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安防監(jiān)控技術(shù)培訓(xùn)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(gòu)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(zhǎng)、抗震動(dòng)、抗磁場(chǎng)、體積小、無(wú)殘影等特點(diǎn),CCD是電耦合器件(Charge Couple Device)的簡(jiǎn)稱,它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛?chǔ)存及轉(zhuǎn)移,也可將儲(chǔ)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(hào),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(hào)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)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(guó)尚無(wú)能力制造,市場(chǎng)上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現(xiàn)在韓國(guó)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(jí),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(gòu)買時(shí),可以采取如下方法檢測(cè):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(cè)CCD芯片最簡(jiǎn)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(huì)有偏色現(xiàn)象,即使面對(duì)一張白紙,圖像也會(huì)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(huì)有雜質(zhì),在一般情況下,雜質(zhì)不會(huì)影響圖像,但在弱光或顯微攝像時(shí),細(xì)小的灰塵也會(huì)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(wú)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(dòng)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(wàn)以下的為一般型,其中尤以25萬(wàn)像素(512*492)、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。 影像像素在38萬(wàn)以上的高分辨率型。、按CCD靶面大小劃分 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(gòu)買攝像頭時(shí),特別是對(duì)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(chǎng)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(duì)角線16mm。 2/3英寸-靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對(duì)角線11mm。 1/2英寸-靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對(duì)角線8mm。 1/3英寸-靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對(duì)角線6mm。 1/4英寸-靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm,對(duì)角線4mm。 、按掃描制式劃分 PAL制、NTSC制。 中國(guó)采用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標(biāo)準(zhǔn)為625行,50場(chǎng),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(chǎng)(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(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號(hào)來完成操作。 外同步:使用一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器,將同步信號(hào)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(dòng)同步。 外VD同步:將攝像機(jī)信號(hào)電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。 多臺(tái)攝像機(jī)外同步:對(duì)多臺(tái)攝像機(jī)固定外同步,使每一臺(tái)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(tái)攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物,同步攝像機(jī)的畫面亦不會(huì)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(chǎng)上大多以25萬(wàn)和38萬(wàn)像素為劃界,38萬(wàn)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540電視線之間,主要有420線、480線、520線、540線等不同檔次分辨率是用電視線(簡(jiǎn)稱線TV LINES)來表示的,彩色攝像頭的分辨率在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(duì)越大。 ()最小照度,也稱為靈敏度。是CCD對(duì)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(jí)和星光級(jí)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?jī)?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(duì)單臺(tái)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(hào)來完成操作。 外同步-利用一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)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(dòng)同步,即攝像機(jī)和電源零線同步。 B、對(duì)于多攝像機(jī)系統(tǒng),希望所有的視頻輸入信號(hào)是垂直同步的,這樣在變換攝像機(jī)輸出時(shí),不會(huì)造成畫面失真,但是由于多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)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(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)送入各臺(tái)攝像機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。 調(diào)節(jié)各臺(tái)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(tái)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(dòng)增益控制 所有攝像機(jī)都有一個(gè)將來自CCD的信號(hào)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,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(hào)畸變。為此,需利用攝像機(jī)的自動(dòng)增益控制(AGC)電路去探測(cè)視頻信號(hào)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(dòng)態(tài)范圍,即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝像機(jī)的靈敏度,從而提高圖像信號(hào)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(duì)整個(gè)視場(chǎng)的內(nèi)容作平均來確定的,但如果視場(chǎng)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(duì)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。 當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時(shí),攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)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(duì)NTSC攝像機(jī),其CCD累積時(shí)間為1/60秒;對(duì)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(duì)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(duì)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。