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针孔摄像机的技术

发布时间:2013-06-20

针孔摄像机的技术

目前,针孔摄像机在当代的应用可谓是越来越广泛,通过对上一遍文章的了解,我们也大致已经对针孔摄像机多多少少有所了解了,现在我们就继续来深入了针孔摄像机,关于针孔摄像机的核心技术、Super HAD Ⅱ CCD技术、针孔摄像机的色彩还原、针孔摄像机的超高解像技术、针孔摄像机的超低照度技术、针孔摄像机的常见误解、针孔摄像机的镜头分类。
针孔摄像机
针孔摄像机

针孔摄像机的核心技术

Super HAD Ⅱ CCD技术


CCD它是一种半导体成像器件,具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。CCD是摄像机的核心器件,因此其性能高低将直接影响摄像机的品质,同时CCD的发展也是摄像机更新换代的基础。在低照度的条件下Super HAD Ⅱ CCD有极为出的表现,相比于第一代SuperHADCCD,Super HAD II CCD明显提高了低照度性能。

针孔摄像机的色彩还原

色彩还原是指景物经过拍摄,彩色摄影画面的色彩和原景物色彩的一致程度。影响色彩还原的因素有摄影镜头的质量、光线的色温、CCD的性能和数字信号处理电路的设计等。这项技术神州数码是前列的。

针孔摄像机的超高解像技术

采用CCD器件作为感光元件的模拟摄像机,其水平清晰度不但取决于CCD芯片的性能,同时与DSP数字信号处理电路的设计水平和处理能力密切相关。

随着安防技术的进步,高清晰监控是今后安防发展的方向。摄像机从最早的330线,发展到420线、480线,现在540线成为摄像机的主流。

原始CCD输出的视频信号中包含静态噪声,而静态噪声是影响整个图像系统清晰度的主因。AMPON摄像机利用二次取样电路(CDS)提取脉冲,去除静态噪声,经过低噪放大器将其完全消除,从而取得高清晰的影像信号。经过试验测试,采用相同CCD和DSP的摄像机,AMPON摄像机清晰度将提升15~30线。

针孔摄像机的超低照度技术

随着监控要求的提高,24小时监控的要求逐渐增多。目前,摄像机市场上出现越来越多的“超低照度”摄像机,实现方式多样,如慢速快门场累积技术、日夜两用彩色黑白转换技术等等。

AMPON在综合考虑各种技术的优缺点基础上,推出自行开发的超低照度技术—CDS低噪前级放大器。通过二次取样电路(CDS),可将放大器增益提升,创造出额外6dB的超低照度。

电子降噪(DNR---digital noise reduction) 通过特殊的运算法则,有效的消除视频噪点和颜色噪点,同时,还能改善因运动物体造成的拖尾现象。

针孔摄像机的常见误解

谈到针孔摄像机,首先得澄清一个常见的误解:事实上,人们通常所说的针孔摄像机,用的并不是针孔镜头。针孔镜头是指利用小孔成像原理来得到影像的镜头,它造价低廉,原理简单,但是有一个致命的弱点:透过小孔的光线太少而导致曝光时间过长。在阳光下使用针孔镜头拍摄照片需要花几分钟到十几分钟,在夜晚拍摄时曝光时间则要达到几个小时。很显然,对于每秒钟要拍摄十几张到几十张的摄像机来说,是达不到要求的。针孔镜头是无法应用在摄像机上的,因而也就不存在严格意义上的“针孔”摄像机。虽然如此,在这篇文章里我们还是按照习惯的说法,将那些使用鱼眼镜头、平面镜头或锥形镜头的微型摄像机称之为针孔摄像机。

关于针孔摄像机的第二个误解是,人们往往会将“偷拍”、“暗访”这样的词与它联系起来,随之而来的是强烈的不安全感。然而,实际上,在大多数情况下,针孔摄像机被应用在保护人们的生命、财产和隐私上,而不是起到相反的作用。

各种针孔摄像机的原理都是类似的。它们将透过镜头收集到的光线投在感光元件上,由感光元件把光信号转换为电信号;电信号被转换成数字信号;数字信号进行压缩后传输到监视器或录制设备上,从而显示或者录制成我们能够看到的影像。由于体积的限制,这类摄像机一般没有太过复杂的功能,不能调整焦距,也不能调节光圈大小。它们一般由镜头、图像传感器、模拟/数字转换器、图像控制器等多个部分构成,如果带音频功能的话,还要再加上声音收集、处理和传输的组件。
针孔摄像机
针孔摄像机

针孔摄像机的镜头分类

针孔摄像机使用的镜头有鱼眼镜头、平面镜头和锥形镜头三种;使用的感光元件有电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)和互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)两种;如果按照数据传输方式来分类的话,可以分成无线摄像机和有线摄像机两类。现在我们所说的针孔摄像机,所使用的镜头大小与手机上的镜头差不多。

拍摄范围较大的场景时,一般采用鱼眼镜头;如果从节省成本的角度出发,那就使用平面镜头;要获得较好的拍摄效果时,采用锥形镜头的情况较多。

鱼眼镜头是短焦距超广角镜头,它的镜头弧度很大接近于球面,视角可以接近甚至达到180度,拍摄范围比其它镜头大得多,能够覆盖更多的场景。然而拍摄范围的扩大是以拍摄对象的失真作为代价的。鱼眼镜头拍摄的物体变形很厉害,只能够保证画面中心的景物不变,其他的水平或者垂直的景物都会扭曲,看起来很不真实。

我们说的平面镜头,只是说它在外表上看起来不像鱼眼镜头那样有一个半球形的突起;但是实际上在镜头内也是镶嵌了一块透镜的。这块透镜一般是球面透镜,用于把光线经过折射后落在感光元件上。这种技术十分成熟,我们戴的远视眼镜无论是形状还是功能都与它类似。这种镜头的成本最低,但是拍摄出来的景物在边角的位置往往会有些模糊。锥形镜头能够比较好地还原影像,因为它的透镜是经过精心打磨的非球面透镜。这种透镜能够让拍摄出的景物在边角位置不至于模糊,但是成本比球面透镜要高得多。只有在对画质有比较高的要求的场合,才会使用锥形镜头。

本文我们为大家深入讲解关于针孔摄像机的核心技术、Super HAD Ⅱ CCD技术、针孔摄像机的色彩还原、针孔摄像机的超高解像技术、针孔摄像机的超低照度技术、针孔摄像机的常见误解、针孔摄像机的镜头分类。希望对有需要的读者有所帮助。

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