在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機又稱攝像頭或CCD（Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。嚴格來說，攝像機是攝像頭和鏡頭的總稱，而實際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計算得到鏡頭的焦距，所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實際情況而定的，不要以為攝像機（頭）上已經(jīng)有鏡頭。
攝像頭的主要傳感部件是CCD，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點，CCD是電耦合器件（Charge Couple Device）的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D(zhuǎn)移，也可將儲存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝象元件。是代替攝像管傳感器的新型器件。
CCD的工作原理是：被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積聚相應的電荷，經(jīng)周期性放電，產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，經(jīng)過濾波、放大處理，通過攝像頭的輸出端子輸出一個標準的復合視頻信號。這個標準的視頻信號同家用的錄像機、VCD機、家用攝像機的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機上觀看。
一、CCD攝象機的選擇和分類
CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前我國尚無能力制造，市場上大部分攝像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、韓國三星，LG等公司生產(chǎn)的芯片。 因為芯片生產(chǎn)時產(chǎn)生不同等級，各廠家獲得途徑不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在購買時，可以采取如下方法檢測：接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點，屏幕上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色彩，使物體看起來清晰自然；而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白紙，圖像也會顯示藍色或紅色。個別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵，CCD靶面上會有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會影響圖像，但在弱光或顯微攝像時，細小的灰塵也會造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細挑選。
１、依成像色彩劃分
彩色攝象機：適用于景物細部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。
黑白攝象機：適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用黑白攝象機。
２、依分辨率靈敏度等劃分
影像像素在38萬以下的為一般型，其中尤以25萬像素（512*492）、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。
影像像素在38萬以上的高分辨率型。
機板型。 ***型。 半球型。
３、按CCD靶面大小劃分
CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸：
目前采用的芯片大多數(shù)為1/3”和1/4”。在購買攝像頭時，特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。
1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm，對角線16mm。
2/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm，對角線11mm。
1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm，對角線8mm。
1/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm，對角線6mm。
1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm，對角線4mm。
４、按掃描制式劃分
PAL制。 NTSC制。 中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標準為625行，50場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標準制式。另外，日本為NTSC制式，525行，60場（黑白為EIA）。
５、依供電電源劃分
110VAC（NTSC制式多屬此類）， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VDC（微型攝象機多屬此類）。
６、按同步方式劃分
內(nèi)同步：用攝象機內(nèi)同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來完成操作。
外同步：使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝象機的外同步輸入端。
功率同步（線性鎖定，line lock）：用攝象機AC電源完成垂直推動同步。
外VD同步：將攝象機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。