當(dāng)電子快門速度增加時(shí),在每個(gè)視頻場(chǎng)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(duì)于觀察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè)停頓動(dòng)作效應(yīng),這將大大地增加攝像機(jī)的動(dòng)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(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。 A、自動(dòng)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(duì)于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場(chǎng)合是最適宜的,使色彩表現(xiàn)自然,但對(duì)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。 按鈕方式-先將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo),然后將自動(dòng)方式開關(guān)從手動(dòng)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(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)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(chǔ)器中,直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹梗浞秶鸀?30010000K,在此期間,即使攝像機(jī)斷電也不會(huì)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(chǎng)合。 B、手動(dòng)白平衡 開手動(dòng)白平衡將關(guān)閉自動(dòng)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(jí)供調(diào)節(jié),如增加或減少紅色各一個(gè)等級(jí)、增加或減少蘭色各一個(gè)等級(jí)。除次之外,有的攝像機(jī)還有將白平衡固定在3200K(白熾燈水平)和5500K(日光水平)等檔次命令。 ()色彩調(diào)整 對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言,是不需要對(duì)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(dòng)一步。 紅色-黃色色彩減少,此時(shí)將紅色向黃色移動(dòng)一步。 蘭色-黃色色彩增加,此時(shí)將蘭色向青蘭色移動(dòng)一步。 蘭色-黃色色彩減少,此時(shí)將蘭色向洋紅色移動(dòng)一步。 2. 數(shù)字化式的調(diào)整控制方法 新型攝像機(jī)對(duì)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(dòng)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(chǔ)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),稱為數(shù)字信號(hào)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(cè)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(huì)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(cè)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(dòng)跟蹤白平衡,即可以在任何條件檢測(cè)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(duì)畫面上的全部色彩作平均處理,這樣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(cè)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(wú)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(chǎng)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 按光圈分 按變焦類型分 按焦距長(zhǎng)矩分 球面鏡頭 1” 25mm 自動(dòng)光圈 電動(dòng)變焦 長(zhǎng)焦距鏡頭 非球面鏡頭 1/2” 3mm 手動(dòng)光圈 手動(dòng)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” 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(duì)應(yīng)。即攝象機(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。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(dòng)光圈(manual iris)和自動(dòng)光圈(auto iris)之分,配合攝象機(jī)使用,手動(dòng)光圈鏡頭適合于亮度不變的應(yīng)用場(chǎng)合,自動(dòng)光圈鏡頭因亮度變更時(shí)其光圈亦作自動(dòng)調(diào)整,故適用亮度變化的場(chǎng)合。自動(dòng)光圈鏡頭有兩類:一類是將一個(gè)視頻信號(hào)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(dòng)光圈鏡頭上的(自動(dòng)鏡頭控制)調(diào)整用于設(shè)定測(cè)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(hào)強(qiáng)度,供給自動(dòng)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(duì)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(huì)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(dòng)光圈鏡頭裝有光圈環(huán),轉(zhuǎn)動(dòng)光圈環(huán)時(shí),通過鏡頭的光通量會(huì)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(dòng)光圈鏡頭,對(duì)于下列應(yīng)用情況是理想的選擇,它們是: 在諸如太陽(yáng)光直射等非常亮的情況下,用自動(dòng)光圈鏡頭可有較寬的動(dòng)態(tài)范圍。要求在整個(gè)視野有良好的聚焦時(shí),用自動(dòng)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(hào)導(dǎo)致的模糊最小時(shí),應(yīng)使用自動(dòng)光圈鏡頭。 ()以鏡頭的視場(chǎng)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(dòng)變倍鏡頭和電動(dòng)變倍鏡頭兩類。 可變焦點(diǎn)鏡頭(vari-focus 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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)度視的尺寸而定。 長(zhǎng)焦距鏡頭:因入射角較狹窄,故僅能提供狹窄視景,適用于長(zhǎng)距離監(jiān)視。 變焦距鏡頭:通常為電動(dòng)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(duì)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(duì)英寸格式的靶面,鏡頭的最低分辨率應(yīng)為對(duì)線mm,對(duì)英寸格式攝象機(jī),鏡頭的分辨率應(yīng)大于對(duì)線,攝象機(jī)的靶面越小,對(duì)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(dòng)光圈還是用自動(dòng)光圈鏡頭。 、變焦鏡頭(zoom lens) 變焦鏡頭有手動(dòng)伸縮鏡頭和自動(dòng)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,并以電動(dòng)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(dòng)伸縮鏡頭中,光圈的調(diào)整有三種,即:自動(dòng)光圈、直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈、電動(dòng)調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整,則只有電動(dòng)調(diào)整和預(yù)置兩種,電動(dòng)調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng),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(cè)焦系統(tǒng)與電動(dòng)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(huì)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(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的應(yīng)用范圍 手動(dòng)光圈鏡頭是的最簡(jiǎn)單的鏡頭,適用于光照條件相對(duì)穩(wěn)定的條件下,手動(dòng)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(dòng)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(dòng)光圈鏡頭的光圈的動(dòng)作由馬達(dá)驅(qū)動(dòng),馬達(dá)受控于攝像機(jī)的視頻信號(hào)。