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监控摄像机的使用常识
作者:an888    发布于:    文字:【】【】【
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   天辰招商主管q_(7535077),7X24小时在线,全面为广大用户处理一切事物,摄像机是获取监视现场图像的前端设备,它以面阵CCD图像传感器为核心部件,外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来,新型低成本MOS图像传感器有了较快速的发展,基于MOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器,因此,在监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机。

  摄像机具有黑白和彩色之分,由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点,特别是它可以在红外光照下成像,因此在电视监控系统中,黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出,在列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的(一体化摄像机除外),因此在实际应用中,应根据监控现场的实际环境及用户要求,为摄像机配合适的镜头

  摄像机的使用很简单,通常只要正确安装镜头、连通信号电缆,接通电源即可工作。但在实际使用中,如果不能正确地安装镜头并调整摄像机及镜头的状态,则可能达不到预期使用效果。应注意镜头与摄像机的接口,是C型接口还是CS型接口(这一点要切记,否则用C型镜头直接往CS接口摄像机上旋入时极有可能损坏摄像机的CCD芯片)。

  安装镜头时,首先去掉摄像机及镜头的保护盖,然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。对于自动光圈镜头,还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上,对于电动两可变镜头或三可变镜头,只要旋转镜头到位,则暂时不需校正其平衡状态(只有在后焦聚调整完毕后才需要最后校正其平衡状态)。

  调整镜头光圈与对焦 关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关,将摄像机对准欲监视的场景,调整镜头的光圈与对焦环,使监视器上的图像最佳。如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机,最好配接自动光圈镜头并作摄像机的电子快门开关置于OFF。如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关置于ON,并在应用现场最为明亮(环境光照度最大)时,将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳(不能使图像过于发白而过载),镜头即调整完毕。装好防护罩并上好支架即可

  在以上调整过程中,若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大,而是关得比较小,则摄像机的电子快门会自动调在低速上,因此仍可以在监视器上形成较好的图像;但当光线变暗时,由于镜头的光圈比较小,而电子快门也已经处于最慢(1/50s)了,此时的成像就可能是昏暗一片了。

  摄像机的发展速度很快,从摄像管到CCD元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特点,同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被广泛应用。CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

  被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。

  CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机两种。除色度处理方面不同外,其它原理基本一致。主要有光学系统、光电转换系统、信号处理系统组成。其中光电转换系统是摄像机的核心。

  自然图像通过光学镜头成像于摄像机的光靶面上,彩色摄像机的光学系统中使用相干分色棱镜或特殊条状滤色镜将光信号分成红、绿、蓝三色光信号,光电转换系统通过摄像管或CCD元件利用电视扫描方法把光图像信号转换成随时间变化的视频电信号,再经放大、处理、编码而成为全电视信号。

  按照分辨率划分为25万像素左右,对应彩色330线线线线万像素以上,对应彩色大于或等于460线线以上的高档型。

  按照灵敏度可分为最低照度1至3lux的普通型;0.1lux左右的月光型;0.01lux以下的星光型以及原则上可以为0Lux,采用红外光源成像的红外照明型。

  摄像机摄像器件(CCD)的尺寸分为1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中以1/3英寸和1/2英寸最为常见。

  1/5英寸的CCD摄像机正待开发之中,将来也会在市场上占有一定比例。一般来说,大的CCD芯片,其相应的象素面积也较大,接收所摄光的面积增大,必然使象素输出电荷增多,灵敏度上升,在弱光条件下具有较好的拍摄能力,容易使摄像机整体质量提高,图像细部明显细腻自然。而光学系统聚焦影像时的焦平面越小,则成像过程中丢失的细节就越多,得到的影像放大后细部过渡就可能有突变的现象,显得不自然。另外小尺寸CCD拥有更多的象素和更高的分辨率也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。单个像素的面积越小,其感光性能越低,信噪比越低,动态范围越窄。每个象素上的信息趋于与在它附近的象素的信息混合(在电子学上这个概念叫做色度亮度干扰)。

  CCD传感器有两种,第一种是特殊CCD传感器,如红外CCD芯片(红外焦平面阵列器件)、高灵敏度背照式和电子轰击式CCD、EBCCD等,另外还有大靶面如2048×2048、4096×4096可见光CCD传感器、宽光谱范围(紫外光→可见光→近红外光→3-5μm中红外光→8-14um远红外光)焦平面阵列传感器等。目前已有商业化产品,并广泛应用于各个领域。第二种是通用型或消费型CCD传感器,在许多方面都有较大地进展,总的方向是提高CCD摄像机的综合性能。

  由于制造CCD传感器的硅片和加工成本都很高,所以很希望一片6.5英寸的硅片上光刻出更多的CCD传感器芯片;由于光刻机的进步,所以在仍保持具有很高灵敏度的特性下,CCD传感器的尺寸向1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向发展。在1993年,1/2英寸的CCD传感器占总产量的5%;1/4英寸的CCD传感器占总产量的10%;1/3英寸的CCD传感器占总产量的85%。在1997年,在总产量比1993年增加200%以上的情况下,1/2英寸的CCD传感器仍有很大发展,已占总产量的15%(1/2英寸由于靶面较大仍有许多场合需要,尤其在科研领域中);1/4英寸的CCD传感占总产量的60%。也就是说,1/2英寸较大靶面尺寸CCD传感器仍有很大增长。1/4英寸的CCD传感器的产量比1/3英寸的CCD传感器来说,占总产量的比例在减少。

  为了降低CCD摄像机的制造成本,实现高速自动化生产,制造厂家追求紧密性结构,致力于CCD摄像机的小型化,即由Dip On Board(DOB)过锡板工艺改进为Chip On Board(COB)板上连接IC芯片的贴片方式。到目前为止,已实现多层板的Multi Chip Module(MCM)多芯片集成模组化制造技术。

  采用DSP技术,可以使CCD摄像机在数字检测和数字运算技术上能够有效实现智能化逆光背景补偿;能够自动跟踪白平衡,即可以在任何条件下检测和跟踪“白色”,并以数字运算处理功能来再现原始的景物色彩。

  由于计算机的进步和发展,可通过计算机主板上的USB接口通用串行总线高速串行综合数据传输接口以及PCMCIA来输入。USB接口的传输速率是12Mbps,IEEE1394接口的传输速率是100-400Mbps。随着国际信息高速公路的实施,对于CCD摄像机作为系统的前端图像传感器正向着适合网络用户的方向发展。CCD摄像机不仅需具有高分辨率的图像质量,而且还需具有小巧、使用简便、通用性强的特点。当前人们关注的Consumer CCD摄像机在不久的将来会普及到千家万户。

