閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)ppt課件

《閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)ppt課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)ppt課件（334頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

目錄 6 1閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) ClosedCircuitTelevision CCTV6 1 1電視監(jiān)控系統(tǒng)分類6 1 2模擬監(jiān)控系統(tǒng)的組成及原理6 1 3半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的幾種型式6 1 4全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1 分類及組成 6 1 1電視監(jiān)控系統(tǒng)分類1 模擬監(jiān)控系統(tǒng)2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)3 半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)6 1 2模擬監(jiān)控系統(tǒng)的組成設(shè)備由四大部分組成 第一部分是圖像生成部分 有各類攝像機(jī)及鏡頭并附加云臺 解碼器等 第二部分是分配控制部分 有視頻分配器 視頻放大器 畫面分割器 矩陣主機(jī) 操作鍵盤等 第三部分是記錄存儲部分 有各種錄像機(jī)等 第四部分是顯示部分 有主顯示器 監(jiān)視器 屏幕墻等 2 信號傳輸用電纜 視頻信號 視頻同軸電纜 光纜 雙絞線控制信號 雙絞線 光纜電源 電源線 3 4 模擬系統(tǒng) 5 模擬 計算機(jī) 6 半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 6 1 3半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成 7 全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng) 6 1 4全數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成 8 全數(shù)字化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 9 ISC3000連接示意圖 10 光纖傳輸 雙絞線傳輸 無線傳輸 傳輸 11 電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備 1 1攝像機(jī)在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中 攝像機(jī) Camera 又稱攝像頭嚴(yán)格來說 攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱 而實際上 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 通過計算得到鏡頭的焦距 所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實際情況而定的 不要以為攝像機(jī) 頭 上已經(jīng)有鏡頭 前端設(shè)備 12 攝像機(jī) 頭 實物 攝像機(jī)圖 13 感光傳感部件是攝像頭的關(guān)鍵部分 感光芯片就像人的視網(wǎng)膜 是攝像頭的核心 它利用光電原理 攝取景物并配合監(jiān)視器顯像 依芯片材質(zhì)不同 感光傳感部件可分為下列幾種 CMOS 省電 便宜 但照度不好 CCD 主流器件 ChargeCoupleDevice MOS 已過時 很少使用 VIDICOM 光導(dǎo)管 也已過時 14 表1 1CCD與CMOS的性能比較 15 1 CCD攝像機(jī)的分類1 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 因有顏色而使信息量增大 一般認(rèn)為彩色攝像機(jī)的信息量是黑白攝像機(jī)的10倍 黑白攝像機(jī) 適用于光線不足的地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的場所 在僅監(jiān)視景物的位置或移動情況時 通?？蛇x用分辨率高于彩色攝像機(jī)的黑白攝像機(jī) 1 CCD攝像機(jī)的分類 16 2 依攝像機(jī)分辨率劃分 低檔型攝像機(jī) 影像像素在25萬像素 pixel 左右 彩色分辨率為330 420線 黑白分辨率為380 450線 高分辨率攝像機(jī) 影像在38萬像素以上 彩色分辨率大于或等于480線 黑白分辨率在600線以上 分辨率劃分 17 3 依靈敏度 照度 劃分 普通型 正常工作所需照度為1 3lx 月光型 正常工作所需照度為0 1lx左右 星光型 正常工作所需照度為0 01lx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 靈敏度 照度 劃分 18 4 按CCD靶面大小劃分 1英寸 靶面尺寸為寬12 7mm 高9 6mm 對角線長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 CCD靶面大小 19 5 按視頻掃描制式劃分按視頻掃描制式劃分 主要有PAL制和NTSC制兩種 6 按信號處理制式劃分 ANALOG 模擬信號處理 ASP 半數(shù)字信號處理 DSP 數(shù)字信號處理 視頻掃描制式 20 7 按攝像機(jī)外觀劃分按外觀分有傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)槍型 機(jī)板型 針孔型 半球型 子彈型等簡單型 也有魚眼機(jī)板型 針孔鏡頭 燈飾型 偵煙型等偽裝型 也有一體機(jī) 紅外線型等綜合一體型 8 按供電電源系統(tǒng)劃分常見的有AC110V AC220V AC240V AC24V DC12V等幾種 9 按電源頻率劃分 歐洲規(guī)格 50Hz 彩色PAL 黑白CCIR 美洲規(guī)格 60Hz 彩色NTSC 黑白EIA 外觀劃分 21 2 CCD彩色攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 1 CCD尺寸 亦即攝像機(jī)靶面 在相同的光學(xué)鏡頭下 成像尺寸越大 視場角越大 成像尺寸越小的攝像機(jī)的體積可以做得更小些 CCD尺寸原來多為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 2 CCD像素 這是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 每一個元素稱為像素 像素越多 圖像越清晰 現(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素劃界 38萬像素以上者為高清晰度攝像機(jī) 2 CCD主要技術(shù)指標(biāo) 22 3 水平分辨率 分辨率是用電視線 簡稱線 來表示的 彩色攝像頭的分辨率在330 500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 4 最小照度 最小照度也稱為靈敏度 表示CCD對環(huán)境光線的敏感程度 或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線 照度的單位是勒克斯 lx 數(shù)值越小 表示需要的光線越少 攝像頭也越靈敏 黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0 