手動(dòng)光圈鏡頭和自動(dòng)光圈鏡頭又有定焦距(光圈)鏡頭自動(dòng)光圈鏡頭和電動(dòng)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(chǎng)所作用。 定焦距鏡頭一般又分為長(zhǎng)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(chǎng)合,焦距大于成像尺寸的稱為長(zhǎng)焦距鏡頭,長(zhǎng)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(dòng)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(dòng)光圈鏡頭,(EF)可與任何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(chǎng)所。為了避免引起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面,一般都配自動(dòng)光圈鏡頭。 電動(dòng)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(duì)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(chǎng)角的大小,焦距數(shù)值小,視場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)角是一一對(duì)應(yīng)的,一個(gè)確定的焦距就意味著一個(gè)確定的視場(chǎng)角,所以在選擇鏡頭焦距時(shí),應(yīng)該充分考慮是觀測(cè)細(xì)節(jié)重要,還是有一個(gè)大的觀測(cè)范圍重要,如果要看細(xì)節(jié),就選擇長(zhǎng)焦距鏡頭;如果看近距離大場(chǎng)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(duì)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,前一數(shù)值是后一數(shù)值的根號(hào)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(dòng)(MANUAL IRIS)和自動(dòng)光圈(AUTO IRIS)之分。配合攝像頭使用,手動(dòng)光圈適合亮度變化不大的場(chǎng)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(dòng)光圈鏡頭會(huì)隨著光線的變化而自動(dòng)調(diào)整,用于室外、入口等光線變化大且頻繁的場(chǎng)合。 3 自動(dòng)光圈鏡頭:自動(dòng)光圈鏡頭目前分為兩類:一類稱為視頻(VIDEO)驅(qū)動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)光圈馬達(dá)的控制。另一類稱為直流(DC)驅(qū)動(dòng)型,利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含電流計(jì)式光圈馬達(dá),要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對(duì)于各類自動(dòng)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(cè)光調(diào)節(jié)),有以峰值測(cè)光和根據(jù)目標(biāo)發(fā)光條件平均測(cè)光兩種選擇,一般取平均測(cè)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(dòng)(MANUAL ZOOM LENS)和電動(dòng)(AUTO ZOOM LENS)兩種,手動(dòng)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(chǎng)面時(shí),攝像頭通常要配合電動(dòng)鏡頭和云臺(tái)使用。電動(dòng)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(tái)可以上下左右的轉(zhuǎn)動(dòng),可視范圍就非常大了。電動(dòng)鏡頭有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(dòng)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(chǎng)角為31.3到5.5度。電動(dòng)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(zhǎng)度,如果距離太遠(yuǎn),線路產(chǎn)生的電壓下降會(huì)導(dǎo)致鏡頭無(wú)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(chǎng)和焦距的計(jì)算 視場(chǎng)系指被攝取物體的大小,視場(chǎng)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(chǎng)大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計(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(chǎng)(攝取場(chǎng)景)高度 H:被攝物體的高度ccd靶面規(guī)格尺寸: 單位mm 規(guī)格 規(guī)格 1/3 1/2 2/3 1 W 4.8 6.4 8.8 12.7 H 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增大時(shí),f變小,當(dāng)H或W不變,L增大時(shí),f增大。 2視場(chǎng)角的計(jì)算 如果知道了水平或垂直視場(chǎng)角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)寬度和高度。 水平視場(chǎng)角(水平觀看的角度) =2tg-1= 垂直視場(chǎng)角q(垂直觀看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)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(chǎng)角b的值,如果知道了水平或垂直場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高度H和視場(chǎng)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(chǎng)角為40而鏡頭與被攝取物體的距離為2m,試求視場(chǎng)的寬度w。 W=2Ltg=22tg=1.46m 則H=W=1.46=1.059m 焦距f越和長(zhǎng),視場(chǎng)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(chǎng)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: 需的視場(chǎng)與鏡頭的焦距有一個(gè)簡(jiǎn)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(cè)視場(chǎng)的最大寬度;估計(jì)或?qū)崪y(cè)量攝像機(jī)與被攝景物間的距離;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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場(chǎng)。 f=vD/V 或 f=hD/H其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被觀測(cè)物體高度,h代表CCD靶面水平寬度,H代表被觀測(cè)物體寬度。 舉例:假設(shè)用1/2CCD攝像頭觀測(cè),被測(cè)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 當(dāng)焦距數(shù)值算出后,如果沒有對(duì)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(hào),一般選擇比計(jì)算值小的,這樣視角還會(huì)大一些。六、攝像機(jī)測(cè)試步驟 測(cè)試攝像機(jī)主要測(cè)試晰度和色彩還原性、照度、逆光補(bǔ)償,其次是測(cè)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(cè)量步驟先介紹一下。1清晰度的測(cè)量:多個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí),應(yīng)使用相同鏡頭,(推薦使作定焦、二可變鏡頭),以測(cè)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線水平800線,此時(shí)最好用黑白監(jiān)視器。測(cè)試時(shí)可在遠(yuǎn)景物聚焦,也可邊測(cè)邊聚焦。最好能兩者兼用,可看出此攝像機(jī)的差異(對(duì)遠(yuǎn)近會(huì)聚)。2彩色還原性的測(cè)試:測(cè)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(wú)顏色失真,拿色彩鮮明的物體對(duì)比,看攝像機(jī)反應(yīng)靈敏度,拿彩色畫冊(cè)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(duì)運(yùn)動(dòng)的彩色物體進(jìn)行攝像,看有無(wú)彩色拖尾、延滯、模糊等。