2024年3月18日发(作者：沐淳雅)
网络摄像机基础知识
网络摄像机基础知识介绍
网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将
影像通过网络传至地球另一端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网
络浏览器即可监视其影像。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系
统。视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络传送到Web服务器。网络上
用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像
机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。
网络摄像机的分类
防爆 低速
球机(按云台速度可分为) 匀速
半球 高速
按外观样式分 枪机
红外防水机 低速聚焦
网络摄像机 一体机(按聚焦速度可分为) 高速聚焦
有线IP网络摄像机 超高速聚焦
按网络类型分 3G网络
无线IP网络摄像机
WIFI网络
球机 半球机 枪机 一体机 红外防水机
一体机是一款电动三可变摄像机，通常是装入球机外壳中，作为球机的机芯来使用。
网络摄像机的组成
网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、处理器、图像、
声音编码器，外部报警、网络接口等部分组成。
1、镜头
名词解释：镜头有两种解释，一是指由多片透镜组成，用来生成影像的光学部件。
二是指开机到关机所拍摄下来的一段连续的画面，或两个剪接点之间的片段。通常我们所提
到的镜头是第一中解释，即光学镜头，简称镜头。
固定光圈
按光圈分 手动光圈 二可变(
可调焦距、聚焦、自动光圈
)
镜头 自动光圈 手动变焦 三可变(
可调焦距、调聚焦、调光圈
)
变焦镜头 二可变(
可调焦距、聚焦、自动光圈
)
按焦距分 电动变焦
定焦镜头 三可变(
可调焦距、调聚焦、调光圈
)
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1.1焦距
名词解释：指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底
光心：可以把凸透镜的中心近
似看作是光心。
摄像机的镜头是一组透镜，当
平行于主光轴的光线穿过透镜时，
会会聚到一点上，这个点叫做焦点，
焦点到透镜中心的距离，就称为焦
距。焦距固定的镜头，即定焦镜头；
焦距可以调节变化的镜头，就是变
焦镜头。相机它成的最清晰的像一
般不会正好落在焦点上，而是略大
于焦距。物距越大，像距就越小。
片或CCD等成像平面的距离。
自动光圈手动调焦 手动光圈手动变焦 针孔(定焦) 定焦镜头 固定光圈定焦
自动光圈定焦 手动光圈定焦 手动二/三可变 电动二/三可变
1.2光圈
名词解释：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它
表达光圈大小我们是用f值，光圈F值
=镜头的焦距/镜头光圈的直径
完整的光圈值如下，且上一级的进光
量刚是下一级的一倍。
f1.0，f1.4，f2.0，f2.8，f4.0，f5.6，
f8.0，f11，f16，f22，f32，f44，f64
F后面的数值越小，光圈越大。光圈的作用在于决定镜头的进光量，光圈越大，
进光量越多；反之，则越小。简单的说就是，在快门不变的情况下，光圈越大，进光
量越多，画面比较亮；光圈越小，画面比较暗。
通常是在镜头内。
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1.3镜头的规格
镜头的规格通常有
1/4
＂
、1/3
＂
、1/2
＂
、2/3
＂、
1
＂等，镜头的规格必须大于
等于CCD。例如：1/3＂CCD配的镜头可以配
1/3
＂
、1/2
＂
、2/3
＂、
1
＂的镜头，但
不能用
1/4
＂的镜头。
1.4镜头的接口
摄像机镜头均是螺纹口的，CCD摄像机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和
CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。C安装座：从镜头
安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 CS安装座：其镜头安装基准面到焦点的距离是
12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄像机上时，则需要使用镜头
转接圈，反之则需要取下转接圈。
定焦镜头的接口一般是M12的螺纹，一般需要配相应的镜头座使用。
1.5摄像机镜头的选择
1.5.1手动、自动光圈镜头的选用
手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。
※ 对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，
均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光
圈大小，获得满意亮度画面即可。
※ 对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及
大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以
实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。
对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种，即直流电压控制及视
频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以
及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。
1.5.2定焦、变焦镜头的选用
定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，以及所要求被监视场景画面的清
晰程度。
在镜头规格一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角成反比关系；在镜头焦距一定的情况
下，镜头规格与镜头视场角的成正比。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜
头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。
镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂
直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。
根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为：
广角镜头：视角在90度以上，一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所；
标准镜头：视角在30度左右，一般用于走道及小区周界等场所；
长焦镜头：视角在20度以内，焦距的范围从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视；
变焦镜头：镜头的焦距范围可变，可从广角到长焦，用于景深大，小视距大视角的区域；
针孔镜头：用于隐蔽监控。
1.5.3镜头焦距的理论计算
摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而
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变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：
(1) f=u*D/U （f：镜头焦距、u：图像宽度、D：物距、U：景物实际高度）
(2) f=h*D/H （f：镜头焦距、h：图像高度、D：物距、H：景物实际宽度）
