
1 LCD尺寸是相机上屏幕的大小
2 CCD类似与老式相机胶片,上面有很多一样的感光元件 尺寸越大越好 但现在一般消费级相机都是1/25英寸 CCD像素数是指CCD上感光元件的数量 理论上CCD的像素数量应该越多越好 但ccd上像素过于密集也会使噪点增加
3 首先EV是 exposure value (曝光值)的缩写。指的是通过光圈值和快门速度给ccd的光线数量 OEV:Original Exposure Value 即初始曝光,按下此按钮可以返回初始曝光状态
4 对焦就是旋转调焦环使所拍摄的物体成像清晰
5 测光模式 大多数的数码相机或传统傻瓜相机,大多数都具备这几种测光方式:中央平均测光、中央局部测光、点测光以及评价测光。这几种测光方式基本可以应付目前所有的拍摄,但是在影楼以及一些专业场合或者广告拍摄,摄影师依旧依赖测光表的数值来进行拍摄。
6 白平衡是随着电子影像再现色彩真实而产生的,在专业摄像领域白平衡应用的较早,现在家用电子产品(家用摄像机、数码照相机)中也广泛地使用它是实现摄像机图像能精确反映被摄物的色彩状况,有手动白平衡和自动白平衡等方式 白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关(请参阅《色彩学原理》),举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同,既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈**。当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如**物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。
7 ISO感光度是相机领域中经常碰到的术语,表示胶卷对光线的敏感度。ISO感光度分为64、100、200、400、800、1600等等。在传统相机中也将ISO称作“锭”,比如ISO100的胶卷就叫作:100锭。感光度越高,就越适合在光线昏暗的场所拍摄。但同时色彩的鲜艳度和真实性则会受到影响,在光线好的情况下感光度越底噪点越少画面越真实。数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解,一般将数码相机的CCD感光度(即ISO感光度)等效转换为传统胶卷的感光度值
不是很会用相机的话就买个傻瓜相机吧 参数相机会自动调好 在光线好的情况下效果是很好的 如果在光线不好时还想获得好的效果可以把相机的iso调到64 再延长曝光时间 就可以了。不过一定要用三脚架固定相机啊
CCD,英文全称:Charge-coupled
Device,中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。
CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。
CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容,能感应光线,并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制,每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。CCD广泛应用在数位摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜,和高速摄影技术如Lucky
imaging。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
Charge Coupled Device (CCD) 电荷耦合器件。CCD是一种半导体装置,能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。 CCD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,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。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。 CCD,是英文Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊半导体器件,上面有很多一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。CCD在摄像机里是一个极其重要的部件,它起到将光线转换成电信号的作用,类似于人的眼睛,因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。 衡量CCD好坏的指标很多,有像素数量,CCD尺寸,灵敏度,信噪比等,其中像素数以及CCD尺寸是重要的指标。像素数是指CCD上感光元件的数量。摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成,每个点就是一个像素。显然,像素数越多,画面就会越清晰,如果CCD没有足够的像素的话,拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响,因此,理论上CCD的像素数量应该越多越好。但CCD像素数的增加会使制造成本以及成品率下降,而且在现行电视标准下,像素数增加到某一数量后,再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显,因此,一般一百万左右的像素数对一般的使用已经足够了。 单CCD摄像机是指摄像机里只有一片CCD并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换,其中色度信号是用CCD上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。由于一片CCD同时完成亮度信号和色度信号的转换,因此难免两全,使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业水平很的要求。为了解决这个问题,便出现了3CCD摄像机。3CCD,顾名思义,就是一台摄像机使用了3片CCD。我们知道,光线如果通过一种特殊的棱镜后,会被分为红,绿,蓝三种颜色,而这三种颜色就是我们电视使用的三基色,通过这三基色,就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号。如果分别用一片CCD接受每一种颜色并转换为电信号,然后经过电路处理后产生图像信号,这样,就构成了一个3CCD系统。 和单CCD相比,由于3CCD分别用3个CCD转换红,绿,蓝信号,拍摄出来的图像从彩色还原上要比单CCD来的自然,亮度以及清晰度也比单CCD好。但由于使用了三片CCD,3CCD摄像机的价格要比单CCD贵很多。 数码相机规格表中的CCD一栏经常写着“1/27英寸CCD”等。这里的“1/27英寸”就是CCD的尺寸,实际上就是CCD对角线的长度。 现有的数码相机一般采用1/27英寸、1/25英寸和1/18英寸等尺寸的CCD。CCD是受光元件(像素)的集合体,接收透过镜头的光并将其转换为电信号。在像素数一样的情况下,CCD尺寸越大单位像素就越大。这样,单位像素可以收集更多的光线,因此,理论上可以说有利于提高画质。 但是,数码相机画质的好坏不仅是由CCD决定的。镜头以及通过CCD输出的电信号形成图像的电路的性能等也能够影响到相机的画质。所谓的“大尺寸CCD=高画质”是不正确的。例如,虽然1/27英寸比1/18英寸尺寸小,但配备1/27英寸CCD的数码相机并没有受到画质不好的批评。 现在,袖珍数码相机日趋小巧轻便,出于设计上的考虑,其中大多采用1/27英寸的小型CCD。 顺便说一句,1/27英寸的“型”有时也写作“inch”,不过,在这里不是普通的“1英寸=254mm”。由于结合了CCD亮相前摄像机上使用的摄像管和显示方式,因此,习惯上采用比较特殊的尺寸。1/27英寸为66mm,1/18英寸约为9mm。
一个完整的木马系统由硬件部分,软件部分和具体连接部分组成。