多臺攝象機外同步：對多臺攝象機固定外同步，使每一臺攝象機可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝象機同步，這樣即使其中一臺攝象機轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝象機的畫面亦不會失真。
7、按照度劃分，CCD又分為：
普通型 正常工作所需照度1~3LUX
月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右
星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下
紅外型 采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像
CCD彩色攝象機的主要技術(shù)指標
（１）CCD尺寸，亦即攝象機靶面。原多為1/2英寸，現(xiàn)在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
（２）CCD像素，是CCD的主要性能指標，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰。現(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界，38萬像素以上者為高清晰度攝象機。
（３）水平分辨率。彩色攝象機的典型分辨率是在320到500電視線之間，主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。 分辨率是用電視線（簡稱線TV LINES）來表示的，彩色攝像頭的分辨率在330~500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。
（４）最小照度，也稱為靈敏度。是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯（LUX），數(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝象機可工作在很暗條件，2~3lux屬一般照度，現(xiàn)在也有低于1lux的普通攝象機問世。
（５）掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。
（６）攝象機電源。交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。
（７）信噪比。典型值為46db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。
（８）視頻輸出。多為1Vp-p、75Ω，均采用BNC接頭。
（９）鏡頭安裝方式。有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。
二、CCD彩色攝象機的可調(diào)整功能
（１）同步方式的選擇
A、對單臺攝象機而言，主要的同步方式有下列三種：
內(nèi)同步——利用攝象機內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。
外同步——利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機的外同步輸入端來實現(xiàn)同步。
電源同步——也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機和電源零線同步。
B、對于多攝象機系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝象機輸出時，不會造成畫面失真，但是由于多攝象機系統(tǒng)中的各臺攝象機供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取的措施有：
均采用同一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝象機的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。
調(diào)節(jié)各臺攝象機的“相位調(diào)節(jié)”電位器，因攝象機在出廠時，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點同相的，故使用相位延遲電路可使每臺攝象機有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)整范圍0~360度。
（２）自動增益控制
所有攝象機都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝象機的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)AGC，從而使攝象機能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，即在低照度時自動增加攝象機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。
（３）背景光補償
通常，攝象機的AGC工作點是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標，則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目標是不夠合適的，背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。
當背景光補償為開啟時，攝象機僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點，此時如果前景目標位于該子區(qū)域內(nèi)時，則前景目標的可視性有望改善。
（４）電子快門
