一、常用摄象机的感光芯片。
我们知道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两种：
１．CCD摄像机，CCD称为电荷耦合器件，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。按照CCD的数量分为单片和三片CCD
摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。是代替摄像管传感器的新型器件。
CCD的工作原理是：被摄物体反射光线，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，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，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。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。
在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。
CCD摄像机的选择和分类
CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。
CCD摄像机采用CCD电子藕合器件替代摄像管,实行光电转换、电荷储存与电荷转移。CCD的功能相当于摄像管摄像机内的摄像管。CCD摄像器件具有小型、轻重量、长寿命、低工作电压、图像无几何失真、抗灼伤等摄像管无可比拟的优点。目前,广播电视系统用的摄像机绝大多数为CCD摄像机。CCD摄像机拍摄的图像质量与CCD的数量、CCD的感光面积、CCD的工作方式合很大关系。按CCD数量可分为:单片、三片式摄像机，三片的质量最好，广播电视系统均采用三CCD摄像机。CCD摄像机还可以按CCD电子藕合器件的工作方式分为：IT(行间转移型)方式 FT(帧间转移型)方式和FIT(帧行间转移型)方式。一般FIT方式图像质量最好。那些是模拟的摄像机。
２．CMOS摄像机，CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。
尽管CCD表示“电荷耦合器件”而CMOS表示“互补金属氧化物半导体”，但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用，真正感应的传感器称做“图像半导体”，CCD和CMOS传感器实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”，图像半导体是一个P N结合半导体，能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压，光线进入图像半导体得越多，电子产生的也越多，从传感器输出的电压也越高。
因为人眼能看到1Lux照度（满月的夜晚）以下的目标，CCD传感器通常能看到的照度范围在0.1~3Lux，是CMOS传感器感光度的3到10倍，所以目前一般CCD摄像机的图像质量要优于CMOS摄像机。
CMOS可以将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口控制电路集成在一块硅片上，具有结构简单、处理功能多、速度快、耗电低、成本低等特点。CMOS摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低等问题，1989年后出现了“有源像敏单元”结构，不仅有光敏元件和像敏单元的寻址开关，而且还有信号放大和处理等电路，提高了光电灵敏度、减小了噪声，扩大了动态范围，使得一些参数与CCD摄像机相近，而在功能、功耗、尺寸和价格方面要优于CCD，逐步得到广泛的应用。CMOS传感器可以做得非常大并有和CCD传感器同样的感光度，因此非常适用于特殊应用。CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号，因此就非常快，这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，高帧速度能达到400到100000帧/秒。
二、几个概念
1、像素
无论是摄像头还是数码相机，像素都是主要性能指标之一。所谓像素，是指摄像头感光组件上的光敏单元的数量，光敏单元越多，摄像头捕捉到的图像信息就越多，图像分辨率也就越高，相应的屏幕图像就越清晰。利用像素值，可以计算出最大像分辨率，例如一款摄像头的最大分辨率为640X480，那么像素就是640 X480 = 307200，即30万象素。