(1)硬件部分:建立木马连接所必须的硬件实体。 控制端:对服务端进行远程控制的一方。 服务端:被控制端远程控制的一方。 INTERNET:控制端对服务端进行远程控制,数据传输的网络载体。
(2)软件部分:实现远程控制所必须的软件程序。 控制端程序:控制端用以远程控制服务端的程序。 木马程序:潜入服务端内部,获取其 *** 作权限的程序。 木马配置程序:设置木马程序的端口号,触发条件,木马名称等,使其在服务端藏得更隐蔽的程序。
(3)具体连接部分:通过INTERNET在服务端和控制端之间建立一条木马通道所必须的元素。 控制端IP,服务端IP:即控制端,服务端的网络地址,也是木马进行数据传输的目的地。 控制端端口,木马端口:即控制端,服务端的数据入口,通过这个入口,数据可直达控制端程序或木马 程序。
木马原理
用木马这种黑客工具进行网络入侵,从过程上看大致可分为六步(具体可见下图),下面我们就按这六步来详细阐述木马的攻击原理。
一配置木马
一般来说一个设计成熟的木马都有木马配置程序,从具体的配置内容看,主要是为了实现以下两方 面功能:
(1)木马伪装:木马配置程序为了在服务端尽可能的好的隐藏木马,会采用多种伪装手段,如修改图标 ,捆绑文件,定制端口,自我销毁等,我们将在“传播木马”这一节中详细介绍。
(2)信息反馈:木马配置程序将就信息反馈的方式或地址进行设置,如设置信息反馈的邮件地址,IRC号 ,ICO号等等,具体的我们将在“信息反馈”这一节中详细介绍。
什么是木马
特洛伊木马(以下简称木马),英文叫做“Trojan house”,其名称取自希腊神话的特洛伊木马记。
它是一种基于远程控制的黑客工具,具有隐蔽性和非授权性的特点。
所谓隐蔽性是指木马的设计者为了防止木马被发现,会采用多种手段隐藏木马,这样服务端即使发现感染了木马,由于不能确定其具体位置,往往只能望“马”兴叹。
所谓非授权性是指一旦控制端与服务端连接后,控制端将享有服务端的大部分 *** 作权限,包括修改文件,修改注册表,控制鼠标,键盘等等,而这些权力并不是服务端赋予的,而是通过木马程序窃取的。
从木马的发展来看,基本上可以分为两个阶段。
最初网络还处于以UNIX平台为主的时期,木马就产生了,当时的木马程序的功能相对简单,往往是将一段程序嵌入到系统文件中,用跳转指令来执行一些木马的功能,在这个时期木马的设计者和使用者大都是些技术人员,必须具备相当的网络和编程知识。
而后随着WINDOWS平台的日益普及,一些基于图形 *** 作的木马程序出现了,用户界面的改善,使使用者不用懂太多的专业知识就可以熟练的 *** 作木马,相对的木马入侵事件也频繁出现,而且由于这个时期木马的功能已日趋完善,因此对服务端的破坏也更大了。
所以所木马发展到今天,已经无所不用其极,一旦被木马控制,你的电脑将毫无秘密可言。
鉴于木马的巨大危害性,我们将分原理篇,防御与反击篇,资料篇三部分来详细介绍木马,希望大家对特洛伊木马这种攻击手段有一个透彻的了解。
原 理 篇
基础知识
在介绍木马的原理之前有一些木马构成的基础知识我们要事先加以说明,因为下面有很多地方会提到这些内容。
一个完整的木马系统由硬件部分,软件部分和具体连接部分组成。
(1)硬件部分:建立木马连接所必须的硬件实体。 控制端:对服务端进行远程控制的一方。 服务端:被控制端远程控制的一方。 INTERNET:控制端对服务端进行远程控制,数据传输的网络载体。
(2)软件部分:实现远程控制所必须的软件程序。 控制端程序:控制端用以远程控制服务端的程序。 木马程序:潜入服务端内部,获取其 *** 作权限的程序。 木马配置程序:设置木马程序的端口号,触发条件,木马名称等,使其在服务端藏得更隐蔽的程序。
(3)具体连接部分:通过INTERNET在服务端和控制端之间建立一条木马通道所必须的元素。 控制端IP,服务端IP:即控制端,服务端的网络地址,也是木马进行数据传输的目的地。 控制端端口,木马端口:即控制端,服务端的数据入口,通过这个入口,数据可直达控制端程序或木马 程序。
木马原理
用木马这种黑客工具进行网络入侵,从过程上看大致可分为六步(具体可见下图),下面我们就按这六步来详细阐述木马的攻击原理。
一配置木马
一般来说一个设计成熟的木马都有木马配置程序,从具体的配置内容看,主要是为了实现以下两方 面功能:
(1)木马伪装:木马配置程序为了在服务端尽可能的好的隐藏木马,会采用多种伪装手段,如修改图标 ,捆绑文件,定制端口,自我销毁等,我们将在“传播木马”这一节中详细介绍。
(2)信息反馈:木马配置程序将就信息反馈的方式或地址进行设置,如设置信息反馈的邮件地址,IRC号 ,ICO号等等,具体的我们将在“信息反馈”这一节中详细介绍。
二传播木马
(1)传播方式:
木马的传播方式主要有两种:一种是通过E-MAIL,控制端将木马程序以附件的形式夹在邮件中发送出 去, 收信人只要打开附件系统就会感染木马;另一种是软件下载,一些非正规的网站以提供软件下载为 名义, 将木马捆绑在软件安装程序上,下载后,只要一运行这些程序,木马就会自动安装。
(2)伪装方式:
鉴于木马的危害性,很多人对木马知识还是有一定了解的,这对木马的传播起了一定的抑制作用,这 是木马设计者所不愿见到的,因此他们开发了多种功能来伪装木马,以达到降低用户警觉,欺骗用户的目 的。
(一)修改图标
当你在E-MAIL的附件中看到这个图标时,是否会认为这是个文本文件呢但是我不得不告 诉你,这也有可能是个木马程序,现在 已经有木马可以将木马服务端程序的图标改成HTML,TXT, ZIP等各种文件的图标,这有相当大的迷 惑性,但是目前提供这种功能的木马还不多见,并且这种 伪装也不是无懈可击的,所以不必整天提 心吊胆,疑神疑鬼的。
(二)捆绑文件
这种伪装手段是将木马捆绑到一个安装程序上,当安装程序运行时,木马在用户毫无察觉的 情况下 ,偷偷的进入了系统。至于被捆绑的文件一般是可执行文件(即EXE,COM一类的文件)。
(三)出错显示
有一定木马知识的人都知道,如果打开一个文件,没有任何反应,这很可能就是个木马程序, 木马的 设计者也意识到了这个缺陷,所以已经有木马提供了一个叫做出错显示的功能。当服务 端用户打开木 马程序时,会d出一个如下图所示的错误提示框(这当然是假的),错误内容可自由 定义,大多会定制成 一些诸如“文件已破坏,无法打开的!”之类的信息,当服务端用户信以 为真时,木马却悄悄侵入了 系统。
(四)定制端口
很多老式的木马端口都是固定的,这给判断是否感染了木马带来了方便,只要查一下特定的 端口就 知道感染了什么木马,所以现在很多新式的木马都加入了定制端口的功能,控制端用户可 以在1024---65535之间任选一个端口作为木马端口(一般不选1024以下的端口),这样就给判断 所感染木马类型带 来了麻烦。
(五)自我销毁
这项功能是为了弥补木马的一个缺陷。我们知道当服务端用户打开含有木马的文件后,木马 会将自己拷贝到WINDOWS的系统文件夹中(C:\WINDOWS或C:\WINDOWS\SYSTEM目录下),一般来说 原木马文件 和系统文件夹中的木马文件的大小是一样的(捆绑文件的木马除外),那么中了木马 的朋友只要在近来 收到的信件和下载的软件中找到原木马文件,然后根据原木马的大小去系统 文件夹找相同大小的文件, 判断一下哪个是木马就行了。而木马的自我销毁功能是指安装完木 马后,原木马文件将自动销毁,这 样服务端用户就很难找到木马的来源,在没有查杀木马的工 具帮助下,就很难删除木马了。
(六)木马更名
安装到系统文件夹中的木马的文件名一般是固定的,那么只要根据一些查杀木马的文章,按 图索骥在系统文件夹查找特定的文件,就可以断定中了什么木马。所以现在有很多木马都允许控 制端用户自由定制安装后的木马文件名,这样很难判断所感染的木马类型了。
三运行木马
服务端用户运行木马或捆绑木马的程序后,木马就会自动进行安装。首先将自身拷贝到WINDOWS的 系统文件夹中(C:\WINDOWS或C:\WINDOWS\SYSTEM目录下),然后在注册表,启动组,非启动组中设置好木马 的触发条件 ,这样木马的安装就完成了。安装后就可以启动木马了,具体过程见下图:
(1)由触发条件激活木马
触发条件是指启动木马的条件,大致出现在下面八个地方:
1注册表:打开HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\下的五个以Run 和RunServices主键,在其中寻找可能是启动木马的键值。
