CCD摄像机的分类监控摄像机分类.docx
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CCD摄像机的分类监控摄像机分类
CCD摄像机的分类、监控摄像机分类
CCD是电荷耦合器件(chargecoupleddeice)的简称。
CCD摄像性能够依成像色彩划分、分辨率划分、灵敏度划分、按CCD靶面大小划分为彩色摄像机、黑白摄像机等
关键字:
安防监控摄像机监控摄像机CCD摄像机 安全防范系统中,图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,CCD是电荷耦合器件(chargecoupleddeice)的简称,它能够将光线变成电荷并将电荷存储及转移,也可将存储之电荷掏出使电压发生转变,因此是理想的摄像机元件,以其组成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、部受磁场阻碍、具有抗震东和撞击之特性而被普遍应用。
CCD摄像机大致可分为以下几大类:
依成像色彩划分
(1)彩色摄像机:
适用于景物细部份辨,如分辨穿着或景物的颜色。
因有颜色而使信息量增大,信息量一样以为是黑白摄像机的10倍。
(2)黑白摄像机:
是用于光线不足地域及夜间无法安装照明设备的地域,在仅监视景物的位置或移动时,可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。
依摄像机分辨率划分
(1)影像像素在25万像素(pixel)左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右的低档型。
(2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型
(3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率,570线以上的高分辨率。
依摄像机灵敏度划分
(1)一般型:
正常工作所需照度为1~3Lux
(2)月光型:
正常工作所需照度为Lux左右
(3)星光型:
正常工作所需照度为Lux以下
(4):
原那么上能够为零照度,采纳红外光源成像。
按摄像元件的CCD靶面的大小划分
(1)linch 靶面尺寸为宽高,对角线16mm
(2)2/3inch靶面尺寸为宽高,对角线11mm
(3)1/2inch靶面尺寸为宽高,对角线8mm
(4)1/3inch靶面尺寸为宽高,对角线6mm
(5)1/4inch靶面尺寸为宽高,对角线4mm
(6)1/5inch正在开发当中,尚未推出正式产品
另外CCD摄像机有PAL制和NTSC制之分,还能够按图像信号处置方式划分或按摄像机结构区分。
安防监控摄像机设计选型及采购指南
该监控摄像机设计选型及采购指南,能够帮忙实施监控工程的监控工程商,依照监控摄像机的参数,应用环境及场所在适当的安防监控系统方案当选用最正确的安防监控摄像机,来知足不同安防监控工程方案的需求,
关键词:
监控系统安防监控摄像机 随着在社会上应用越来越广泛,可供监控摄像机的种类(品牌、型式和型号)日趋繁多。
作为监控工程设计安装工程商,如此众多种类的摄像机,对其系统设计师和采购领导,是一个考验。
如何才能正确选用摄像机,确保系统的成效最正确、系统的本钱最低呢?
这几个问题困扰着很多设计工程师和采购领导。
或许,这篇文章,对于面临难题的工程师们有所帮助和启发。
为了很好地阐述这个问题,让我们先从CCD摄像机一些基本知识谈起吧:
一、CCD分类1、依成像色彩划分彩色监控摄像机:
适用于景物细部份辨,如分辨穿着或景物的颜色。
黑白监控摄像机:
适用于光线不充沛地域及夜间无法安装照明设备的地域,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白监控摄像机。
2、依分辨率灵敏度等划分影像像素在38万以下的为一样型,其中尤以25万像素(512*492)、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、按监控摄像机形状划分监控摄像机按外形划分要紧有:
枪式监控摄像机、针孔型监控摄像机、半球型监控摄像机。
4、按CCD靶面大小划分1英寸——靶面尺寸为宽*高,对角线16mm。
2/3英寸——靶面尺寸为宽*高,对角线11mm。
1/2英寸——靶面尺寸为宽*高,对角线8mm。
1/3英寸——靶面尺寸为宽*高,对角线6mm。
1/4英寸——靶面尺寸为宽*高,对角线4mm。
5、按扫描制式划分PAL制。
NTSC制。
6、依供电电源划分220VAC,PAL系统。
24VAC。
12VDC,国内摄像机多属此类。
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操作。
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,linelock):
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,使每一台监控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。
二、CCD彩色监控摄像机大体知识 1、CCD彩色监控摄像机的主要技术指标(1)CCD尺寸,亦即摄像机靶面。
现在1/3英寸的已普及化,1/4英寸也已商品化。
(2)CCD像素,像素越多,则图像分辨率越高、越清晰,现多以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。
(3)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,目前市面上以420TVL和480TVL两种分辨率占主导地位。
(4)最小照度,也称为灵敏度。
月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件,对一般摄像机而言,2~3lux属最低照度,现在1lux的普通摄像机比较普及,最为常用。
(5)扫描制式。
有PAL制和NTSC制之分。
(6)摄像机电源。
交流有220V、110V、24V,直流为12V或9V。
(7)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。
(8)视频输出。
多为1Vp-p、75Ω,均采用BNC接头。
(9)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。
三、监控摄像机选用体会谈在监控系统应用中,监控摄像机选用十分关键,它直接决定了整个监控系统的图像成效。
下面,咱们各类场合的摄像机选用谈谈观点,以供大伙儿参考。
