安防系统规范与技术7视频监控系统设备与技术.pptx

STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术（一）镜头的基本概念（一）镜头的基本概念镜头的作用是从被摄物体收集光信号到摄像机光电传感器的光敏区。1镜头的组成镜头的组成镜头是由一组透镜和光阑组成的。透镜分为凸透镜和凹透镜。镜头是由一组透镜和光阑组成的。透镜分为凸透镜和凹透镜。凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜、正透镜。凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜、正透镜。常用的凸透镜有双凸、平凸、正弯月三类，常用的凸透镜有双凸、平凸、正弯月三类，变焦镜头既要使镜头的焦距在很大范围内连续可调，要保证成像面固定地落在摄像机光电传感器的光敏区。非球面镜头是镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线，具有变倍高、物距短、光圈大的特点。第第1 1页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术（一）镜头的基本概念（一）镜头的基本概念2镜头的光阑镜头的光阑能进入镜头成像的光束，其大小是由透镜框和其他金属框决定的。能进入镜头成像的光束，其大小是由透镜框和其他金属框决定的。还要在镜头中设置一些带孔的金属薄片来限制光束，称为光阑。还要在镜头中设置一些带孔的金属薄片来限制光束，称为光阑。光圈调节环调节镜头的进光量，调节环的转动带动镜头内的黑色叶片以光轴为中心作伸缩运动，这一套装置称为可变孔径光阑。物方空间可以被镜头清晰成像的范围称为镜头的视场，镜头中限定成像面大小的光阑叫视场光阑。不在中心轴上点的成像光束小于轴上点的成像光束，从而使成像面边缘的光照度降低而变暗，这种现象称为轴外点的渐晕。对轴外点产生渐晕的光阑称为渐晕光阑。由非成像物点射入镜头的光束或由折射面和镜头内壁反射产生的光束称为杂光。第第2 2页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数（二）镜头的基本参数镜头的基本参数有焦距、最大相对孔径、视场角、接口形式等。1焦距（焦距（Focus）由物方射入一束平行光轴的光，经镜头后交于光轴由物方射入一束平行光轴的光，经镜头后交于光轴F点，称为焦点。点，称为焦点。焦点到镜头中心的距离是焦距，焦距一般用焦点到镜头中心的距离是焦距，焦距一般用f表示。表示。焦点到镜头最后一面的距离称为镜头的后截距焦点到镜头最后一面的距离称为镜头的后截距。变焦镜头的焦距是连续可变的，手动调焦镜头调节调焦环并不改变焦距。调焦环上标有0.5、1、2、4、表示物体距离为0.5m、1m、2m、4m、时调焦最好，图像最清晰。第第3 3页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数（二）镜头的基本参数2相对孔径相对孔径相对孔径A是入射光瞳直径D与焦距f之比。即A=D/f镜头都标出相对孔径最大值例如一个镜头标有“TVLENS8mm11.4”表示这是一个电视镜头，焦距为8mm，最大相对孔径是11.4，也就说镜头允许的最大入射光束直径为：81/1.4=5.7mm。为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设置了光圈。光圈是相对孔径的倒数，用F表示，F16就是相对孔径D/f=116，镜头调节环上将字母F省略，标有1.4、2、2.8、4、5.6、8是光圈数F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大。所以在焦距f相同的情况下，F值越小，表示镜头越好。第第4 4页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数（二）镜头的基本参数3视场角视场角 摄像机的光电传感器是43的矩形，宽为w、高为h，对角线长为d。镜头的水平视角w、垂直视角h、对角线视角d分别表示为：1/2镜头装在1/3摄像机上，摄像机的视角比镜头标明的视角小；1/3镜头装在1/2摄像机上，摄像机的图像不能充满监视器全屏幕。一般的手动调焦镜头，调节调焦环时，视场角不变；而变焦镜头，调整变焦环时，视场角跟着改变。第第5 5页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （二）镜头的基本参数（二）镜头的基本参数4C和和CS安装接口安装接口C和CS安装接口是国际标准接口，对螺纹长度、制造精度、公差有规定C和CS安装都是25.4mm（1英寸）-32UN英制螺纹连接，C型接口的装座距离（安装基准面至像面的空气光程）为17.526mm，CS型接口的装座距离为12.5mm。C接口的镜头可以通过一个C型接口适配器再安装在CS接口的摄像机上，如果不用适配器强行安装会损坏摄像机的光电传感器。CS接口的镜头不能安装在C接口的摄像机上。有的摄像机有后截距调整环，允许使用C接口或CS接口的镜头。第第6 6页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数（三）镜头的其他参数1光圈（光圈（Aperture）光圈是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量的装置。已经制造好的镜头不能改变镜头直径，可在镜头内加多边形或圆型面积可变的孔状光栅来达到控制通光量的装置。完整的光圈值系列如下：F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44，F64。光圈F值愈小，单位时间内进光量愈多，上一级的进光量是下一级的两倍。第第7 7页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数（三）镜头的其他参数2快门（快门（Shutter）快门是镜头前阻挡光线进来的装置，一般快门的时间范围越大越好。快门与光圈在一起，被称作确定曝光时间的重要机件。快门的种类有装在镜头部分的镜头快门，靠电子手段控制开闭时间的电子快门，靠近片膜的焦平面快门等。3景深（景深（Depth of field）聚焦清晰物体前面到后面的一段距离内的所有景物也都当清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。