02 0 5lx 彩色攝像機(jī)多在1lx以上 另外 攝像機(jī)的靈敏度還與鏡頭有關(guān) 0 97lx F0 75相當(dāng)于2 5lx F1 2 也相當(dāng)于3 4lx F1 水平分辨率 23 5 信噪比 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)量優(yōu)良 不出現(xiàn)噪聲 6 視頻輸出 多為1Vpp 75 均采用BNC接頭 7 掃描制式 有PAL制 隔行掃描 和NTSC制 逐行掃描 之分 中國大陸采用PAL制式 黑白為CCIR 標(biāo)準(zhǔn)為625行 50場 日本為NTSC制式 標(biāo)準(zhǔn)為525行 60場 黑白為EIA 一般只在醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式 8 攝像機(jī)電源 交流有220V 110V 24V 直流為12V或9V PAL系統(tǒng)多為220VAC類電源 微型攝像機(jī)多為12VDC或9VDC類電源 24 3 CCD彩色攝像機(jī)的可調(diào)整功能1 同步方式的選擇 1 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)部的同步信號發(fā)生電路 晶體振蕩電路 產(chǎn)生同步信號來完成操作 外同步 利用外同步信號發(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現(xiàn)同步 可將攝像機(jī)信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步 3 CCD的可調(diào)整功能 25 電源同步 也稱之為線性鎖定或行鎖定 linelock 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 對于多臺攝像機(jī)系統(tǒng) 利用外同步 使每一臺攝像機(jī)可以在同樣的條件下同步作業(yè) 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 對于多攝像機(jī)系統(tǒng)固定外同步 只要所有的視頻輸入信號是垂直同步的 則在變換攝像機(jī)輸出時 就不會造成畫面失真 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 甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步 此時可采取下述兩種措施 26 一是均采用同一個外同步信號發(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 二是調(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 其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點同相的 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)整范圍為0 360 27 2 自動增益控制所有攝像機(jī)都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用的水準(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 即在低照度時自動增加攝像機(jī)的靈敏度 從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像 自動增益控制 28 3 背景光補償通常 攝像機(jī)的AGC工作點是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的 但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標(biāo) 則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目標(biāo)是不夠合適的 背景光補償有可能改善前景目標(biāo)的顯示狀況 當(dāng)背景光補償為開啟時 攝像機(jī)僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點 此時如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時 則前景目標(biāo)的可視性有望改善 背景光補償 29 4 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間來操縱快門的 電子快門控制攝像機(jī)CCD的累積時間 當(dāng)電子快門關(guān)閉時 對于NTSC攝像機(jī) 其CCD累積時間為1 60s 對于PAL攝像機(jī) 則為1 50s 當(dāng)攝像機(jī)的電子快門打開時 對于NTSC攝像機(jī) 其電子快門以261步覆蓋從1 60s到1 10000s的范圍 對于PAL型攝像機(jī) 其電子快門則以311步覆蓋從1 50s到1 10000s的范圍 當(dāng)電子快門速度增加時 在每個視頻場允許的時間內(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動圖像會產(chǎn)生一個 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 電子快門 30 5 白平衡調(diào)整 1 自動白平衡 自動白平衡有下述兩種工作方式 連續(xù)方式 此時白平衡設(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2800 6000K 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 連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果 白平衡調(diào)整 31 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?其范圍為2300 10000K 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 32 2 手動白平衡 開手動白平衡將關(guān)閉自動白平衡 此時改變圖像的紅色或藍(lán)色狀況有多達(dá)107個等級供調(diào)節(jié) 如增加或減少紅色各一個等級 增加或減少藍(lán)色各一個等級 除此之外 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 33 6 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)進(jìn)行色彩調(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 此時將紅色向洋紅色移動一步 紅色 黃色色彩減少 此時將紅色向黃色移動一步 藍(lán)色 黃色色彩增加 此時將藍(lán)色向青藍(lán)色移動一步 藍(lán)色 黃色色彩減少 此時將藍(lán)色向洋紅色移動一步 色彩調(diào)整 34 7 數(shù)字化式的調(diào)整控制方法新型攝像機(jī)對前述各項可選參數(shù)的調(diào)整采用數(shù)字式調(diào)整控制 此時不必手動調(diào)節(jié)電位計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 增加了機(jī)子的穩(wěn)定性和可靠性 數(shù)字化式的調(diào)整控制 35 4 攝像機(jī)的選擇攝像機(jī)分為彩色和黑白兩種 一般黑白攝像機(jī)要比彩色的靈敏度高 比較適合于光線不足的地方 如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動情況 