  Progressive Scan CCD摄像机即逐行扫描CCD,是相对通用的隔行扫描CCD摄像机而言的。CCD摄像机的垂直分辨率一般仅能达到350TV线条线隔行扫描,对运动的目标会由于奇场和偶场合为一帧,使用两个瞬间状态的信息被平滑了,分辨率会不降。而用PC逐行扫描方式摄像机拍摄的运动目标是在同一瞬间将两场图像同时采集成为一帧图像,达到提高垂直分辨率的作用。 综上所述,到21世纪,世界将进入信息时代,数字化、计算机化、通讯、电视融为一体的网络化即将成为现实,让人们去面对、去学习、去研究。从整个系统来讲,CCD摄像机是核心的元件之一,但由于我国CCD摄像机制造技术和CCD传感器生产线正处于发展和不断完善的阶段,因此,目前我国CCD产业亟待发展,才能适应市场的需求。随着我国经济的高速增长,信息产业化进程的加快,CCD摄像机的市场会越来越大,应用的领域将深入到每一个相关的专业领域,将给人们带来新的概念。

  工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间,广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。清晰度是由摄像器件像素多少决定的,显然摄像器件的像素越多,得到的图像越清晰,反之也然。清晰度越高,说明摄像机档次越高,反之越低。

  最低照度是最低照度是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。一般彩色摄像机的最低照度为2~3LUX, 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提,因此,不能只看摄像机说明书中标明的最低照度,应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。最低照度越小,摄像机档次越高。相对于彩色摄像机而言,黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱(亮度)信号敏感,所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低,一般可做到0.1LUX在F1.4时,至于微光摄像机则更低。有关光圈系数的知识请参阅镜头一节。

  视频信号的标称值为1Vp-p,标准值为0.7Vp-p,最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植。所以摄像机在最低照度时的图像,决不会“如同白昼一样”。另外,摄像机在最低照度时产生的图像清晰度,是用电视信号测试卡进行测式的,其黑白相间的条纹,要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于89.9%。而我们在现场观察时有时不具备这样的条件,比如:树叶和草地的反射率很低,反差很小,就不易获得清晰图像。因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。

  信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。当摄像机摄取较亮场景时,监视器显示的画面通常比较明快,观察者不易看出画面中的干扰噪点;而当摄像机摄取较暗的场景时,监视器显示的画面就比较昏暗,观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱(也即干扰噪点对画面的影响程度)与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。

  所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示。由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,因此,实际计算摄像机信噪比的大小通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10为底的对数再乘以系数20,单位用dB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,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。CCD摄像机信噪比的典型值一般为45dB~55dB。测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。

  AGC——Automatic Gain Control的缩写。所有摄象机都有一个将来自 CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大量即增益,等效于有较高的灵敏度,可使其在微光下灵敏,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,需利用摄象机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作,此即动态范围,即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有AGC功能的摄像机,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。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。

  通常,摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的,但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的,背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。

  当引入背光补偿功能时,摄像机仅对整个视场的一个子区域(如从第80行 ~ 200行的中心区域)进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,AGC放大器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高,从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。

  当背景光补偿为开启时,摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点,此时如果前景目标位于该子区域内时,则前景目标的可视性有望改善。

  电子快门的英文全称为ElectronicShutter,是对比照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间(即调整时钟脉冲的宽度),即可实现控制CCD感光时间的功能。

  自动白平衡(AWB,Automatic White Balance)有分为连续白平衡和自动控制白平衡。连续白平衡也称为自动跟踪白平衡(Automatic Tracking White balance,ATW),是随着景物色彩温度的改变而连续地调整,范围为2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然,但对于景物中很少甚至没有白色时,如场景大部分是蓝天白云或夕阳等高色温物体及场景比较昏暗的场合下,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。自动控制白平衡(Automatic White balance Control,AWC),需要先将摄象机对准诸如白墙、白纸等白色参考目标,然后将通过菜单或开关设置从手动改变为自动方式,保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止,在白平衡被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置,此时白平衡设置将保持在摄象机的存储器中,直至再次执行被改变为止,其范围为2300~10000K,在此期间,即使摄象机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠,适用于大部分应用场合。

  手动白平衡关闭自动白平衡,通过手动调节红色或蓝色调整装置,以改变红色或蓝色状况,一般可调等级多达107个,如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外,有的摄象机还有将白平衡固定在3200K(白炽灯水平)和5500K(日光水平)等档次命令。

  电源同步(LL,Line Locked),也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄象机和电源零线同步。

  外同步(EXT)利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。同步信号可以是彩色复合视频或黑色突法信号(VBS)、黑白复合视频或复合同步信号(VS),也可以是如矩阵等外部设备的复用垂直驱动信号(VD2)和复合视频输出信号

  此外,一般传统摄像机造型呆板,以小型或特殊设计的外观取代旧式机种,甚至以多种附加功能,例如∶防水、防弹或电脑遥控、电源自动侦测等,提高产品价格,皆是厂商推出一体化摄像机的目的。

  就目前产品外型来看,一体化摄像机可大致分为特殊型以及一般型。所谓特殊型,是强调产品具备特殊防护功能,以免除防护罩的使用为设计出发点,其产品外壳多为圆柱体,项目包括防水型、防暴(爆)型、防弹型摄像机等。以防水型为例,采用特殊材质如铝合金,增强外壳防水等级,强调不须外加防护罩。为了提升产品附加价值,进而发展自动对焦功能,或提供IR光源,在夜间也能提供清晰图像。

  一般型则是从原有的传统摄像机造型而来,同样具备四方外表,而镜头内建,体积较小。相较于特殊型或传统摄像机,目前一般型的一体化摄像机皆具备各式基本功能,如自动光圈、自动变焦、460电视线以上的清晰度、自动白平衡、背光补偿等等。

  镜头就镜头的形式来看,不论是机板型(Board Lens)或一般型镜头,可藉由手动调整光圈以及焦距的伸缩镜头(Zoom Lens)发展已久,因此使用普及。而近年来,在镜头制造商技术进步的情况下,变焦镜头

