视频系统基础知识
视频输出 多为1Vp-p、75Ω,采用BNC接头。
摄像机主要参数
水平分辨率 衡量摄像机优劣的一个重要参数,用电视线(TV Line—TVL)来表示 ,指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器(应 比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数,线数越大,成像越清 晰。 彩色模拟摄像机的典型分辨率是在420到700电视线之间,主要有420 线、480线、520线、570线、650线等不同档次。水平分辨率与CCD 和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是 1MHz的频带宽度相当于清晰度为80电视线。 频带越宽,图像越清晰 ,线数值相对越大。
逐行扫描 帧
隔行扫描 (PAL)
奇数场
偶数场
帧
电视制式
TV制式 NTSC(美国、日本)30帧/秒,525行/帧 PAL (西欧、中国)25帧/秒, 625行/帧 SECAM(俄、法) 注:电影是24帧/秒
标准数字化电视分辨率: PAL:720*576 NTSC:720*480
pal: 25帧/秒 ntsc:30帧/秒
水平分辨率又称清晰度, 指人眼看到的宏观图像 的清晰程度,是一种主 观感受。
摄像机主要参数
分辨率 在视频录像,传输和显示过程中所使用的图像质量指标,或 显示设备自身具有表现图像细致程度的固有屏幕结构。或是 指单幅图像信号的扫描格式或是显示设备的像素规格。 单位:像素点,Pixels
分辨率=水平像素*垂直像素。
内部公开
摄像部分基础知识
摄像机基本构成
机身:将光信号转变为视频信号 镜头:调焦距、调聚焦、调光圈 云台:用于承载摄像机上下左右移动,可不选用
摄像机
镜头
云台
摄像机原理
摄像机主要由镜头、影像传感器(主要是CCD器件)、DSP等组成,被 摄物体反射光线经过镜头聚焦至CCD上,CCD由多个X-Y纵横排列的像 素点组成,每个像素都由一个光电二极管及相关电路组成,光电二极管 将光线转变成电荷,收集到的电荷总量与光线强度成比例,所积累的电 荷在相关电路的控制下,逐点移出,经滤波、放大,再经过DSP处理后 形成视频信号输出。
视频系统基础知识
内部公开
教材版本修改开
内部公开
视频基础知识
视频监控系统概述
❖视频监控
利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。
❖组成
一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成 。
❖视频监控系统原理
控制部分
摄像部分
传输部分
显示与记录
视频
电源部分· 作组用成::为电监池控、摄交像流机适提配供器动力。
感光芯片
内部公开
感光芯片是摄像机的核心部件,目前摄像机常用的感光芯片有CCD 和CMOS,DPS(数字成像系统 ,超宽动态应用),主流为以下 两种:
CCD
我司摄像机采用主流CCD全称为Charge Coupled Device,中文翻译为电荷 藕合器件。有时摄像机又叫CCD。
效果对比
摄像机可调整功能
背光补偿(BLC) 也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效的补偿摄像机在逆光 环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。如视场中包含一个很亮的 背景区域和一个很暗的前景目标,背光补偿能提供对非常强的 背景光线前面的目标的理想曝光.
如果所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。
原理:被摄物体反射的光线传播到镜头,经镜头聚焦到 CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,各个 像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经过 滤波、放大处理,通过摄像头的输出端子输出一个标准 的复合视频信号。
品牌:Sony、 Panasonic、Sharp、L.G
摄像机参数点MAP
摄像机
媒体数字化
采样:指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号, 也就是在时间上将模拟信号离散化。
量化:用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值,把模拟信号的连续幅 度变为有限数量的有一定间隔的离散值。
压缩与编码:数字化后得到的图像数据量十分巨大,必须采用编码技术来 压缩其信息量。在一定意义上讲,编码压缩技术是实现图像传输与储存的关 键。
❖ 视频:动态图像,是一组图像按时间顺序的连续展示。 利用人眼视觉暂留的原理,通过播放一系列的图片,使人眼
产生运动的感觉。
❖ 视频的三要素: 空间分辨率(即屏幕上的点数) 颜色分辨率(即每个点的颜色位数) 时间分辨率(即每秒的帧数)
❖ 按信号组成和存储方式的不同: 模拟视频:由连续的模拟信号组成的图像序列,像电影、电视 和录像的画面; 数字视频:一系列连续的数字图像序列。
普通摄像机
效果对比
宽动态摄像机
背光补偿VS宽动态
背光补偿对整个画面整体加亮。 宽动态摄像机能在高光照处使用高速快门曝光和在低光照处使用低
速快门曝光生成的图像结合而生成的合成图像。
摄像机可调整功能
