数码摄像头实用资料

硬件周刊

1. 数码摄像头的关键部件是什么?

同数码相机一样,数码摄像头的关键部件也是感光器件。早期数码摄像头的感光器件主要采用CCD(ChargeCoupled Device:电荷耦合器)。CCD的作用是把收集到的光信号转变为电信号。CCD是区分摄像头档次的主要依据,一款数码摄像头的档次高低,很大程度上取决于CCD像素的多少。像素越高,所得到的图像质量就越好。而决定CCD性能的指标主要有两个:第一是电荷感应元件数量;第二是感光度。CCD内部的电荷感应元件像素越多,最终得到图像的分辨率就越高。然而提升CCD像素数量势必要涉及到制造成本问题,因此作为数码摄像头厂商,并不是一味地追求高分辨率,而要从性价比综合考虑。很多普及型产品的CCD通常只有30万像素。

2. CCD和CMOS性能有何区别?

答:目前,摄像头感光器件主要有CCD和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)两种器件。由于CCD制造依赖于专业化精密加工过程,因而成本较高。而CMOS器件加工采用大多数半导体生产厂家集成电路的制造工艺流程,也就是说,完成CMOS器件合成要容易得多,因此采用CMOS器件的摄像头总体成本要低。CMOS具有响应速度快、功耗低(相对CCD而言)、价格便宜等优点,这是CCD无法比拟的,不足之处是对光线的要求较高。随着先进的影像控制技术不断完善,CMOS器件与CCD之间的差距会越来越小。

3. 如何看待数码摄像头的镜头?

数码摄像头的镜头和数码相机的镜头作用一样,是把光线会聚到CCD上,目前数码摄像头常用的镜头有两类:一类是采用类似低档数码相机的普通镜头;另一类是采用廉价的非标准镜头。千元左右的产品大都采用前者。镜头也是数码摄像头的关键部件之一,可以说镜头的质量一定程度上决定了摄像头的成像质量。不过,由于总体价格上的原因,不同摄像头所使用的镜头没有什么特别之处。大部分都是采用固定焦距的镜头,拍摄有效范围从4cm至无限远。只有个别高价位产品才提供数码变焦功能(毕竟是低价位产品,不可能用物理变焦,最多是二倍数码变焦)。还有个别产品带有近距离拍摄功能,而部分千元左右的高档产品还直接使用了低档数码相机的镜头,这类产品的像素值多在35万以上,高的可达到80万左右。用这样的镜头捕捉的图像比其他低档摄像头捕捉的更细腻,而且画面色还原性极好。另外,镜头的灵敏度也是需要关注的一个方面。镜头质量较差的摄像头,在激活应用软件启动摄像头后,界面的预视框中会出现一片模糊,必须经过环境适应后(甚至人为地调节环境光源)才能看到清晰的画面,而性能出色产品一般不会出现类似情况。

4. 数码摄像头采用何种数据接口?

数码摄像头的数据传输量很大,使用USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)接口是一种很好的选择。如今,越来越多的外设产品支持USB接口标准。目前USB接口技术已经非常完善了,USB 端口可以实现“即插即用”,同时具有易用、方便等特点。采用USB接口不仅使摄像头的硬件安装简捷快速,更主要的是由于USB数据传输速度相对很高,因此可以较好地解决影像文件数据传输过程中的“瓶颈”问题,它能使动态影像的还原效果更平滑、流畅。最新的USB2.0接口支持480Mbps的数据传输速率,相信对数码摄像头的数据传输更有效。

5. 如何衡量数码摄像头的图像质量?

像素值和分辨率是衡量数码摄像头图像质量的两个重要指标,也是判断一款摄像头性能优劣的主要依据。像素值越高就意味着其产品的图像解析能力越强。早期推出的数码摄像头像素值一般在10万左右,由于技术含量不高,现在基本已被淘汰。当前市场的主流产品像素值一般在30万~35万,高的可以达到70万~80万。分辨率是摄像头辨别图像的能力,在图像处理技术中,有图像分辨率和视频分辨率的差别。具体到摄像头也可以解释为静态画面捕捉时的分辨率和动态视频图像捕捉时的分辨率。实际应用中,通常是图像分辨率高于视频分辨率。目前,摄像头的分辨率大多在640×480 这一档次上。虽然有某些产品声称支持更高的分辨率,但这是利用软件达到的插值分辨率,虽然也能适当提高图像的精度,但和硬件分辨率相比还是有一定的差距的。

6. 如何看待数码摄像头的配套软件?

数码摄像头是一种电脑外部设备,不须配置。显然,它需要有专用软件支持,这种软件一般不属于常用软件范畴,因此摄像头是否捆绑了功能强大的应用软件直接关系到该摄像头的实际使用性能。目前的数码摄像头基本都有一个专用的控制程序来实现基本操作(如拍照、摄像、管理影像文件等功能),作为用户直接控制、使用摄像头的工具。现在各厂商的产品都会配上诸如视频通讯、照片编辑、防盗侦测等功能软件,其中,Twain接口驱动程序是非常重要的。这些软件大多是针对初级用户设计的,通过这些捆绑软件,用户可以得到更多的应用方案。

7. 使用数码摄像头应注意哪些问题?

笔者通过对多款摄像头的试用,总结出这样几点经验:第一,由于数码摄像头不像数码相机那样带有闪光灯,所以使用者操作时要注意充足的光线,以免太暗的环境影响拍摄效果;第二,数码摄像头不能直接面向强光,以免损害图像感应器件(CCD);第三,数码摄像头应尽量避免在水气、湿气大和灰尘多的环境中使用,更不要直接与水接触;第四,不要用碱性清洁剂或有机溶剂擦拭摄像头;第五,不要用力拉扯或扭转连接线,以避免对摄像头造成损伤;第六,非必须情况下不要随意打开摄像头,或者碰触其内部零件,这样容易对摄像头造成损伤;最后,不使用时应当将摄像头存放在干净、干燥的地方。
(图1)

图1
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