  (Vari-focal Lens)以其自动对焦的优点而受摄像机制造商喜爱。由于变焦镜头体积较小、可自动变焦,因此广泛应用于快速球型摄像机以及一体化摄像机中。

  而伸缩镜头因体积大、价格较变焦镜头高出许多,因此一体化摄像机制造商多采用变焦镜头,使用率逐渐增加。据了解,目前以3.5~8mm的镜头使用最为普及。对一体化摄像机而言,由于体积较小,因此多半采用机板型镜头(Board Lens)。相较于一般镜头,机板型镜头价格便宜、尺寸较小,但由于镜头与摄像机的空隙较小,因此安装制造较为困难。在镜头尺寸部分,过去以1/3”镜头使用最多,但1/4”镜头较小更适用于一体化摄像机,加上近年来IC厂商大量生产晶片,带动1/4”晶片的成本降低,使用量逐渐凌驾1/3”镜头。然而,1/3”镜头所摄取的图像效果最好,仍有不少一体化摄像机制造商使用,因此仍有相当大的发展空间。

  线路设计关系着如何依现有摄像机结构,搭配镜头的自动光圈线路,以做到最佳效果。一般而言,自动光圈有二种驱动方式,一是Video Driver,另一种是DC Driver。Video Driver镜头是将光圈马达的驱动电路板安装于镜头内,利用摄像机输出图像信号到驱动电路板,再由驱动电路板来改变光圈马达,使光圈变化,成本与施工都比较贵。DC Driver镜头是配合部分摄像机制造商,将原先安装于镜头中的驱动电路板转至摄像机中,因此镜头不需要驱动电路板,直接由摄像机输出DC电流来改变光圈马达,使光圈产生变化,由于接头固定,成本较低,施工也较为容易。目前一体化摄像机市场上两种都有使用。

  另外,线路设计也同时影响著摄像机的附加功能,例如快门速度调整可从1/60到1/100,000,自动白平衡、自动增益,或提供屏幕菜单功能,使用者可由OSD调整各项功能。

  此外,图像放大(Zoom)也是厂商的强调重点之一。简单来说,放大方式有数字放大以及光学放大两种,数字放大是以图像模拟的方式放大,容易有画面失真、模糊(马赛克)的情况出现,而光学式放大则不会有此问题。因此,对使用者而言,在考虑图像放大的倍数时,应以光学式放大倍数为准。

  目前主要镜头供应地为日本及韩国,其中以日本的制造量最大、销售量最高,然而日本镜头价格高,连带的提高一体化摄像机的制造成本。

  球型摄像机是指将摄像机、镜头等设备组合内置在球型防护罩内的摄像设备。以球型防护罩区分,有全球型和半球型;以球型摄像机的性能区分为定焦镜头球型摄像机或定焦镜头球罩型摄像机和内置摄像机、变焦镜头、云台、解码器等设备的一体化智能球机;以安装方式区分,有悬吊式、吸顶式和嵌入式等;以应用环境区分为室内型和室外型。

  球型摄像机造型美观、安装隐密、使用方便、功能齐全,深受广大用户的青睐。特别是一体化智能球机以单一设备取代了传统的摄像机、变焦镜头、快速云台、遥控解码器等设备的组合,在性能价格比上占有很大的优势,成为球型摄像机的主流,因此我们常说的球机实际上是指这种智能球机。

  智能球机还根据使用环境的不同而具备多项辅助功能以满足不同的气候条件,如内置风扇、加热器等。

  相对与传统的摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器组合,智能球机安装结构简单,所需连接的线缆数量少,几乎不需要调试的特点降低了安装难度,减少故障发生率;其外观精美,体积小巧便于隐蔽监视,并且不影响现场美观程度;快速旋转能力更能准确快速追踪目标;造价相对低廉等。

  智能球机也同样存在一定的不足之处。由于整机体积小,摄像机、镜头体积也相应变小,摄像机以1/4英寸CCD居多,其清晰度和光通量不及1/2和1/3英寸CCD的摄像机;镜头虽然变焦倍数较大,常见的有18倍、22倍,但起始焦距较小,一般为4mm,因此最大焦距不超过100mm,因此在需要监视大范围、远距离的目标时力有未逮;球机的防护罩外型为半球或球型,不能加装雨刷器,长时间使用后会因为积垢影响图像质量;球型罩对加工材料,光洁度、平整度、曲率、均匀度等加工工艺要求很高,劣质球罩会产生重影、透光率下降、反光、弧形失真等现象,影响监视效果。

  未来产品将会以小型化、智能化(具备自动追踪功能)、超低照度等功能为主。部份厂商更进一步的指出,快速球在工程中的应用已得到认同,单就利润方面来考量,应用场所多集中在社区监控(如高速公路、街道等)为多,而日夜两用(彩色黑白自动转换)的快速球型摄影机势必将更适合应用场所。另外,随著网络的普及,网络化、数字化乃大势所趋,通过网络进行控制并现有的监控系统相兼容,也是厂商未来的发展重点之一。

  顾名思义,低照度摄像机是指在较低光照度的条件下仍然可以摄取清晰图像的摄像机,目前CCTV产业的技术规格方面对此并无统一标准,因此也无法定义在最低照度为何值可称其为低照度摄像机。况且最低照度的数值与镜头的光圈大小(F值)、电子灵敏度(ELECTRONIC、SENSITIVITY)、红外线开关状态等条件均有关系,因此需要在相同测试条件下考察摄像机的最低照度。

  低照度摄像机在市场的演进简单分为以下三步:白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO);低速快门(SLOW/SHUTTER)及超感度摄像机(EXVIEW HAD)。

  此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群,昼夜型(COLOR/MONO)摄像机是利用黑白图像对红外线感度较高的特点,在一定的光源条件,利用线路切换的方式将图像由彩色转为黑白,以便于搭配红外线。在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中,早期像PHILIPS(飞利浦)、IKEGAMI(池上)、日本JVC曾采用2颗SENSOR(1颗彩色、1颗黑白)共用一组电路再行切换,目前此类摄像机已采用单一CCD(彩色)设计,在白天或光源充足时为彩色摄像机,当夜晚降临或光源不足时(一般在1LUX~3LUX)即利用数字电路将彩色信号消除掉,成为黑白图像,且为了搭配红外线,亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器,此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的,白天却有图像模糊,色彩不自然的缺点,并且摄像机的摄像距离会受到红外灯照射距离的限制。然而,COLOR/MONO摄像机是否属于“低照度”摄像机,仍相当具争议性,专家指出真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身 (所采用的元件、技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD灵敏度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升,不能算是低照度摄像机。

