sec)

视频输出复合视频，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°

控制信号rs485控制格式，有专用控制器

预置位128

电源电压110vac，1.3a

5．视频同轴遥控摄像机

典型代表如日本池野(ikeno)公司的ik-2205摄像机，它不需要解码器和控制线，通过视频同

轴电缆即可由摄像机的输出信号来控制ptz，实现云台转动和镜头变倍功能。

6．采用双ccd的日夜两用型彩摄像机

具有全光谱适应能力，日夜两用，白天以彩图像成像，夜间则以黑白图像成像，彩/黑

白随照度变化自动转换。这样即使在黑暗环境下，仍能拍摄到有一定清晰度的图像，若与红外灯

配合使用，可实现零照度正常工作,从而使其能实现24小时全天侯监控。

7．使用单ccd的日夜型摄像机

是另一种能实现24小时连续摄像的方式，不论是在太阳下还是在夜间，均可摄得鲜明影像。

有超过400线的高分辨率和优良的信噪比，并可拍摄高速移动物体影像。诺亚电子公司的ex-view

had高感度摄像机以聚光镜片来提升ccd对光的感应度。日本jvc公司的产品tk-s544，通过采用

具有控制ccd储存时间方式的电子感应提升功能，对应有白天和夜间的自动光圈与灵敏度控制方

式，是同轴多重型摄像机。

台湾敏通公司的63wi摄像机则通过对黑暗区域作8ms的曝光、对明亮区域作的曝光，

使得黑暗区城和明亮区域都有完美的曝光，达到了280:1的宽动态范围48db，实现了星光模式

0.0035lux、正常模式0.5lux的成像，成像效果好。

8．高光敏度红外影像摄像机

即夜视摄像机，是当今热门的摄像机机种。一般来说，红外线摄像机需要搭配红外线光源，

主要有发光二极管led和卤素灯两类红外线光源。waten美国公司的lcl-902hs高灵敏度红外摄像

机具有570线和0.00015lux指标。

9．发展势头正旺的微型化摄像机

微型化即超迷你型，体积微小，配合各种物品伪装可作秘密监视或景物窥视。watecamerica

公司的产品让人耳目一新，对于许多特殊领域的应用而言，可谓是求之不得的佳品。

1)lcl-622钮扣摄像机(buttoncamera)，摄像机尺寸为22mm×25mm×13mm

lcl-622

图像传感器1/4"ccd

有效像素250kpixels

扫描系统2:1交*

分辨率330线

焦距3.6mm针孔镜头，水平角69°

同步系统内同步

视频输出复合视频，1.0vp-p,75ω

灵敏度5lux@f2.6

信噪比>46db(agcoff)

电子快门1/50-10000s

电源电压5vdc,160ma

钮扣尺寸ф12.5mm

重量约5g

2)微型球型摄像机(domecamera)lcl-uf05，摄像机尺寸为ф59mm×35mm。

lcl-uf05

摄像元件1/4"ccd,10bit彩

有效像素330线

扫描系统4.3mm镜头

水平清晰度手动160°

镜头手动160°

10．网络摄像机

它是指可直接接入网络的数字化摄像机，它包含有cpu，并由编解码芯片完成对图像及声音

的压缩和动态录像的回放。此类摄像机拍摄的图像既可传送给个人电脑，也可以加到web站点

的主页上，或者附在中发送，故也被称为web摄像机。它将是未来应用的主流。例如

瑞典axis2120内置webserver，从而可在任何tcp/ip网络环境下一插即用，通过internet或lan

网作实时传送影像，实现远端监控。