举例说明：当选用1/2″镜头时，
图像尺寸为u=4.8mm，h=6.4mm。
镜头至景物距离D=3500mm，景物
的实际宽度为U=2500mm(景物的实
际高度可由下式算出H=1.333•U，
摄像机CCD感光器的宽高比为4：
3)。
将以上参数代入公式(1)中，可
得f=4.8•3500/2500=6.72mm，故选
用6mm定焦镜头即可
下表是常见CCD传感器靶面尺寸
CCD尺寸(in)
靶面尺寸宽(mm)
靶面尺寸高(mm)
靶面对角线(mm)
1/4＂
3.2
2.4
4
1/3＂
4.8
3.6
6
1/2＂
6.4
4.8
8
2/3＂
8.8
6.6
11
1＂
12.7
9.6
16
1.6特殊镜头接口
自动光圈电动变焦
电动三可变
VCC VDD NC
红
地 光圈»小
白-视频信号
白+ 棕-
焦距»远
绿+
绿+
黑-
黑-
聚焦»远
黄+
黄+
红-
红-
黑 绿 屏蔽
2、图像传感器、声音传感器
2.1 CCD图像传感器
电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导
体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，转换后的数字信
号经压缩处理后存入内存或其它存储介质中。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像
素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所
有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
2.1.1衡量CCD传感器的指标
1. CCD尺寸，指摄像机靶面对角线的长度，单位为英寸
（in）。原多为1/2＂，现在常用3＂，1/4＂和1/5＂的CCD。
像素，是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像
的清晰程度。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像
素，像素越多，图像越清晰，图像细节的表现越好。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。
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2.2 CMOS图像传感器
CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文名
为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，
保存系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯
片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，
使其在CMOS上共存着带N（带-电）和P（带+电）级的半导体，
这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加
工也可以作为数码摄影中的图像传感器，CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passi
ve Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
2.3 CCD和CMOS图像传感器的区别
CCD与CMOS传感器两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图
像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。
CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由
最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，
每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。
因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异如下表。
CCD
CMOS
灵敏度
CCD与CMOS
分辨率
高 CCD与CMOS高
噪声点
少
多
功耗
大
CCD 1/3
成本
高
低
相同尺寸下
低
相同尺寸下
低
2.4声音传感器
声音传感器是将声音信号转化成电信号的器
件。俗称麦克风、话筒、微音器，由Microphone翻译
而来。
摄像机的声音传感器有内置麦克风和外置麦克风
两种方式。内置式的一般使用一个驻极体话筒；外置方
式通常是留一个音频输入接口，用户通过连接外置式的
麦克实现现场的音频录制，或现场通话功能。
3、A/D转换器
AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。
网络摄像机就是把图像、声音传感器所采集到的模拟信号通过A/D转换器，变成数字
信号，便于后期的压缩处理和数据传输。
4、图像、声音编码器
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经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码
压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、
网络上不失真地传输上述信号。
目前，图像编码压缩技术有两种：一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化
在芯片上；另一种是软件编码压缩，即软件运行时进行图像的编码压缩。其压缩标准
有JPEG，M-JPEG，MPEG4， H.264等格式。声音的压缩亦可采用硬件编码压缩
和软件压缩来完成，其编码标准有MP3等格式。由于MPEG4, H.264等格式中包含
了音频压缩处理，所以在实际使用中音频信号不是单独传输的。
4.1图像的编码标准
4.1.1 JPEG图像压缩
JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名
为"．jpg"或"．jpeg"，是最常用的图像文件格式，是一种有损压缩格式，能够将图像
压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数
据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，
如果追求高品质图像，不宜采用过高压缩比例。但是JPEG压缩技术十分先进，它用
有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动
的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是
一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压
缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：1到40：1之间，压缩比越大，品质就
越低。
4.1.2 M-JPEG图像压缩
M-JPEG（Motion- Join Photographic Experts Group）技术即运动静止图像（或
逐帧）压缩技术，广泛应用于非线性编辑领域，可精确到帧编辑和多层图像处理，把
运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，
在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外M-JPEG的压缩和解
压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。但M-JPEG只对帧内的空间冗余进行压
缩。不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。采用M-JPEG数字压缩格式，
当压缩比7:1时，可提供相当于Betecam SP质量图像的节目。