目前常见的摄像头像素有：10万、30万、50万甚至是80万、130万(1280 X 1024=1312720)。
分辨率是衡量成像器件与成像系统优劣的一个重要参数，面就简要叙述一下分辨率的含义、表示法以及CCD摄像机（含其他固体摄像机，如CMOS摄像机）的常用分辨率的测试及一般计算公式，分辨率有时也称清晰度，对CCD摄像机来说，则应有垂直方向的清晰度和水平方向的清晰度，两者的比值可称为清晰度比。由于垂直清晰度是固定的，所以摄像机的清晰度主要指水平清晰度。下面分别介绍一下。
① 垂直清晰度
垂直清晰度是由一帧图像的扫描行数决定的。由于在场消隐期间看不到扫描线，对于我国625行50场的扫描制式来说，画面的有效扫描行数约为575行；而对于美国525行60场的扫描制式来说，画面的有效扫描行数约为490行。由于水平扫描线之间是离散的，所以两条相邻的水平扫描线之间一定会丢失部分细节（或说对与扫描线相同的黑白水平线摄像时，扫描线与黑白水平线正好重合的概率不等于一）。一般，约有30%（凯尔系数）的细节会丢失。所以认为，垂直清晰度RV等于有效扫描行数n乘以经验值0.7（即70%），即RV = 0.7n 。所以，对625行的扫描制式来说，实际有效的清晰度为575×0.7=402TVL；对525行的扫描制式来说，其垂直清晰度为490×0.7=343TVL。因此垂直清晰度对同一电视制式来说，基本上是固定的。
② 水平清晰度
水平清晰度是当用与画面高度相等的黑白相间的垂直平行线作被摄物时，在水平方向上所能够再现的线数。而黑白条图形都是一定频率的方波信号，所以根据行扫描速度和传送带宽也可确定水平清晰度的值。
水平清晰度用RH表示，如果一条扫描线上能够再现m个象素，则可用下式来表示水平清晰度：
RH = 0.75m
式中，m为水平方向的象素数，V是画面的垂直高度，H为水平长度，V / H也叫做光栅高宽比。一般V/H=3/4=0.75。
因此，对象素数为500（H）×582（V）的摄像机来说，其水平清晰度RH = 0.75×500 = 375TVL，所以对分辩率无特殊优化处理等功能的一般摄像机来说，不可能有420TVL（当前市场没有规范，应统一）。
在一条扫描线上能够再现m个象素时，所要求信号的最大频率fmax可由下式表示：
fmax=m/2tntk
式中，tn是行扫描时间（S）；tk是行扫描时间的有效系数，其值为o
2、信噪比
信噪比是在标准照明度（2000Lx）下，摄像机图像（亮度或绿路）信号的峰峰值与视频噪波的有效值之比。信噪比的数值与测量条件有关。
信噪比是不同档次摄像机的主指标，该指标越高越好，例如信噪比为60dB 比58dB要好
3、灵敏度
灵敏度是在同一照度下，拍摄同一景物得到额定输出时所用的光圈大小来衡量的。
通常在照度为20001x（勒克斯），色温 3200K，拍摄白反射系数为 89． 9％的景物，信号输出为700毫伏。此时使用的光圈越小，表示摄像机的灵敏度越高。例如，光圈为F5.6就比光圈为F4的灵敏度要低。
4、图像清晰度
图像清晰度是指摄像机分解黑白细线条的能力，通常用图像中心部分水平分解力表示。如水平分解力700线则表示在拍摄一幅水平方向具有700线条黑白相间垂直线条的图像时，监视器上重现图像的中心部分还能看清楚黑白线条。水平分解力越高，图像的清晰度就越高。对于CCD图像传感器，全图像内的水平清晰度都是一致的。
5、噪点
图像噪点是指图像中的杂点与正常像素的比例。通常来说图像噪点越多，摄像头所捕捉到的图像所含有的杂点就越多。
图像噪点是指图像中的杂点与正常像素的比例。通常来说图像噪点越多，摄像头所捕捉到的图像所含有的杂点就越多。
6、几何失真
几何失真表示重现图像与原图像的几何形状的差异，表现为枕形、桶形、菱形等多种失真形式。它主要是摄像管摄像机的一大指标，对于广泛使用的CCD摄像机来讲几何失真很小，几乎很难测量出来。
7、重合精度
三片或三管式摄像机重现的彩色图像是由红、绿、蓝三个基色图像混配出来的，三者在空间位置和几何位置必须一致，否则混合出的图像必然有红、绿、蓝等色边出现。摄像管摄像机一般要求：l区内的重合误差小于0．l％；11区内的重合误差小于 0．2％； Ill区内的重合误差小于 0．5％。图像技术区域的划分如图2－3所表示。
对于CCD摄像机，整个画面的重合误差均小于0．05％。
8、调节