  此类摄像机又称为(画面)累积型摄像机,是利用电脑记忆体的技术,连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来,成为一个图像清晰的画面,运用SLOW SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2(×128),并且画面能够累积的帧数 (128帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆,夜间生物活动观察,夜间军事海岸线监视等,属性较静态场所的监视。此类型的低照度摄像机,大多数为进口品牌价格昂贵,且累积帧数少(32帧)。

  超感度摄像机(EXVIEW/HAD),又称24小时摄像机,为98年全世界最热门的机种,其彩色照度可达0.05LUX,黑白则可达0.003-0.001LUX(亦可搭配红外线LUX)不仅能清晰的辩识图像,更是实时连续的画面。 此类型摄像机主要是采用SONY元件厂于97年所推出的EXVIEW/HAD/CCD(超感 CCD),其运用专利技术将CCD每一像素的开口率提高,进而达到更低照度的要求,由于该CCD的制造成本仍高,在99年统计时全球每个月的总量也还不到4000台;相对的成品制造商要研发此类摄像机的技术门槛也较高。专业人士认为若EXVIEW/HAD/CCD一旦普及,则此类摄像机将会是最具明日之星架势的监视摄像机。

  典型的网络摄像机包括一个镜头,一个滤光器,一个嵌入式图像感测器,一个图像数字转换器,图像压缩机,和一个具有网络连接功能的服务器。

  每一个网络摄像机都有自己的IP网址,数据处理功能,和内置应用软件,可担当网络服务器、FTP服务器、FTP用户端和邮箱用户端。许多高级的IP网络摄像机还包括其他特殊功能,比如移动探测、警报信号输出/输入设备和邮件支持功能网络摄像机不但支持所有的标准模拟CCTV摄像机功能,而且为使用者提供更多的系统功能并能减少更多的成本。

  网络摄像机采用了最先进的摄像技术和网络技术,具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用,使用户免去了复杂的网络配置;内置的大容量内存存储警报触发前的图像;内置的I/O端口和通讯口便于扩充外部周边设备如:门禁系统,红外线感应装置,全方位云台等。提供软件包便于用户自行快速开发应用软件。

  网络摄像机最显著的优势之处有两个方面:集中管理和远距离。集中管理是指监控点很多的系统采用模拟CCTV系统是难以控制其中,集中管理是指像布鲁塞尔国际机场有600个点的系统,采用传统模拟CCTV系统是难以控制的;远距离是指范围超过50公里的系统,采用传统模拟CCTV系统如光纤将使成本大大增加

  网络摄像机除能在世界的任何一个角落通过Internet进行远端监控之外,通过网络监控也可能有效地降低成本,它的“即插即用”功能,无须像模拟摄像机一样必须安装同轴电缆,只要利用现有的网络就可以使用,这都是网络摄像机的优势之处。

  无论在局域网或者其它媒体中传输高品质的图像都要受到带宽的限制,因此图像品质与带宽的平衡是网络摄像机选择图像压缩格式的两难。由于MJPEG压缩模式比起H.263和MPEG4等压缩格式要占用大得多的带宽,早期因为比较容易实现而受到制造商欢迎的MJPEG图像压缩格式正在被放弃。目前,新型的网络摄像机产品大多都采用H.263和MPEG4等压缩格式。

  如果网络摄像机价格调整到下来,在后端的电脑上随意安装一套软件将彻底代替目前的DVR。因此,DVR只是在数字化道路上迈出的一小步,一旦网络摄像机的有利条件成熟,DVR将毫无疑问地被取代。

  节省费用:到目前为止,普通网络图像解决方案通常都是需要复杂的系统,涉及到PC、附加软件和硬件、工作站,有时还有视频电缆系统。而网络摄像机系统往往不需要一些不必要的设备和安装的投入,系统可以通过网络直接连接实现远端监控,省去了闭路电视,大幅度减少了线材及人力费用,降低了成本。

  即插即看:网络摄像机具备了所有需要用来建立远程监控系统的构件。内置Web server功能,只需要接入以太网,分配一个地址,就可以通过网络可直接实现远端监控,并随时用浏览器观察远程传输过来的图像。

  系统性能高:系统画面设置灵活,可依应用不同及用户喜好自行设定画面的大小、解析度以及监控的地点,达到多点网络控的目的。如支持W74GM网络摄像机的NCS软件,多用户可同时访问某个网络摄像机,当触发报警时,它可以自动存储报警前后一定时间段内的活动图像,具有许多功能。

  网络中易于使用:基于全球业界标准,网络摄像机可以与各种类型的以太网设备无缝连接。在某种意义上,网络摄像机是一个标准的网络设备。而一但是网络设备,在全球单一网络的今天,易于使用、价格低廉等都将是网络摄像机的特点。

  灵活集成:系统可以方便地联动其它安全防范设备,如湿度、温度、烟感、入侵等报警器;同时可以连动灯光、警号、锁具等动作设备,这使得它可以方便地组成一套功能强大的安全防范系统。

  专业监视器的功能与电视机基本相同,但由于监视器的特殊使用要求和标准,所以线路结构和技术指标有较大差别。相比之下,监视器具有如下特点:

  应用电视系统中监视器的输入信号是未经调制的正极性的全电视信号(视频信号)。而电视机虽有视频、音频输入端子(收监两用机),但最基本的是接收射频信号。

  监视器必须是百分之百地显示被摄物体的原貌,不能有任何附加影响,包括被摄体的不足之处也不能加以纠正。而电视机尤其是彩色电视机是为了满足人们视觉享受,因此尽可能的修改被摄体的缺陷并在色彩上加以处理,所以能够观看到鲜艳的、漂亮的图像。

  监视器的清晰度远高于电视机。一般电视机的清晰度只有270线而专业监视器一般都能达到400线线(黑白),至于广播级监视器可以达800线线(黑白)。

  监视器具有较多的调节装置和外部控制机构,这主要因为监视器线路不能设计任何补偿、平衡线路所致。

  一般专业监视器的显像管与电视机的不同,尤其是清晰度高的监视器。根据我国的电视标准,1MHZ的频带宽度对应于80电视线线的图像信号。 但该信号能否在荧光屏上显示出来,还需看显像管的分辨力能否达到要求。否则再宽的频带的电视机也不能改装成高清晰度的监视器。