景深分为前景深和后景深，后景深大于前景深。景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅，离焦点远的景物就模糊。第第8 8页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数（三）镜头的其他参数4焦距、光圈、快门、景深之间的关系焦距、光圈、快门、景深之间的关系（1）景深的几个主要影响）景深的几个主要影响光学镜头能把一定纵深空间范围内景物在成像平面上呈现清晰图像，对应的空间距离就称为该镜头的成像的景深。景深主要与以下几个因素有关：光圈大小：镜头焦距、物距不变，光圈系数越大，景深范围越大；焦距长短：光圈、物距不变条件下，镜头焦距越大，景深就越小。物距远近：镜头焦距、光圈不变条件下，物距越远，景深越大；第第9 9页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数（三）镜头的其他参数4焦距、光圈、快门、景深之间的关系焦距、光圈、快门、景深之间的关系（2）焦距的几个主要影响）焦距的几个主要影响对于镜头来说，焦距有着非常重要的意义。焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大。焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。焦距长短与透视感强弱成反比，焦距越长透视感越弱，焦距越短透视感越强焦距长短与反差成反比，焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。对焦距离越远景深越深，对焦距离越近景深越浅。因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头，而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。第第1010页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （三）镜头的其他参数（三）镜头的其他参数4焦距、光圈、快门、景深之间的关系焦距、光圈、快门、景深之间的关系（3）被摄物体的大小、距离与焦距的关系）被摄物体的大小、距离与焦距的关系 设被摄物体高度和宽度分别为H、W，被摄物体与镜头间的距离为D，镜头的焦距为f。靶面成像的高度和宽度分别为h、w，计算公式如下：f=hD/Hf=wD/W；第第1111页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （四）镜头的自动控制（四）镜头的自动控制镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小的称为变焦镜头。焦距的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节的，称为手动变焦；镜头自带微型电机自动调整焦距与对焦的，称为自动变焦与对焦。镜头的自动控制通常表现为光圈的自动控制、焦距的自动控制聚焦的自动控制。第第1212页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （四）镜头的自动控制（四）镜头的自动控制1光圈自动控制光圈自动控制室外环境照度变化范围远大于摄像机的自动增益控制范围，室外环境照度变化范围远大于摄像机的自动增益控制范围，摄像机在室外应用时应该采用光圈能自动控制的镜头，即自动光圈镜头。摄像机在室外应用时应该采用光圈能自动控制的镜头，即自动光圈镜头。自动光圈是指镜头内的隔膜装置，自动光圈是指镜头内的隔膜装置，可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。可根据电视摄像机传来的视频信号自行调节，以适应光照强度的变化。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。光圈隔膜通过打开或关闭光圈来控制通过镜头传送的光线。典型的补偿范围是典型的补偿范围是10000-1到到300000-1。自动光圈镜头的控制原理与人眼控制进光的原理是相同的，可变孔径光阑相当于人眼的瞳孔，CCD光电传感器相当于人眼的视网膜。当人眼感到现场光线过强时，大脑控制肌肉动作使瞳孔收缩，以减少眼球的进光；当人眼感到现场光线太暗时，大脑控制肌肉动作使瞳孔扩张，以增加眼球的进光，这样视网膜上始终感受到的是合适的光强。第第1313页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （四）镜头的自动控制（四）镜头的自动控制（2）自动光补偿）自动光补偿随环境照度的变化，自动改变镜头的光圈以取得稳定的成像面，随环境照度的变化，自动改变镜头的光圈以取得稳定的成像面，称为自动光补偿，简称为称为自动光补偿，简称为ALC（Automatic Light Compensation）。）。自动光圈镜头的光圈范围自动光圈镜头的光圈范围F=1.4360，因为照度与光圈的平方成反比，因为照度与光圈的平方成反比，所以自动光补偿的动态范围为所以自动光补偿的动态范围为36021.42=66122，在被摄物体亮度变化在被摄物体亮度变化6万多倍的情况下仍能保持电视图像的亮度稳定。万多倍的情况下仍能保持电视图像的亮度稳定。（3）自动光圈镜头的驱动方式）自动光圈镜头的驱动方式 摄像机的侧面有插座提供自动光圈镜头用的电源与视频控制信号。摄像机的侧面有插座提供自动光圈镜头用的电源与视频控制信号。摄像机有自动光圈镜头选择开关，一端标摄像机有自动光圈镜头选择开关，一端标VIDEO；另一端标；另一端标DC。Video 将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，镜头内含放大电路用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制。镜头内含放大电路用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制。