在CCD攝象機內(nèi)，是用光學電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門。電子快門控制攝象機CCD的累積時間，當電子快門關(guān)閉時，對NTSC攝象機，其CCD累積時間為1/60秒；對于PAL攝象機，則為1/50秒。當攝象機的電子快門打開時，對于NTSC攝象機，其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍；對于PAL型攝象機，其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當電子快門速度增加時，在每個視頻場允許的時間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝象機的靈敏度，然而，較高的快門速度對于觀察運動圖像會產(chǎn)生一個“停頓動作”效應，這將大大地增加攝象機的動態(tài)分辨率。
（５）白平衡
白平衡只用于彩色攝象機，其用途是實現(xiàn)攝象機圖像能精確反映景物狀況，有手動白平衡和自動白平衡兩種方式。
A、自動白平衡
連續(xù)方式——此時白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。
按鈕方式——先將攝象機對準諸如白墻、白紙等白色目標，然后將自動方式開關(guān)從手動撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動方式開關(guān)撥回手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時白平衡設(shè)置將保持在攝象機的存儲器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹梗浞秶鸀?300~10000K，在此期間，即使攝象機斷電也不會丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應用場合。
B、手動白平衡
開手動白平衡將關(guān)閉自動白平衡，此時改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達107個等級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少蘭色各一個等級。除次之外，有的攝象機還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（日光水平）等檔次命令。
（６）色彩調(diào)整
對于大多數(shù)應用而言，是不需要對攝象機作色彩調(diào)整的，如需調(diào)整則需細心調(diào)整以免影響其他色彩，可調(diào)色彩方式有：
紅色—黃色色彩增加，此時將紅色向洋紅色移動一步。
紅色—黃色色彩減少，此時將紅色向黃色移動一步。
蘭色—黃色色彩增加，此時將蘭色向青蘭色移動一步。
蘭色—黃色色彩減少，此時將蘭色向洋紅色移動一步。
三、數(shù)字化式的調(diào)整控制方法
新型攝象機對前述各項可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制，此時不必手動調(diào)節(jié)電位計而是采用輔助控制碼，而且這些調(diào)整參數(shù)被儲存在數(shù)字記憶單元中，增加了穩(wěn)定性和可靠性。
DSP攝象機
在模擬制式的基礎(chǔ)上引入部分數(shù)字化處理技術(shù)，稱為數(shù)字信號處理（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSOR）攝象機。該種攝象機具有以下優(yōu)點：
１、由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)而具有智能化背景光補償功能。常規(guī)攝象機要求被攝景物置于畫面中央并要占據(jù)較大的面積方能有較好的背景光補償，否則過亮的背景光可能會降低圖像中心的透明度。而DSP攝象機是將一個畫面劃分成48個小處理區(qū)域來有效地檢測目標，這樣即使是很小的、很薄的或不在畫面中心區(qū)域的景物均能清楚地呈現(xiàn)。
２、由于DSP技術(shù)而能自動跟蹤白平衡，即可以在任何條件檢測和跟蹤“白色”，并以數(shù)字運算處理功能來再現(xiàn)原始的色彩。傳統(tǒng)的攝象機因系對畫面上的全部色彩作平均處理，這樣如果彩色物體在畫面上占據(jù)很大面積，那么彩色重現(xiàn)將不平衡，也就是不能重現(xiàn)原始色彩。DSP攝象機是將一個畫面分成48個小處理區(qū)域，這樣就能夠有效地檢測白色，即使畫面上只有很小的一塊白色，該攝象機也能跟蹤它從而再現(xiàn)出原始的色彩。 在拍攝網(wǎng)格狀物體時，可將由攝象機彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少。
畫面處理器：
原則上，錄一個訊號最好的方式是1對1，也就是用一個錄影機錄取單一攝影機攝取的畫面，每秒錄30個畫面，不經(jīng)任何壓縮，解析度愈高愈好（通常是S-VHS）。但如果需要同時監(jiān)控很多場所，用一對一方式會使系統(tǒng)龐大、設(shè)備數(shù)量多、耗材及人力管理上費用大幅提高，為解決上述問題，畫面處理器應運而生。畫面處理器為最大程度地簡化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率，一般用一臺監(jiān)視器顯示多路攝像機圖像或一臺錄像機記錄多臺攝像機信號的裝置。
攝像頭的安裝調(diào)試
鏡頭的安裝方式：有C式和CS式兩種，兩者的螺紋均為1英寸32牙，直徑為1英寸，差別是鏡頭距CCD靶面的距離不同，C式安裝座從基準面到焦點的距離為17.562毫米，比CS式距離CCD靶面多一個專用接圈的長度，CS式距焦點距離為12.5毫米。別小看這一個接圈，如果沒有它，鏡頭與攝像頭就不能正常聚焦，圖像變得模糊不清。所以在安裝鏡頭前，先看一看攝像頭和鏡頭是不是同一種接口方式，如果不是，就需要根據(jù)具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈，而采用后像調(diào)節(jié)環(huán)（如松下產(chǎn)品），調(diào)節(jié)時，用螺絲刀擰松調(diào)節(jié)環(huán)上的螺絲，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)環(huán)，此時CCD靶面會相對安裝基座向后（前）運動，也起到接圈的作用。另外（如SONY，JVC）采用的方式類似后像調(diào)節(jié)環(huán)，它的固定螺絲一般在攝像頭的側(cè)面，擰松后，調(diào)節(jié)頂端的一個齒輪，也可以使圖像清晰而不用加減接圈。