可采用黑白攝像機(jī) 如果要分辨被攝像物體的細(xì)節(jié) 比如分辨衣服和景物的顏色 則采用彩色的比較好 在選擇攝像機(jī)時具體應(yīng)注意如下一些要素 4 攝像機(jī)的選擇 36 1 CCD芯片的尺寸CCD芯片是攝像頭的核心 CCD的成像尺寸越小則攝像機(jī)的體積可以做得越小 在相同的光學(xué)鏡頭下 成像尺寸越大 視場角越大 如表1 2 CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸 CCD的成像尺寸以前常用的有1 2英寸 1 3英寸等 目前采用的芯片大多數(shù)為1 3英寸和1 4英寸 CCD芯片的尺寸 37 表1 2CCD芯片的成像尺寸 38 2 分辨率的選擇評估攝像機(jī)分辨率的指標(biāo)是水平分辨率 其單位為線對 即成像后可以分辨的黑白線對的數(shù)目 常用的黑白攝像機(jī)的分辨率一般為380 600線 彩色的為380 480線 其數(shù)值越大成像越清晰 一般的監(jiān)視場合 用400線左右的黑白攝像機(jī)就可以滿足要求 而對于醫(yī)療 圖像處理等特殊場合 用600線的攝像機(jī)能得到更清晰的圖像 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 分辨率的選擇 39 3 成像靈敏度通常用最低環(huán)境照度要求來表明攝像機(jī)靈敏度 2 3lx屬一般照度 現(xiàn)在也有低于1lx的普通攝像機(jī)問世 月光級和星光級等高增感度攝像機(jī)可工作在很暗的條件下 如0 1lx的攝像機(jī)用于普通的監(jiān)視場合 在夜間使用或環(huán)境光線較弱時 推薦使用0 02lx的攝像機(jī) 與近紅外燈配合使用時 也必須使用低照度的攝像機(jī) 成像靈敏度 40 4 電子快門電子快門的時間在1 50 1 100000s之間 攝像機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動電子快門方式 可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動調(diào)節(jié)快門時間 得到清晰的圖像 有些攝像機(jī)允許用戶自行手動調(diào)節(jié)快門時間 以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場合 電子快門 41 5 外同步與外觸發(fā)外同步是指不同的視頻設(shè)備之間用同一同步信號來保證視頻信號的同步 它可保證不同的設(shè)備輸出的視頻信號具有相同的幀 行的起止時間 為了實現(xiàn)外同步 需要給攝像機(jī)輸入一個復(fù)合同步信號 C sync 或復(fù)合視頻信號 外同步并不能保證用戶從指定時刻得到完整的連續(xù)的一幀圖像 要實現(xiàn)這種功能 必須使用特殊的具有外觸發(fā)功能的攝像機(jī) 外同步與外觸發(fā) 42 6 光譜響應(yīng)特性CCD器件由硅材料制成 對近紅外比較敏感 光譜響應(yīng)可延伸至1 0 m左右 其響應(yīng)峰值為綠光 550nm 夜間隱蔽監(jiān)視時 可以用近紅外燈照明 人眼看不清環(huán)境情況 在監(jiān)視器上卻可以清晰成像 由于CCD傳感器表面有一層吸收紫外線的透明電極 所以CCD對紫外光不敏感 彩色攝像機(jī)的成像單元上有紅 綠 藍(lán)三色濾光條 所以彩色攝像機(jī)對紅外光 紫外光均不敏感 光譜響應(yīng) 頻率 可見光 紫外線紅外線波長范圍775 1500nm 紫外線的波長范圍在100 400nm 43 7 鏡頭安裝方式鏡頭安裝方式常見的有C和CS方式 二者間的不同之處在于感光距離不同 即鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面 攝像機(jī)CCD光電感應(yīng)器應(yīng)處的位置 的距離不同 C型接口此距離為17 5mm CS型接口此距離為12 5mm C型鏡頭與C型攝像機(jī) CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使用 C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個5mm的C CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用 CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無法配合使用 鏡頭安裝方式 44 5 DSP攝像機(jī) 1 由于采用了數(shù)字檢測和數(shù)字運算技術(shù)而具有智能化背景光補償功能 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)是將一個畫面劃分成48個小處理區(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) 5 DSP攝像機(jī) 45 2 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)是將一個畫面分成48個小處理區(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 可將由攝像機(jī)彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少 46 6 紅外線攝像機(jī)紅外線攝影機(jī) INFRA REDCAMERA 是采用紅外光源成像的攝影機(jī) 原則上可以用于零照度的監(jiān)控環(huán)境 可見光 指紅橙黃綠青藍(lán)紫光 是人眼可見之光 它的波長大約為380 775nm 紅色光波再上去之光波謂之紅外線 它的波長大約為775 1500nm 紅外線人眼是無法看到的 就如同手機(jī)的電波人眼也無法看到一樣 6 紅外線攝像機(jī) 47 要實現(xiàn)紅外線的夜視 相當(dāng)于在全黑的環(huán)境里能看到東西 這必須有一個媒介 這個媒介就是CCD攝影機(jī) CCD攝影機(jī)除了對可見光之反射有感應(yīng)之外 它對于紅外光之反射也一樣有感應(yīng) 紅外線這個我們看不到的光 它卻看得到 而將CCD攝影機(jī)所得到的信號輸送到電視機(jī)轉(zhuǎn)換成影像 于是我們也能看到它所看到的了 紅外線可以透視絲質(zhì)或尼龍 石化 材質(zhì)等布料 就像X光可以透視人體一樣 不同波長的光波各有不同程度的透視能力 但人眼看不見紅外線 一樣要透過CCD攝影機(jī)當(dāng)媒介將其轉(zhuǎn)換成我們看得見的電視畫面 48 所以紅外線只可被攝影機(jī)感應(yīng) 無法被肉眼看見 可用于夜晚輔助照明 而又不讓人知道 這些特性使得紅外線攝影機(jī)在監(jiān)控領(lǐng)域被大量使用 紅外線攝影機(jī)按其拍照距離有10m 50m 100m之分 49 表1 3參考環(huán)境照度 參考環(huán)境照度表 50 7 低照度攝像機(jī)1 晝夜型攝像機(jī) Color Mono 晝夜型攝像機(jī)也即白天彩色 晚上黑白攝像機(jī) 它是利用黑白影像對紅外線感度較高的特點 在一定的光源條件下 利用線路切換的方式將影像由彩色轉(zhuǎn)為黑白 以便于搭配紅外線 在彩色 黑白線路轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進(jìn)過程中 此類攝像機(jī)已采用單一CCD 彩色 設(shè)計 在白天或光源充足時為彩色攝像機(jī) 當(dāng)夜晚降臨或光源不足時 一般在1 3lx 即利用數(shù)字電路將彩色信號消除掉 成為黑白影像 且為了搭配紅外線 亦拿掉了彩色攝像機(jī)不可缺的紅外線濾除器 7 低照度攝像機(jī) 51 晝夜型攝像機(jī)的照度在國內(nèi)市場上最低標(biāo)示數(shù)值甚至為0lx 但真正的 低照度攝像機(jī) 