M-JPEG的优点是：可以很容易做到精确到帧的编辑、设备比较成熟。缺点是压
缩效率不高，M-JPEG这种压缩方式并不是一个完全统一的压缩标准，兼容性不好。
4.1.3 MPEG-4 图像压缩
MPEG全称是Moving Pictures Experts Group，它是“动态图象专家组”的英文缩
写。MPEG-4采用基于对象的编码理念，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空
间上相互联系的视频音频对象，分别编码后，再经过复用传输到接收端，然后再对不
同的对象分别解码，从而组合成所需要的视频和音频。这样既方便我们对不同的对象
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采用不同的编码方法和表示方法，又有利于不同数据类型间的融合，并且这样也可以
方便的实现对于各种对象的操作及编辑。
MPEG-4是为在国际互联网络上或移动通信设备（例如移动电话）上实时传输音
/视频讯号而制定的最新MPEG标准，MPEG4采用Object Based方式解压缩，压缩比
指标远远优于以上几种，压缩倍数为450倍(静态图像可达800倍)，分辨率输入可从
320 ×240到1280 ×1024，这是同质量的MPEG1和MJEPG的十倍多
MPEG4使用「图层」(layer)方式，能够智能化选择影像的不同之处，是可根据图
像内容，将其中的对象（人物、物体、背景）分离出来分别进行压缩，使图文件容量
大幅缩减，而加速音/视频的传输，这不仅仅大大提高了压缩比，也使图像探测的功
能和准确性更充分的体现出来。
MPEG-4优点：基于内容的交互性、高效的压缩性、通用的访问性
4.1.4 H.264图像压缩
H.264，同时也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC
动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video Team）提出的高度压
缩数字视频编解码器标准。H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码
流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、
量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。
4.2 H.264的优势
：
1．低码流（Low Bit Rate）：和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比，在同
等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。
2．高质量的图像：H.264能提供连续、流畅的高质量图像（DVD质量）。
3．容错能力强：H.264提供了在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要
工具。
4．网络适应性强：H.264提供了网络抽象层（Network Abstraction Layer）, 使得
H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，
CDMA2000等）。
5、处理器
处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是网络摄像机的核
心部件，网络摄像机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，
它是整个摄像机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理
器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对摄像机
整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，摄像机
各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。
6、网络接口
对于网络摄像机来说就是传输所摄图像时所要遵守的一些规范，由于现有的网络
都是在TCP/IP协议下的，所以大部分网络摄像机都遵守这个协议。
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网络协议就是网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之
间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的
规则，这些规则就称为网络协议。一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在
网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次，每层完成自己
单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有：TCP/IP
协议、IPX/SPX协议、NetBIOS协议等等。在互联网上被广泛采用的是TCP/IP协议，
在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet，则必须在网络协议
中添加TCP/IP协议。
6.1 RJ-45端口
RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双
绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作
为传输介质，所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可
分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口、1
000Base-TX三类。其中，10Base-T网的RJ-45 端口在路由
器中通常是标识为“ETH”，而100Base-TX 网的RJ-45端口
则通常标识为“10/100bTX”，这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用1
0Mbps/100Mbps带宽自适应的。
7、外部报警、控制接口
网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报
警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，
网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目
标出现时，也会向外发出报警信号。
8、网络摄像机的一些技术参数
8.1 摄像机的分辨率与解析度
摄像机输出的视频信号的分辨率通常有以下几种。
QGIF:192*144
GIF:320*288
FIELD:720*288
标清：D1:720*576（41.5万）
高清：分辨率在720*576以上的，一般是1280*720（92.2万）
全高清：分辨率在1920*1080（207.4万）
摄像机的水平解析度是指CCD基板输出的模拟信号参数。在全电视信号中用水平解析
度（TVLine）来表示电视信号的清晰度。通俗地说，我们可以把电视上的画面以水平方
向分割成很多很多“条”，分得越细，这些画面就越清楚，而水平线数的数量就越多。
这个单位就是“电视行”也称线。
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常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清
晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图
像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
像素在25万左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的为低档型