2WININI:C:\WINDOWS目录下有一个配置文件winini,用文本方式打开,在[windows]字段中有启动 命令 load=和run=,在一般情况下是空白的,如果有启动程序,可能是木马。 3SYSTEMINI:C:\WINDOWS目录下有个配置文件systemini,用文本方式打开,在[386Enh],[mic], [drivers32]中有命令行,在其中寻找木马的启动命令。
4Autoexecbat和Configsys:在C盘根目录下的这两个文件也可以启动木马。但这种加载方式一般都 需要控制端用户与服务端建立连接后,将已添加木马启动命令的同名 文件上传 到服务端覆盖这两个文件才行。
5INI:即应用程序的启动配置文件,控制端利用这些文件能启动程序的特点,将制作好的带有木马 启动命令的同名文件上传到服务端覆盖这同名文件,这样就可以达到启动木马的目的了。
6注册表:打开HKEY_CLASSES_ROOT\文件类型\shell\open\command主键,查看其键值。举个例子,国产 木马“冰河”就是修改HKEY_CLASSES_ROOT\txtfile\shell\open\command下的键值,将“C :\WINDOWS \NOTEPADEXE %1”该为“C:\WINDOWS\SYSTEM\SYXXXPLREXE %1”,这时你双 击一个TXT文件 后,原本应用NOTEPAD打开文件的,现在却变成启动木马程序了。还要说明 的是不光是TXT文件 ,通过修改HTML,EXE,ZIP等文件的启动命令的键值都可以启动木马 ,不同之处只在于“文件类型”这个主键的差别,TXT是txtfile,ZIP是WINZIP,大家可以 试着去找一下。
7捆绑文件:实现这种触发条件首先要控制端和服务端已通过木马建立连接,然后控制端用户用工具 软件将木马文件和某一应用程序捆绑在一起,然后上传到服务端覆盖原文件,这样即使 木马被删 除了,只要运行捆绑了木马的应用程序,木马又会被安装上去了。
8启动菜单:在“开始---程序---启动”选项下也可能有木马的触发条件。
(2)木马运行过程
木马被激活后,进入内存,并开启事先定义的木马端口,准备与控制端建立连接。这时服务端用 户可以在MS-DOS方式下,键入NETSTAT -AN查看端口状态,一般个人电脑在脱机状态下是不会有端口 开放的,如果有端口开放,你就要注意是否感染木马了。下面是电脑感染木马后,用NETSTAT命令查 看端口的两个实例:
其中①是服务端与控制端建立连接时的显示状态,②是服务端与控制端还未建立连接时的显示状态。
在上网过程中要下载软件,发送信件,网上聊天等必然打开一些端口,下面是一些常用的端口:
(1)1---1024之间的端口:这些端口叫保留端口,是专给一些对外通讯的程序用的,如FTP使用21, SMTP使用25,POP3使用110等。只有很少木马会用保留端口作为木马端口 的。
(2)1025以上的连续端口:在上网浏览网站时,浏览器会打开多个连续的端口下载文字,到本地 硬盘上,这些端口都是1025以上的连续端口。
(3)4000端口:这是OICQ的通讯端口。
(4)6667端口:这是IRC的通讯端口。 除上述的端口基本可以排除在外,如发现还有其它端口打开,尤其是数值比较大的端口,那就要怀疑 是否感染了木马,当然如果木马有定制端口的功能,那任何端口都有可能是木马端口。
四信息泄露:
一般来说,设计成熟的木马都有一个信息反馈机制。所谓信息反馈机制是指木马成功安装后会收集 一些服务端的软硬件信息,并通过E-MAIL,IRC或ICO的方式告知控制端用户。下图是一个典型的信息反 馈邮件。
从这封邮件中我们可以知道服务端的一些软硬件信息,包括使用的 *** 作系统,系统目录,硬盘分区况, 系统口令等,在这些信息中,最重要的是服务端IP,因为只有得到这个参数,控制端才能与服务端建立 连接,具体的连接方法我们会在下一节中讲解。
五建立连接:
这一节我们讲解一下木马连接是怎样建立的 。一个木马连接的建立首先必须满足两个条件:一是 服务端已安装了木马程序;二是控制端,服务端都要在线 。在此基础上控制端可以通过木马端口与服 务端建立连接。为了便于说明我们采用图示的形式来讲解。
如上图所示A机为控制端,B机为服务端,对于A机来说要与B机建立连接必须知道B机的木马端口和IP地 址,由于木马端口是A机事先设定的,为已知项,所以最重要的是如何获得B机的IP地址。获得B机的IP 地址的方法主要有两种:信息反馈和IP扫描。对于前一种已在上一节中已经介绍过了,不再赘述,我们 重点来介绍IP扫描,因为B机装有木马程序,所以它的木马端口7626是处于开放状态的,所以现在A机只 要扫描IP地址段中7626端口开放的主机就行了,例如图中B机的IP地址是2021024756,当A机扫描到 这个IP时发现它的7626端口是开放的,那么这个IP就会被添加到列表中,这时A机就可以通过木马的控 制端程序向B机发出连接信号,B机中的木马程序收到信号后立即作出响应,当A机收到响应的信号后, 开启一个随即端口1031与B机的木马端口7626建立连接,到这时一个木马连接才算真正建立。值得一提 的要扫描整个IP地址段显然费时费力,一般来说控制端都是先通过信息反馈获得服务端的IP地址,由于 拨号上网的IP是动态的,即用户每次上网的IP都是不同的,但是这个IP是在一定范围内变动的,如图中 B机的IP是2021024756,那么B机上网IP的变动范围是在202102000000---202102255255,所以 每次控制端只要搜索这个IP地址段就可以找到B机了。
六远程控制:
木马连接建立后,控制端端口和木马端口之间将会出现一条通道,见下图
控制端上的控制端程序可藉这条通道与服务端上的木马程序取得联系,并通过木马程序对服务端进行远 程控制。下面我们就介绍一下控制端具体能享有哪些控制权限,这远比你想象的要大。
(1)窃取密码:一切以明文的形式,形式或缓存在CACHE中的密码都能被木马侦测到,此外很多木马还 提供有击键记录功能,它将会记录服务端每次敲击键盘的动作,所以一旦有木马入侵, 密码将很容易被窃取。
(2)文件 *** 作:控制端可藉由远程控制对服务端上的文件进行删除,新建,修改,上传,下载,运行,更改属 性等一系列 *** 作,基本涵盖了WINDOWS平台上所有的文件 *** 作功能。
(3)修改注册表:控制端可任意修改服务端注册表,包括删除,新建或修改主键,子键,键值。有了这 项功能控制端就可以禁止服务端软驱,光驱的使用,锁住服务端的注册表,将服务端 上木马的触发条件设置得更隐蔽的一系列高级 *** 作。
(4)系统 *** 作:这项内容包括重启或关闭服务端 *** 作系统,断开服务端网络连接,控制服务端的鼠标, 键盘,监视服务端桌面 *** 作,查看服务端进程等,控制端甚至可以随时给服务端发送信 息,想象一下,当服务端的桌面上突然跳出一段话,不吓人一跳才怪
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CCD是Charge Couple Device的缩写,称为电荷耦合器件,它是利用微电子技术制成的表面光电器件,可以实现光电转换功能。
CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CCD芯片上有许多光敏单元,它们可以将不同的光线转换成不同的电荷,从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率,就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上,CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。
CMOS(Complementary
Metal
Oxide
Semiconductor),互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。被应用于制作数码影像器材的感光元件(常见的有TTL和CMOS),尤其是片幅规格较大的单反数码相机。虽然在用途上与过去CMOS电路主要作为固件或计算工具的用途非常不同,但基本上它仍然是采取CMOS的工艺,只是将纯粹逻辑运算的功能转变成接收外界光线后转化为电能,再透过芯片上的模-数转换器(ADC)将获得的影像讯号转变为数字信号输出。