應(yīng)指攝像機(jī)本身所采用的組件技術(shù)可達(dá)到的功能 而白天彩色 晚上黑白的攝像機(jī)因受限于CCD感度 本身并無法改變 只是利用線路切換及搭配紅外光的方式將功能提升 不能算是低照度攝像機(jī) 目前此類攝像機(jī)在市場上仍有其特定的需求群 52 2 低速快門攝像機(jī) SlowShutter 此類攝像機(jī)又稱為 畫面 累積型攝像機(jī) 是利用計算機(jī)內(nèi)存技術(shù) 連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來 成為一個影像清晰的畫面 此類攝像機(jī)獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像上的曝光量 從而提高攝像機(jī)對單幀圖像的靈敏度 這種方式也可以獲得較低的照度指針 但是需要降低圖像的連貫程度 此類攝像機(jī)進(jìn)口品牌的領(lǐng)先水平一般運用SlowShutter技術(shù)降低攝像機(jī)照度至0 008lx F1 2 128 并且畫面能夠累積到128幀 53 3 超感度攝像機(jī)超感度攝像機(jī) ExviewHAD 又稱24小時攝像機(jī) 采用ExviewHAD技術(shù)實現(xiàn)一般的超低照度攝像功能 其彩色照度可達(dá)0 05lx 黑白則可達(dá)0 003 0 001lx 亦可搭配紅外線以達(dá)0lx 不僅能清晰地辨識影像 更可實現(xiàn)對實時連續(xù)畫面的攝像 采用ExviewHADCCD的攝像機(jī) 對外界光線的敏感程度會大大提高 在各種光照環(huán)境下均可表現(xiàn)出最佳的效果 特別是配合專用的紅外照明設(shè)備 可以得到高清晰度的黑白圖像 實現(xiàn)0照度的監(jiān)控 完全無光的情況下 在近紅外760 1100mm的區(qū)域 如果配合合適波長的紅外照明 就可以實現(xiàn)清晰的黑白圖像 54 如表7 4所示是韓國品牌ABELL閉路監(jiān)控系統(tǒng)高速球型攝像機(jī)的產(chǎn)品說明及技術(shù)參數(shù) 8 高速球型攝像機(jī) 8 高速球型攝像機(jī) 高速球型攝像機(jī)可實現(xiàn)多協(xié)議兼容多種主機(jī) 無極滑環(huán) 定點預(yù)置 快速巡航 其主要技術(shù)參數(shù) 6秒以內(nèi)快速定位 64個以上預(yù)置位 變焦 變倍 自動聚焦 480TVL 0 02lx 光學(xué)變焦 數(shù)字變焦 55 ABELL高速球型攝像機(jī)的產(chǎn)品說明及技術(shù)參數(shù) 56 續(xù)表 57 58 1 2鏡頭鏡頭 LENS 一般采用許多單元的透鏡組合而成 基本為凸透鏡和凹透鏡 凸透鏡的作用是聚光成像 凹透鏡的作用是散光不成像 一般鏡頭可視為像凸透鏡這樣的會聚透鏡 這里其光學(xué)特性滿足 S為像距 S 為物距 f為焦距 通常把短焦距 視場角大于50 如f 10mm左右 的鏡頭稱為廣角鏡頭 把更短焦距 如f 4mm 的鏡頭叫做超廣角鏡頭 同時把很長焦距 如f 50mm 的鏡頭稱為望遠(yuǎn) 或遠(yuǎn)攝 鏡頭 介于短焦和長焦之間 4 50mm 的鏡頭就叫標(biāo)準(zhǔn)鏡頭 鏡頭 59 鏡頭圖 60 凸透鏡 61 凸透鏡2 62 1 鏡頭的種類 1 按光圈調(diào)整方式分為手動光圈鏡頭和自動光圈鏡頭 2 按焦距尺寸是否可變分為定焦距鏡頭和變焦距鏡頭 3 按鏡頭聚焦分為手動聚焦鏡頭和自動聚焦鏡頭 4 焦距尺寸或視場角大小如下 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭 視角30 左右 使用范圍較廣 遠(yuǎn)攝鏡頭 視角20 以內(nèi) 可在遠(yuǎn)距離情況下拍攝 廣角鏡頭 視角50 以上 觀察范圍較大 近處圖像有變形 超廣角鏡頭 視角90 以上 觀察范圍更大 圖像變形大 鏡頭的種類 63 5 從鏡頭焦距上分為 短焦距鏡頭 因入射角較寬 可提供一個較寬廣的視野 中焦距鏡頭 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭 焦距的長度視CCD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 64 6 鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項目如下 三可變鏡頭 光圈 聚焦 焦距為人為控制 兩可變鏡頭 自動光圈 聚焦 焦距為人為控制 一可變鏡頭 自動光圈 自動聚集 僅變焦距可人為控制 7 鏡頭尺寸 有1 4 1 3 1 2 2 3和1英寸鏡頭規(guī)格 鏡頭調(diào)整 65 8 鏡頭結(jié)構(gòu)及不同使用條件 一般分為普通鏡頭 針孔鏡頭和其他特種鏡頭 一般地 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的視角在30 左右 在1 2英寸CCD攝像機(jī)中 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為12mm 在1 3英寸CCD攝像機(jī)中 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距定為8mm 長焦鏡頭的視角在20 以內(nèi) 焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米 廣角鏡頭的視角在90 度以上 焦距可小于幾毫米 可提供較寬廣的視景 變焦鏡頭的鏡頭焦距連續(xù)可變 焦距可以從廣角變到長焦 焦距越長成像越大 遠(yuǎn)攝鏡頭的視角在20 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像放大 但使觀察范圍變小 針孔鏡頭鏡頭直徑約幾毫米 可隱蔽安裝 用于隱蔽觀察 經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等的地方 66 2 選擇鏡頭的技術(shù)指標(biāo)1 鏡頭的成像尺寸應(yīng)與攝像機(jī)CCD靶面尺寸相一致 如前所述 有1英寸 2 3英寸 1 2英寸 1 3英寸 1 4英寸 1 5英寸等規(guī)格 鏡頭的技術(shù)指標(biāo) 67 2 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 但對用戶而言 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)為計量單位 計算公式為 由于攝像機(jī)CCD靶面大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 如1 2英寸攝像機(jī) 其靶面為寬6 4mm 高4 8mm 1 3英寸攝像機(jī)為寬4 8mm 高3 6mm 因此 對1 2英寸格式的CCD靶面 鏡頭的最低分辨率應(yīng)為38對線 mm N 180 4 8 對1 3英寸格式的攝像機(jī) 鏡頭的分辨率應(yīng)大于50對線 N 180 3 6 攝像機(jī)的靶面越小 對鏡頭的分辨率越高 68 CCD靶面尺寸 CCD靶面規(guī)格尺寸 mm 69 3 鏡頭焦距鏡頭焦距是透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點處的距離 單位一般為毫米或英寸 常見的如4mm 6mm 8mm 3 5 8mm 被攝物體的大小 距離與焦距成特定的關(guān)系 設(shè)被攝物體的高度和寬度分別為V 垂直 H 水平 被攝物體與鏡頭間的距離為D 鏡頭的焦距為f 靶面成像的高度和寬度分別為v h 則覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計算 70 舉例說明 當(dāng)選用1 2inCCD時 圖像尺寸v 4 8mm 垂直 h 6 4mm 水平 鏡頭至景物距離D 3500mm 景物的實際高度為V 2500mm 景物的實際寬度 水平 