自动白平衡(AWB) 产生背景:物体颜色会因投射光线颜色产生改变,在不同光线的 场合下拍摄出的照片会有不同的色温。CCD没有办法像人眼一样 会自动修正光线的改变。所以通过白平衡的修正,可以自动矫正 室内室外物体在不同色温光线下的色彩,无此功能的摄像机获得 的照片颜色一般偏红或偏蓝。 目的:为了色彩的准确再现。摄像机等要求进行白平衡调整,实 际上也就是对数码机器进行拍摄环境的基础色温定位。
主要参数
CCD尺寸 CCD像素 扫描制式 摄像机电源
视频输出 水平分辨率
分辨率 最低照度
可调参数
自动增益控制AGC 背光补偿BLC
宽动态范围WDR 自动白平衡WDR
电子快门 同步方式
摄像机主要参数
CCD像素:CCD的主要性能指标,它决定了显示图像的清晰 程度,分辨率越高,图像细节的表现越好。CCD是由点阵感光 元素组成,每一个元素称为像素,像素越多,图像越清晰。现 在市场上大多以25万和38万像素为划界,38万像素以上者为 高清晰度摄像机。
CCD尺寸:即摄像机靶面,原多为1/2英寸,现在1/3英寸的 已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。尺寸越大越好。
CCD尺寸
1/4in
1/3in
1/2in
2/3in
摄像机主要参数
扫描制式 有PAL制和NTSC制之分。
摄像机电源 交流为220V、110V、24V,直流为12V 或9V。
信噪比 指信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示。一般摄像机给出的 信噪比值均是在AGC(自动增益控制)关闭时的值典型值为46dB,若为50dB ,则图像有少量噪声,图像质量良好;若为60db,则图像质量优良,不出现 噪声。
最低照度:当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频 信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。即CCD正常成像时所需 要的最暗光线。指CCD对环境光线的敏感程度。数值越小,说明CCD 灵敏度越高。
黑白摄像机的灵敏度一般在0.01-0.5LUX之间,彩色摄像机多在 0.1LUX以上。同样条件下,黑白摄像机所需的照度远比需要处理色 彩浓度的彩色摄像机低10倍。
各种图像分辨率介绍
QCIF(176 x144) CIF(common intermediate format)通用中间格式
352 x 288 (PAL NTSC) 10 万像素 2CIF 704 x 288 20万像素 4CIF 704 x 576 40万像素 DCIF 528×384 20万像素(double cif) D1 704 x 576 (PAL) 40万像素 VGA (Video-Graphics-Array) 640 x 480
analog signal
sampled signal
Sampler
Quantizer &
Coder
digitized signal
视频输出信号
❖复合视频信号 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号,其中色 差信号通过彩色负载波调制之后和亮度信号的高频端进行混合。 所需带宽资源少,兼容黑白和彩色视频显示设备,但清晰度低, 亮色串扰。 ❖S_video信号 亮度信号和色差信号分别独立传输的一种视频信号。它的优点: 减少了亮色串扰,不必用专用电路对亮度和色差信号进行分离, 提高了亮度的带宽,从而提高了图像的清晰度。 ❖RGB信号 将三基色电信号作为独立的视频信号而直接进行传输的一种视 频信号。该类型的视频信号所提供的图像清晰度最高,但带宽 最宽,主要用于电视台。
摄像机可调整功能
自动增益控制(AGC) 即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获
得清晰的图像。 原理:所有摄像机都有一个视频放大器,将来自CCD的信号放大到可以 使用水准的,其放大量即增益,等效于有较高的灵敏度,可使其在微光下 更加灵敏,然而在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。为此, 需利用摄像机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平,适 时地开关AGC,从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作 在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。
图像扫描方式
❖ 帧:一段视频中的每一幅图像称为一帧。根据视觉暂留原理,要使人 的视觉产生连续的动态感觉,每秒钟图像的播放帧数要在24~30帧 频(每秒播放的帧数)。
❖ 扫描方式:传送视频图像时,将每幅图像分解成很多像素,按照一个 一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收。扫描行数(扫描分辨率 )越多,清晰度越高。分隔行扫描和逐行扫描。
CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用CIF分辨率。
以下视频传输带宽选择模式: • 1.5Mbps≤视频传输带宽≤8Mbps时:可实现全实时25帧/秒,即25fps ,图像分辨率为D1(704×576)的视频图像传输。 • 512Kbps≤视频传输带宽≤1.5Mbps 时:可实现全实时25帧/秒,即 25fps,图像分辨率为CIF(352×288)的视频图像传输。 • 视频传输带宽≤512Kbps时:可实现抽帧,图像分辨率为CIF(352×288 )的视频图像传输。