DC输入型它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，输入型它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，这种镜头内只包含电流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。这种镜头内只包含电流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性，但现已有通用型自动光圈镜头推出二种驱动方式产品不具可互换性，但现已有通用型自动光圈镜头推出第第1414页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （四）镜头的自动控制（四）镜头的自动控制2焦距的自动控制焦距的自动控制目标距离不定时须用变焦镜头，根据现场情况调节焦距以摄取清晰的图像。目标距离不定时须用变焦镜头，根据现场情况调节焦距以摄取清晰的图像。可以证明，两个焦距为可以证明，两个焦距为f1和和f2的相距为的相距为d的透镜组成的复合透镜的焦距为：的透镜组成的复合透镜的焦距为：变焦镜头是焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦镜头是焦平面的位置固定，而焦路可连续调节的光学系统。变焦是通过移动镜头内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。变焦是通过移动镜头内部的镜片，改变它们之间的相对位置而实现的。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。这样就可以在一定范围内改变镜头的焦距长度和视角。变焦镜头的变焦镜头的“倍率倍率”与焦距是两个不同的概念，与焦距是两个不同的概念，倍率是变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比，是一个相对值。倍率是变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比，是一个相对值。6倍镜头，常见的有倍镜头，常见的有636mm、742 mm、848 mm和和8.551 mm等等第第1515页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （五）常用镜头的种类（五）常用镜头的种类根据应用场合不同镜头的种类有所不同：根据应用场合不同镜头的种类有所不同：广角镜头：视角在广角镜头：视角在90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。度以上，观察范围较大，近处图像有变形。标准镜头：视角在标准镜头：视角在30度左右，使用范围较广。度左右，使用范围较广。长焦镜头：视角在长焦镜头：视角在20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长成像越大。像越大。针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。根据变焦镜头参数可调整的项目划分有：根据变焦镜头参数可调整的项目划分有：三可变镜头：光圈、聚焦、焦距均需人为调节。三可变镜头：光圈、聚焦、焦距均需人为调节。二可变镜头：通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节。二可变镜头：通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节。单可变镜头：一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人为调节。单可变镜头：一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人为调节。第第1616页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （六）镜头的选型与应用（六）镜头的选型与应用1镜头的选配的基本原则镜头的选配的基本原则（1）六个基本要素）六个基本要素被摄物体的大小、被摄物体的细节尺寸、物距、焦距、CCD摄像机靶面的尺寸、镜头及摄像系统的分辨率（2）尽量少用变焦镜头）尽量少用变焦镜头变焦镜头分辨率、像差、像场亮度均匀性、几何失真、光谱特性等指标差。变焦镜头及其控制电路的可靠性比固定焦距镜头的低得多。监控人员主要精力放在目标的监视上，不会花费很多时间来调整变焦镜头。所以，除非要监视移动目标，尽量少用变焦镜头。第第1717页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （六）镜头的选型与应用（六）镜头的选型与应用2镜头的选择与选用镜头的选择与选用（1）镜头的选择步骤）镜头的选择步骤依据摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头的焦距。依据摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头的焦距。从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。根据摄像机镜头规格与根据摄像机镜头规格与CCD靶面尺寸对应关系，确定靶面尺寸对应关系，确定CCD靶面尺寸。靶面尺寸。镜头尺寸与摄像机镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。者发生画面在焦点以外等问题。根据摄像机水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机根据摄像机水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸及镜头靶面尺寸及镜头焦距之间的关系，确定摄像机镜头焦距。焦距之间的关系，确定摄像机镜头焦距。根据被照物光线变化，确定镜头选择自动光圈或手动光圈。根据被照物光线变化，确定镜头选择自动光圈或手动光圈。自动光圈用于被照物光线变化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处自动光圈用于被照物光线变化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处第第1818页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （六）镜头的选型与应用（六）镜头的选型与应用3焦距的计算焦距的计算（1）根据被监视物体的外部轮廓选择镜头的焦距）根据被监视物体的外部轮廓选择镜头的焦距要求看清被监视物体的外部轮廓，可用下面公式分别从被监视物体的高度和宽度来选择镜头的焦距：式中，fh、fw分别是根据被监视物体的高度和宽度选择的镜头焦距，单位是mm。