可由公式H 1 333V 4 3 這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定 將以上參數(shù)代入計算式中 可得f 4 8 3500 2500 6 72mm選用6mm定焦鏡頭即可 舉例 71 1 定焦距 焦距固定不變 可分為有光圈和無光圈兩種 有光圈 鏡頭光圈的大小可以調(diào)節(jié) 根據(jù)環(huán)境光照的變化 應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)光圈的大小 光圈的大小可以通過手動或自動調(diào)節(jié) 人為手工調(diào)節(jié)光圈的稱為手動光圈 鏡頭自帶微型電機(jī)自動調(diào)整光圈的稱為自動光圈 無光圈 即定光圈 其通光量是固定不變的 主要用于光源恒定或攝像機(jī)自帶電子快門的情況 2 變焦距 焦距可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整 使被攝物體的圖像放大或縮小 常用的變焦鏡頭為六倍 十倍變焦 目前市場上有 16 18 22 23 27倍變焦可選 72 4 視場角視場角是指攝像機(jī)水平視覺度數(shù)及垂直視覺度數(shù) 攝取景物的鏡頭視場角是極為重要的參數(shù) 鏡頭視場角隨鏡頭焦距及攝像機(jī)規(guī)格大小而變化 其變化關(guān)系如前所述 攝像機(jī)的水平視覺度數(shù)及垂直視覺度數(shù)與攝像機(jī)CCD靶面尺寸h v及鏡頭焦距f之間有如下關(guān)系 水平視覺度數(shù) 2arctan h 2f 垂直視覺度數(shù) 2arctan v 2f 首先根據(jù)攝像機(jī)到被監(jiān)控目標(biāo)的距離 選擇鏡頭的焦距 鏡頭焦距確定后 則由攝像機(jī)靶面決定視野 視場角 73 常用鏡頭的水平視場角 幾種常用鏡頭的水平視場角 74 5 光圈和通光量光圈是位于攝像機(jī)鏡頭內(nèi)部的可以調(diào)節(jié)的光學(xué)機(jī)械部件 可用來控制通過鏡頭的光線的多少 鏡頭光圈的數(shù)量指標(biāo)一般用通光量表示 鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量 以F為標(biāo)記 F取值以鏡頭的焦距 和通光孔徑d的比值來衡量 F f d 每個鏡頭上均標(biāo)有其最大的F值 通光量與F值的平方成反比關(guān)系 F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 光圈和通光量 75 6 相對孔徑為了控制通過鏡頭的光通量的大小 在鏡頭的后部均設(shè)置了光圈 假定光圈的有效孔徑為d 由于光線折射的關(guān)系 鏡頭實際的有效孔徑為D 比d大 D與焦距f之比定義為相對孔徑A 即A D f 鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定被攝像的照度 像的照度與鏡頭的相對孔徑的平方成正比 一般習(xí)慣上用F f D 即相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光圈的大小 常用的F 1 4 F值越小 光圈越大 到達(dá)CCD芯片的光通量就越大 所以在焦距f相同的情況下 F值越小 表示鏡頭曝光特性越好 相對孔徑 76 3 手動光圈和自動光圈鏡頭有手動光圈 manualiris 和自動光圈 autoiris 之分 自動光圈是指鏡頭內(nèi)的隔膜裝置 可根據(jù)電視攝像機(jī)傳來的視頻信號自行調(diào)節(jié) 以適應(yīng)光照強度的變化 光圈隔膜通過打開或關(guān)閉光圈來控制通過鏡頭傳送的光線 典型的補償范圍是10000 1到300000 1 配合攝像機(jī)的使用 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 自動光圈鏡頭有兩種驅(qū)動方式 手動光圈和自動光圈 77 1 視頻輸入型 VideodriverwithAmp 它將一個視頻信號及電源從攝像機(jī)輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈 這種視頻輸入型鏡頭內(nèi)包含有放大器電路 用以將攝像機(jī)傳來的視頻信號轉(zhuǎn)換成對光圈馬達(dá)的控制 2 DC輸入型 DCdrivernoAmp 它利用攝像機(jī)上的直流電壓來直接控制光圈 這種鏡頭內(nèi)只包含電流計式光圈馬達(dá) 攝像機(jī)內(nèi)沒有放大器電路 這兩種驅(qū)動方式產(chǎn)品不具可互換性 但現(xiàn)已有通用型自動光圈鏡頭推出 78 采用自動光圈鏡頭 對于下列應(yīng)用情況是理想的選擇 在諸如太陽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 要求在整個視野有良好的聚焦時 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 應(yīng)使用自動光圈鏡頭 79 4 定焦鏡頭和變焦鏡頭定焦 變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場景范圍的大小 以及所要求被監(jiān)視場景畫面的清晰程度 變焦鏡頭是指焦平面的位置固定 而焦距可連續(xù)調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng) 變焦是通過移動鏡頭內(nèi)部的鏡片 改變它們之間的相對位置而實現(xiàn)的 這樣就可以在一定范圍內(nèi)改變鏡頭的焦距長度和視角 在鏡頭規(guī)格 鏡頭規(guī)格一般分為1 3英寸 1 2英寸和2 3英寸等 一定的情況下 鏡頭焦距與鏡頭視場角的關(guān)系為 鏡頭焦距越長 其鏡頭的視場角就越小 在鏡頭焦距一定的情況下 鏡頭規(guī)格與鏡頭視場角的關(guān)系為 鏡頭規(guī)格越大 其鏡頭的視場角也越大 定焦鏡頭和變焦鏡頭 80 所以由以上關(guān)系可知 在鏡頭物距一定的情況下 隨著鏡頭變焦 變倍 變大 在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就越小 但畫面細(xì)節(jié)越來越清晰 而隨著鏡頭變焦 變倍 變小 在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就增大 但其畫面細(xì)節(jié)越來越模糊 在鏡頭規(guī)格及鏡頭焦距一定的前提下 CS型接口鏡頭的視場角將大于C型接口鏡頭的視場角 鏡頭視場角又分為圖像水平視場角和圖像垂直視場角 且圖像水平視場角大于圖像垂直視場角 通常我們所講的視場角一般是指鏡頭的圖像水平視場角 81 可變焦 倍 鏡頭 vari focuslens 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 同時又可提供一個寬廣視景 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現(xiàn) 對于一般變焦 倍 鏡頭而言 由于其最小焦距通常為6 0mm左右 故其變焦 倍 鏡頭的最大視場角為45 左右 如將此種鏡頭用于這種狹小的被監(jiān)視環(huán)境中 其監(jiān)視死角必然增大 雖然可通過對前端云臺進(jìn)行操作控制 以減少這種監(jiān)視死角 但這樣必將會增加系統(tǒng)的工程造價 系統(tǒng)需增加前端譯碼器 云臺 防護(hù)罩等 以及系統(tǒng)操控的復(fù)雜性 所以在這種環(huán)境中 不宜采用變焦 倍 鏡頭 82 5 伸縮鏡頭 ZoomLens 伸縮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 所以也常被稱為變倍鏡頭 典型的光學(xué)放大規(guī)格有6倍 6 0 36mm F1 2 8倍 4 5 36mm F1 6 10倍 8 0 80mm F1 2 12倍 6 