CCD,英文全称:Charge-coupled
Device,中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。
CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号,在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CCD的数字越小,分辨率越高,目前最好的CCD是3CCD,所有的专业级数位摄影机,和一部份的半专业级数位摄影机采用3CCD技术。
你说的1:233和1:118不是尺寸,而是感光能力。镜头的感光能力=镜头焦距除以光束直径,得出的数值越小,孔径越大,感光能力越强。这样的镜头即使在微弱的光线下拍摄,也能使感光胶片活的充足的光线。从曝光角度讲,感光能力越强的镜头越好,再是价钱也很高。采用1:12
1:128
1:4等标法,分母越小,感光能力越强。1:18的镜头比1:233的要好。
相片的尺寸在完成拍摄后
可以根据需要自己调节。想要1寸
2寸的都可以。
扫描仪原理简介
扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描,然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号,又将模拟电信号变换成为数字电信号,最后通过计算机接口送至计算机中。 扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上,原稿可以是文字稿件或者图纸照片;然后启动扫描仪驱动程序后,安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件,扫描仪光源为长条形,并沿y方向扫过整个原稿;照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙,形成沿x方向的光带,又经过一组反光镜,由光学透镜聚焦并进入分光镜,经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上,CCD将RGB光带转变为模拟电子信号,此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。 至此,反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号,最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息,随着沿y方向的移动,在计算机内部逐步形成原稿的全图。 在扫描仪获取图像的过程中,有两个元件起到关键作用。一个是CCD,它将光信号转换成为电信号;另一个是A/D变换器,它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标,同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。
扫描仪原理完全剖析
扫描仪是一种被广泛应用于计算机的输入设备。作为光电、机械一体化的高科技产品,自问世以来以其独特的数字化“图像”采集能力,低廉的价格以及优良的性能,得到了迅速的发展和广泛的普及。下面为大家介绍一下扫描仪的工作原理,相信这会对我们更好的使用扫描仪有一定的帮助。
一、§ 扫描仪的组成结构
虽然从外型上看,扫描仪的整体感觉十分简洁、紧凑,但其内部结构却相当复杂:不仅有复杂的电子线路控制,而且还包含精密的光学成像器件,以及设计精巧的机械传动装置。它们的巧妙结合构成了扫描仪独特的工作方式。图1所示为典型的平板式扫描仪的内部与外部结构
从图中可以看出,扫描仪主要由上盖、原稿台、光学成像部分、光电转换部分、机械传动部分组成。
1.上盖
上盖主要是将要扫描的原稿压紧,以防止扫描灯光线泄露。目前随着三维实物扫描功能的逐渐普及,为了能够更加方便、更高质量地扫描三维实物,许多扫描仪在上盖的设计上都“绞尽脑汁”,例如Canon的“Z”型盖板式设计就相当独特。
2.原稿台
原稿台主要是用来放置扫描原稿的地方,其四周设有标尺线以方便原稿放置,并能及时确定原稿扫描尺寸。中间为透明玻璃,称为稿台玻璃。在扫描时需注意确保稿台玻璃清洁,否则会直接影响扫描图像的质量。另外,要特别注意在放置扫描原稿时不要损坏稿台玻璃,要“轻拿轻放”。稿台玻璃的损坏会影响扫描仪内部的其他器件(如成像部件),尤其是稿台玻璃的破损会使灰尘及杂质直接侵入扫描仪内部,使扫描品质下降,严重时会造成扫描仪的损坏。因此,如果有此类情况发生,应及时与维修服务中心联系,切不可自行处理。
3.光学成像部分
光学成像部分俗称扫描头(如图2所示),即图像信息读取部分,它是扫描仪的核心部件,其精度直接影响扫描图像的还原逼真程度。它包括以下主要部件:灯管、反光镜、镜头以及电荷耦合器件(CCD)。
扫描头的光源一般采用冷阴极辉光放电灯管,灯管两端没有灯丝,只有一根电极,具有发光均匀稳定、结构强度高、使用寿命长、耗电量小、体积小等优点。
扫描头还包括几个反光镜,其作用是将原稿的信息反射到镜头上,由镜头将扫描信息传送到CCD感光器件,最后由CCD将照射到的光信号转换为电信号。
镜头是把扫描信息传送到CCD处理的最后一关,它的好坏决定着扫描仪的精度。扫描精度即是指扫描仪的光学分辨率,主要是由镜头的质量和CCD的数量决定。由于受制造工艺的限制,目前普通扫描头的最高分辨率为20000像素,应用在A4幅面的扫描仪上,可实现2400dpi的扫描精度,这样的精度能够满足多数领域的需求。
光学部分是扫描仪的“眼睛”,用来获取原稿反射的光信息。为保证图像反射的光线足够强,由一根冷阴极灯管提供所需的光源。扫描仪对灯管也有比较严格的要求,首先是色纯要好,如果色纯不够,不是完全的白色,再加上色彩调校系统没能起到应有的效果,那么扫描出来的稿件就可能偏向某种色彩。反过来说,一款扫描仪的所有扫描结果都有比较一致的偏色现象,
可能和灯管的色纯有关系。当然造成偏色的因素很多,这只是在硬件方面的原因之一。除了色纯要好,还需要强度均匀。如果强度不均匀,就会大大影响扫描的精度。第三个问题是能耗与色温,不管用什么原理,灯管肯定是扫描仪里面的主要能耗之一。要在节能上下功夫,就要涉及到灯管方面的节能。当然最有效的节能方法之一就是在不使用扫描仪的时候让灯管不工作。
灯管刚开始工作的时候其温度比较低,运行一段以后温度会开始升高,那么这前后扫描效果就有差距。很多扫描仪的说明书都说扫描仪在工作10~30分钟以后才能够达到比较理想的效果,这主要是指CCD的效果,当然灯管也会有一定影响。那么矛盾就在这里产生了,要节能的话势必要在暂时不使用扫描仪的时候关闭灯管,但是重新启用扫描仪的时候,灯管却不能马上进入最佳状态;要让灯管一直保持良好状态,势必要它持续工作,但是这又对节能和灯管寿命不利。所以,从实用的角度来说,灯管的寿命和能耗问题一直是用户比较关心的问题。扫描仪运行之前需要预热,就是处理这种问题的一种手段。
4.光电转换部分
光电转换部分是指扫描仪内部的主板,如图3所示。别看扫描仪的光电转换部分主板就这么一小块,但它却是扫描仪的心脏。它是一块安置有各种电子元件的印刷电路板。它是扫描仪的控制系统,在扫描仪扫描过程中,它主要完成CCD信号的输入处理,以及对步进电机的控制,将读取的图像以任意的解析度进行处理或变换所需的解析度。
光电转换部分主板以一块集成芯片为主,其作用是控制各部件协调一致地动作,如步进电机的移动等。其中有A/D变换器、BIOS芯片、I/O控制芯片和高速缓存(Cache)。BIOS芯片的主要功能是在扫描仪启动时进行自检, I/O控制芯片提供了连接界面和连接通道,高速缓存则是用来暂存图像数据的。如果把图像数据直接传输到计算机里,那么就会发生数据丢失和影像失真等现象,如果先把图像数据暂存在高速缓存里,然后再传输到计算机,就减少了上述情况发生的可能性。现在普通扫描仪的高速缓存为512KB,高档扫描仪的高速缓存可达2MB。
5.机械传动装置
机械传动部分主要包括步进电机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组如图4。