像素在25万~38万、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线左右的为中档型
像素在38万以上、彩色分辨率≧480线、黑白分辨率600线以上的为高分辨率
8.2 低照度摄像机
通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是
0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。
例如，使用F1. 2的镜头，当被景物的光亮度值低到0. 04lx时，摄像机输出的视频信号
幅值为最大幅值的50%，即达到350mV（标准视频信号最大幅起来 700mV），则称此摄像
机的最低照度为0. 04lx/F1. 2。
另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于
3.4Lux/F1.4参考环境照度
照度：是指被光源照亮的物体，其单位面积上通过的光通量，通俗地说，就是物体被照
亮的程度。单位是“勒克斯”，其符号为“Lux
普通型：正常工作所需照度为1~3 Lux
月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右
星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下
红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像
根据环境光照度可分为：超低照度，低照度，一般照度，高照度(单位：勒克斯)
环境照度
（Lux）
环境条件
举例
2*10
-5
2*10
-4
0.00002
阴暗的
夜晚
7*10
-4
3*10
-3
0.003
星光
3*10
-2
3*10
-1
0.03-0.3
圆月
5
曙光
5*10
2
500
日出/
日落
3*10
3
5*10
5
阴天
一般照度
3*10
4
3*10
5
晴天
10
6
火焰
高照度 超低照度 低照度
8.3信噪比
信噪比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
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，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。
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8.4自动增益控制 (AGC)
AGC——Automatic Gain Control的缩写。所有摄像机都有一个将来自 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，此即动态范围，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。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。
8.5背光补偿 (BLC)
BLC——BackLight Compesation的缩写，也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿
摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。
通常，摄像机的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，摄像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。
8.6 电子快门 (ES)
电子快门的英文全称为Electronic Shutter，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。
8.7白平衡 (WB)
白平衡（White Balance），只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映
景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。
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
先将摄像机对准诸如白墙、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像机的存储器中，直
至再次执行被改变为止，其范围为2300~10000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失
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
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况，一般可调等级多达107个，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少蓝色各一个等
级。除次之外，有的摄像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。
8.8摄像机的安装要求
摄像机的设置位置、摄像方向及照明条件应符合下列规定：
1、摄像机宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现
场设备运行和人员正常活动。安装的高度，室内宜距地面2.5～5m；室外应距地面3.5～
10m，并不得低于3.5m。
2、电梯厢内的摄像机应安装在电梯厢顶部、电梯操作器的对角处，并应能监视
电梯厢内全景。
3、摄像机镜头应避免强光直射，保证摄像管靶面不受损伤。镜头视场内，不得
有遮挡监视目标的物体。
4、摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安
装时，应降低监视区域的对比度。
8.9摄像机图像质量等级
评分等级采用五级质量制或五级损伤制，特定情况下，根据需要也可以选择七级比较制。
8.9.1 五级质量制
质量制是从图像质量主观感觉的综合优劣程度出发，对受评图像进行评分。
5分（优）：图像质量极佳，十分满意。
4分（良）：图像质量好，比较满意。
3分（中）：图像质量一般，尚可接受。
2分（差）：图像质量差，勉强能看。
1分（劣）：图像质量低劣，无法观看。
8.9.2 五级损伤制
损伤制是从图像质量受损程度的主观感觉，对受评图像进行评分。
5分：图像上觉察不到有损伤或干扰存在。
4分：图像上有稍可觉察的损伤或干扰，但不令人讨厌。
3分：图像上有明显觉察的损伤或干扰，令人感到讨厌。
2分：图像上损伤或干扰比较严重，令人相当讨厌。
1分：图像上损伤或干扰极为严重，无法观看。
8.9.3 七级比较制
比较制是将受评图像与一个基准图像同时显示，由观看员主观判断做出比较评分。
+3分：比基准图像质量好的多。
+2分：比基准图像质量显得较好。
+1分：比基准图像质量稍好点。
0分：与基准图像质量相同。
-1分：比基准图像质量稍差点。
-2分：比基准图像质量显得较差。
-3分：比基准图像质量差的多。
网络摄像机基础知识
9、国标---防护等级
I
P防护等级的高低反映了设备的密封程度，主要指防尘和液体的侵入，它是一种国际
标准，符合1997年的BS5490标准和1976年的IECS529标准。IP后的第一个数值表示抗
固体的密封保护程度，第二位表示抗液体保护程度，第三位表示抗机械冲击碰撞。另外在实
际使用中应根据环境选择使用相适合的材料和防护层，如铁质外壳不适合使用在潮湿和具有
腐蚀性的环境中。
0
1
2
3
4
5
6
第一位
无保护
固体物质达50mm，如手偶然接触
固体物质达12mm，如手指
第二位
无保护
水的垂直下落，如冷凝
第三位
无保护
碰撞能量0.225J
碰撞能量0.375J
碰撞能量0.50J
允许有限侵入
允许有限侵入 碰
撞能量2J
允许有限侵入
水的直接喷洒，倾斜不超过
15°
固体物质超过2.5mm，如工具、电线 水的喷洒，倾斜不超过60°
固体物质超过1mm，如工具、细电线 水从各个方向喷洒
防尘——有限侵入（保证对设备无水从各个方向低压喷射
损害）
安全防尘 水从各个方向高压喷射，如船
舱
7 浸入水下15cm至1m 碰撞能量6J