0 72mm F1 2 20倍 10 200mm F1 2 等檔次 并以電動伸縮鏡頭應(yīng)用最為普遍 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 伸縮鏡頭 83 在自動伸縮鏡頭中 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)動的 而預(yù)置則是通過鏡頭內(nèi)的電位計預(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 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 自動聚集 84 伸縮鏡頭由于在一個鏡頭內(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 典型的光學(xué)放大規(guī)格有諸如6 20倍等不同檔次 并以電動縮放鏡頭 ZoomLens 應(yīng)用最為普遍 縮放 變焦鏡頭 VariFocalLens 是變焦鏡頭配合縮放鏡頭功能 焦距連續(xù)可變 可將遠(yuǎn)距離物體放大 又可提供一個寬廣視景 使監(jiān)視寬度增加 日本Kowa公司提供從1 6 3 4mm的寬角度鏡頭到15 0 300mm的遠(yuǎn)距鏡頭 按變焦鏡頭參數(shù)可調(diào)整的項目劃分有 85 三可變鏡頭 光圈 聚焦 焦距均需人為調(diào)節(jié) 二可變鏡頭 通常是自動光圈鏡頭 而聚焦和焦距需人為調(diào)節(jié) 單可變鏡頭 一般是自動光圈和自動聚焦的鏡頭 而焦距 變焦 變倍 需人為手動調(diào)節(jié) 86 在這種環(huán)境中也可考慮選用變焦 倍 鏡頭 電動三可變鏡頭 這可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求以及系統(tǒng)的性能價格比決定 在選用時還應(yīng)考慮兩點 1 在調(diào)節(jié)至最短焦距時 看全景 應(yīng)能滿足覆蓋主要被監(jiān)視場景畫面的要求 2 在調(diào)節(jié)至最長焦距時 看細(xì)節(jié) 應(yīng)能滿足觀察被監(jiān)視場景畫面細(xì)節(jié)的要求 通常情況下 在室內(nèi)的倉庫 車間 廠房等環(huán)境中一般選用6倍或者10倍鏡頭即可滿足要求 而在室外的庫區(qū) 碼頭 廣場 車站等環(huán)境中 可根據(jù)實際要求選用10倍 16倍或20倍鏡頭即可 一般情況下 鏡頭倍數(shù)越大 價格越高 可在綜合考慮系統(tǒng)造價允許的前提下 適當(dāng)選用高倍數(shù)變焦鏡頭 87 6 鏡頭的選用1 手動 自動光圈鏡頭的選用手動 自動光圈鏡頭的選用取決于使用環(huán)境的照度是否恒定 自動光圈用于被照物光線變化較多的場合 手動光圈用于被照物光線穩(wěn)定的場合 對于在環(huán)境照度恒定的情況下 如電梯轎箱內(nèi) 封閉走廊里 無陽光直射的房間內(nèi) 均可選用手動光圈鏡頭 這樣可在系統(tǒng)初裝調(diào)試中根據(jù)環(huán)境的實際照度 一次性調(diào)定鏡頭光圈大小 獲得滿意亮度畫面即可 鏡頭的選用 88 對于環(huán)境照度處于經(jīng)常變化的情況 如隨日照時間而照度變化較大的門廳 窗及大堂內(nèi)等 均需選用自動光圈鏡頭 必須配以帶有自動光圈鏡頭插座的攝像機(jī) 這樣便可以實現(xiàn)畫面亮度的自動調(diào)節(jié) 獲得良好的恒定亮度的監(jiān)視畫面 對于自動光圈鏡頭的控制信號又可分為DC及VIDEO控制兩種 即直流電壓控制及視頻信號控制 這在自動光圈鏡頭的類型選用上 攝像機(jī)自動光圈鏡頭插座的連接方式上 以及選擇自動光圈鏡頭的驅(qū)動方式開關(guān)上 注意三者協(xié)調(diào)配合好即可 89 2 定焦 變焦鏡頭的選用鏡頭是攝像機(jī)的眼睛 正確選擇鏡頭以及良好的安裝與調(diào)整是清晰成像的第一步 當(dāng)前 1 3英寸鏡頭是應(yīng)用的主流 自動光圈鏡頭銷售量最多 變焦鏡頭是應(yīng)用發(fā)展的趨勢 定焦鏡頭從焦距上區(qū)分有短焦距廣角鏡頭 中焦距標(biāo)準(zhǔn)鏡頭 長焦距遠(yuǎn)鏡頭 應(yīng)依據(jù)攝像機(jī)到被監(jiān)視目標(biāo)的距離 來選擇定焦鏡頭 FixedFocalLens 的焦距 變焦鏡頭分手動變焦和電動變焦 電動光圈和自動光圈 兩種 變焦鏡頭在規(guī)則上可以劃分為10倍 6倍和2倍變焦鏡頭 其尺寸有1 3英寸 1 2英寸和1英寸等 定焦 變焦選用 90 選擇變焦鏡頭的原則是鏡頭的規(guī)格不應(yīng)小于攝像機(jī)的規(guī)格 也就是說1 2英寸的鏡頭可以與1 3英寸的攝像機(jī)一起使用 但是1 3英寸的鏡頭就不能夠在1 2英寸的攝像機(jī)上使用 攝像機(jī)鏡頭規(guī)格一般應(yīng)視攝像機(jī)的CCD尺寸而定 兩者應(yīng)相對應(yīng) 即 攝像機(jī)的CCD靶面大小為1 2英寸時 鏡頭應(yīng)選1 2英寸 攝像機(jī)的CCD靶面大小為1 3英寸時 鏡頭應(yīng)選1 3英寸 攝像機(jī)的CCD靶面大小為1 4英寸時 鏡頭應(yīng)選1 4英寸 如果鏡頭尺寸與攝像機(jī)CCD靶面尺寸不一致時 觀察角度將不符合設(shè)計要求 或者發(fā)生畫面在焦點以外等問題 91 3 鏡頭安裝連接方式的選擇 鏡頭安裝方式選擇 鏡頭安裝方式常見的有C和CS方式 二者間的不同之處在于感光距離不同 即鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面 攝像機(jī)CCD光電感應(yīng)器應(yīng)處的位置 的距離不同 C型接口此距離為17 5mm CS型接口此距離為12 5mm C型鏡頭與C型攝像機(jī) CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使用 C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個5mm的C CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用 CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無法配合使用 92 4 非球面鏡頭的選用除傳統(tǒng)的球面鏡頭外 新一代的是非球面鏡頭 AsphericalLens 鏡片研磨的形狀為拋物線 二次曲線 三次曲線或高次曲線 并且在設(shè)計時就考慮到了鏡頭的相差 色差 球差等校正因素 通常一片非球面鏡片就能達(dá)到多個球面鏡片矯正像差的效果 因此可以減少鏡片的數(shù)量 使得鏡頭的精度更佳 清晰度更好 色彩還原更為準(zhǔn)確 鏡頭內(nèi)的光線反射得以降低 鏡頭體積也相應(yīng)縮小 非球面鏡頭的選用 93 非球面鏡頭具有變倍高 物距短 光圈大的特點 變倍高可以簡化鏡頭的種類 物距短可以應(yīng)用在近距離攝像的場合 光圈大則可以適應(yīng)光線較暗的場所 因此應(yīng)用領(lǐng)域日漸寬廣 日本AVENIA的非球面鏡頭產(chǎn)品SSV0770 近攝距離可到30cm 光圈值也可到F1 6 變焦范圍為7 70mm 變倍率高達(dá)10倍 可用于電視監(jiān)控等領(lǐng)域 94 1 3云臺云臺即回轉(zhuǎn)臺 SCANNER PAN TILT 是安裝 固定與移動 水平 垂直 攝像機(jī)的支撐設(shè)備 它分為固定云臺和電動云臺 球型云臺 兩類 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)是由兩臺執(zhí)行電動機(jī)來實現(xiàn)的 電動機(jī)接受來自控制器的信號精確地運行定位 在控制信號的作用下 云臺上的攝像機(jī)既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域 