監(jiān)控?cái)z像頭參數(shù)詳解

1、監(jiān)控?cái)z像頭參數(shù)詳解一、 不可小瞧得鏡頭 鏡頭就是攝像機(jī)得眼睛，為了適應(yīng)不同得監(jiān)控環(huán)境與要求，需要配置不同 規(guī)格得鏡頭。比如在室內(nèi)得重點(diǎn)監(jiān)視，要進(jìn)行清晰且大視場角度得圖像 捕捉,得配置廣角鏡頭；在室外得停車場，既要瞧到停車場全貌，又要能瞧 到汽車得細(xì)部,這時(shí)候需要廣角與變焦鏡頭，在邊境線、海防線得監(jiān)控，需 要超遠(yuǎn)圖像拍攝。1、鏡頭得主要參數(shù)焦距(f):焦距就是鏡頭與感光元件之間得距離，通過改變鏡頭得焦距，可 以改變鏡頭得放大倍數(shù)，改變拍攝圖像得大小。當(dāng)物體與鏡頭得距離很 遠(yuǎn)得時(shí)候，我們可用下面公式表達(dá)：鏡頭得放大倍數(shù)-焦距/物距。增加鏡 頭得焦距，放大倍數(shù)增大了，可以將遠(yuǎn)景拉近，畫面得范圍小了，

2、遠(yuǎn)景得細(xì) 節(jié)瞧得更清楚了；如果減少鏡頭得焦距，放大倍數(shù)減少了，畫面得范圍擴(kuò)大了,能瞧到更大得場景。視場角:在工程實(shí)際中，我們常用水平視場角來反映畫面得拍攝范圍。焦 距f越大，視場角越小，在感光元件上形成得畫面范圍越??；反之，焦距f越 小，視場角越大，在感光元件上形成得畫面范圍越大。光圈:光圈安裝在鏡頭得后部，光圈開得越大，通過鏡頭得光量就越大，圖 像得清晰度越高；光圈開得越小，通過鏡頭得光量就越小，圖像得清晰度 越低。通常用F(光通量)來表示。F二焦距(f)/通光孔徑。在攝像機(jī)得技術(shù) 指標(biāo)中，我們可以常常瞧到6mm/F1、4這樣得參數(shù)，它表示鏡頭得焦距為6mm,光通量為1、4,這時(shí)我們可以很容

3、易地計(jì)算出通光孔徑為29mm。在焦距f相同得情況下,F值越小，光圈越大到達(dá)CCD芯片得光通量就越大，鏡頭越好。2、鏡頭得分類按視角得大小分類 按光圈分類 二、提高圖像清晰得根本在于提高攝像機(jī)得感光能力1、感光元件得作用4、目前，主流監(jiān)控?cái)z像機(jī)得感光元件采用CCD元件,實(shí)際上就就是光電轉(zhuǎn)換元件。與以前得CMOS感光元件相比,CCD得感光度就是CMOS得3到10倍，因此CCD芯片可以接受到更多得光信號，轉(zhuǎn)換為電信號后，經(jīng)視頻處理電路濾波、放大形成視頻信號輸出。接受到得光信號越強(qiáng) 視頻信號得幅值就越大。 視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機(jī)得視頻輸入端 便可以瞧到視頻圖像。提高圖像清晰得根本就在于提高攝像機(jī)

4、得感光能 力。2、鏡頭與CCD感光元件得配置在圖一中我們可以瞧到,CCD傳感器上形成得圖像比原始圖像小,CCD芯片成像面得尺寸規(guī)格不同，形成得圖像大小也不同。CCD得成像尺寸常用得有1/2英寸、1/3英寸,CCD得尺寸規(guī)格決定了攝像機(jī)得規(guī)格。CCD得成像尺寸，也就就是攝像機(jī)畫面寬度與高度得比例與電視機(jī)畫面寬度與高度比例一樣，通常為4:3。這樣保證了攝像機(jī)得視頻圖像在顯示 器上得圖像不變形。鏡頭得規(guī)格也分為1/2英寸、1/3英寸等,1/2英寸得鏡頭可用于1/2英 寸、1/3英寸得攝像機(jī)；而1/3英寸得鏡頭只能用于1/3英寸得攝像機(jī),不能用于1/2英寸得攝像機(jī)，這就是因?yàn)?/3英寸鏡頭光通量只有1