8 长时间浸入水下 碰撞能量20J
例：一个标识为IP21的产品，表示可以防止大于12mm的固体物进入设备内，且可
以防止垂直方向的水滴落入产品内部。
2024年3月18日发(作者：沐淳雅)
网络摄像机基础知识
网络摄像机基础知识介绍
网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将
影像通过网络传至地球另一端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网
络浏览器即可监视其影像。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系
统。视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络传送到Web服务器。网络上
用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像
机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。
网络摄像机的分类
防爆 低速
球机(按云台速度可分为) 匀速
半球 高速
按外观样式分 枪机
红外防水机 低速聚焦
网络摄像机 一体机(按聚焦速度可分为) 高速聚焦
有线IP网络摄像机 超高速聚焦
按网络类型分 3G网络
无线IP网络摄像机
WIFI网络
球机 半球机 枪机 一体机 红外防水机
一体机是一款电动三可变摄像机，通常是装入球机外壳中，作为球机的机芯来使用。
网络摄像机的组成
网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、处理器、图像、
声音编码器，外部报警、网络接口等部分组成。
1、镜头
名词解释：镜头有两种解释，一是指由多片透镜组成，用来生成影像的光学部件。
二是指开机到关机所拍摄下来的一段连续的画面，或两个剪接点之间的片段。通常我们所提
到的镜头是第一中解释，即光学镜头，简称镜头。
固定光圈
按光圈分 手动光圈 二可变(
可调焦距、聚焦、自动光圈
)
镜头 自动光圈 手动变焦 三可变(
可调焦距、调聚焦、调光圈
)
变焦镜头 二可变(
可调焦距、聚焦、自动光圈
)
按焦距分 电动变焦
定焦镜头 三可变(
可调焦距、调聚焦、调光圈
)
网络摄像机基础知识
1.1焦距
名词解释：指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底
光心：可以把凸透镜的中心近
似看作是光心。
摄像机的镜头是一组透镜，当
平行于主光轴的光线穿过透镜时，
会会聚到一点上，这个点叫做焦点，
焦点到透镜中心的距离，就称为焦
距。焦距固定的镜头，即定焦镜头；
焦距可以调节变化的镜头，就是变
焦镜头。相机它成的最清晰的像一
般不会正好落在焦点上，而是略大
于焦距。物距越大，像距就越小。
片或CCD等成像平面的距离。
自动光圈手动调焦 手动光圈手动变焦 针孔(定焦) 定焦镜头 固定光圈定焦
自动光圈定焦 手动光圈定焦 手动二/三可变 电动二/三可变
1.2光圈
名词解释：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它
表达光圈大小我们是用f值，光圈F值
=镜头的焦距/镜头光圈的直径
完整的光圈值如下，且上一级的进光
量刚是下一级的一倍。
f1.0，f1.4，f2.0，f2.8，f4.0，f5.6，
f8.0，f11，f16，f22，f32，f44，f64
F后面的数值越小，光圈越大。光圈的作用在于决定镜头的进光量，光圈越大，
进光量越多；反之，则越小。简单的说就是，在快门不变的情况下，光圈越大，进光
量越多，画面比较亮；光圈越小，画面比较暗。
通常是在镜头内。
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1.3镜头的规格
镜头的规格通常有
1/4
＂
、1/3
＂
、1/2
＂
、2/3
＂、
1
＂等，镜头的规格必须大于
等于CCD。例如：1/3＂CCD配的镜头可以配
1/3
＂
、1/2
＂
、2/3
＂、
1
＂的镜头，但
不能用
1/4
＂的镜头。
1.4镜头的接口
摄像机镜头均是螺纹口的，CCD摄像机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和
CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。C安装座：从镜头
安装基准面到焦点的距离是17.526mm。 CS安装座：其镜头安装基准面到焦点的距离是
12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄像机上时，则需要使用镜头
转接圈，反之则需要取下转接圈。
定焦镜头的接口一般是M12的螺纹，一般需要配相应的镜头座使用。
1.5摄像机镜头的选择
1.5.1手动、自动光圈镜头的选用
手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。
※ 对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，
均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光
圈大小，获得满意亮度画面即可。
※ 对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及
大堂内等，均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机)，这样便可以
实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。
对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种，即直流电压控制及视
频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以
及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。
1.5.2定焦、变焦镜头的选用
定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，以及所要求被监视场景画面的清
晰程度。
在镜头规格一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角成反比关系；在镜头焦距一定的情况
下，镜头规格与镜头视场角的成正比。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜
头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。
镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂
直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。
根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为：
广角镜头：视角在90度以上，一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所；
标准镜头：视角在30度左右，一般用于走道及小区周界等场所；
长焦镜头：视角在20度以内，焦距的范围从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视；
变焦镜头：镜头的焦距范围可变，可从广角到长焦，用于景深大，小视距大视角的区域；
针孔镜头：用于隐蔽监控。
1.5.3镜头焦距的理论计算
摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数，镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而
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变化(其变化关系如前所述)，覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算：