也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象 1 3云臺 95 云臺圖 96 攝像機(jī)安裝于云臺上 可實現(xiàn)攝像機(jī)多個自由度運動 滿足對固定監(jiān)控目標(biāo)的快速定位 或?qū)Υ蠓秶O(jiān)控環(huán)境的全景觀察 對云臺的選擇可以按下列分類來加以區(qū)分 1 按安裝部位劃分室內(nèi)云臺 室內(nèi)使用 抗環(huán)境干擾能力較弱 室外云臺 室外型密封性能好 防水 防塵 負(fù)載大 可全天候型服務(wù) 安裝部位劃分 97 2 按能夠承受負(fù)載的能力劃分輕載云臺 最大負(fù)重20磅 9 08kg 中載云臺 最大負(fù)重50磅 22 7kg 重載云臺 最大負(fù)重100磅 45kg 防爆云臺 用于危險環(huán)境下 能夠防爆和防粉塵點燃的云臺 帶高轉(zhuǎn)矩交流電機(jī)和可調(diào)螺桿驅(qū)動 可負(fù)重100磅 承載能力劃分 98 3 按運動方向劃分水平旋轉(zhuǎn)云臺 僅能實現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)運動 故亦稱為轉(zhuǎn)臺 全方位云臺 既能夠作水平旋轉(zhuǎn)運動 也能夠作垂直俯仰運動 有的還能夠做結(jié)合兩者的復(fù)合運動 運動方向劃分 99 4 按回轉(zhuǎn)范圍劃分水平旋轉(zhuǎn)有0 355 云臺 兩端設(shè)有限位開關(guān) 還有360 自由旋轉(zhuǎn)云臺 可以作任意個360 旋轉(zhuǎn) 垂直俯 仰均為90 現(xiàn)在已出現(xiàn)垂直可做360 并可在垂直回轉(zhuǎn)至后方時自動將影像調(diào)整為正向 autoimageInvertfortilt 的新產(chǎn)品 5 按使用電壓劃分220V交流電壓云臺 24V交流電壓云臺 直流供電云臺 回轉(zhuǎn)范圍劃分 100 6 按旋轉(zhuǎn)速度劃分恒速云臺 只有一檔速度 一般水平旋轉(zhuǎn)速度最小值為6 12 s 垂直俯 仰速度為3 3 5 s 但快速云臺水平旋轉(zhuǎn)和垂直俯仰速度更高 可變速云臺 水平旋轉(zhuǎn)速度范圍為4 400 s 垂直傾斜速度范圍多為0 120 s 但已有最高達(dá)480 s的產(chǎn)品 旋轉(zhuǎn)速度劃分 101 此外 還可以按安裝方式分為側(cè)裝和吊裝 即云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上 按外形分為普通型和球型 球型云臺是把云臺安置在一個半球形 球形防護(hù)罩中 除了防止灰塵干擾圖像外 還有隱蔽 美觀等特點 在挑選云臺時要考慮安裝環(huán)境 安裝方式 工作電壓 負(fù)載大小 也要考慮性能價格比和外型是否美觀 這種云臺要區(qū)別于照相器材中的云臺 照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架 只能通過手來調(diào)節(jié)方位 而監(jiān)控系統(tǒng)所說的云臺是通過控制系統(tǒng)在遠(yuǎn)端可以控制其轉(zhuǎn)動方向 102 1 4防護(hù)罩與固定支架1 防護(hù)罩防護(hù)罩是監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組件 它是保證攝像機(jī)和鏡頭有良好的工作環(huán)境的輔助性防護(hù)裝置 它將二者包含于其中 使攝像機(jī)在有灰塵 雨水 高溫 低溫等情況下可以正常使用 1 4防護(hù)罩與固定支架 103 防護(hù)罩一般分為兩類 一類是室內(nèi)用防護(hù)罩 以裝飾性 隱蔽性和防塵為主要目標(biāo) 這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡單 價格便宜 其主要功能是防止攝像機(jī)落灰并有一定的安全防護(hù)作用 如防盜 防破壞等 另一類是室外用防護(hù)罩 這種防護(hù)罩一般為全天候防護(hù)罩 即無論刮風(fēng) 下雨 下雪 高溫 低溫等惡劣情況 都能使安裝在防護(hù)罩內(nèi)的攝像機(jī)正常工作 因而這種防護(hù)罩具有降溫 加溫 防雨 防雪等功能 同時 為了在雨雪天氣仍能使攝像機(jī)正常攝取圖像 一般在全天候防護(hù)罩的玻璃窗前安裝有可控制的雨刷 目前較好的全天候防護(hù)罩是采用半導(dǎo)體器件加溫和降溫的防護(hù)罩 這種防護(hù)罩內(nèi)裝有半導(dǎo)體元件 既可自動加溫 也可自動降溫 并且功耗較小 104 2 支架支架 MOUNTINGBRACKET 是固定云臺及攝像機(jī) 防護(hù)罩的安裝部件 一般方式為在支架上安裝云臺 再將帶或不帶防護(hù)罩的攝像機(jī)固定在云臺上 制作支架的材料有塑料 金屬鍍鉻 壓鑄 室外支架主要考慮負(fù)載能力是否合乎要求 再有就是安裝位置 支架多種多樣 依使用環(huán)境不同和結(jié)構(gòu)不同 主要有以下類型 1 天花板頂基支架 一端固定在天花板上 另一端為可調(diào)節(jié)方向的球形旋轉(zhuǎn)頭或可調(diào)傾斜度的平臺 以便攝像機(jī)對準(zhǔn)不同的方位 有直管圓柱形和T形之分 支架 105 2 墻壁安裝型支架 一端固定在墻壁上 其垂直平面用于安裝攝像機(jī)或云臺 對于無云臺的攝像機(jī)系統(tǒng) 其攝像機(jī)可以直接固定在支架上 也可以固定在支架上的球形旋轉(zhuǎn)接頭或可調(diào)傾斜平臺上 3 墻用支架加上安裝連板可構(gòu)成墻角支架 墻角支架加上圓柱安裝連板 可將其安裝在圓柱桿上 106 1 5視頻監(jiān)視器 1 監(jiān)視器類型的選擇應(yīng)與前端攝像機(jī)類型基本匹配 黑白攝像機(jī)一般具有分辨率較高的特點 且價格較為低廉 在以黑白攝像機(jī)為主構(gòu)成的系統(tǒng)中 宜采用黑白監(jiān)視器 2 對于不僅要求看得清楚而且具有彩色要求的場合 隨著大量使用彩色CCD攝像機(jī) 此時視頻圖像的顯示必然用彩色監(jiān)視器 但此時對彩色監(jiān)視器分辨率的選擇要適中 350 400線是較理想的標(biāo)準(zhǔn) 1 5視頻監(jiān)視器 107 3 600 800線分辨率的高檔CRT彩色監(jiān)視器 其刷新率一般為每秒75 80幀 只宜用在圖像質(zhì)量要求極高的場合 4 監(jiān)視器有不同的掃描制式 選用時應(yīng)注意 黑白有EIA 美規(guī) 與CCIR 歐規(guī) 彩色亦有NTSC 美規(guī) 與PAL 歐規(guī) 美規(guī)地區(qū)大致為加拿大 美國 中美一些國家 韓國 日本 臺灣及菲律賓 其它國家大致為歐規(guī) 108 5 對于閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)而言 特別是在經(jīng)費不太富裕的條件下 選用價格相對便宜的彩電是可行的折衷方案之一 但必須具有視頻輸入端子 6 監(jiān)視器屏幕大小的選擇 應(yīng)以與視頻圖像相匹配為原則 用于顯示多畫面分割器輸出圖像的監(jiān)視器 由于一屏上有多個攝像機(jī)輸出圖像 因此宜采用大屏幕的監(jiān)視器 109 1 6多畫面分割器1 應(yīng)用原理多畫面分割器的基本工作原理是采用圖像壓縮和數(shù)字化處理的方法 把幾個畫面按同樣的比例壓縮在一個監(jiān)視器屏幕上 有的還帶有內(nèi)置順序切換器的功能 此功能可將各攝像機(jī)輸入的全屏畫面按順序和間隔時間輪流輸出顯示在監(jiān)視器上 如同切換主機(jī)輪流切換畫面那樣 并可用錄像機(jī)按上述的順序和時間間隔記錄下來 其間隔時間一般是可調(diào)的 多畫面分割器一般有報警輸入 輸出接口 可與報警系統(tǒng)聯(lián)動 報警時可調(diào)用全屏畫面并產(chǎn)生報警輸出信號啟動錄像機(jī)或其它相關(guān)設(shè)備 也就是說 