  此外,监视器的视频通道的频率响应不同于一般小信号放大器的概念,其负载是显像管,显像管的激励要达到一定的光亮度反差。因此,监视器的视频末级放大器的工作状态具有高反压、宽频带、中功率、容性负载等特点。

  对于要求不算太高的监控系统,可以选用带视频、音频输入端子的收监两用机代替价格昂贵的专业监视器。

  监视器/电视的尺寸大小不一,应根据现场情况和其它设备的配置比较选择。除清晰度外现场观察清楚与否和观看的距离有着直接关系。一般说来,尺寸越大,观看距离应越远;尺寸越小,观看距离越近。小于或大于合理的观看距离都会造成图像感觉上的不清楚,眼睛也容易疲劳。一般14寸监视器的最佳观看距离是1.0 米~1.5 米,21寸为1.6 米~3.0米。

  另外,随着电视技术和计算机技术的日益发展,CRT的性能也在不断提高。当前全平显示器的出现成为CRT新的亮点,而采用100Hz数码扫描(Digital Scan)技术能够完全消弱运动物体图像的震颤现象,画面更加稳定,更益于视力的保护。采用逐行扫描(Progressive Scan)使行水平扫描线倍增,垂直清晰度大大提高。另外减少辐射量,充实环保和健康的TCO标准将被普遍采纳以及16:9、100线i显示格式的高分辨率全数字式监视器的推出都会给CRT监视器带来新的活力,因此CRT监视器还不会很快被新型图像显示设备取代,并将在很长的时间内与新型显示设备共存。

  随着信息时代的到来,计算机多媒体技术的迅猛发展,网络技术的普遍应用,大到指挥监控中心、网管中心的建立,小到临时会议、技术讲座的进行,都渴望获得大画面、多彩色、高亮度、高分辨率的显示效果,而传统的CRT显示器很难满足人们这方面的要求。近些年来迅速发展起来的大屏幕投影机技术成为解决彩色大画面显示的有效途径,应用范围进一步拓展,市场也因需求的增长日渐活跃。

  到目前为止,投影机主要通过三种显示技术实现,即CRT投影技术、LCD投影技术以及近些年发展起来的DLP投影技术。

  按照投影方式的不同分为前投式、背投式和组合拼接三种。投影设备的显示屏幕一般远远大于CRT显示器,因此在监控系统中常常用做主监视器使用。

  CRT是英文(Cathode Ray Tube)的缩写,译作阴极射线管。作为成像器件,它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解成R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色,它们控制电子束分别打在RGB三个CRT管的荧光屏上,荧光粉在高压作用下发光,在荧光屏上重现一个较亮的图像,经过光学系统放大、会聚,在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与CRT管组成投影管,通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机。由于使用内光源,也叫主动式投影方式。CRT技术成熟,显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力;但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约,直接影响CRT投影机的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外CRT投影机操作复杂,特别是会聚调整繁琐,机身体积大,只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所,不宜搬动。

  第一个是会聚性能,会聚是指红绿蓝三种颜色在屏幕上的重合。对CRT投影机来说,会聚控制性显得格外重要,因为它有RGB三种CRT管,平行安装在支架上,要想做到图像完全会聚,必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化,会聚也要重新调整,因此对会聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚,其中动态会聚有倾斜,弓形,幅度,线性,梯形,枕形等功能,每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外,还可进行非线性平衡,梯形平衡,枕形平衡的调整。

  另外一个指标就是CRT管的聚焦性能。我们知道,图形的最小单元是像素。像素越小,图形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的,所谓可寻址分辨率,即是指最小像素的数目。CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,其中以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好,尤其是高亮度条件下会散焦,且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰。

  LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物,它利用液晶的电光效应,用液晶板作为光的控制层来实现投影。液晶的种类很多,不同的液晶,其分子排列顺序也不同(在LCD显示器中,采用了扭曲向列型液晶)。有些液晶在不加电场时是透明的,而加了电场后就变得不透明了;有些则相反,在不加电场时是不透明的,而加了电场后就变得透明了,透明度的变化与所加电场有关,这就是电光效应。LCD投影机按内部液晶板的片数可分为单片式和三片式两种。现在投影机主要采用3片式LCD板,在此重点说明3片式LCD投影机的工作原理。

  三片式LCD投影机用红绿蓝三块液晶板分别作为红绿蓝三色光的控制层。光源发射出来的白色光经过镜头组会聚到达分色镜组,红色光首先被分离出来,投射到红色液晶板上,液晶板记录下的以透明度表示的图像信息被投射生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上,形成图像中的绿色光信息,同样蓝色光经蓝色液晶板生成图像中的蓝色光信息,三种颜色的光在棱镜中会聚,由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。

  LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种。液晶是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,工作性质受温度影响很大,其工作温度为-55℃~+70℃。投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,影响其液晶单元的透光率或反射率,从而影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。

  它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。一般的光阀主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器,它是一种可控开关。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,将光信号转换为持续变化的电信号;外光源产生一束强光,投射到光阀上,由内部的镜子反射,通过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CRT信号相复合,投射在屏幕上。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000lm,分辨率为2500×2000,适用于环境光较强、观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所。但其价格高,体积大,光阀不易维修。

  它的成像器件是液晶板,也是一种被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯,通过分光镜形成RGB三束光,分别透射过RGB三块液晶板;信号源经过模数转换,调制加到液晶板上,控制液晶单元的开启、闭合,从而控制光路的通断,再经镜子合光,由光学镜头放大,显示在大屏幕上。目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计,这种投影机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格也比较低廉。但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为1024×768,多用于临时演示或小型会议。这种投影机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降。

  模拟信号显示达450线lm。LCD投影机具有体积小、便于携带,使用时无需调整会聚的特点,其灯泡寿命大约3000小时左右。

  DMD器件是DLP的基础,一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关,50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个象素,变换速率为1000次/秒,或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm(或16μm×16μm),为便于调节其方向与角度,在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时,静电会激活地址电极、镜片和轭板(YOKE)以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号,镜片倾斜10°,从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”,并随来自SRAM的数字信号而倾斜+10°;如显微镜片处于非投影状态,则被示为“关”,并倾斜-10°。与此同时,“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上;而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。简而言之,DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光,同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影,而其光照方向则是借助静电作用,通过控制微镜片角度来实现的。