(1) f=u*D/U （f：镜头焦距、u：图像宽度、D：物距、U：景物实际高度）
(2) f=h*D/H （f：镜头焦距、h：图像高度、D：物距、H：景物实际宽度）
举例说明：当选用1/2″镜头时，
图像尺寸为u=4.8mm，h=6.4mm。
镜头至景物距离D=3500mm，景物
的实际宽度为U=2500mm(景物的实
际高度可由下式算出H=1.333•U，
摄像机CCD感光器的宽高比为4：
3)。
将以上参数代入公式(1)中，可
得f=4.8•3500/2500=6.72mm，故选
用6mm定焦镜头即可
下表是常见CCD传感器靶面尺寸
CCD尺寸(in)
靶面尺寸宽(mm)
靶面尺寸高(mm)
靶面对角线(mm)
1/4＂
3.2
2.4
4
1/3＂
4.8
3.6
6
1/2＂
6.4
4.8
8
2/3＂
8.8
6.6
11
1＂
12.7
9.6
16
1.6特殊镜头接口
自动光圈电动变焦
电动三可变
VCC VDD NC
红
地 光圈»小
白-视频信号
白+ 棕-
焦距»远
绿+
绿+
黑-
黑-
聚焦»远
黄+
黄+
红-
红-
黑 绿 屏蔽
2、图像传感器、声音传感器
2.1 CCD图像传感器
电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导
体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，转换后的数字信
号经压缩处理后存入内存或其它存储介质中。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像
素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所
有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
2.1.1衡量CCD传感器的指标
1. CCD尺寸，指摄像机靶面对角线的长度，单位为英寸
（in）。原多为1/2＂，现在常用3＂，1/4＂和1/5＂的CCD。
像素，是CCD的主要性能指标，它决定了显示图像
的清晰程度。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像
素，像素越多，图像越清晰，图像细节的表现越好。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。
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2.2 CMOS图像传感器
CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文名
为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，
保存系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯
片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，
使其在CMOS上共存着带N（带-电）和P（带+电）级的半导体，
这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加
工也可以作为数码摄影中的图像传感器，CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passi
ve Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
2.3 CCD和CMOS图像传感器的区别
CCD与CMOS传感器两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图
像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。
CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由
最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，
每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。
因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异如下表。
CCD
CMOS
灵敏度
CCD与CMOS
分辨率
高 CCD与CMOS高
噪声点
少
多
功耗
大
CCD 1/3
成本
高
低
相同尺寸下
低
相同尺寸下
低
2.4声音传感器
声音传感器是将声音信号转化成电信号的器
件。俗称麦克风、话筒、微音器，由Microphone翻译
而来。
摄像机的声音传感器有内置麦克风和外置麦克风
两种方式。内置式的一般使用一个驻极体话筒；外置方
式通常是留一个音频输入接口，用户通过连接外置式的
麦克实现现场的音频录制，或现场通话功能。
3、A/D转换器
AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。
网络摄像机就是把图像、声音传感器所采集到的模拟信号通过A/D转换器，变成数字
信号，便于后期的压缩处理和数据传输。
4、图像、声音编码器
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经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码
压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、
网络上不失真地传输上述信号。
目前，图像编码压缩技术有两种：一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化
在芯片上；另一种是软件编码压缩，即软件运行时进行图像的编码压缩。其压缩标准
有JPEG，M-JPEG，MPEG4， H.264等格式。声音的压缩亦可采用硬件编码压缩
和软件压缩来完成，其编码标准有MP3等格式。由于MPEG4, H.264等格式中包含
了音频压缩处理，所以在实际使用中音频信号不是单独传输的。
4.1图像的编码标准
4.1.1 JPEG图像压缩
JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名
为"．jpg"或"．jpeg"，是最常用的图像文件格式，是一种有损压缩格式，能够将图像
压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数
据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，
如果追求高品质图像，不宜采用过高压缩比例。但是JPEG压缩技术十分先进，它用
有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动
的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是
一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压
缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：1到40：1之间，压缩比越大，品质就
越低。
4.1.2 M-JPEG图像压缩
M-JPEG（Motion- Join Photographic Experts Group）技术即运动静止图像（或
逐帧）压缩技术，广泛应用于非线性编辑领域，可精确到帧编辑和多层图像处理，把
运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，
在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外M-JPEG的压缩和解
压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。但M-JPEG只对帧内的空间冗余进行压
缩。不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。采用M-JPEG数字压缩格式，