(1)步进电机:它是机械传动部分的核心,是驱动扫描装置的动力源。步进电机其实就是用脉冲信号精确控制移动的一种电机,扫描仪的噪音和速度在一定程度上就是由它决定的。这里速度和精度与前面提到的节能和色温问题一样,存在着矛盾。速度越快移动单位距离所需的时间就短,精度就会降低;精度提高,其结果是消耗时间增加,就会造成速度减慢。
在扫描仪扫描图像的过程中,扫描头要依靠步进电机来拖动。传统的步进电机是依靠齿轮传动来实现运动的。当齿轮传动时,即使是两个紧密啮合的齿轮,在它们的各齿之间都会留有一些空隙,这是不可避免的,在往复运动的时候,就会给精度带来影响,轻则会使扫描的精度下降,严重时会使图像出现一些条纹。所以,微步进电机技术就在这种情况下应运而生的。它采用缩小电机拖动的运动步幅,可以达到传统步进电机步幅的三分之一或者四分之一,甚至更低,能精确控制扫描头的平稳运动,避免了往复运动中齿轮间的空隙所带来的缺陷,减少了不稳定移动所带来的锯齿波纹和色彩失真,使扫描速度加快,噪音减小,图像质量明显提高。
(2)驱动皮带:扫描过程中,步进电机通过直接驱动皮带实现驱动扫描头,对图像进行扫描。
(3)滑动导轨:扫描装置经驱动皮带的驱动,通过在滑动导轨上的滑动实现线性扫描的过程。
(4)齿轮组:是保证机械设备正常工作的中间衔接设备。
二、§ 扫描仪的工作原理
了解了扫描仪的构成之后,下面来谈谈扫描仪的工作原理。一般来讲,扫描仪扫描图像的方式大至有三种,即:以光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描、以接触式图像传感器CIS(或LIDE) 为光电转换元件的的扫描和以光电倍增管 (PMT)为光电转换元件的扫描。
1.以光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描仪工作原理
多数平板式扫描仪使用光电耦合器(CCD)为光电转换元件,它在图像扫描设备中最具代表性。其形状像小型化的复印机,在上盖板的下面是放置原稿的稿台玻璃。扫描时,将扫描原稿朝下放置到稿台玻璃上,然后将上盖盖好,接收到计算机的扫描指令后,即对图像原稿进行扫描,实施对图像信息的输入。
与数字相机类似,在图像扫描仪中,也使用CCD作图像传感器。但不同的是,数字相机使用的是二维平面传感器,成像时将光图像转换成电信号,而图像扫描仪的CCD是一种线性CCD,即一维图像传感器。
扫描仪对图像画面进行扫描时,线性CCD将扫描图像分割成线状,每条线的宽度大约为10 μm。光源将光线照射到待扫描的图像原稿上,产生反射光(反射稿所产生的)或透射光(透射稿所产生的),然后经反光镜组反射到线性CCD中。CCD图像传感器根据反射光线强弱的不同转换成不同大小的电流,经A/D转换处理,将电信号转换成数字信号,即产生一行图像数据。同时,机械传动机构在控制电路的控制下,步进电机旋转带动驱动皮带,从而驱动光学系统和CCD扫描装置在传动导轨上与待扫原稿做相对平行移动,将待扫图像原稿一条线一条线的扫入,最终完成全部原稿图像的扫描。如图5所示。
通常,用线性CCD对原稿进行的“一条线”扫描被称为“主扫描”,而将线性CCD平行移动的扫描输入称为“副扫描”。
(1)线性CCD的结构
图6所示为线性CCD。CCD图像传感器是平板式扫描仪的核心,其主要作用就是将照射到其上的光图像转换成电信号。将CCD图像传感器放大,可以发现在10μm的间隔上并行排列着数千个CCD图像单元,这些图像单元规则地排成一线,当光线照射到图像传感器的感光面上时,每个CCD图像单元都接受照射其上的光线,并根据感应到的光线强弱,产生相应的电荷。然后,若干电荷以并行的顺序进行传输。
(2)光学成像系统
一般扫描仪使用的光学成像系统有两种:缩小扫描型光学成像系统和等倍扫描型光学成像系统。
缩小型光学系统成像采用2-5cm长度的线性CCD作为光学系统中的图像传感器,由于CCD的尺寸远不及扫描原稿的宽度,因此,这种成像系统中,在CCD的前面有一个镜头,像数字相机一样,用于在扫描时将原稿图像通过镜头缩小后投射到线性CCD上。
等倍扫描型光学成像系统则采用与扫描原稿宽度相等的线性CCD作为图像传感器。这种光学成像系统中采用了一种特殊的镜头——特殊镜头组系列,它由上下排列整齐的两排棒状镜头组成。这种棒状镜头的直径为1mm,长约6mm,每一列都有100个以上这样的镜头阵列构成,这种成像系统在手持式扫描仪中较为常见。
(3) 色分离技术
目前,彩色扫描仪已成为市场的主流,它能够很真实地还原原稿图像的品质。通过彩色扫描仪扫描得到的数字图像,可以看到不论是形状还是色彩,扫描得到的图像都很好地保持了原稿的品质。
真实色彩的还原主要应归功于扫描仪独特的色分离技术。由于CCD只是将所感应的光的强弱转换成相应大小的电流,它不可能对所扫描图像的颜色进行识别。因此,扫描仪需要将这些颜色进行分离。我们都知道,红、绿、蓝是光的三基色,即用这3种颜色叠加可以组合出其他任意颜色。就是根据这个特点,扫描仪在扫描图像时,先生成分别对应于红(R)、绿(G)、蓝(B)的三基色的3幅图像,也就是说每幅图像中只包含相应的单色信息,红基色图像中只包含红色的信息、绿基色图像中只包含绿色信息,蓝基色图像中自然只包含蓝色信息。最后,将这3幅图像合成即得到了彩色的图像。其原理如图7所示。
目前,应用于扫描仪的色分离技术常见的有4种:滤光片色分离技术、光源交替色分离技术、三CCD色分离技术和单CCD色分离扫描技术。
1)滤光片色分离技术
其基本原理是:在线性CCD图像传感器的前面加装一滤光片,滤光片从上向下分为3等份,第1部分为红色滤光片,第2部分为绿色滤光片,第3部分为蓝色滤光片,扫描时通过滤光片的移动使得CCD传感器分别记录相应基色下的图像信息,从而得到三基色的3幅图像信息。
2)光源交替色分离技术
与滤光片色分离技术的原理类似,这种技术是在镜头与扫描原稿之间加设3根发光灯管,其颜色分别为红(R)、绿(G)和蓝(B),扫描图像时,3根不同颜色的灯管交替发光,从而使CCD得到3幅三基色图像信息。
3)三CCD色分离技术
与前两种色分离技术不同,三CCD色分离技术中使用了3个CCD完成扫描成像:光线通过镜头,经过一个特殊设计的分光棱镜将相应颜色的光线反射到相应的CCD图像传感器中,每一个CCD产生一种颜色的图像数据,经过一次扫描即可得到彩色的图像。因此,可以看出这种分色技术成像速度最快,但其造价最高。
4)单CCD色分离技术
单CCD色分离技术仍然是采用单个线性CCD,不过,在CCD的感光面上加入了滤色镜,在感光的同时直接进行分色。
(4)VAROS技术
普通的CCD扫描仪在扫描时,须在被扫描物体表面形成一条细长的白色光带,光线通过一系列镜面和一组透镜,最后由CCD元件接收光学信号。但是,在这种条件下,光学分辨率被CCD像素数量所限制。在VAROS技术中,CCD元件与透镜之间放置一片平板玻璃,首先,扫描仪进行正常的扫描工作。这一步得到的图像与其他扫描仪基本相同。然后,平板玻璃倾斜,使扫描图像移动1/2个像素,扫描过程重复一次。这样可以使扫描仪读取被移动后的像素的数据。最后,运用软件合成第一次与第二次的扫描数据,得到两倍数量的图像信息。换言之,运用VAROS技术,我们可以将普通600dpi的扫描仪变成1200dpi高分辨率的扫描仪。
2.接触式图像传感器CIS(或LIDE)
接触式图像传感器CIS(或LIDE)是近些年才出现的名词,其实这种技术与CCD技术几乎是同时诞生的。绝大多数手持式扫描仪采用CIS技术。CIS感光器件一般使用制造光敏电阻的硫化镉作感光材料,硫化镉光敏电阻本身漏电大,各感光单元之间干扰大,严重影响清晰度,这是该类产品扫描精度不高的主要原因。它不能使用冷阴极灯管而只能使用LED发光二极管阵列作为光源,这种光源无论在光色还是在光线的均匀度上都比较差,导致扫描仪的色彩还原能力较低。LED阵列由数百个发光二极管组成,一旦有一个损坏就意味着整个阵列报废,因此这种类型产品的寿命比较短。无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别,没有景深,不能扫描实物,只适用于扫描文稿。CIS对周围环境温度的变化比较敏感,环境温度的变化对扫描结果有明显的影响,因此对工作环境的温度有一定的要求。