當(dāng)報警信號產(chǎn)生時 與該警報相關(guān)區(qū)域的場景將以全屏畫面顯示出來 并可自動錄像 用戶可自行設(shè)定警報的持續(xù)時間和錄像的持續(xù)時間 報警輸入接口數(shù)目與畫面輸入數(shù)目相同 1 6多畫面分割器 110 多畫面分割器的主要性能如下 1 全壓縮圖像 數(shù)字化處理彩色 黑白畫面 2 四路 或九路 十六路 視頻輸入并帶有四路 或九路 十六路 的環(huán)接輸出 3 內(nèi)置可調(diào)校時間的順序切換器和獨立的切換輸出 根據(jù)攝像機(jī)的編號對全屏畫面按順序切換顯示 每路畫面的顯示時間可由用戶自己進(jìn)行優(yōu)化編程調(diào)整 4 高解像度以及實時更新率 畫面指標(biāo)為512 512像素 更新率為25 30場 s 5 錄像帶重放時可實現(xiàn)1 4 或1 9 1 16 畫面到全屏畫面變焦 還原為實時全屏畫面 111 6 與標(biāo)準(zhǔn)的SUPER VHS錄像機(jī)兼容 有的還具有S VHS接口 7 有報警輸入 輸出接口 可與報警系統(tǒng)聯(lián)動 進(jìn)行監(jiān)控和導(dǎo)引 8 八個字符的攝像機(jī)名稱 用戶可以自己編程設(shè)定給每個攝像機(jī)最多達(dá)八個字符的名稱 9 報警畫面疊加 視頻信號丟失指標(biāo) 該功能可以方便用戶快速檢查出出現(xiàn)信號丟失的原因 10 設(shè)置屏幕菜單編程 調(diào)用 編程簡單 操作容易 人 機(jī)界面友好 11 電子保險鎖 用戶可自行設(shè)定密碼 被允許的操作者才能進(jìn)行系統(tǒng)的操作 112 2 四畫面分割器簡介畫面分割器有四分割 九分割 十六分割幾種 可以在一臺監(jiān)視器上同時顯示4 9 16個攝像機(jī)的圖像 也可以送到錄像機(jī)上記錄 四畫面分割器是最常用的設(shè)備之一 它是多畫面分割器中的低價適用產(chǎn)品 其性能價格比較好 圖像的質(zhì)量和連續(xù)性可以滿足大部分要求 其產(chǎn)品一般具備以下功能 1 具備4個或8個攝像機(jī)輸入端子 通常有兩個視頻輸出端子 一路為錄像輸出 輸出四畫面圖像供記錄 另一路為視頻輸出 供與監(jiān)視器相連 可選擇顯示單一畫面圖像 也可順序顯示4路輸入圖像 113 2 四畫面分割器的影像處理技術(shù)是將四個視頻信號同時進(jìn)行數(shù)位處理 將每一個全畫面縮小成1 4的畫面大小并放置于不同位置 從而在監(jiān)視器上組合成四畫面分割顯示 由于四畫面分割器是同時處理四個畫面信號 因此可以作實時錄像與監(jiān)視 畫面動作不會有延遲現(xiàn)象 3 具有雙工性能的裝置 在回放時可放送四分割畫面 也可指定某一畫面作放大監(jiān)視 但是畫面品質(zhì)較粗糙 質(zhì)量不高 114 4 各畫面上可顯示多個英文或數(shù)字 以標(biāo)明攝像機(jī)號和位置信息 字?jǐn)?shù)一般最多為8個 5 可以與報警探測器或視頻移動探測器構(gòu)成的報警系統(tǒng)連動 6 具有快速放像功能 靜止畫面功能 時間發(fā)生器 單道聲音輸出等功能 九分割和十六分割價格較貴 而且分割后每路圖像的分辨率和連續(xù)性都會下降 錄像效果不好 另外還有六分割 八分割 雙四分割設(shè)備 但圖像比率 清晰度 連續(xù)性并不理想 市場使用率更小 大部分分割器除了可以同時顯示圖像外 也可以顯示單幅畫面 可以疊加時間和字符 設(shè)置自動切換 聯(lián)接報警器材 115 1 7視頻分配器視頻分配器 VideoDistributier 可將一路視頻信號轉(zhuǎn)變成多路信號 將一個影像信號分配給多個接收源 輸送到多個顯示與控制設(shè)備 一般是一路視頻信號對應(yīng)一臺監(jiān)視器或錄像機(jī) 若想將一臺攝像機(jī)的圖像送給多個管理者查看 最好選擇視頻分配器 由于并聯(lián)視頻信號衰減較大 送給多個輸出設(shè)備后由于阻抗不匹配等原因 圖像會嚴(yán)重失真 線路也不穩(wěn)定 視頻分配器則可以實現(xiàn)阻抗的匹配 還有視頻信號的增益 使視頻信號可以同時送給多個輸出設(shè)備而不受影響 1 7視頻分配器 116 1 8視頻放大器當(dāng)視頻傳輸距離比較遠(yuǎn)時 最好采用線徑較粗的視頻線 同時可以在線路內(nèi)增加視頻放大器以增強信號強度 實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸 視頻放大器 VideoAmplifier 可以增強視頻的亮度 色度和同步信號 但線路內(nèi)干擾信號也會被放大 另外 回路中不能串接太多視頻放大器 否則會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象 導(dǎo)致圖像失真 1 8視頻放大器 117 通常視頻分配器除提供多路獨立視頻輸出外 兼具視頻信號放大功能 故也稱為視頻分配放大器 視頻分配放大器以獨立和隔離的互補晶體管或由獨立的視頻放大器集成電路提供4 6路獨立的75 負(fù)載能力 包括具備彩色兼容性和一個較寬的頻率響應(yīng)范圍 10Hz 7MHz 視頻輸入和輸出均為BNC端子 118 1 9解碼器對云臺與鏡頭的控制 一般由主機(jī)經(jīng)由雙絞線或者多芯電纜先送至解碼 驅(qū)動器 由解碼器對傳來的信號進(jìn)行譯碼 以確定執(zhí)行何種控制動作 包括對前端攝像機(jī)電源的開關(guān)控制 對來自主機(jī)的命令進(jìn)行譯碼以控制云臺與鏡頭 與切換控制主機(jī)間的傳輸控制 以及通過固態(tài)繼電器提高對執(zhí)行動作的驅(qū)動能力 1 9解碼器 119 解碼 驅(qū)動器可控制云臺與鏡頭完成的動作包括 云臺的左右旋轉(zhuǎn) 云臺的上下俯仰 云臺的掃描旋轉(zhuǎn) 定速或變速 云臺預(yù)置位的快速定位 鏡頭光圈大小的改變 鏡頭聚焦的調(diào)整 鏡頭變焦變倍的增減 120 鏡頭預(yù)置位的定位 攝像機(jī)防護(hù)罩雨刷的開關(guān) 某些攝像機(jī)防護(hù)罩降溫風(fēng)扇的開關(guān) 大多數(shù)采用溫度控制自動開關(guān) 某些攝像機(jī)防護(hù)罩除霜加熱器的開關(guān) 大多數(shù)采用低溫時自動加電至指定溫度時自動關(guān)閉 121 視解碼器所接受代碼的形式不同 通常有三種類型的解碼器 一是直接接受由切換控制主機(jī)發(fā)送來的曼徹斯特碼的解碼器 二是由控制鍵盤傳送來的或?qū)⒙鼜厮固卮a轉(zhuǎn)換后接受的RS 232輸入型解碼器 三是經(jīng)同軸電纜傳送代碼的同軸視控型解碼器 因此 與不同解碼器配合使用的云臺則存在著相互是否兼容的選擇 在具體的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中 解碼器是屬于前端設(shè)備的 它一般安裝在配有云臺及電動鏡頭的攝像機(jī)附近 有多芯控制電纜直接與云臺及電動鏡頭相聯(lián) 另有通信線 通常為兩芯護(hù)套線或兩芯屏蔽線 與監(jiān)控室內(nèi)的系統(tǒng)主機(jī)相聯(lián) 122 同一系統(tǒng)中有很多解碼器 所以每個解碼器上都有一個撥碼開關(guān) 它決定了該解碼器在該系統(tǒng)中的編號 即ID號 在使用解碼器時首先必須對撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置 在設(shè)置時 必須跟系統(tǒng)中的攝像機(jī)編號一致 如不一致 會出現(xiàn)操作混亂 例如 當(dāng)攝像機(jī)的信號連接到SP8000系列主機(jī)第一視頻輸入口 即CAM1 而相對應(yīng)的解碼器的編號應(yīng)設(shè)為1 否則 操作解碼器時 很可能在監(jiān)視器上看不見云臺的轉(zhuǎn)動和鏡頭的動作 甚至可能認(rèn)為此解碼器有故障 123 1 10通信轉(zhuǎn)換器RS 485通信的標(biāo)準(zhǔn)通信長度約為1 2km