当压缩比7:1时，可提供相当于Betecam SP质量图像的节目。
M-JPEG的优点是：可以很容易做到精确到帧的编辑、设备比较成熟。缺点是压
缩效率不高，M-JPEG这种压缩方式并不是一个完全统一的压缩标准，兼容性不好。
4.1.3 MPEG-4 图像压缩
MPEG全称是Moving Pictures Experts Group，它是“动态图象专家组”的英文缩
写。MPEG-4采用基于对象的编码理念，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空
间上相互联系的视频音频对象，分别编码后，再经过复用传输到接收端，然后再对不
同的对象分别解码，从而组合成所需要的视频和音频。这样既方便我们对不同的对象
网络摄像机基础知识
采用不同的编码方法和表示方法，又有利于不同数据类型间的融合，并且这样也可以
方便的实现对于各种对象的操作及编辑。
MPEG-4是为在国际互联网络上或移动通信设备（例如移动电话）上实时传输音
/视频讯号而制定的最新MPEG标准，MPEG4采用Object Based方式解压缩，压缩比
指标远远优于以上几种，压缩倍数为450倍(静态图像可达800倍)，分辨率输入可从
320 ×240到1280 ×1024，这是同质量的MPEG1和MJEPG的十倍多
MPEG4使用「图层」(layer)方式，能够智能化选择影像的不同之处，是可根据图
像内容，将其中的对象（人物、物体、背景）分离出来分别进行压缩，使图文件容量
大幅缩减，而加速音/视频的传输，这不仅仅大大提高了压缩比，也使图像探测的功
能和准确性更充分的体现出来。
MPEG-4优点：基于内容的交互性、高效的压缩性、通用的访问性
4.1.4 H.264图像压缩
H.264，同时也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC
动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video Team）提出的高度压
缩数字视频编解码器标准。H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码
流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、
量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。
4.2 H.264的优势
：
1．低码流（Low Bit Rate）：和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比，在同
等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。
2．高质量的图像：H.264能提供连续、流畅的高质量图像（DVD质量）。
3．容错能力强：H.264提供了在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要
工具。
4．网络适应性强：H.264提供了网络抽象层（Network Abstraction Layer）, 使得
H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，
CDMA2000等）。
5、处理器
处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是网络摄像机的核
心部件，网络摄像机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，
它是整个摄像机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理
器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对摄像机
整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，摄像机
各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。
6、网络接口
对于网络摄像机来说就是传输所摄图像时所要遵守的一些规范，由于现有的网络
都是在TCP/IP协议下的，所以大部分网络摄像机都遵守这个协议。
网络摄像机基础知识
网络协议就是网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之
间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的
规则，这些规则就称为网络协议。一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在
网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次，每层完成自己
单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有：TCP/IP
协议、IPX/SPX协议、NetBIOS协议等等。在互联网上被广泛采用的是TCP/IP协议，
在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet，则必须在网络协议
中添加TCP/IP协议。
6.1 RJ-45端口
RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双
绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作
为传输介质，所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可
分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口、1
000Base-TX三类。其中，10Base-T网的RJ-45 端口在路由
器中通常是标识为“ETH”，而100Base-TX 网的RJ-45端口
则通常标识为“10/100bTX”，这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用1
0Mbps/100Mbps带宽自适应的。
7、外部报警、控制接口
网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报
警信号输入输出的I/O口。如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，
网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目
标出现时，也会向外发出报警信号。
8、网络摄像机的一些技术参数
8.1 摄像机的分辨率与解析度
摄像机输出的视频信号的分辨率通常有以下几种。
QGIF:192*144
GIF:320*288
FIELD:720*288
标清：D1:720*576（41.5万）
高清：分辨率在720*576以上的，一般是1280*720（92.2万）
全高清：分辨率在1920*1080（207.4万）
摄像机的水平解析度是指CCD基板输出的模拟信号参数。在全电视信号中用水平解析
度（TVLine）来表示电视信号的清晰度。通俗地说，我们可以把电视上的画面以水平方
向分割成很多很多“条”，分得越细，这些画面就越清楚，而水平线数的数量就越多。
这个单位就是“电视行”也称线。
网络摄像机基础知识
常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其数值越大成像越清
晰。一般的监视场合，用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。而对于医疗、图
像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。
像素在25万左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右的为低档型
像素在25万~38万、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线左右的为中档型