LIDE(LED In Direct Exposure)二极管直接曝光技术是佳能公司独创的技术,是一种基于CIS技术的革新技术,它使用三色二极管作为光源。与使用冷阴极灯源的扫描仪相比,二极管具有体积小巧且持久长效等特点,不过它所产生的光线比较弱,很难保证扫描影像所需的亮度。针对这一原因,LIDE技术对二极管装置及引导光线的光导材料进行了改造,使二极管光源可以产生均匀并且亮度足够的光线用于扫描。
LIDE型扫描仪由3部分组成,即光导、柱状透镜和线性光学传感器。光导的主要作用是增强红、绿、兰三个色彩通道的光照强度,柱状透镜则可以确保反射光更好地向传感器聚焦(这是提高扫描精度的关键措施),线性传感器则最大程度地避免了边缘变形问题。由于省略了一系列反射镜,LIDE型扫描仪就能避免因此带来的各种像差和色差,可以较好地重现原稿的细节和色彩。
LIDE通过接触式图像传感器CIS从近距离接触以1:1的比例对原稿进行扫描,不需要复杂的光学系统,这就使扫描仪的尺寸可以做的较小,同时也使扫描仪变得非常轻巧。此外,由于二极管光源及扫描头移动所需要的功耗极小,这类产品能够通过PC机的USB端口提供所需的电力。
3.CCD与CIS的区别
通常人们提起扫描仪,会比较注重它的扫描分辨率,而对它所采用的感光元件未必会在意。究竟是选择CCD型扫描仪,还是选择CIS型扫描仪,不少用户都会感到迷惑,哪种扫描仪更适合呢
简单说这两种扫描仪的区别就在于感光器件上,CCD型扫描仪使用的是电子耦合器件,而CIS型扫描仪使用的是接触式影像感光器件。这两种感光器件的工作原理大相径庭: CCD元件本身是整个扫描仪成像的核心,但光源发出的光必须经过镜片的反射和透镜的聚焦,这些光学器件的加入使整个扫描仪成本提高;而 CIS扫描仪是利用微小光源发出的光经扫描原稿反射后由感光器件直接接收而成像,CIS感光元件本身足以完成成像任务,不需要镜片和透镜的参与,因此产品的组装非常容易,成本较低。由于CIS扫描仪依靠直接接收反射光成像,技术含量相对较低,在扫描景深等方面表现较差。除了感光部分的差别外,两种扫描仪其它部分的工作原理基本一致,都是将光信号转变成数字信息。
对比两种扫描仪产品,CCD型扫描仪占有明显的优势,但CIS型扫描仪也并非一无是处。
CCD型扫描仪的缺点是:需要一整套光学系统,包括照明冷光源和多个反光镜和光学镜头,通过复杂的光路在CCD传感器件表面成像。它的组成部件较为复杂,成本相对较高,扫描后对图像数据的处理也相对复杂。一般使用冷阴极管做光源,需要预热1分钟左右才能稳定发光。CCD扫描仪需要通过一系列透镜、反射镜成像,所以会产生色彩偏差和光学像差,一般需要通过扫描软件进行色彩校正。
CIS型扫描仪的优点是:具有模块化设计,扫描光源、传感器、放大器集成为一体,结构、原理和光路都极为简单。由传感器直接从稿件表面获取图像,理论上不会产生色偏和像差,能获得最接近原稿的图像效果。能够降低设计制造成本,而且产品的体积可以设计得更薄、更小,CIS型扫描仪没有明显的等待时间。
CIS型扫描仪的缺点是:不能使用镜头,只能压近原稿扫描,扫描精度较低。另外,它的光源只能用LED发光二极管,这种光源无论在光色以及均匀度上都比较差,色域较CCD窄,获得的色彩不如CCD的丰富,而且光源的寿命比较短。
此外,传统的CCD扫描仪因为采用光学镜头成像于CCD表面,所以它具有一定的景深,对隆起的书脊,甚至实物都可以得到清晰的扫描效果。CIS扫描头利用传感器从扫描物体表面得到图像,景深较短,扫描的层次有些不足,对扫描摆放不平的文稿和显得有些力不从心,待扫描物体必须平整地放在扫描仪上。CCD的景深至少是CIS的10倍,这意味着CCD扫描仪在一定范围内对3D物体的扫描是清楚而生动的,而CIS扫描仪扫描略微凹凸不平的物体时,输出的图像常会出现模糊和散焦的情况。
高质量的CCD感光元件能保证在质量不变的情况下使用10000小时,而目前的CIS扫描仪的发光元件在使用500小时后,其亮度平均降低30%,也就是说CIS扫描仪的发光元件寿命较短。虽然CIS发光元件寿命较短,但CIS扫描头价格便宜,更换很方便。
4. 光电倍增管(Photo Multiplier Tube) 工作原理
与采用线性CCD为图像传感器的平板式扫描仪不同,光电倍增管(PMT)为滚筒式扫描仪采用的光电转换元件。
在各种感光器件中,光电倍增管是性能最好的一种,无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他感光器件,而且它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出,使输出信号几乎不用做任何修正就可以获得准确的色彩还原。
光电倍增管实际是一种电子管,其感光材料主要是由金属铯的氧化物及其他一些活性金属(一般是镧系金属)的氧化物共同构成。这些感光材料在光线的照射下能够发射电子,经栅极加速后冲击阳电极,最后形成电流,再经过扫描仪的控制芯片进行转换,就生成了物体的图像。在所有的扫描技术中,光电倍增管是性能最为优秀的一种,其灵敏度、噪声系数、动态密度范围等关键性指标远远超过了CCD及CIS等感光器件。同样,这种感光材料几乎不受温度的影响,可以在任何环境中工作。但是这种扫描仪的成本极高,一般只用在最专业的滚筒式扫描仪上。
采用光电倍增管的滚筒式扫描仪较采用CCD的平板式扫描仪复杂许多,图8、图9所示为其结构图,它的主要组成部件有旋转电机、透明滚筒、机械传动机构、控制电路和成像装置等。
滚筒式扫描仪扫描图像时,将要扫描的原稿贴附在透明滚筒上,滚筒在步进电机的驱动下,高速旋转形成高速旋转柱面,同时,高强度的点光源光线从透明滚筒内部照射出来,投射到原稿上逐点对原稿进行扫描,并将透射和反射光线经由透镜、反射镜、半透明反射镜、红绿蓝滤色片所构成的光路将光线引导到光电倍增管进行放大,然后进行模/数转换进而获得每个扫描像素点的红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的分色颜色值。这时,光信息被转换为数字信息传送,并存储在计算机上,完成扫描任务。它的扫描特点是一个像素一个像素地输入光信号,信号采集精度很高,且扫描图像的信息还原性很好。
三、§扫描仪的工作过程
扫描仪的工作原理并不复杂,从它的工作过程就能够基本反映出来。其扫描的一般工作过程是:
1)开始扫描时,机内光源发出均匀光线照亮玻璃面板上的原稿,产生表示图像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。反射光经过玻璃板和一组镜头,分成红绿蓝3种颜色汇聚在CCD感光元件上,被CCD接受。其中空白的地方比有色彩的地方能反射更多的光。
2)步进电机驱动扫描头在原稿下面移动,读取原稿信息。扫描仪的光源为长条形,照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙,形成沿x方向的光带,经过一组反光镜,由光学透镜聚焦并进入分光镜。经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上,CCD将RGB光带转变为模拟电子信号,此信号又被A/D转换器转变为数字电子信号。
3)反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号,最后通过 USB等接口送至计算机。扫描仪每扫描一行就得到原稿x方向一行的图像信息,随着沿y方向的移动,直至原稿全部被扫描。经由扫描仪得到的图像数据被暂存在缓冲器中,然后按照先后顺序把图像数据传输到计算机并存储起来。当扫描头完成对原稿的相对运动,将图稿全部扫描一遍,一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
4)数字信息被送入计算机的相关处理程序,在此数据以图像应用程序能使用的格式存在。最后通过软件处理再现到计算机屏幕上。
所以说,扫描仪的简单工作原理就是利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号,再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号传输到计算机中。无论何种类型的扫描仪,它们的工作过程都是将光信号转变为电信号。所以,光电转换是它们的核心工作原理。扫描仪的性能取决于它把任意变化的模拟电平转换成数值的能力。
