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文檔簡介

1、安防監(jiān)控技術(shù)資料第一章 安防監(jiān)控設(shè)備第一節(jié) 攝像機(jī)一、工作原理在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中,攝像機(jī)又稱攝像頭或CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件。嚴(yán)格來說,攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱,而實(shí)際上,攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的,用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離,通過計(jì)算得到鏡頭的焦距,所以每個(gè)用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的,不要以為攝像機(jī)(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(diǎn),CCD是電耦合器件(Charge Couple Device)的簡稱,它能夠?qū)⒐?/p>

2、線變?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,因此是理想的攝像元件。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(qiáng)弱積聚相應(yīng)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、VCD機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的,所以也可以錄像或接到電視機(jī)上觀看。二、CCD分類CCD攝像機(jī)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?jǐn)z像頭采用的

3、是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn),但質(zhì)量就要稍遜一籌。因?yàn)樾酒a(chǎn)時(shí)采用不同等級,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(shí),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(shí)是否有亮點(diǎn),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(gè)靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個(gè)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,

4、圖像也會顯示藍(lán)色或紅色。個(gè)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(shí),細(xì)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(xì)挑選。   、依成像色彩劃分 彩色攝像機(jī):適用于景物細(xì)部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝像機(jī):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(shí),可選用黑白攝像機(jī)。、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。、按CCD靶面大小劃分 &

5、#160; 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(shí),特別是對攝像角度有比較嚴(yán)格要求的時(shí)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。、按掃描

6、制式劃分   PAL制、NTSC制。 中國采用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制式。另外,日本為NTSC制式,525行,60場(黑白為EIA)。、依供電電源劃分 110v(NTSC制式多屬此類), 220VAC, 24VAC。12VDC或9VDC(微型攝像機(jī)多屬此類)。、按同步方式劃分 內(nèi)同步:用攝像機(jī)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(gè)外同步信號發(fā)生器,將同步信號送入攝像機(jī)的外同步輸入端。 功率同步(線性鎖定,line lock):用攝像機(jī)AC電源完成垂直推動同步。 外VD同步

7、:將攝像機(jī)信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。多臺攝像機(jī)外同步:對多臺攝像機(jī)固定外同步,使每一臺攝像機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè),因各攝像機(jī)同步,這樣即使其中一臺攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物,同步攝像機(jī)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13LUX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8、按外觀分:有機(jī)板型、針孔型、半球型。三、技術(shù)指標(biāo)CCD彩色攝

8、像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)()CCD尺寸,亦即攝像機(jī)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。()CCD像素,是CCD的主要性能指標(biāo),它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高,圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個(gè)元素稱為像素,像素越多,圖像越清晰?,F(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像機(jī)。()水平分辨率。彩色攝像機(jī)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

9、辨率在330500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(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬,圖像越清晰,線數(shù)值相對越大。()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(shí)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像機(jī)可工作在很暗條件,23lux屬一般照度,現(xiàn)在也有低于1lux的普通攝像機(jī)問世。()掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。()攝像機(jī)電源。交流有220V、110V、24V,直流為12V 或9V。()信噪比。典型值為

10、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。()視頻輸出。多為1Vp-p、75,均采用BNC接頭。()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。四、可調(diào)整功能1. CCD彩色攝像機(jī)的可調(diào)整功能()同步方式的選擇A、對單臺攝像機(jī)而言,主要的同步方式有下列三種:內(nèi)同步-利用攝像機(jī)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(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝像機(jī)的外同步輸入端來實(shí)現(xiàn)同步。電源同步-也稱之為線性鎖定或行鎖定,是利用攝像機(jī)的交流電源來完成垂直推動同步,即攝像機(jī)和電源零線同步。B、對于多攝像機(jī)系統(tǒng),

11、希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的,這樣在變換攝像機(jī)輸出時(shí),不會造成畫面失真,但是由于多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各臺攝像機(jī)供電可能取自三相電源中的不同相位,甚至整個(gè)系統(tǒng)與交流電源不同步,此時(shí)可采取的措施有:均采用同一個(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝像機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。調(diào)節(jié)各臺攝像機(jī)的"相位調(diào)節(jié)"電位器,因攝像機(jī)在出廠時(shí),其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點(diǎn)同相的,故使用相位延遲電路可使每臺攝像機(jī)有不同的相移,從而獲得合適的垂直同步,相位調(diào)整范圍0360度。()自動增益控制   所有攝像機(jī)都有一個(gè)將來自CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器,

12、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,需利用攝像機(jī)的自動增益控制(AGC)電路去探測視頻信號的電平,適時(shí)地開關(guān)AGC,從而使攝像機(jī)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(shí)自動增加攝像機(jī)的靈敏度,從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。()背景光補(bǔ)償     通常,攝像機(jī)的AGC工作點(diǎn)是通過對整個(gè)視場的內(nèi)容作平均來確定的,但如果視場中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo),則此時(shí)確定的AGC工作點(diǎn)有可能對于前景目標(biāo)是不夠合適的,背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況

13、。當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時(shí),攝像機(jī)僅對整個(gè)視場的一個(gè)子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點(diǎn),此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí),則前景目標(biāo)的可視性有望改善。()電子快門     在CCD攝像機(jī)內(nèi),是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時(shí)間來操縱快門。電子快門控制攝像機(jī)CCD的累積時(shí)間,當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí),對NTSC攝像機(jī),其CCD 累積時(shí)間為1/60秒;對于PAL攝像機(jī),則為1/50秒。當(dāng)攝像機(jī)的電子快門打開時(shí),對于NTSC攝像機(jī),其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到 1/10000秒的范圍;對于PAL型攝像機(jī),其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍

14、。當(dāng)電子快門速度增加時(shí),在每個(gè)視頻場允許的時(shí)間內(nèi),聚焦在CCD上的光減少,結(jié)果將降低攝像機(jī)的靈敏度,然而,較高的快門速度對于觀察運(yùn)動圖像會產(chǎn)生一個(gè)"停頓動作"效應(yīng),這將大大地增加攝像機(jī)的動態(tài)分辨率。()白平衡   白平衡只用于彩色攝像機(jī),其用途是實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)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(shí)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28006000K。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(shí),連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果

15、。按鈕方式-先將攝像機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo),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(shí)白平衡設(shè)置將保持在攝像機(jī)的存儲器中,直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?,其范圍?230010000K,在此期間,即使攝像機(jī)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(yīng)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(shí)改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達(dá)107個(gè)等級供調(diào)節(jié),如增加或減少紅色各一個(gè)等級、增加或減少蘭色各一個(gè)等級。除次之外,有的攝像機(jī)還有將白平衡固定在3200K(白

16、熾燈水平)和5500K(日光水平)等檔次命令。()色彩調(diào)整 對于大多數(shù)應(yīng)用而言,是不需要對攝像機(jī)作色彩調(diào)整的,如需調(diào)整則需細(xì)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(shí)將紅色向洋紅色移動一步。 紅色-黃色色彩減少,此時(shí)將紅色向黃色移動一步。蘭色-黃色色彩增加,此時(shí)將蘭色向青蘭色移動一步。 蘭色-黃色色彩減少,此時(shí)將蘭色向洋紅色移動一步。2. 數(shù)字化式的調(diào)整控制方法新型攝像機(jī)對前述各項(xiàng)可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制,此時(shí)不必手動調(diào)節(jié)電位計(jì)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攝像機(jī) 在模擬制式的基礎(chǔ)上引入部分?jǐn)?shù)字化處理技術(shù),

17、稱為數(shù)字信號處理(DSP,DIGITAL SIGNAL PROCESSOR)攝像機(jī)。該種攝像機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):、由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運(yùn)算技術(shù)而具有智能化背景光補(bǔ)償功能。常規(guī)攝像機(jī)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(bǔ)償,否則過亮的背景光可能會降低圖像中心的透明度。而DSP攝像機(jī)是將一個(gè)畫面劃分成48個(gè)小處理區(qū)域來有效地檢測目標(biāo),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)。、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(yùn)算處理功能來再現(xiàn)原始的色彩。傳統(tǒng)的攝像機(jī)因系對畫面上的全部色彩作平均處理,這樣

18、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攝像機(jī)是將一個(gè)畫面分成48個(gè)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,該攝像機(jī)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(shí),可將由攝像機(jī)彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少。五、攝像機(jī)的選擇和主要參數(shù)攝像機(jī)鏡頭是視頻監(jiān)視系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備,它的質(zhì)量(指標(biāo))優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo),因此,攝像機(jī)鏡頭的選擇是否恰當(dāng)既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量,又關(guān)系到工程造價(jià)。    鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體,如果沒有晶狀體,人眼看不到任何物體;如果沒有鏡頭,那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一

19、片,沒有清晰的圖像輸出,這與我們家用攝像機(jī)和照相機(jī)的原理是一致的。當(dāng)人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時(shí),也就是人們常說的近視眼,眼前的景物就變得模糊不清;攝像頭與鏡頭的配合也有類似現(xiàn)象,當(dāng)圖像變得不清楚時(shí),可以調(diào)整攝像頭的后焦點(diǎn),改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離(相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的位置),可以將模糊的圖像變得清晰。由此可見,鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是非常重要的。工程設(shè)計(jì)人員和施工人員都要經(jīng)常與鏡頭打交道:設(shè)計(jì)人員要根據(jù)物距、成像大小計(jì)算鏡頭焦距,施工人員經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試,其中一部分就是把鏡頭調(diào)整到最佳狀態(tài)。、 鏡頭的分類按外形功能分   按尺寸大小分 &

20、#160; 按光圈分   按變焦類型分   按焦距長矩分球面鏡頭   1” 25mm   自動光圈   電動變焦   長焦距鏡頭非球面鏡頭   1/2” 3mm   手動光圈   手動變焦   標(biāo)準(zhǔn)鏡頭針孔鏡頭   1/3” 8.5mm   固定光圈   固定焦距   廣角鏡頭魚眼鏡頭   2/3”

21、 17mm              ()以鏡頭安裝分類所有的攝象機(jī)鏡頭均是螺紋口的,攝象機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),即安裝座和安裝座。兩者螺紋部分相同,但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。安裝座:從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17.526mm。安裝座:特種安裝,此時(shí)應(yīng)將攝象機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12.5mm。如果要將一個(gè)安裝座鏡頭安裝到一個(gè)安裝座攝象機(jī)上時(shí),則需要使用鏡頭轉(zhuǎn)換器。()以攝象機(jī)鏡頭規(guī)格分類 攝象機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機(jī)的尺寸而定,兩者應(yīng)相對應(yīng)。即攝象