  通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行寻址,DMD阵列上的每个镜片以静电方式倾斜为开或关状态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制(PWM)。镜片可以在一秒内开关1000多次,在这一点上,DLP成为一个简单的光学系统。通过聚光透镜以及颜色滤波系统后,来自投影灯的光线被直接照射在DMD上。当镜片在开的位置上时,它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方形像素投影图像。当 DMD 座板、投影灯、色轮和投影镜头协同工作时,这些翻动的镜面就能够一同将图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。

  DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度层次,从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩艳丽的细腻、自然逼真。

  DMD最多可内置2048×1152阵列,每个元件约可产生230万个镜面,这种DMD已有能力制成真正的高清晰度电视。

  DMD微镜器件非凡的快速开关速度与双脉冲宽度调制的一种精确的图像颜色和灰度复制技术相结合,使图像可以随着窗口的刷新而更加清晰,通过增强对比度,描绘边界线以及分离单个颜色而将图像中的缺陷抹去。

  在许多LCD投影图像中,我们会看到当一个图像尺寸增加时,LCD图像中的缝隙将变得更大,而在DLP投影机中则不会出现这样的情况,DMD镜面的大小和形状决定了这一切。每个镜片90%的面积动态地反射光线以生成一个投影图像,由于一个镜头与另一个镜头之间是如此的接近,所以图像看起来没有缝隙。DMD镜片体积微小,每一侧边的长度为16微米,相邻镜头之间的缝隙小于1微米。镜头是方形的,所以每一个镜片显示的内容要比实际图像更多。再加上当分辨率增加时大小及间距仍保持一致,因此无论分辨率如何变化,图像始终能够保持很高的清晰度。

  许多观众经常会希望在观看投影时保持亮度或打开窗帘,与传统投影机相比,DLP投影机将更多的光线打到屏幕上,这也有赖于DLP本身的技术特点。DMD的强反射表面通过消除光路上的障碍以及将更多的光线反射到屏幕上,而最大化地利用了投影机的光源。DLP技术依据图像的内容对图像进行反射,DLP的光源有两种工作方式,或者通过一个透镜打到屏幕上,或者直接进入一个吸光器。更为有利的是,基于DLP技术的投影机的亮度是随着分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情况下,DMD提供更多的反射面积,如此一来就可以更为有效地利用灯光的亮度。

  DLP不仅仅是简单地投影图像,它还对它们进行了复制。在它的处理过程中,首先将源图像数字化为8到10位每色的灰度图像。然后,这些二进制图像输入进DMD,在那里它们与来自光源并经过仔细过滤的彩色光相结合。这些图像离开DMD后就成像到屏幕上,保持了源图像所有的光亮和微妙之处。DLP独一无二的色彩过滤过程控制了投影图像的色彩纯度,此技术的数字化控制支持无限次的色彩复制,并确保了原始图像栩栩如生地再现。随着其它显示技术及摄影技术的出现,DLP使得那些无生命的图像拥有了逼真的色彩。数字色彩的再现保证了图像与真实物质的还原性,而且没有发亮的斑点或其它投影机典型的冲失现象。

  DMD不仅通过了所有的标准半导体资格测试,系统制造非常严格,需要经过一连串的测试,所有元件均经过挑选证实可靠才能用作制造数码电子部分驱动DMD,而且还证明了在模拟操作环境中,它的生命期超过10万个小时。测试证明,DMD可以进行超过1700万亿次循环无故障运行,这相当于投影机的实际使用时间超过1995年。其它测试结果显示,DMD在超过11万个电力周期和11000个温度周期下无故障,以确保在需求较大的应用领域中提供30年以上的可靠运行期。

  根据一般应用需求来看,一个单片DMD就可以实现大小、重量和亮度的统一,目前,大部分的家用或商用DLP投影机都采用了单片结构,而更高级的三片结构一般只应用在数字影院或高端领域,因此,用户可以得到一个更小、更亮、更易于携带而且足以提供出色图像质量的系统DLP技术是全数字底层结构,具有最少的信号噪音。

  在一个单DMD投影系统中,需要用一个色轮来产生全彩色投影图像。色轮由红、绿、蓝滤波系统组成,它以60Hz的频率转动。在这种结构中,DLP工作在顺序颜色模式。输入信号被转化为RGB数据,数据按顺序写入DMD的SRAM,白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上,通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时,红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的,所以当红光射到DMD上时,镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”,绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜,在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。

  这种系统利用了金属卤化物灯红光缺乏的特点。色轮不用红、绿、蓝滤光片,取而代之使用两个辅助颜色,品红和黄色。色轮的品红片段允许红光和蓝光通过,同时黄色片段可通过红色和绿色。结果是红光在所有时间内都通过,蓝色和绿色在品红-黄色色轮交替旋转中每种光实质上占用一半时间。一旦通过色轮,光线直接射到双色分光棱镜系统上。连续的红光被分离出来而射到专门用来处理红光和红色视频信号的DMD上,顺序的蓝色与绿色光投射到另一个DMD上,专门处理交替颜色,这一DMD由绿色和蓝色视频信号驱动。

  另外一种方法是将白光通过棱镜系统分成三原色。这种方法使用三个DMD,一个DMD对应于一种原色。应用三片DLP投影系统的主要原因是为了增加亮度。通过三片DMD,来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上。结果更多的光线到达屏幕,给出一个更亮的投影图像。这种高效的三片投影系统被用在超大屏幕和高亮度应用领域。

  人们常常提到的DLP投影机弱点只有一个,即“彩虹效应”,具体表现是色彩被简单地分离出明显的红、绿和蓝三种单色,看起来像雨后彩虹一样。这是由于用一个旋转色轮来调制图像色彩而产生的,同时因为有些人的视觉系统特别灵敏,能察觉出一种彩色转换到另一种彩色的过程,而不是像大多数人那样靠视觉暂留现象把几种单色混合成新的色彩。除了某些用户能把色彩分离出来,还有些用户可能因为色彩的迅速变化,而产生眼睛胀痛和头痛的情况。而LCD投影机和三片式DLP投影机都不会有这种现象,它们在物理结构上就是把三个固定的红、绿、蓝图像叠加而成。

  但这一问题对不同的人,作用是不一样的。某些人能看出彩虹效应,甚至严重到画面几乎不能看。有些人只是偶尔会看到彩虹痕迹,远没到无法欣赏画面的程度。对于后者来说,DLP的这一缺点就没有实用上的影响。更幸运的是大多数人既看不出彩虹痕迹,也不会被眼胀、头痛所困惑。请想想如果人人都能在DLP投影机上看到彩虹效应,DLP投影机也就失去了存在的机会。