像素在38万以上、彩色分辨率≧480线、黑白分辨率600线以上的为高分辨率
8.2 低照度摄像机
通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是
0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。
例如，使用F1. 2的镜头，当被景物的光亮度值低到0. 04lx时，摄像机输出的视频信号
幅值为最大幅值的50%，即达到350mV（标准视频信号最大幅起来 700mV），则称此摄像
机的最低照度为0. 04lx/F1. 2。
另外摄像的灵敏度还与镜头有关，0.97Lux/F0.75相当于2.5Lux/F1.2相当于
3.4Lux/F1.4参考环境照度
照度：是指被光源照亮的物体，其单位面积上通过的光通量，通俗地说，就是物体被照
亮的程度。单位是“勒克斯”，其符号为“Lux
普通型：正常工作所需照度为1~3 Lux
月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右
星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下
红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像
根据环境光照度可分为：超低照度，低照度，一般照度，高照度(单位：勒克斯)
环境照度
（Lux）
环境条件
举例
2*10
-5
2*10
-4
0.00002
阴暗的
夜晚
7*10
-4
3*10
-3
0.003
星光
3*10
-2
3*10
-1
0.03-0.3
圆月
5
曙光
5*10
2
500
日出/
日落
3*10
3
5*10
5
阴天
一般照度
3*10
4
3*10
5
晴天
10
6
火焰
高照度 超低照度 低照度
8.3信噪比
信噪比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
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，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。
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8.4自动增益控制 (AGC)
AGC——Automatic Gain Control的缩写。所有摄像机都有一个将来自 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，此即动态范围，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。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。
8.5背光补偿 (BLC)
BLC——BackLight Compesation的缩写，也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿
摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。
通常，摄像机的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，摄像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。
8.6 电子快门 (ES)
电子快门的英文全称为Electronic Shutter，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。
8.7白平衡 (WB)
白平衡（White Balance），只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映
景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。
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
先将摄像机对准诸如白墙、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像机的存储器中，直
至再次执行被改变为止，其范围为2300~10000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失
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
网络摄像机基础知识
况，一般可调等级多达107个，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少蓝色各一个等
级。除次之外，有的摄像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。
8.8摄像机的安装要求
摄像机的设置位置、摄像方向及照明条件应符合下列规定：
1、摄像机宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现
场设备运行和人员正常活动。安装的高度，室内宜距地面2.5～5m；室外应距地面3.5～
10m，并不得低于3.5m。
2、电梯厢内的摄像机应安装在电梯厢顶部、电梯操作器的对角处，并应能监视
电梯厢内全景。
3、摄像机镜头应避免强光直射，保证摄像管靶面不受损伤。镜头视场内，不得
有遮挡监视目标的物体。
4、摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安
装时，应降低监视区域的对比度。
8.9摄像机图像质量等级
评分等级采用五级质量制或五级损伤制，特定情况下，根据需要也可以选择七级比较制。
8.9.1 五级质量制
质量制是从图像质量主观感觉的综合优劣程度出发，对受评图像进行评分。
5分（优）：图像质量极佳，十分满意。
4分（良）：图像质量好，比较满意。
3分（中）：图像质量一般，尚可接受。
2分（差）：图像质量差，勉强能看。
1分（劣）：图像质量低劣，无法观看。
8.9.2 五级损伤制
损伤制是从图像质量受损程度的主观感觉，对受评图像进行评分。
5分：图像上觉察不到有损伤或干扰存在。
4分：图像上有稍可觉察的损伤或干扰，但不令人讨厌。
3分：图像上有明显觉察的损伤或干扰，令人感到讨厌。
2分：图像上损伤或干扰比较严重，令人相当讨厌。
1分：图像上损伤或干扰极为严重，无法观看。
8.9.3 七级比较制
比较制是将受评图像与一个基准图像同时显示，由观看员主观判断做出比较评分。
+3分：比基准图像质量好的多。
+2分：比基准图像质量显得较好。
+1分：比基准图像质量稍好点。
0分：与基准图像质量相同。
-1分：比基准图像质量稍差点。
-2分：比基准图像质量显得较差。
-3分：比基准图像质量差的多。
网络摄像机基础知识
9、国标---防护等级
I
P防护等级的高低反映了设备的密封程度，主要指防尘和液体的侵入，它是一种国际
标准，符合1997年的BS5490标准和1976年的IECS529标准。IP后的第一个数值表示抗
固体的密封保护程度，第二位表示抗液体保护程度，第三位表示抗机械冲击碰撞。另外在实
际使用中应根据环境选择使用相适合的材料和防护层，如铁质外壳不适合使用在潮湿和具有
腐蚀性的环境中。
0
1
2
3
4
5
6
第一位
无保护
固体物质达50mm，如手偶然接触
固体物质达12mm，如手指
第二位
无保护
水的垂直下落，如冷凝
第三位
无保护
碰撞能量0.225J
碰撞能量0.375J
碰撞能量0.50J
允许有限侵入
允许有限侵入 碰
撞能量2J
允许有限侵入
水的直接喷洒，倾斜不超过
15°
固体物质超过2.5mm，如工具、电线 水的喷洒，倾斜不超过60°
固体物质超过1mm，如工具、细电线 水从各个方向喷洒
防尘——有限侵入（保证对设备无水从各个方向低压喷射
损害）
安全防尘 水从各个方向高压喷射，如船
舱
7 浸入水下15cm至1m 碰撞能量6J
8 长时间浸入水下 碰撞能量20J
例：一个标识为IP21的产品，表示可以防止大于12mm的固体物进入设备内，且可
以防止垂直方向的水滴落入产品内部。