22、機(jī)的靶面大小為英寸時(shí),鏡頭應(yīng)選英寸。 攝象機(jī)的靶面大小為英寸時(shí),鏡頭應(yīng)選英寸。攝象機(jī)的靶面大小為英寸時(shí),鏡頭應(yīng)選英寸。如果鏡頭尺寸與攝象機(jī)靶面尺寸不一致時(shí),觀察角度將不符合設(shè)計(jì)要求,或者發(fā)生畫面在焦點(diǎn)以外等問題。()以鏡頭光圈分類 鏡頭有手動光圈(manual iris)和自動光圈(auto iris)之分,配合攝象機(jī)使用,手動光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場合,自動光圈鏡頭因亮度變更時(shí)其光圈亦作自動調(diào)整,故適用亮度變化的場合。自動光圈鏡頭有兩類:一類是將一個(gè)視頻信號及電源從攝象機(jī)輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈,稱為視頻輸入型,另一類則利用攝象機(jī)上的直流電壓來直接控制光圈,稱為輸入型。自動光圈鏡頭

23、上的(自動鏡頭控制)調(diào)整用于設(shè)定測光系統(tǒng),可以整個(gè)畫面的平均亮度,也可以畫面中最亮部分(峰值)來設(shè)定基準(zhǔn)信號強(qiáng)度,供給自動光圈調(diào)整使用。一般而言,已在出廠時(shí)經(jīng)過設(shè)定,可不作調(diào)整,但是對于拍攝景物中包含有一個(gè)亮度極高的目標(biāo)時(shí),明亮目標(biāo)物之影像可能會造成"白電平削波" 現(xiàn)象,而使得全部屏幕變成白色,此時(shí)可以調(diào)節(jié)來變換畫面。另外,自動光圈鏡頭裝有光圈環(huán),轉(zhuǎn)動光圈環(huán)時(shí),通過鏡頭的光通量會發(fā)生變化,光通量即光圈,一般用表示,其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比,即: f(焦距)(鏡頭實(shí)際有效口徑),值越小,則光圈越大。 采用自動光圈鏡頭,對于下列應(yīng)用情況是理想的選擇,它們是:在諸如太陽

24、光直射等非常亮的情況下,用自動光圈鏡頭可有較寬的動態(tài)范圍。 要求在整個(gè)視野有良好的聚焦時(shí),用自動光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。要求在亮光上因光信號導(dǎo)致的模糊最小時(shí),應(yīng)使用自動光圈鏡頭。()以鏡頭的視場大小分類標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:視角度左右,在英寸攝象機(jī)中,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm,在英寸攝象機(jī)中,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為mm。廣角鏡頭:視角度以上,焦距可小于幾毫米,可提供較寬廣的視景。遠(yuǎn)攝鏡頭:視角度以內(nèi),焦距可達(dá)幾米甚至幾十米,此鏡頭可在遠(yuǎn)距離情況下將拍攝的物體影響放大,但使觀察范圍變小。 變倍鏡頭(zoom lens):也稱為伸縮鏡頭,有手動變倍鏡頭和電動變倍鏡頭兩類。 可變焦點(diǎn)鏡頭(vari-focus

25、 lens):它介于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與廣角鏡頭之間,焦距連續(xù)可變,即可將遠(yuǎn)距離物體放大,同時(shí)又可提供一個(gè)寬廣視景,使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可通過設(shè)置自動聚焦于最小焦距和最大焦距兩個(gè)位置,但是從最小焦距到最大焦距之間的聚焦,則需通過手動聚焦實(shí)現(xiàn)。 針孔鏡頭:鏡頭直徑幾毫米,可隱蔽安裝。()從鏡頭焦距上分 短焦距鏡頭:因入射角較寬,可提供一個(gè)較寬廣的視野。 中焦距鏡頭:標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,焦距的長度視的尺寸而定。 長焦距鏡頭:因入射角較狹窄,故僅能提供狹窄視景,適用于長距離監(jiān)視。 變焦距鏡頭:通常為電動式,可作廣角、標(biāo)準(zhǔn)或遠(yuǎn)望等鏡頭使用。、選擇鏡頭的技術(shù)依據(jù)()鏡頭的成像尺寸 應(yīng)與攝象機(jī)靶面尺寸相一致,如前所述,有

26、英寸、英寸、英寸、英寸、英寸、英寸等規(guī)格。()鏡頭的分辨率描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標(biāo)是鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)與畸變,但對擁護(hù)而言,需要了解的僅僅是鏡頭的空間分辨率,以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計(jì)量單位,計(jì)算公式為:鏡頭分辨率畫幅格式的高度。由于攝象機(jī)靶面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,如英寸攝象機(jī),其靶面為寬6.4mm高4.8mm,英寸攝象機(jī)為寬4.8mm高3.6mm。因此對英寸格式的靶面,鏡頭的最低分辨率應(yīng)為對線mm,對英寸格式攝象機(jī),鏡頭的分辨率應(yīng)大于對線,攝象機(jī)的靶面越小,對鏡頭的分辨率越高。()鏡頭焦距與視野角度 首先根據(jù)攝象機(jī)到被監(jiān)控目標(biāo)的距離,選擇鏡頭的焦距,鏡頭焦距f確定后,則由攝象機(jī)靶面決定了視