摄像机选用主要依据两个要素进行:
一是摄像机使用环境(应用场合);一是摄像机的相关主要参数。
一)监控摄像机应用处合---监控摄像机型式的选用目前摄像机种类繁多,应用场合也各不相同。
应用场合决定摄像机型式的选用,要正确选用摄像机,我们必须了解该摄像机的安装场合,确定安装型式。
目前,摄像机安装应用场合主要有:
写字楼、酒店、工厂、银行、监狱等。
一般还分为室内和室外使用。
我们以酒店监控安装为例,说明摄像机的选用。
根据目前惯例,酒店应用监控系统,其前端摄像机安装位置主要有:
大堂、电梯、楼道走廊、停车场等。
安装位置
监控需求特点
选用摄像机型式
选用原因
停车场
监控范围大、动态性大
(如BN-132WD)或枪式摄像机+电动变焦镜头
一体化摄像机内置变焦镜头,适合动态范围大的场合,可对现场进行细节放大,而且安装调试也简单。
大堂
监控范围大、动态性大
(如BN-132WD)
同上
电梯
监控范围固定,光线稳定
(BN-030HUFO )
电梯安装位置狭窄,安装小型半球摄像机,不易引起顾客放干,可以兼顾电梯的整体美观和图像监控效果
楼道走廊
监控范围固定,光线较为稳定
(BN-0340HHL )
酒店的吊顶较低,如吊装普通枪式摄像机,太抢眼破坏走廊的装修效果。
吸顶安装半球摄像机,可以兼顾走廊整体美观和监控效果,而且安装调试简单
二)监控摄像机选用参数选定监控摄像机型式后,我们还应该针对应用环境确定摄像机的具体参数,进而选定摄像机型号。
一般来说,摄像机的主要参数有:
清晰度、最低照度,其余参数为参考依据。
清晰度:
目前市面上摄像机330TVL---480TVL居多,根据现在的应用情况,420TVL摄像机应用最为普遍,480TVL高清晰度摄像机应用情况其次;最低照度:
最低照度摄像机正常工作是对周围环境的最低要求。
因此它也是选用摄像机的一个重要参数。
我们还是酒店监控为例,进行摄像机参数选用分析:
安装位置
监控参数要求
选用摄像机型式
选用原因
停车场
要求清晰度高、环境亮度变化大
(如BN-132WD )或昼夜形枪式摄像机+电动变焦镜头
BN-132WD 清晰度高达520TVL,内置镜头为自动光圈镜头,适宜亮度的变化
大堂
监控范围大、动态性大
(如BN-132WD)
同上
电梯
监控范围固定,光线稳定、视角大
(BN-030DUFO)
电梯内部安装有灯光,因此光度变化不大,我们选用照度摄像机,420线就行,配置广角镜头
楼道走廊
监控范围固定,光线较为稳定
(BN-0340DHL )
走廊内部安装有灯光,因此光度变化不大,我们选用照度摄像机,420线就行,配置8mm广角镜头
三)各类类型监控摄像机适宜的应用处合
下面列举一些监控摄像机类型最适宜的应用处合,以供工程师进行监控系统设计参考:
摄像机类型
应用场合
1
半球摄像机
电梯、有吊顶光线变化不大的室内应用场合
2
一体化摄像机
最适合安装在室内监控动态范围较大的场合,也适合安装在室外监控范围中等的场合(如需监控室外60m半径以内的目标)
3
枪式摄像机
可安装在室内外任何场合,但不太适合监控或安装范围较小的场合
4
水下摄像机
适用于水下安装使用
5
昼夜型摄像机
适用于环境亮度变化较大场合,如室内外晚上灯光较弱,白天亮度正常的场合
(一)摄像机清楚度
清楚度数是衡量摄像机好坏的一个重要参数,它指的是当摄像机摄取等距离排列的黑白相间条纹时,在监视器(应比摄像机的分辨率高)上能够看到的最多线数。
当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。
工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460线之间,广播级摄像机的分辨率那么可达到700线左右。
清楚度是由摄像器件像素多少决定的,显然摄像器件的像素越多,取得的图像越清楚,反之也然。
清楚度越高,说明摄像机档次越高,反之越低。
(二)摄像机最低照度
最低照度是最低照度是当被摄景物的光亮度低到必然程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。
一样彩色摄像机的最低照度为2~3LUX,照度的测定是以在必然的镜头光圈系数为前提,因此,不能只看摄像机说明书中标明的最低照度,应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。
最低照度越小,摄像机档次越高。
相关于彩色摄像机而言,黑白摄像机由于没有色度处置而只对光线的强弱(亮度)信号灵敏,因此黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低,一样可做到在时,至于微光摄像机那么更低。
有关光圈系数的知识请参阅镜头一节。
视频信号的标称值为1Vp-p,标准值为,最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植。
因此摄像机在最低照度时的图像,决可不能“犹如白昼一样”。
另外,摄像机在最低照度时产生的图像清楚度,是用电视信号测试卡进行测式的,其黑白相间的条纹,要求黑色反射率近于0%,白色反射率大于%。
而咱们在现场观看时有时不具有如此的条件,比如:
树叶和草地的反射率很低,反差很小,就不易取得清楚图像。
因此实际利用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。
(三)摄像机信噪比
信噪比也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,观看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,观看者现在很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。
干扰噪点的强弱(也即干扰噪点对画面的阻碍程度)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,干扰噪点对画面的阻碍就越小。
所谓“信噪比”指的是信号电压关于噪声电压的比值,通经常使用符号S/N来表示。
由于在一样情形下,信号电压远高于噪声电压,比值超级大,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。
一样摄像机给出的信噪比值均是在AGC(自动增益操纵)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样为45dB~55dB。
测量信噪比参数时,应利用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。
(四)摄像机自动增益操纵(AGC)
AGC——AutomaticGainControl的缩写。