AGC ON/OFF（自動增益控制）：攝像頭內(nèi)有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，然而在亮光照的環(huán)境下放大器將過載，使視頻信號畸變。當開關(guān)在ON時，在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈，自動增加增益以獲得清晰的圖像。開關(guān)在OFF時，在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。
ATW ON/OFF（自動白平衡）：開關(guān)撥到ON時，通過鏡頭來檢測光源的特性/色溫，從而自動連續(xù)設(shè)定白電平，即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍色信號的增益。
ALC/ELC（自動亮度控制/電子亮度控制）：當選擇ELC 時，電子快門根據(jù)射入的光線亮度而連續(xù)自動改變CCD圖像傳感器的曝光時間（一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié)）。選擇這種方式時，可以用固定或手動光圈鏡頭替代ALC自動光圈鏡頭。
需要注意的是：在室外或明亮的環(huán)境下，由于ELC控制范圍有限，還是應該選擇ALC式鏡頭；在某些獨特的照明條件下，可能出現(xiàn)下列情況：
①在聚光燈或窗戶等高亮度物體上有強烈的拖尾或模糊現(xiàn)象
②圖像顯著地閃爍和色彩重現(xiàn)性不穩(wěn)定
③白平衡有周期性變化，如果發(fā)生這些現(xiàn)象，應使用ALC 鏡頭。
以固定光圈鏡頭采用ELC方式時，圖像的景深可能小于使用ALC式鏡頭所獲得的景深。因此，攝像頭在完全打開固定光圈鏡頭而采用ELC方式時，景深會比使用ALC式鏡頭時小，而且圖像上遠處的物體可能不在焦點上。
當鏡頭是自動光圈鏡頭時，需要將開關(guān)撥到ALC方式。
BLC ON/OFF（背光補償開關(guān)）：當強大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時，應該把開關(guān)撥到ON位置。
注意：
①當與云臺配用或照明迅速改變時，建議把該開關(guān)放在OFF位置，因為在ON位置時，鏡頭光圈速度變慢；
②如果所需物體不在圖像中間時，背光補償可能不會充分發(fā)揮作用。
LL/INT（同步選擇開關(guān)）：此開關(guān)用以選擇攝像頭同步方式，INT為內(nèi)同步2：1隔行同步；LL為電源同步。有些攝像頭還有一個LL PHASE電源同步相位控制器，當攝像頭使用于電源同步狀態(tài)時，此裝置可調(diào)整視頻輸出信號的相位，調(diào)整范圍大概是一幀。（調(diào)整需要專業(yè)人員進行）
VIDEO/DC（鏡頭控制信號選擇開關(guān)）：ALC自動光圈鏡頭的控制信號有兩種，當需要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時，應該選擇DC位置；需要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時，應該選擇VIDEO位置。
當選擇ALC自動光圈視頻驅(qū)動鏡頭時，還會有一個視頻電平控制（VIDEO LEVEL L/H）可能需要調(diào)整，該控制器調(diào)節(jié)輸出給自動光圈鏡頭的控制電平，用以控制鏡頭光圈的開大和縮小（即進光量）。
在攝像頭的配件中，有一個黑色的小插頭，插頭有四個針，聯(lián)接攝像頭上的黑色插座。如果用DC驅(qū)動的自動光圈鏡頭，鏡頭上已經(jīng)作好了插頭，只要插在插座上，把選擇開關(guān)撥到DC即可；如果用視頻驅(qū)動的自動光圈鏡頭，需要用戶根據(jù)說明書上的標注，用烙鐵焊好。由于廠家定義不同，所以焊法也有區(qū)別，請安裝時留意。
SOFT/SHARP（細節(jié)電平選擇開關(guān)）：該開關(guān)用以調(diào)節(jié)輸出圖像是清晰（SHARP）還是平滑（SOFT），通常出廠設(shè)定在SHARP位置。
FLICKERLESS（無閃動方式）：在電源頻率為50 Hz的地區(qū)，CCD積累時間為1/50秒，如果使用NTSC制式攝像機，其垂直同步頻率為60Hz，這樣將造成視覺影像不同步，在監(jiān)視器上出現(xiàn)閃動；反之，在電源為60Hz的地區(qū)用PAL制式攝像機也會有此現(xiàn)象。為克服此現(xiàn)象，在電子快門設(shè)置了無閃動方式檔，對NTSC制式攝像機提供1/100秒，對PAL制式攝像機提供1/120秒的固定快門速度，可以防止監(jiān)視器上圖像出現(xiàn)閃爍。手動電子快門：有些用戶使用CCD攝取運動速度比較快的物體，如果用1/50秒速度拍攝，會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，嚴重影響圖像質(zhì)量。有些攝像頭給出了手動電子快門，使CCD的電荷耦合速度固定在某一值，例如1/500、1/1000、1/2000秒等等，此時CCD的電荷耦合速度提高，這樣采集下來的圖像相對來說會減少拖尾現(xiàn)象，而且對于觀測高速運動或電火花一類物體，必須使用此設(shè)置。所以，某些專用攝像頭給出了手動電子快門，提供給特殊用途的用戶。手動電子快門的調(diào)整需要參看隨機說明書，在此就不再贅述了。
補充說明：有很多用戶要求在晚間沒有光線的環(huán)境下監(jiān)控，請注意：由于CCD攝像頭同樣是靠光線反射來成像，如果沒有光，它的圖像只會是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到圖像呢？一種方法是加可見光照明，如路燈、探照燈；一種是加紅外燈（特別是要求不能安裝可見光源的場合），對于彩色CCD攝像頭，對紅外光響應不夠，有一些日夜兩用彩色攝像頭在夜間會自動轉(zhuǎn)成黑白模式。所以，您的監(jiān)控系統(tǒng)要求夜間使用，一定要采用黑白CCD攝像頭。
紅外燈有室內(nèi)、室外，短距離和長距離之分，一般常用室內(nèi)10~20米范圍的紅外燈，由于墻壁的反射，圖像效果還不錯；用在室外長距離的紅外燈效果就不會很理想，而且價格昂貴，不到必要時一般不采用。