27、野。()光圈或通光量 鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量,以為標(biāo)記,每個(gè)鏡頭上均標(biāo)有其最大的值,通光量與值的平方成反比關(guān)系,值越小,則光圈越大。所以應(yīng)根據(jù)被監(jiān)控部分的光線變化程度來選擇用手動光圈還是用自動光圈鏡頭。、變焦鏡頭(zoom lens)變焦鏡頭有手動伸縮鏡頭和自動伸縮鏡頭兩大類。伸縮鏡頭由于在一個(gè)鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化,因此可以使被監(jiān)控的目標(biāo)放大或縮小,所以也常被成為變倍鏡頭。典型的光學(xué)放大規(guī)格有倍(6.036mm,F1.2)、倍(4.536mm,F1.6)、倍(8.080mm,F1.2)、倍(6.072mm,F1.2)、倍(10200mm,F1.2)等檔次

28、,并以電動伸縮鏡頭應(yīng)用最普遍。為增大放大倍數(shù),除光學(xué)放大外還可施以電子數(shù)碼放大。在電動伸縮鏡頭中,光圈的調(diào)整有三種,即:自動光圈、直流驅(qū)動自動光圈、電動調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整,則只有電動調(diào)整和預(yù)置兩種,電動調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動,而預(yù)置則是通過鏡頭內(nèi)的電位計(jì)預(yù)先設(shè)置調(diào)整停止位,這樣可以免除成像必須逐次調(diào)整的過程,可精確與快速定位。在球形罩一體化攝像系統(tǒng)中,大部分采用帶預(yù)置位的伸縮鏡頭。   另一項(xiàng)令用戶感興趣的則是快速聚焦功能,它由測焦系統(tǒng)與電動變焦反饋控制系統(tǒng)構(gòu)成。  4、鏡頭與攝像機(jī)CCD尺寸的關(guān)系   1/2"

29、鏡頭既可用于1/2"攝像機(jī),也可用于1/3"攝像機(jī),但視角會減少25%左右。1/3"鏡頭不能用于1/2"攝像機(jī),只能用于1/3"攝像機(jī)。5、不同種類鏡頭的應(yīng)用范圍? 手動、自動光圈鏡頭的應(yīng)用范圍手動光圈鏡頭是的最簡單的鏡頭,適用于光照條件相對穩(wěn)定的條件下,手動光圈由數(shù)片金屬薄片構(gòu)成。光通量靠鏡頭外徑上的一個(gè)環(huán)調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來監(jiān)視某個(gè)固定目標(biāo),應(yīng)采用自動光圈鏡頭,比如在戶外或人工照明經(jīng)常開關(guān)的地方,自動光圈鏡頭的光圈的動作由馬達(dá)驅(qū)動,馬達(dá)受控于攝像機(jī)的視頻信號。 手動光圈鏡頭和自動光圈鏡頭又有定

30、焦距(光圈)鏡頭自動光圈鏡頭和電動變焦距鏡頭之分。? 定焦距(光圈)鏡頭,一般與電子快門攝像機(jī)配套,適用于室內(nèi)監(jiān)視某個(gè)固定目標(biāo)的場所作用。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭,中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭;焦距小于成像尺寸的稱為短距鏡頭,短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭,該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭,短焦距鏡頭主要用于環(huán)境照明條件差,監(jiān)視范圍要求寬的場合,焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭,長焦距鏡頭又稱望遠(yuǎn)鏡頭,這類鏡頭的焦距一般在150mm以上,主要用于監(jiān)視較遠(yuǎn)處的景物。? 手動光圈鏡頭,可與電子快門攝像機(jī)配套,在各種光線下均可使用。? 自動光圈鏡頭,(EF)可與任何

31、CCD攝像機(jī)配套,在各種光線下均可使用,特別用于被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場所。為了避免引起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面,一般都配自動光圈鏡頭。? 電動變焦距鏡頭,可與任何CCD攝像機(jī)配套,在各種光線下均可使用,變焦距鏡頭是通過遙控裝置來進(jìn)行光對焦,光圈開度,改變焦距大小的。6、鏡頭的主要性能指標(biāo)有以下幾個(gè):? 1 焦距:焦距的大小決定著視場角的大小,焦距數(shù)值小,視場角大,所觀察的范圍也大,但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚;焦距數(shù)值大,視場角小,觀察范圍小,只要焦距選擇合適,即便距離很遠(yuǎn)的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一一對應(yīng)的,一個(gè)確定的焦距就意味著一個(gè)確定的視場角,所以在選擇鏡頭焦距時(shí),

32、應(yīng)該充分考慮是觀測細(xì)節(jié)重要,還是有一個(gè)大的觀測范圍重要,如果要看細(xì)節(jié),就選擇長焦距鏡頭;如果看近距離大場面,就選擇小焦距的廣角鏡頭。? 2 光闌系數(shù):即光通量,用F表示,以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個(gè)鏡頭上都標(biāo)有最大F值,例如6mm/F1.4代表最大孔徑為4.29毫米。光通量與F值的平方成反比關(guān)系,F(xiàn)值越小,光通量越大。鏡頭上光圈指數(shù)序列的標(biāo)值為1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22等,其規(guī)律是前一個(gè)標(biāo)值時(shí)的曝光量正好是后一個(gè)標(biāo)值對應(yīng)曝光量的2倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8, 1/11,1/16,1/22,前