所有摄象机都有一个以后自CCD的信号放大到能够利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,但是在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。
为此,需利用摄象机的自动增益操纵(AGC)电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄象性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象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来取得清楚的图像。
具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但现在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。
(五)摄像机背景光补偿(BLC)
BLC——BackLightCompesation的缩写,也称作逆光补偿或逆光补正,它能够有效补偿摄像机在逆光环境下拍照时画面主体黑暗的缺点。
通常,摄象机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确信的,但如果是视场中包括一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,那么现在确信的AGC工作点有可能关于前景目标是不够适合的,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信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。
现在的背景画面会加倍敞亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性取得改善。
当背景光补偿为开启时,摄象机仅对整个视场的一个子区域求平均来确信其AGC工作点,现在若是前景目标位于该子区域内时,那么前景目标的可视性有望改善。
(六)摄像机电子快门(ES)
电子快门的英文全称为Electronic Shutter,是对对照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于操纵CCD图像传感器的感光时刻。
由于CCD感光的实质是信号电荷的积存,那么感光时刻越长,信号电荷的积存时刻就越长,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存时刻(即调整时钟脉冲的宽度),即可实现操纵CCD感光时刻的功能。
(七)摄像机白平稳(WB)
白平稳(WhiteBalance),只用于彩色摄象机,其用途是实现摄象机图像能精准反映景物状况,有手动白平稳和自动白平稳两种方式。
自动白平稳(AWB,AutomaticWhiteBalance)有分为持续白平稳和自动操纵白平稳。
持续白平稳也称为自动跟踪白平稳(AutomaticTrackingWhitebalance,ATW),是随着景物色彩温度的改变而持续地调整,范围为2800~6000K。
这种方式关于景物的色彩温度在拍照期间不断改变的场合是最适宜的,使色彩表现自然,但关于景物中很少乃至没有白色时,如场景大部份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,持续的白平稳不能产生最正确的彩色成效。
自动操纵白平稳(AutomaticWhitebalanceControl,AWC),需要先将摄象机对准诸如白墙、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成自动方式,保留在该位置几秒钟或至图像呈现白色为止,在白平稳被执行后,将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平稳的设置,现在白平稳设置将维持在摄象机的存储器中,直至再次执行被改变成止,其范围为2300~10000K,在此期间,即便摄象机断电也可不能丢失该设置。
以按钮方式设置白平稳最为精准和靠得住,适用于大部份应用处合。
手动白平稳关闭自动白平稳,通过手动调剂红色或蓝色调束装置,以改变红色或蓝色状况,一样可调品级多达107个,如增加或减少红色各一个品级、增加或减少兰色各一个品级。
除次之外,有的摄象机还有将白平稳固定在3200K(白炽灯水平)和5500K(日光水平)等档次命令。
(八)摄像机同步方式
摄像机的同步方式一样有内同步、电源同步和外同步。
内同步(INT)是利用摄象机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。
电源同步(LL,LineLocked),也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄象机的交流电源来完成垂直推动同步,即摄象机和电源零线同步。
外同步(EXT)利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄象机的外同步输入端来实现同步。
同步信号能够是彩色复合视频或黑色突法信号(VBS)、黑白复合视频或复合同步信号(VS),也能够是如矩阵等外部设备的复用垂直驱动信号(VD2)和复合视频输出信号。
CCD摄像机的安装与调整
CCD摄像机的镜头的安装方式有C式和CS式两种,C式和CS式CCD摄像机镜头的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,不同是C式和CS式摄像机镜头距CCD靶面的距离不同。
本文包括:
镜头的安装、背光补偿开关、同步选择开关、镜头操纵信号选择开关、细节电平选择开关。
关键字:
镜头摄像机监控摄像机 镜头的安装方式:
有C式和CS式两种,两者的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,差别是镜头距CCD靶面的距离不同,C式安装座从基准面到焦点的距离为毫米,比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度,CS式CCD摄像机镜头距焦点距离为毫米。
别小看这一个接圈,如果没有它,镜头与摄像头就不能正常聚焦,图象变得模糊不清。
所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式,如果不是,就需要根据具体情况增减接圈。
有的摄像头不用接圈,而采用后像调节环(如松下产品),调节时,用螺丝刀拧松调节环上的螺丝,转动调节环,此时CCD靶面会相对安装基座向后(前)运动,也起到接圈的作用。