  但不管怎样彩虹效应总是一个问题。德州仪器公司和用DLP技术制造投影机的厂商还是在尽力解决这一问题。第一代DLP投影机色轮每秒旋转60次,相当于帧频60Hz,或每分钟3600转。在色轮中,红、绿、蓝像素各一段,所以,每种颜色每秒刷新也是60次。这种第一代产品称为“1X”转速。

  第一代产品还有少数人能看到彩虹效应,改进的第二代产品的色轮转速上升到2X,即120Hz和7200RPM,能看到彩虹效应的人就更少了。今天,很多专为家庭影院市场设计的DLP投影机用六段色轮、色轮转一圈出现两次红、绿、蓝,且色轮又以120Hz或7200RPM旋转,这样在商业上就称之为4X转速。不断提高色彩刷新速度,看得出彩虹效应的人数也就愈来愈少。但到目前,彩虹疚对少部份观众来说还是个问题。

  是指投影机输出的光通量,单位为流[明](lm)。与光输出有关的一个物理量是亮度,是指屏幕表面受到光照射时发出的光通量与屏幕面积之比,亮度常用的单位是勒[克斯](lx,1lx=1lm/m2)。当投影机输出的光通量一定时,投射面积越大亮度越低,反之则亮度越高。决定投影机光输出的因素有投影及荧光屏面积、性能及镜头性能,通常荧光屏面积大,光输出大。带有液体耦合镜头的投影机镜头性能好,投影机光输出也可相应提高。

  电子在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描,也叫行扫描。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率,视频投影机的水平扫描频率是固定的,为15.625kHz(PAL制)或15.725kHz(NTSC制)。数据和图形投影机的水平扫描频率不是一个频率点,而是一个频段;在这个频段内,投影机可自动跟踪输入信号行频,由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步。水平扫描频率是区分投影机档次的重要指标。频率范围在15kHz~60kHz的投影机通常叫做数据投影机,上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影机。

  电子束在水平扫描的同时,又从上向下运动,这一过程叫垂直扫描。每扫描一次形成一幅图像,每秒种扫描的次数叫做垂直扫描频率,垂直扫描频率也叫刷新频率,它表示这幅图像每秒钟刷新的次数。垂直扫描频率一般不低于50Hz,否则图像会有闪烁感。

  投影机的视频通道总的频带宽度,其定义是在视频信号振幅下降至0.707倍时,对应的信号上限频率。0.707倍对应的增量是-3dB,因此又叫做-3dB带宽。

  在投影机指标中,分辨率是较易混淆的一个概念,投影机技术指标上常给出的分辨率有:可寻址分辨率、RGB分辨率、视频分辨率三种。

  对CRT投影机来说,可寻址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能所决定,是投影管质量指标的一个重要参数。可寻址分辨率应高于RGB分辨率。

  RGB分辨率是指投影机在接RGB分离视频信号时可达到的最高像素,如分辨率为1024×768,表示水平分辨率为1024,垂直分辨率为768,RGB分辨率与水平扫描频率、垂直扫描频率及视频带宽均有关。

  视频分辨率是指投影机在显示复合视频时的最高分辨率。这里,有必要将视频带宽、水平扫描频率、垂直扫描频率与RGB分辨率的关系作一分析:首先看看水平扫描频率与垂直扫描频率、垂直分辨率的关系。

  式中A为常数,约为1.2,垂直扫描频率一般不应低于50Hz,为了保证良好的视觉效果,希望垂直扫描频率高一些好。为了提高图像质量,也要提高垂直分辨率。这些都要求相应地提高水平扫描频率。可见,水平扫描频率是投影机的一个重要技术指标。例如:当垂直扫描频率为70Hz,垂直分辨率为768时,行频为64.5kHz。

  式中R约为1.4,其中水平分辨率应比垂直分辨率高,这是由于图像水平与垂直幅度之比是4:3,例如垂直分辨率为768时,水平分辨率一般是1024,此时信号带宽是46MHz。

  式中C=A×R。由该公式可以知道要提高图像分辨率,就要提高视频带宽。因而视频带宽也是投影机的一个重要指标。因此,在区分投影机质量优劣时,应注重看行频和带宽,在看RGB分辨率时,还应注意它的垂直扫描频率,在行频一定时,垂直扫描频率不同时,最高RGB分辨率也不同。例如一台投影机的最高行频是75kHz,当垂直扫描频率为60Hz时,允许最高RGB分辨率是1280×1024。而如果将垂直扫描频率提高至70Hz时,就达不到1280×1024。

  我们知道,图形的最小单元是像素。像素越小,图形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的,所谓可寻址分辨率,即是指最小像素的数目。

  CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,其中以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好,尤其是高亮度条件下不会散焦,且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,中心聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可做到画面上每一点都很清晰。

  会聚是指RGB三种颜色在屏幕上的重合,对CRT投影机来说,会聚控制性显得格外重要,因为它有RGB三只CRT管,平行安装于支架上,要想做到图像完全会聚,必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化,会聚也要重新调整,因此对会聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚,其中动态会聚有倾斜,弓形,幅度,线性,梯形,枕形等功能,每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外,还可进行非线性平衡,梯形平衡,枕形平衡的调整。有些投影机具有点会聚功能,它将全屏幕分为208个点,在208个点上逐点进行会聚调整,所以屏幕上每一点都做到精确会聚。

  一般用户在同时观看的信源较少时,适合选择单机使用。但在较为复杂的监控系统中,如大型邮电通信系统、道路交通管理、能源分配输送、过程控制、110报警系统等领域,需全景浏览,统一指挥,就必须选择大屏幕拼接系统。大屏幕拼接系统不再受单机分辨率和亮度的影响,例如一个2×2四个投影机的拼接系统,单机分辨率为800×600,亮度为500lm,则拼接后的系统分辨率为1600×1200,亮度为2000lm。拼接系统主要由三部分组成:大屏幕投影墙、投影机阵列、控制系统。其中控制系统是核心,目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型:硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系统。

  硬件拼接系统是较早使用的一种拼接方法,可实现的功能有分割、分屏显示、开窗口:即在四屏组成的底图上,用任意一屏显示一个独立的画面。由于采用硬件拼接,图像处理完全是实时动态显示,安装操作简单;缺点是拼接规模小,只能四屏拼接,扩展很不方便,不适应多屏拼接的需要;所开窗口固定为一个屏幕大小,不可放大、缩小或移动。