33、一數(shù)值是后一數(shù)值的根號2倍,因此光圈指數(shù)越小,則通光孔徑越大,成像靶面上的照度也就越大。另外鏡頭的光圈還有手動(MANUAL IRIS)和自動光圈(AUTO IRIS)之分。配合攝像頭使用,手動光圈適合亮度變化不大的場合,它的進(jìn)光量通過鏡頭上的光圈環(huán)調(diào)節(jié),一次性調(diào)整合適為止。自動光圈鏡頭會隨著光線的變化而自動調(diào)整,用于室外、入口等光線變化大且頻繁的場合。? 3 自動光圈鏡頭:自動光圈鏡頭目前分為兩類:一類稱為視頻(VIDEO)驅(qū)動型,鏡頭本身包含放大器電路,用以將攝像頭傳來的視頻幅度信號轉(zhuǎn)換成對光圈馬達(dá)的控制。另一類稱為直流(DC)驅(qū)動型,利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含電

34、流計(jì)式光圈馬達(dá),要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對于各類自動光圈鏡頭,通常還有兩項(xiàng)可調(diào)整旋鈕,一是ALC調(diào)節(jié)(測光調(diào)節(jié)),有以峰值測光和根據(jù)目標(biāo)發(fā)光條件平均測光兩種選擇,一般取平均測光檔;另一個(gè)是 LEVEL調(diào)節(jié)(靈敏度),可將輸出圖像變得明亮或者暗淡。? 4 變倍鏡頭:變倍鏡頭分為手動(MANUAL ZOOM LENS)和電動(AUTO ZOOM LENS)兩種,手動變倍鏡頭一般用于科研項(xiàng)目而不用在閉路監(jiān)視系統(tǒng)中。在監(jiān)控很大的場面時(shí),攝像頭通常要配合電動鏡頭和云臺使用。電動鏡頭的好處是變焦范圍大,既可以看大范圍的情況,也可以聚焦某個(gè)細(xì)節(jié),再加上云臺可以上下左右的轉(zhuǎn)動,可視范圍就非常大了。電動鏡頭有

35、6倍、10倍、15倍、20倍等多種倍率,如果再知道基準(zhǔn)焦距,就可以確定鏡頭焦距的可變范圍。例如一個(gè)6倍電動鏡頭,基準(zhǔn)焦距為8.5毫米,那么其變焦范圍就是8.5到51毫米連續(xù)可調(diào),視場角為31.3到5.5度。電動鏡頭的控制電壓一般是直流8V16V,最大電流為30毫安。所以在選控制器時(shí),要充分考慮傳輸線纜長度,如果距離太遠(yuǎn),線路產(chǎn)生的電壓下降會導(dǎo)致鏡頭無法控制,必須提高輸入控制電壓或更換視頻矩陣主機(jī)配合解碼器控制。7、焦距的計(jì)算: 1公式計(jì)算法:視場和焦距的計(jì)算視場系指被攝取物體的大小,視場的大小是以鏡頭至被攝取物體距離,鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。 1、鏡頭的焦距,視場大小及鏡頭到被攝取物

36、體的距離的計(jì)算如下; f=wL/W       2、f=hL/h   f;鏡頭焦距   w:圖象的寬度(被攝物體在ccd靶面上成象寬度)     W:被攝物體寬度     L:被攝物體至鏡頭的距離   h:圖象高度(被攝物體在ccd靶面上成像高度)視場(攝取場景)高度      H:被攝物體的高度   ccd靶面規(guī)格尺

37、寸:     單位mm 規(guī)格規(guī)格   1/3"   1/2"   2/3"   1"W   4.8   6.4   8.8   12.7H   3.6   4.8   6.6   9.6由于攝像機(jī)畫面寬度和高度與電視接收機(jī)畫面寬度和高度一樣,其比例均為4:3,當(dāng)L不變,H或W增大

38、時(shí),f變小,當(dāng)H或W不變,L增大時(shí),f增大。 2視場角的計(jì)算 如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場寬度和高度。 水平視場角(水平觀看的角度) =2tg-1= 垂直視場角q(垂直觀看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平視場角與垂直視場角的關(guān)系如下: q=或=q 表2中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時(shí)的水平視場角b的值,如果知道了水平或垂直場角便可按下式計(jì)算出視場角便可按下式計(jì)算出視場高度H和視場寬度 W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如;攝像機(jī)的攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距f為12mm,從表2中查得水平視場角為40而鏡頭與被攝取物體的距離為2m,試求視場

39、的寬度 w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和長,視場角越小,監(jiān)視的目標(biāo)也就小。 圖解法如前所示,攝像機(jī)鏡頭的視場由寬(W)。高(H)和與攝像機(jī)的距離(L)決定,一旦決定了攝像機(jī)要監(jiān)視的景物,正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個(gè)因素決定; *.欲監(jiān)視景物的尺寸 *.攝像機(jī)與景物的距離 *.攝像機(jī)成像器的尺寸:1/3"、1/2"、2/3"或1"。 圖解選擇鏡頭步驟:所需的視場與鏡頭的焦距有一個(gè)簡單的關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。估計(jì)或?qū)崪y視場的最大寬度;估計(jì)或?qū)崪y量攝像機(jī)與被攝景物間的

40、距離;使用1/3"鏡頭時(shí)使用圖2,使用1/2鏡頭時(shí)使用圖3,使用2/3"鏡頭時(shí)使用圖 4,使用1鏡頭時(shí)使用圖5。具體方法:在以W和L為座標(biāo)軸的圖示2-5中,查出應(yīng)選用的鏡頭焦距。為確保景物完全包含在視場之中,應(yīng)選用座標(biāo)交點(diǎn)上,面那條線指示的數(shù)值。例如:視場寬50m,距離40m,使用1/3"格式的鏡頭,在座標(biāo)圖中的交點(diǎn)比代表4mm鏡頭的線偏上一點(diǎn)。這表明如果使用4mm鏡頭就不能覆蓋50m的視場。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場。     f=vD/V   或   f=hD/H其中,