另外(如SONY,JVC)采用的方式类似后像调节环,它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。
拧松后,调节顶端的一个齿轮,也可以使图象清晰而不用加减接圈。
AGCON/OFF(自动增益控制):
摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,然而在亮光照的环境下放大器将过载,使视频信号畸变。
当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图象。
开关在OFF时,在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。
ATWON/OFF(自动白平衡):
开关拨到ON时,通过镜头来检测光源的特性/色温,从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。
ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制):
当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节)。
选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。
需要注意的是:
在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:
① 在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。
② 图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。
③ 白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。
以固定光圈镜头采用ELC方式时,图象的景深可能小于使用ALC式镜头所获得的景深。
因此,摄像头在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时。
景深会比使用ALC式镜头时小,而且图象上远处的物体可能不在焦点上。
当镜头是自动光圈镜头时,需要将开关拨到ALC方式。
BLCON/OFF(背光补偿开关):
当壮大而无用的背景照明阻碍到中部重要物体的清楚度时,应该把开关拨到ON位置。
注意:
①当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢;②若是所需物体不在图像中间时,背光补偿可能可不能充分发挥作用。
LL/INT(同步选择开关):
此开关用以选择摄像头同步方式,INT为内同步2,1隔行同步;LL为电源同步。
有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位操纵器。
当摄像头利用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围可能是一帧。
(调整需要专业人员进行)
VIDEO/DC(镜头操纵信号选择开关):
ALC自动光圈镜头的操纵信号有两种,当需要将直流操纵信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频操纵信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。
被选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平操纵(VIDEOLEVELL/H)可能需要调整,该操纵器调剂输出给自动光圈镜头的操纵电平,用以操纵镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮)。
在摄像头的配件中,有一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。
若是用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;若是用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户依照说明书上的标注,用烙铁焊好。
由于厂家概念不同,因此焊法也有区别,请安装时留意。
SOFT/SHARP(细节电平选择开关):
该开关用以调剂输出图像是清楚(SHARP)仍是滑腻(SOFT),通常出厂设定在SHARP位置。
FLICKERLESS(无闪动方式):
在电源频率为50Hz的地域,CCD积存时刻为1/50秒,若是利用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,如此将造成视觉影像不同步,在监视器上显现闪动;反之,在电源为60Hz的地域用PAL制式摄像机也会有此现像。
为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,能够避免监视器上图像显现闪烁。
手动电子快门:
有些用户利用CCD摄取运动速度比较快的物体,若是尾1/50秒速度拍照,会产生拖尾现象,严峻阻碍图像质量。
有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,现在CCD的电荷偶合速度提高,如此搜集下来的图像相对来讲会减少拖尾现象,而且关于观测高速运动或电火花一类物体,必需利用此设置。
因此,某些专用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。
手动电子快门的调整需要参看随机说明书,在此就不在赘述了。
补充说明:
有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控,请注意:
由于CCD摄像头一样是靠光线反射来成像,若是没有光,它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花。
如何取得图像呢?
一种方式是加可见光照明,如路灯、探照灯;一种是加红外灯(专门是要求不能安装可见光源的场合),关于彩色CCD摄像头,对红外灯响应不够,有一些日夜两用彩色摄像头在夜间会自动转换成黑白模式。
因此,你的监控系统要求夜间利用,必然要采纳黑白CCD摄像头。
红外灯有室内、室外,短距离和长距离之分,一样经常使用室内10-20米范围的红外灯,由于墙壁的反射,图像成效还不错;用在室外长距离的红外灯成效就可不能很理想,而且价钱昂贵,不到必要时一样不采纳。
区分CCD与CMOS
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