摄像头的调节参数主要有亮度、白平衡、色彩补偿和调焦。其中白平衡的含义是摄像头调节颜色的能力，质量好的摄像头具有较佳的自动白平衡调整功能，也就是在光源颜色并非纯白的时候，摄像头调整三原色的比例而达到色彩的平衡，使被拍摄对象不至于因为光源颜色而产生偏色
9、最低照度
最低照度是指在一定的信噪比条件下，比较被摄景物所需照度的大小。照度越低，说明摄像机灵敏度越高。
光照度是表明物体被照明程度的物理量。光照度与照明光源、被照表面及光源在空间的位置有关，大小与光源的光强和光线的入射角的余玄成正比，而与光源至被照物体表面的距离的平方成反比。光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，英文lux的音译，也可写为lx 。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上所得的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一方向被照面上的照度。例如摄像、摄影照明灯、手电筒和汽车前灯等都装有反光镜。
以下是各种环境照度值：单位 lux
黑夜 0.001 - 0.02
月夜 0.02 - 0.3
阴天室内 5 - 50
阴天室外 50 - 500
晴天室内 100 - 1000
夏季中午太阳光下的照度 约为109
阅读书刊时所需的照度 50 - 60
电视演播室所需照度 300 – 2000
家用摄像机所需最小照度 0.3 - 1
家用摄像机标准照度 1400
最常用的测量最低照度的方法称为目标照度法，目标照度表示有多强光线到达CCD表面放置的位置。尽管清晰的定义不同，然而有三项主要的参数决定结果。就是：
F停止 (用来测试摄影机用的镜头F停止)
色温 (光源的色温，也就是光谱内容)
IRE (视频振幅的IRE等级)
反射率 (目标的反射率和背景)
F停止
F停止是测量镜头采集光线能力的方法，一个好的镜头能采集更多的光线并集中放射到CCD传感器上，F1.4的镜头比F2.0的镜头能采集2倍的光线，换句话讲，F1.0的镜头比F10的镜头能多采集100倍的光线，因此在测量中标出F停止是非常重要的，否则结果都是没有意义的。
色温
色温是表述光源中光线波长内容的方法，一个3200k的光源多数波长都在600纳米和900纳米之间，而一个9300k的光源多数波长都在300到500纳米之间，因此不同的色温将彻底改变测试结果。在一个典型的CCD传感器上，一个有600纳米波长的光源将比波长为900纳米波长的光源多产生10倍的电子。这就是为什么色温特别标注对结果的意义。
IRE等级
CCD摄影机的视频输出最大振幅一般设置在100IRE或者700毫伏，一个100IRE的视频表示可以完全驱动一个监视器表现最好亮度和对比度的优质影像，只有50IRE的视频表示只有一半的对比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%，通常30IRE是最低的表现可用影像的数值，一个标准的摄 影机当自动增益提高到最大增益时噪度等级应该在10IRE，因此能提供3:1或10dB信噪比可以接受的影像。
一个在10IRE下测量的结果可以比在100IRE下测量的结果高出10倍，因此没有标出IRE等级的结果实际上是没有意义的。
反射比
目标的反射比和背景能彻底改变测量的结果，一个有100%反射率的目标平面上能产生比只有1%反射率的目标高出100倍的光线。
一般参数的设置：
一般信誉好的公司会在以下标准下测量感光度。
F停止 F1.2
色温 5600K
视频等级 30 IRE
反射率 80%
因此一个真诚的摄影机生产商会如下标注最低照度
3 lux (F1.4 5600K 30 IRE 80%)
如果任何一个参数被省略了，结果可能就会有10到1000倍的差别。
例如一个同样的摄影机能标注的完全不同
1 lux (F1.4 5600K 30 IRE 80%)
0.001 lux (F 0.75 5600K 10 IRE 1%)
一些不负责任的生产商会标注如下测量的超高感度摄影机
1 lux (F1.4 5600K 30 IRE 80%)但是被标注为 0.0001 lux .
现在你该知道原因了！！！因为他们是在以下情况下作标注
(F 0.75 5600K 10 IRE 0.1%)
想知道这( F 0.75 5600K 10 IRE 0.1% )表示什么吗？
F 0.75是一种会花费你$30,000或更多来购买的镜头，而这一般是不会用在闭路监控行业的。
10 IRE视频低于噪度等级，所以什么都不能看到。
0.1%反射率只能是将一个细的白线放在一个完全黑暗的背景下获得。