41、f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被觀測物體高度,h代表CCD靶面水平寬度,H代表被觀測物體寬度。舉例:假設(shè)用1/2"CCD攝像頭觀測,被測物體寬440毫米,高330毫米,鏡頭焦點(diǎn)距物體2500毫米。由公式可以算出:                     焦距f=6.4X2500/44036毫米   或焦距f=4.8X2500/33036毫米 &

42、#160;   當(dāng)焦距數(shù)值算出后,如果沒有對應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的,這時(shí)可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號,一般選擇比計(jì)算值小的,這樣視角還會大一些。六、攝像機(jī)測試步驟測試攝像機(jī)主要測試晰度和色彩還原性、照度、逆光補(bǔ)償,其次是測其球型失真、耗電量、最低工作電壓,下面先把清晰度和色彩還原性以及照度、逆光補(bǔ)償?shù)臏y量步驟先介紹一下。1清晰度的測量:多個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行測試時(shí),應(yīng)使用相同鏡頭,(推薦使作定焦、二可變鏡頭),以測試卡中心圓出現(xiàn)在監(jiān)視器屏幕的左右邊為準(zhǔn),清晰準(zhǔn)確的數(shù)出已給的刻度線共10組垂直線和10組水平線。分別代表著垂直清晰度和水平清晰度,并相應(yīng)的一組已給出了線數(shù)。如垂直350

43、線水平800線,此時(shí)最好用黑白監(jiān)視器。測試時(shí)可在遠(yuǎn)景物聚焦,也可邊測邊聚焦。最好能兩者兼用,可看出此攝像機(jī)的差異(對遠(yuǎn)近會聚)。2彩色還原性的測試:測試此參數(shù)應(yīng)選好的彩色監(jiān)視器。首先遠(yuǎn)距離觀察人物、服飾,看有無顏色失真,拿色彩鮮明的物體對比,看攝像機(jī)反應(yīng)靈敏度,拿彩色畫冊放在攝像機(jī)前,看畫面勾勒得清晰程度,過淡或過濃,再次應(yīng)對運(yùn)動的彩色物體進(jìn)行攝像,看有無彩色拖尾、延滯、模糊等。測試條件如此攝像最代照度在 50V時(shí)應(yīng)在50+10V照度情況下測量,即每攝像機(jī)最代照度基礎(chǔ)上加十伏,且光圈應(yīng)保持最接近狀態(tài)。3照度:將攝像機(jī)置于暗室,暗室前后為有源220V自熾燈,處設(shè)調(diào)壓器,以調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓高代來調(diào)節(jié)

44、暗室內(nèi)燈的明暗,電壓可以從0V調(diào)到250V。室內(nèi)光照也可從最暗調(diào)至最明,測試時(shí)把攝像機(jī)光圈均開至最大時(shí)記錄下一個(gè)最低照度值(把有源燈用調(diào)壓器調(diào)暗至看不清暗室內(nèi)置畫面)再把光圈打至最小再記錄下一個(gè)最低照度值,也可前后燈分別調(diào)壓明滅。4逆光補(bǔ)償:測試此參數(shù)有兩種方法:一種是在暗室內(nèi),把攝像機(jī)前側(cè)調(diào)壓燈打開,調(diào)至最亮?xí)r,然后在燈的下方放置一圖畫或文字,把攝像機(jī)迎光攝像,看圖像和文字能否看清,畫面刺不刺眼,并調(diào)節(jié)AL、AX拔檔開關(guān),看有無變化,哪種效果最好。另一種是在陽光充足的情況下把攝像機(jī)向窗外照,此時(shí)看圖像和文字能否看清楚。5球型失真:看球型失真把測試卡置于攝像機(jī)前端使整個(gè)球體出現(xiàn)在屏幕上,看圓球

45、形有無橢圓,把攝像機(jī)前移,看圓中心有無放大,再遠(yuǎn)距離測試邊、角、框有無弧形失真等。6耗電量:最低工作電壓,使用萬用表測量電流,使用小穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)電壓看七、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(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離為17.562毫米,比CS式距離CCD靶面多一個(gè)專用接圈的長度,CS式距焦點(diǎn)距離為12.5毫米。別小看這一個(gè)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

46、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(shí),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(shí)CCD靶面會相對安裝基座向后(前)運(yùn)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(gè)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(gè)將來自CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)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。

47、當(dāng)開關(guān)在ON時(shí),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(shí),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(shí),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(lán)色信號的增益。     ALC/ELC(自動亮度控制/電子亮度控制):當(dāng)選擇ELC 時(shí),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(shí)間(一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié))。選擇這種方式時(shí),可以用固定或手動光圈鏡

48、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(yīng)該選擇ALC式鏡頭;在某些獨(dú)特的照明條件下,可能出現(xiàn)下列情況:     在聚光燈或窗戶等高亮度物體上有強(qiáng)烈的拖尾或模糊現(xiàn)象     圖像顯著地閃爍和色彩重現(xiàn)性不穩(wěn)定     白平衡有周期性變化,如果發(fā)生這些現(xiàn)象,應(yīng)使用ALC 鏡頭。     以固定光圈鏡頭采用ELC方式時(shí),圖像的景深可能小于使用A