5、/2英 寸鏡頭光通量得44%,不能滿足1/2英寸得攝像機(jī)得光通量要求。鏡頭焦距得配置我們還就是以圖一來說明。確定合適得焦距，就是決定圖像質(zhì)量重要因素。f=vD/Vf=hD/H。其中,f代表焦距,v代表CCD成像 尺寸得高度,V代表被觀測物體高度,h代表CCD成像尺寸得寬度,H代表 被觀測物體寬度，D代表物體到鏡頭得距離。假設(shè)用1/3”CCD攝像頭觀測，被測物體寬500毫米，高400毫米，鏡頭焦點(diǎn)距物體5000毫米。由公 式可以算出：焦距f=4、8X5000/50048毫米或焦距f=3、6X5000/40045毫米。三、如何在光照條件很差得環(huán)境中拍攝到清晰得圖像監(jiān)控?cái)z像機(jī)要求能在夜晚光照條件很差

6、甚至就是沒有光得環(huán)境中，也能拍攝到清晰圖像。在攝像機(jī)得指標(biāo)中，我們常常可以瞧到低照度這一項(xiàng)。1、照度得概念照度就是測量攝像機(jī)感光度得單位，用勒克司(Lux)表示,也就就是攝像機(jī)能在多暗得光照條件下拍攝到圖像。勒克司(Lux)得值越低，表明攝像機(jī)能在光照條件更低得情況下拍攝到清晰得圖像。我們知道攝像機(jī)產(chǎn)生 得視頻信號標(biāo)稱值為1v,標(biāo)準(zhǔn)值為700mv,比如采用光圈為F1、2得鏡 頭，當(dāng)被拍攝景物得照度值為0、02LUX時(shí),攝像機(jī)輸出得視頻信號幅值 為標(biāo)準(zhǔn)幅值700mv得33%50%,這時(shí)攝像機(jī)得最低照度為0、02Lux/F1、2。測試最低照度值必須注意鏡頭光圈大小,F值越小，光圈越大，需要得照度越

7、低。不同得光圈，最低照度值就是不同得。2、實(shí)現(xiàn)低照度攝象得方案我們知道CCD攝像機(jī)可以分為彩色與黑白攝像機(jī)，普通攝像機(jī)得最低 照度。普通攝像機(jī)得最低照度 可見光得波長范圍為380nm780nm,可見光波長由長到短分為紅、橙、 黃、綠、青、蘭、紫，波長比紫光短得稱為紫外光，波長比紅外光長得稱 為紅外光。CCD傳感器表面有一層吸收紫外得透明電極，所以CCD不 能接受紫外光。普通彩色攝像機(jī)得CCD芯片上有紅、綠、藍(lán)三色濾光條,所以彩色攝像機(jī)不能感受紅外光。而普通CCD黑白攝像機(jī)得光譜范 圍很寬，不僅能感受可見光，而且可以感受紅外光。根據(jù)以上原理,在光照條件很差得環(huán)境中，工程師們常常采用以下方案拍 攝

8、到清晰得圖像。(1)、普通低照度CCD黑白攝像機(jī)+紅外燈在監(jiān)控現(xiàn)場安裝紅外燈輻射 照明”產(chǎn)生人眼瞧不見而普通攝像機(jī)能捕 捉到得紅外光，通過CCD黑白攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)夜間拍攝。、彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)+紅外燈所謂彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)就就是指白天就是彩色攝像機(jī)，到了晚上光照條件很差得時(shí)候,利用黑白圖像對紅外線感度較高得特點(diǎn)，自動切換為黑白方式,在紅外線得配合下進(jìn)行拍攝。與紅外燈配合時(shí)候，低照度攝像機(jī)必 須滿足紅外燈支持得最低照度。(3)、紅外低照度彩色攝像機(jī)紅外低照度彩色攝像機(jī)得紅外感度比一般攝像機(jī)高4倍以上，可以在零照度(OLux)下工作。低速快門攝像機(jī) 低速快門攝像機(jī)又稱畫面累積型攝像機(jī)，通過電腦連續(xù)存儲