測(cè)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(cè)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)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(cè)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(cè)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(wú)變化,哪種效果最好。另一種是在陽(yáng)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(cè)試卡置于攝像機(jī)前端使整個(gè)球體出現(xiàn)在屏幕上,看圓球形有無(wú)橢圓,把攝像機(jī)前移,看圓中心有無(wú)放大,再遠(yuǎn)距離測(cè)試邊、角、框有無(wú)弧形失真等。 6耗電量:最低工作電壓,使用萬(wàn)用表測(cè)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(zhǎng)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(dòng)調(diào)節(jié)環(huán),此時(shí)CCD靶面會(huì)相對(duì)安裝基座向后(前)運(yùn)動(dòng),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(dòng)增益控制):攝像頭內(nèi)有一個(gè)將來自CCD的信號(hào)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(hào)畸變。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(dòng)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(dòng)白平衡):開關(guān)撥到ON時(shí),通過鏡頭來檢測(cè)光源的特性/色溫,從而自動(dòng)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(hào)的增益。ALC/ELC(自動(dòng)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(dòng)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(dòng)光圈鏡頭替代ALC自動(dòng)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ALC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(huì)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(dòng)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(wú)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(tái)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)償可能不會(huì)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(hào)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(hào)選擇開關(guān)):ALC自動(dòng)光圈鏡頭的控制信號(hào)有兩種,當(dāng)需要將直流控制信號(hào)的自動(dòng)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(hào)的自動(dòng)光圈鏡頭時(shí),應(yīng)該選擇VIDEO位置。 當(dāng)選擇ALC自動(dòng)光圈視頻驅(qū)動(dòng)鏡頭時(shí),還會(huì)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(dòng)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(dòng)的自動(dòng)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(dòng)的自動(dòng)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(qǐng)安裝時(shí)留意。 OFT/SHARP(細(xì)節(jié)電平選擇開關(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(wú)閃動(dòng)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(dòng);反之,在電源為60Hz的地區(qū)用PAL制式攝像機(jī)也會(huì)有此現(xiàn)象。為克服此現(xiàn)象,在電子快門設(shè)置了無(wú)閃動(dòng)方式檔,對(duì)NTSC制式攝像機(jī)提供1/100秒,對(duì)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(dòng)電子快門:有些用戶使用CCD攝取運(yùn)動(dòng)速度比較快的物體,如果用1/50秒速度拍攝,會(huì)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(dòng)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(duì)來說會(huì)減少拖尾現(xiàn)象,而且對(duì)于觀測(cè)高速運(yùn)動(dòng)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(dòng)電子快門,提供給特殊用途的用戶。手動(dòng)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(qǐng)注意:由于CCD攝像頭同樣是靠光線反射來成像,如果沒有光,它的圖像只會(huì)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(chǎng)合),對(duì)于彩色CCD攝像頭,對(duì)紅外光響應(yīng)不夠,有一些日夜兩用彩色攝像頭在夜間會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成黑白模式。所以,您的監(jiān)控系統(tǒng)要夜間使用,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(zhǎng)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(zhǎng)距離的紅外燈效果就不會(huì)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(tái)隨著電視監(jiān)控行業(yè)的迅速發(fā)展,其技術(shù)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(tái)攝像機(jī)(簡(jiǎn)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(tái)防護(hù)罩,但針對(duì)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(tái)為普通云臺(tái)或無(wú)內(nèi)置云臺(tái)。二、影響球型云臺(tái)性能的主要因素及對(duì)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(jiǎn)稱球面)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(chǎng)干凈、整潔、無(wú)塵也是重要的控制因素。 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(huì)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 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(gòu)置球機(jī)尺寸。透光率下降主要原因: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(chǎng)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 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,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(yáng)光直射。一般球機(jī)在室外陽(yáng)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(duì)流,而球機(jī)沒有對(duì)流渠道,因此球機(jī)最佳降溫手段是遮陽(yáng)。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。雙層對(duì)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(yáng)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(duì)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(guó)沿海等地區(qū)經(jīng)常有臺(tái)風(fēng),其雨水方向是全方位的,因此對(duì)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 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
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