49、LC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(shí),景深會比使用ALC式鏡頭時(shí)小,而且圖像上遠(yuǎn)處的物體可能不在焦點(diǎn)上。     當(dāng)鏡頭是自動光圈鏡頭時(shí),需要將開關(guān)撥到ALC方式。     BLC ON/OFF(背光補(bǔ)償開關(guān)):當(dāng)強(qiáng)大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時(shí),應(yīng)該把開關(guān)撥到ON位置。注意:當(dāng)與云臺配用或照明迅速改變時(shí),建議把該開關(guān)放在OFF位置,因?yàn)樵贠N位置時(shí),鏡頭光圈速度變慢;     如果所需物體不在圖像中間時(shí),背光補(bǔ)償可能不

50、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(gè)LL PHASE電源同步相位控制器,當(dāng)攝像頭使用于電源同步狀態(tài)時(shí),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(jìn)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(dāng)需要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時(shí),應(yīng)該選擇DC位置;需要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時(shí),應(yīng)該選擇VIDEO位置。     當(dāng)選擇A

51、LC自動光圈視頻驅(qū)動鏡頭時(shí),還會有一個(gè)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?。催M(jìn)光量)。     在攝像頭的配件中,有一個(gè)黑色的小插頭,插頭有四個(gè)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(biāo)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(shí)留意。     SOFT/SHARP(細(xì)節(jié)電平

52、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(shí)間為1/50秒,如果使用NTSC制式攝像機(jī),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(jī)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(jī)提供1/100秒,對 PAL制式攝像機(jī)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(yùn)動速度比較

53、快的物體,如果用 1/50秒速度拍攝,會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,嚴(yán)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(shí)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(yùn)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(jī)說明書,在此就不再贅述了。     補(bǔ)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

54、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(yīng)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)1020米范圍的紅外燈,由于墻壁的反射,圖像效果還不錯(cuò);用在室外長距離的紅外燈效果就不會很理想,而且價(jià)格昂貴,不到必要時(shí)一般不采用。第二節(jié)   球形云臺隨著電視監(jiān)控行業(yè)的迅速發(fā)展,其技術(shù)

55、也有了許多突飛猛進(jìn)的改進(jìn)。近年來發(fā)展起來的球形云臺攝像機(jī)(簡稱球機(jī))就是其突出代表之一。球機(jī)以其外形美觀、隱蔽、個(gè)性化、安裝方便等特點(diǎn)正在逐步取代傳統(tǒng)云臺防護(hù)罩,但針對球機(jī)自身的特點(diǎn),我們也應(yīng)有深入的了解,以在工程中注意選擇、合理配置、科學(xué)使用。一、球機(jī)分類及構(gòu)造一般來講,球機(jī)在功能上主要分為普通球機(jī)和高速預(yù)置球機(jī)。在這里,我們主要討論普通球機(jī)。普通球機(jī)主要指球機(jī)內(nèi)置的云臺為普通云臺或無內(nèi)置云臺。二、影響球型云臺性能的主要因素及對策就當(dāng)今球機(jī)技術(shù)來講,影響球機(jī)性能及質(zhì)量的因素是多方面的,但主要來自如下各方面:     1.透光球罩(簡稱球面) 

56、    圖像清晰度下降主要原因:     ?球面材質(zhì)     ?球面表面光潔度     ?球面制造工藝解決方案:     選用光學(xué)亞加力材料,其透光率好     球面光潔度高,不能有任何缺陷,包括:不平、凹凸起、劃傷、氣泡等。     球面制造工藝精良,嚴(yán)格控制出模時(shí)間、溫度等,此外,作業(yè)現(xiàn)場干凈、整潔、無塵也是重要的控制因素。

57、     圖像重影一這是最經(jīng)常出現(xiàn)的故障,也是用戶及工程商不容易發(fā)現(xiàn)的故障     主要原因:(參見圖B)     圖B 圖像重影原因示意     ?球面曲率的大小,比如:9"比14"重影機(jī)會多     ?球面過大     ?球面各部分厚薄不均勻     ?選用鏡頭倍數(shù)與球罩尺寸不匹配 &

58、#160;   原因分析:     因?yàn)閿z像機(jī)成像一般都是由像素構(gòu)成,上述原因均可導(dǎo)致成像重影(參見圖B)     解決方案:     大倍數(shù)鏡頭盡量選用大尺寸球機(jī)     盡量選用小的球面     選用盡量相近的球面,球面厚薄盡可能一致且均勻     根據(jù)鏡頭倍數(shù),合理購置球機(jī)尺寸。     透光

59、率下降     主要原因:球面顏色     因?yàn)榍驒C(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)是隱蔽性,因此隱蔽性越強(qiáng)就要求球罩顏色越深。由此深色球面的負(fù)作用是透光率下降。     解決方案:     根據(jù)現(xiàn)場光照度,選擇球面顏色     盡量選擇低照度攝像機(jī)     合理選擇球面顏色,一般選用淺煙、淺藍(lán)等,可折中解決此矛盾。     反光 

60、;    主要原因:     ?球機(jī)內(nèi)部有反光物。     ?攝像機(jī)與球面距離過遠(yuǎn)。     ?旋轉(zhuǎn)角度與外部光源形成光多角度反射。     解決方案:     球機(jī)內(nèi)盡量減少反光物     安裝中盡量將攝像機(jī)與球面接近     盡量避免球機(jī)與外部光源構(gòu)成不合理反射位置三、球機(jī)結(jié)構(gòu)一般來講