9、多幀(最多達(dá)128幀)因光線不足而較模糊得畫面，并累積起來，成為清晰得畫面，借助SLOWSHUTTER技術(shù),實(shí)現(xiàn)在0、008LUX/F1、2照度下進(jìn)行拍攝。這種低照度攝像機(jī)適用于禁止紅、紫外線破壞得博物館、夜間生物活動觀察、夜間軍事海岸線監(jiān)視等。(5)、超低照度攝像機(jī)超低照度攝像機(jī)采用EXVIEWHAD技術(shù)大大提高了感光度，其彩色照度 可達(dá)0、05LUX,黑白則可達(dá)0、0030、001LUX。當(dāng)配用專用得紅外設(shè) 備，可以得到高清晰度得黑白圖像，實(shí)現(xiàn)0Lux下拍攝。四、攝像機(jī)得控制為了擴(kuò)大監(jiān)控范圍，要求監(jiān)控?cái)z像機(jī)能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、變焦、變放大倍數(shù)，自動聚焦等。這些功能得實(shí)現(xiàn)，需要數(shù)字硬盤錄象機(jī)通過控制

10、器對攝像機(jī) 進(jìn)行控制。1、旋轉(zhuǎn)控制工程師們利用云臺來安裝與固定攝像機(jī)，云臺分為固定云臺與電動云 臺。固定云臺適用于監(jiān)視范圍不大得情況，在固定云臺上安裝好攝像機(jī)后，調(diào)整攝像機(jī)得水平與俯仰角度，達(dá)到最好得工作狀態(tài)后鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu) 就可以了。電動云臺安裝了步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)接受來自控制器得信號，帶動 攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)精確定位，適用于大范圍監(jiān)控。云臺根據(jù)其回轉(zhuǎn)得特點(diǎn)可分為只能左右旋轉(zhuǎn)得水平旋轉(zhuǎn)云臺與既能左右旋轉(zhuǎn)又能上下旋轉(zhuǎn)得全方位云臺。一般來說，水平旋轉(zhuǎn)角度為0350。，垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90。恒速云臺得水平旋轉(zhuǎn)速度一般在310 7s,垂直速度為4/s左右。變速云臺得水平旋轉(zhuǎn)速度一般在032/S,垂直旋轉(zhuǎn)速度在

11、016/s左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺得水平旋轉(zhuǎn)速 度高達(dá)480/S以上，垂直旋轉(zhuǎn)速度在120/S以上。2、實(shí)現(xiàn)電動變焦、變倍、自動聚焦(1)所謂一體化攝像機(jī)就就是使鏡頭、CCD芯片、視頻處理電路、電源、機(jī)殼整合為一個整體，可以實(shí)現(xiàn)電動變焦、變倍、自動聚焦功能。能否 快速、準(zhǔn)確得實(shí)現(xiàn)自動聚焦就是評價(jià)一體化攝像機(jī)品質(zhì)得關(guān)鍵。 好得產(chǎn) 品可以一次性準(zhǔn)確聚焦，而品質(zhì)不好得產(chǎn)品，在聚焦時(shí)會來回往復(fù)，需要多次才能定焦。目前得一體化攝像機(jī)以16、18、20、22、27、32倍變倍為主流，發(fā)展趨勢就是照度越來越低，光學(xué)倍數(shù)越來越高。注意這里得 變焦倍數(shù)就是指光學(xué)變倍。一體化攝像機(jī)得關(guān)鍵技術(shù)就是鏡頭、CCD與DSP處理模塊。高檔鏡頭主要被日本廠商所掌握，如Canon、Camputar、Avenir等。CCD芯片 以日本Sony為主,SonyCCD分為SuperHAD與Exview兩種類型，其中Exview就是最新技術(shù)，普遍采用1/4寸尺寸，性噪比高于SuperHAD;在DSP處理芯片上,Sony得DSP芯片可以很好得處理圖像色彩，使圖像瞧上去