  软件拼接系统是用软件来分割图像,如加拿大的M3i多屏拼接系统。采用软件方法拼接图像,可十分灵活的对图像进行特技控制,如在任意位置开窗口;任意放大、缩小;利用鼠标即可对所开窗口任意拖动,在控制台上控制屏幕墙,如同控制自己的显示器一样方便。主要缺点是它只能在Unix操作系统上运行,无法与Win95上开发的软件兼容;PC机产生的图形也无法与其接口;在构成一个几十台投影机组成的大系统时,其相应的硬件部分显得繁杂。

  软件与硬件相结合的拼接系统,可综合以上两种方法的优点,克服其缺点。如比利时Barco公司的X-WALL,法国Synelec的XPRISM系统。这种系统可以实时显示多个RGB模拟信号及XWindow的动态图形,是为多通道现场即时显示专门设计的。通过硬件和软件以及控制/传输接口,来实现不同窗口的动态显示。它透明度高,图像叠加透明显示,共有256级透明度,令动态图像和背景活灵活现。并联扩展性极好,系统采用并联框架结构,多可控制上千个投影机同时工作。

  液晶显示器(Liquid Crystal Display)是本身不发光的被动型显示器件,具有低工作电压、微功耗、体积轻薄、适于LSI驱动,易于实现大屏幕显示。液晶显示器的全色性能优良,现已进入薄膜晶体管驱动液晶显示器TFT(Thin-Flim Transistor)的发展时代。没有高压磁场产生的辐射,没有扫描过程所产生的闪烁,占地面积小,正面可观看不失线度,可直接数字传输。

  PDP的全称是Plasma Display Panel,中文叫等离子显示器,与传统的CRT显象管结构相比,具有分辨率高,屏幕大,超薄,色彩丰富、鲜艳的特点。虽然目前PDP显示器的价格还非常的高,尚不普及,但是由于它自身所有的一些特点,使它将有可能在将来成为一种重要的显示输出设备,占据大屏幕显示市场。

  PDP的基本原理是在两张玻璃板之间注入电压,产生气体及肉眼看不到的紫外线,使荧光粉发光,利用这个原理呈现画面。由于PDP各个发光单元的结构完全相同,因此不会出现显象管常见的图像几何畸变。PDP屏幕的亮度十分均匀,且不会受磁场的影响,具有更好的环境适应能力,另外,PDP屏幕不存在聚焦的问题,不会产生显象管的色彩漂移现象,表面平直使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。PDP显示有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对迅速变化的画面响应速度快等优点。可以在明亮的环境之下欣赏大画面电视节目。另外,PDP显示屏的视角高达160度,观赏范围大大宽于显示器。不过PDP最吸引人的地方还是它的轻薄外形。和目前普通的CRT显示器相比,在相同的屏幕的尺寸下,PDP的厚度仅为CRT显示器的1/6。重量为其1/10,因此非常的节省空间,可安装在任何您需要安装的地方,甚至可以将它挂在墙上。LCD采用的是薄膜显示技术,无法将显示面积做得很大,20英寸左右目前已是极限了。而PDP采用的是厚膜技术,它的尺寸可以充分的做大,目前基本上到达40英寸~70英寸。

  (1)与大屏幕CRT显示器相比明显体现了PDP的轻薄。由于整个产品前后基本上都是平面,因此在设计上厂商是建议用户把它挂在墙上的,这样几乎不需占用什么空间。除了轻薄之外,PDP显示器还具有无闪烁,低辐射的特点。传统的CRT显示器,由于是电子枪反复扫描,因此造成了画面的轻微颤抖,长时间使用眼睛会感到疲劳,并对眼睛造成不良结果。但是在PDP中,因大幅度的增加了显示各个色彩的荧光体单位(红、绿、蓝)的自体发光及荧光体发光次数,完全消除了画面颤抖现象。即使长时间使用,对眼睛也不会造成伤害。同时由于是两层玻璃板之间的紫外线、电流和荧光粉在发生作用,因此产生的辐射量非常的小。

  (2)与多屏显示墙相比整体视觉效果更好。多屏显示墙是指通过多屏显示卡的分屏技术,将一个整体画面分割,然后通过多台较小的显示器分别显示其中的一部分,然后将这些显示器按照图像的分割布局来摆放,最后重新组合成一个整体的图像。由于是通过多台显示器分块显示的,因此多屏显示墙的视觉效果比较的差,整个图像有被分割的感觉,有些边缘地区还有被遮蔽的现象。而PDP由于自身就是一个整体,那么就当然不可能出现这样的情况了。

  (3)与投影机相比显示效果更好。投影机的图像需要通过投影片来展现,而投影机由于多为软性材料,因此通过都有一些凹凸不平的情况,图像在上面便会出现一些失真,而PDP则是完全的平面,完全不会出现这样的情况。投影机图像的可视角度相对较小一些,只有正面的用户可以看到比较好的效果,而偏离了一定的角度,效果便会大打折扣,而PDP的可视角度一般可以达到140~160度。同时在操作上投影机也相对繁琐一些,使用时需要做许多调焦的设置工作,而PDP的操作则简单得多。

  射频是图像信号调制到载波信号上的高频信号,输入显示设备后需要专门的解调电路才能还原原始的视频图像信号,一般专业的显示设备上没有高频(射频)输入端子,而收监两用机和家用的电视接收机才配置射频输入端子。

  Y/C输入是指亮色分离输入。普通的彩色视频信号包括亮度信号和色度信号,是这两种信号的复合信号。在视频输入方式下,亮度信号存在于4.43MHZ上,而色度信号是存在于3.1~5.7MHZ的频率上。所以在复合视频输入方式下,监视器/电视在提取这两种信号时,每种信号中都会出现另一种信号分量。为避免由于此类串扰引起的图像干扰等质量问题,经常要将串扰部分去掉。这样势必会造成色度信号中的部分频率丢失(即图像信息丢失),得到的图像就不会达到原有的清晰度。Y/C输入方式就是传输亮度和色度分离的信号,这样前端摄取或视频设备播放的视频信号中色度、亮度信号将不会有任何丢失,因此经Y/C分离传输或显示的图像,其清晰度比复合视频信号输入方式有大大的提高。Y/C输入在某些电视接收机中还被称为超级视频端子(Super Video,S端子)。

  RGB输入的是通过CCD或其它设备转换的RGB三个分量电信号,可直接驱动进行显示。RGB信号输入对图像的损失更少,显示的质量更高。

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