61、,在戶外使用的攝像機(jī)故障大大多于室內(nèi)使用,究其原因主要是因?yàn)閼敉鈹z像機(jī)防護(hù)設(shè)備問題,而恰恰是防護(hù)問題大大降低攝像機(jī)和鏡頭使用壽命及工作的可靠性。因此科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣是球機(jī)性能的重要指標(biāo)。     戶外型-高溫、防雨、加熱除霜是三大重要難點(diǎn)     高溫     戶外高溫主要是陽光直射。一般球機(jī)在室外陽光直射下,內(nèi)部可達(dá)55-60。一般防護(hù)罩可采用內(nèi)部風(fēng)冷方式降溫,但風(fēng)冷條件是對流,而球機(jī)沒有對流渠道,因此球機(jī)最佳降溫手段是遮陽。先進(jìn)球機(jī)的設(shè)計(jì)均采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如圖A所示。

62、雙層對流通風(fēng)設(shè)計(jì)更是有效降溫的最佳手段。一般來說,選用雙層遮陽罩的球機(jī)可降低球機(jī)內(nèi)部溫度3-5,而單就單層頂罩來講,其材料也十分重要,一般鋁材頂罩保溫效果最差,工程ABS次之,而DMC、玻璃鋼等材料保溫效果要明顯優(yōu)于上述材料。     防雨與密封     優(yōu)秀球機(jī)對防雨和密封要求很高。防雨不僅要考慮雨量,而且要考慮雨水方向。我國沿海等地區(qū)經(jīng)常有臺風(fēng),其雨水方向是全方位的,因此對球機(jī)密封要求很高。一般來講,漏雨進(jìn)水主要來自幾個(gè)方面:     ?球機(jī)本身設(shè)計(jì)裝配不良 &

63、#160;   ?球面與頂罩接觸部分不密封或密封不好     ?通過球機(jī)支架進(jìn)水     ?安裝過程沒有按照說明書指導(dǎo)在關(guān)鍵部分做防水處理(如支架與球機(jī)聯(lián)結(jié)部、支架與墻體聯(lián)結(jié)部等)     ?安裝中球機(jī)出線處理不好,水順導(dǎo)線進(jìn)入球機(jī) 注意上述要點(diǎn)可大大減少漏水可能。     加熱與除霜     由于球機(jī)中攝像機(jī)和鏡頭均在球機(jī)內(nèi)下部,因此球機(jī)內(nèi)的加熱功能設(shè)計(jì)要十分合理。一般來講,

64、加熱器安裝在球機(jī)上部,并應(yīng)配有同步小型風(fēng)扇,將熱量吹向球機(jī)下部及球面,以起到加熱攝像機(jī)和鏡頭并除霜的作用。     目前,最新設(shè)計(jì)是將加熱器安裝在球機(jī)的內(nèi)側(cè)壁,同時(shí)配同步風(fēng)扇。其優(yōu)點(diǎn)如圖C所示??茖W(xué)地使加熱風(fēng)在球機(jī)內(nèi)循環(huán),不會形成熱風(fēng)阻流及產(chǎn)生死氣流區(qū),最大限度使其加熱均勻,起到加熱、除霜、除水氣的目的。     圖C 側(cè)壁加熱及風(fēng)扇熱流循環(huán)設(shè)計(jì)     電機(jī)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)     ?電機(jī)是云臺和球機(jī)關(guān)鍵部件。一般來講,針對目前國內(nèi)外電

65、機(jī)技術(shù)衡量電機(jī)優(yōu)良的主要指標(biāo)是其可靠性。因此,電機(jī)在一定溫度、濕度條件下連續(xù)運(yùn)行的小時(shí)數(shù)是硬指標(biāo)。此外,電機(jī)亂向、卡死、停機(jī)、發(fā)熱、噪聲、干擾等也都是云臺電機(jī)的重要指標(biāo),選用優(yōu)良電機(jī)可大大提高球機(jī)壽命和可靠性。     ?內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、實(shí)用性。如:攝像機(jī)托板可上下調(diào)節(jié),如前述,可最大限度地使攝像機(jī)接近球罩;內(nèi)部走線合理;安裝接線方便;云臺回差??;連續(xù)轉(zhuǎn)動抖動??;轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)合理等也是重要指標(biāo)。四、球機(jī)發(fā)展趨勢及展望目前國外球機(jī)發(fā)展主要發(fā)展趨勢有如下凡方面:     1、外形:球機(jī)外觀與安裝現(xiàn)場環(huán)境的和諧、美觀&

66、#160;    2、小型化:適應(yīng)目前攝像機(jī)、鏡頭小型化及一體化趨勢,球機(jī)也向小型化發(fā)展     3、隱蔽性:根本上解決隱蔽與透光率低的矛盾,將是球機(jī)發(fā)展的根本性革命     4、向高速、變速預(yù)置球發(fā)展總之,目前球機(jī)發(fā)展正處在取代傳統(tǒng)云臺防護(hù)罩的時(shí)候,而部分條件下也正處在被高速預(yù)置球機(jī)取代的地位,但無論如何,普通球機(jī)仍以其價(jià)格低、適用性強(qiáng)(無需通信協(xié)議等)、安裝調(diào)試方便被大多數(shù)用戶所青睬。第三節(jié)   云   臺云臺是安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備,它分為固定和電動云臺兩種。固定云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況,在固定云臺上安裝好攝像機(jī)后可調(diào)整攝像機(jī)的水平和俯仰的角度,達(dá)到最好的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。電動云臺適用于對大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視,它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。電動云臺高速姿態(tài)是由兩

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