Charge Coupled Device (CCD) 电荷耦合器件。CCD是一种半导体装置,能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CCD,是英文Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊半导体器件,上面有很多一样的感光元件,每个感光元件叫一个像素。CCD在摄像机里是一个极其重要的部件,它起到将光线转换成电信号的作用,类似于人的眼睛,因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。
衡量CCD好坏的指标很多,有像素数量,CCD尺寸,灵敏度,信噪比等,其中像素数以及CCD尺寸是重要的指标。像素数是指CCD上感光元件的数量。摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成,每个点就是一个像素。显然,像素数越多,画面就会越清晰,如果CCD没有足够的像素的话,拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响,因此,理论上CCD的像素数量应该越多越好。但CCD像素数的增加会使制造成本以及成品率下降,而且在现行电视标准下,像素数增加到某一数量后,再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显,因此,一般一百万左右的像素数对一般的使用已经足够了。
单CCD摄像机是指摄像机里只有一片CCD并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换,其中色度信号是用CCD上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。由于一片CCD同时完成亮度信号和色度信号的转换,因此难免两全,使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业水平很的要求。为了解决这个问题,便出现了3CCD摄像机。3CCD,顾名思义,就是一台摄像机使用了3片CCD。我们知道,光线如果通过一种特殊的棱镜后,会被分为红,绿,蓝三种颜色,而这三种颜色就是我们电视使用的三基色,通过这三基色,就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号。如果分别用一片CCD接受每一种颜色并转换为电信号,然后经过电路处理后产生图像信号,这样,就构成了一个3CCD系统。
和单CCD相比,由于3CCD分别用3个CCD转换红,绿,蓝信号,拍摄出来的图像从彩色还原上要比单CCD来的自然,亮度以及清晰度也比单CCD好。但由于使用了三片CCD,3CCD摄像机的价格要比单CCD贵很多。
数码相机规格表中的CCD一栏经常写着“1/27英寸CCD”等。这里的“1/27英寸”就是CCD的尺寸,实际上就是CCD对角线的长度。
现有的数码相机一般采用1/27英寸、1/25英寸和1/18英寸等尺寸的CCD。CCD是受光元件(像素)的集合体,接收透过镜头的光并将其转换为电信号。在像素数一样的情况下,CCD尺寸越大单位像素就越大。这样,单位像素可以收集更多的光线,因此,理论上可以说有利于提高画质。
但是,数码相机画质的好坏不仅是由CCD决定的。镜头以及通过CCD输出的电信号形成图像的电路的性能等也能够影响到相机的画质。所谓的“大尺寸CCD=高画质”是不正确的。例如,虽然1/27英寸比1/18英寸尺寸小,但配备1/27英寸CCD的数码相机并没有受到画质不好的批评。
现在,袖珍数码相机日趋小巧轻便,出于设计上的考虑,其中大多采用1/27英寸的小型CCD。
顺便说一句,1/27英寸的“型”有时也写作“inch”,不过,在这里不是普通的“1英寸=254mm”。由于结合了CCD亮相前摄像机上使用的摄像管和显示方式,因此,习惯上采用比较特殊的尺寸。1/27英寸为66mm,1/18英寸约为9mm。
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。
1、依成像色彩划分
彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。
黑白摄像机:适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白摄像机。
2、依分辨率灵敏度等划分
影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512492)、分辨率为400线的产品最普遍。
影像像素在38万以上的高分辨率型。
3、按CCD靶面大小划分
CCD芯片已经开发出多种尺寸:
目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。
1英寸——靶面尺寸为宽127mm高96mm,对角线16mm。
2/3英寸——靶面尺寸为宽88mm高66mm,对角线11mm。
1/2英寸——靶面尺寸为宽64mm高48mm,对角线8mm。
1/3英寸——靶面尺寸为宽48mm高36mm,对角线6mm。
1/4英寸——靶面尺寸为宽32mm高24mm,对角线4mm。
4、按扫描制式划分
PAL制、NTSC制。 中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR),标准为625行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。
5、依供电电源划分
110VAC(NTSC制式多属此类);
220VAC
24VAC
12VDC
9VDC(微型摄像机多属此类)。
6、按同步方式划分
内同步:用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成 *** 作。
外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端。
功率同步(线性锁定,line lock):用摄像机AC电源完成垂直推动同步。
外VD同步:将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。
多台摄像机外同步:对多台摄像机固定外同步,使每一台摄像机可以在同样的条件下作业,因各摄像机同步,这样即使其中一台摄像机转换到其他景物,同步摄像机的画面亦不会失真。
7、按照度划分,CCD又分为:
普通型 正常工作所需照度1~3LUX
月光型 正常工作所需照度01LUX左右
星光型 正常工作所需照度001LUX以下
红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像
CCD彩色摄像机的主要技术指标
CCD尺寸,亦即摄像机靶面。原多为1/2英寸,现在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
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,分辨率越高,图像细节的表现越好。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。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。
水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间,主要有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。分辨率是用电视线(简称线TV LINES)来表示的,彩色摄像头的分辨率在330~500线之间。分辨率与CCD和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。
最小照度,也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度,或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(LUX),数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件,2~3lux属一般照度,现在也有低于1lux的普通摄像机问世。
扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。
摄像机电源。交流有220V、110V、24V,直流为12V 或9V。
信噪比。典型值为46db,若为50db,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为60db,则图像质量优良,不出现噪声。
视频输出。多为1Vp-p、75Ω,均采用BNC接头。
镜头安装方式。有C和CS方式,二者间不同之处在于感光距离不同。
CCD彩色摄像机的可调整功能
同步方式的选择
A、对单台摄像机而言,主要的同步方式有下列三种:
内同步——利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成 *** 作。
外同步——利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄像机的外同步输入端来实现同步。
电源同步——也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄像机和电源零线同步。
B、对于多摄像机系统,希望所有的视频输入信号是垂直同步的,这样在变换摄像机输出时,不会造成画面失真,但是由于多摄像机系统中的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同相位,甚至整个系统与交流电源不同步,此时可采取的措施有:
均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄像机的外同步输入端来调节同步。
调节各台摄像机的“相位调节”电位器,因摄像机在出厂时,其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的,故使用相位延迟电路可使每台摄像机有不同的相移,从而获得合适的垂直同步,相位调整范围0~360度。
自动增益控制
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。
背景光补偿
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。
电子快门
在CCD摄像机内,是用光学电控影像表面的电荷积累时间来 *** 纵快门。电子快门控制摄像机CCD的累积时间,当电子快门关闭时,对NTSC摄像机,其CCD累积时间为1/60秒;对于PAL摄像机,则为1/50秒。当摄像机的电子快门打开时,对于NTSC摄像机,其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围;对于PAL型摄像机,其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时,在每个视频场允许的时间内,聚焦在CCD上的光减少,结果将降低摄像机的灵敏度,然而,较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应,这将大大地增加摄像机的动态分辨率。
白平衡
白平衡只用于彩色摄像机,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。
A、自动白平衡
连续方式——此时白平衡设置将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,连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。
按钮方式——先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标,然后将自动方式开关从手动拨到设置位置,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。
B、手动白平衡
开手动白平衡将关闭自动白平衡,此时改变图像的红色或蓝色状况有多达107个等级供调节,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。
色彩调整
对于大多数应用而言,是不需要对摄像机作色彩调整的,如需调整则需细心调整以免影响其他色彩,可调色彩方式有:
红色—**色彩增加,此时将红色向洋红色移动一步。
红色—**色彩减少,此时将红色向**移动一步。
蓝色—**色彩增加,此时将蓝色向青蓝色移动一步。
蓝色—**色彩减少,此时将蓝色向洋红色移动一步。
CCD摄像机主要技术参数解释
1 什么是CCD摄像机?
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。
2 CCD摄像机的工作方式
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。
3 分辨率的选择
评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。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。
4 成像灵敏度
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002-05Lux(勒克斯),彩色摄像机多在1Lux以上。01Lux的摄像机用于普通的监视场合;在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用002Lux的摄像机。与近红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机。另外摄像的灵敏度还与镜头有关,097Lux/F075相当于25Lux/F12相当于34Lux/F1参考环境照度: 夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux 20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 01Lux
5 电子快门
电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间,摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式,可根据环境的亮暗自动调节快门时间,得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间,以适应某些特殊应用场合。
6 外同步与外触发
外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来保证视频信号的同步,它可保证不同的设备输出的视频信号具有相同的帧、行的起止时间。为了实现外同步,需要给摄像机输入一个复合同步信号(C-sync)或复合视频信号。外同步并不能保证用户从指定时刻得到完整的连续的一帧图像,要实现这种功能,必须使用一些特殊的具有外触发功能的摄像机。
7 光谱响应特性
CCD器件由硅材料制成,对近红外比较敏感,光谱响应可延伸至10um左右。其响应峰值为绿光(550nm),分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视时,可以用近红外灯照明,人眼看不清环境情况,在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD对紫外不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰三色滤光条,所以彩色摄像机对红外、紫外均不敏感。
8 CCD芯片的尺寸
CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等,成像尺寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。 芯片规格 成像面大小(宽X高) 对角线 1/2 64x48mm 8mm 1/3 48x36mm 6mm
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