L是物距，即被摄物体到镜头的距离，单位是m。H、W是被摄物体的高度和宽度，单位是m。h、w是摄像机光电传感器光敏区的高与宽，单位是mm；。k是修正系数，电视机、监视器光栅有10%15%的过扫描，加入修正系数能消除过扫描的影响，一般取k=1.11.2；当监视器处于欠扫描工作方式时取k=0.9。第第1919页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT一、镜头及其选择应用技术一、镜头及其选择应用技术 （六）镜头的选型与应用（六）镜头的选型与应用3焦距的计算焦距的计算（2）根据被摄物体的细节尺寸来选择镜头焦距）根据被摄物体的细节尺寸来选择镜头焦距一些特殊情况下，需要看清物体的细节，应按下面公式来选择镜头焦距：式中，f为所选镜头焦距，单位为mm；L为物距，单位是m；B为被摄物体细节尺寸，单位是mm；R为镜头光学分辨率，单位是lp/mm（LinePair/mm，每毫米内线条对数），16mm（2/3英寸）镜头的光学分辨率为27lp/mm，12mm（1/2英寸）镜头的光学分辨率为38lp/mm，8mm（1/3英寸）镜头的光学分辨率为50lp/mm。第第2020页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标从技术上而言，围绕着摄像机的各种组成要素，包括摄像机的体积大小和外观、成像感应方式、分辨率、灵敏度、智能化程度（白平衡、逆光补偿、电子快门、同步方式、数字化处理、屏幕显示、自动增益等）、一体化水平、安装使用方式等诸多要素当前，摄像机自身最突出的进步一是低照度和夜视性能大有长进，二是微型化方面进展迅速，三是网络传输功能大有提高。第第2121页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标1像素（像素（Pixel）像素是衡量摄像头的一个重要指标之一，它决定了显示图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。摄像机的感光元件CCD或CMOS都是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清晰。2水平分辨率（水平分辨率（Resolution）这是衡量图像清晰度的标准，通常用电视线数TVL来表示，彩色摄像机的典型分辨率在320500线之间，低分辨率在420线以下，高分辨率多在460线以上。黑白摄像机的分辨率在4001000线之间。水平分辨率与摄像器件和镜头的质量有关，还与摄像机系统的电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于80条电视线的清晰度一条电视线（TVL）=1.33像素（Pixel），因此将水平像素值H乘以34，得到的数值就是摄像机清晰度的电视线数值。第第2222页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标3灵敏度（灵敏度（Sensitivity）这是表示CCD器件对光的敏感程度，有时也用最低照度表示。最低照度是最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定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。一般彩色摄像机的最低照度为23LUX。摄像机的最低照度与镜头的光圈大小有关。现时的彩色摄像机多在1LuxF1.4左右。照度的测定是以在一定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。第第2323页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标4动态范围（动态范围（Dynamic Range）是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。通常是指摄像机的实用照度范围。被摄视场中同时存在强光区和阴影区，而特别亮的部位和特别暗的部位的所有细节均可看清。数量上一般以允许的最大照度水平与最小照度水平的电压差或功率差来衡量。宽动态的表现方式以“倍数”或“dB”来表示，换算公式：N=20log（V2/V1）dB。普通摄像机（电平值为V1）的宽动态值为10dB，宽动态摄像机（电平值为V2）的宽动态值为48dB，与普通摄像机之间的差为38dB，V2/V1=80，说明与普通摄像机宽动态差为80倍。第第2424页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标5摄像靶面摄像靶面摄像靶面也就是扫描区域，即摄像元件CCD或CMOS靶面的大小，通常有以下几种尺寸。1/2英寸：靶面尺寸为宽6.4mm高4.8mm，对角线8mm。1/3英寸：靶面尺寸为宽4.8mm高3.6mm，对角线6mm。1/4英寸：靶面尺寸为宽3.2mm高2.4mm，对角线4mm。在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。第第2525页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标6信噪比信噪比图像信噪比是指视频信号的大小与噪波信号大小的比值。信噪比通常以dB计算的信号最大保真输出与不可避免的电平噪音的比率。典型值为46dB；若为50dB，则图像质量良好，但是图像仍有少量噪声；若能达到60dB，则图像质量优良，不出现噪声。在选择摄像机时，应选择信噪比相对地大到的。图像信噪比大，画面就干净，就看不到噪波干扰，人们看起来就很舒服；图像信噪比小，则在画面中会满是雪花状，就会影响正常的收看效果。第第2626页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标7扫描制式扫描制式彩色有PAL制（标准为625行、50场即25帧）NTSC制（标准为525行、60场即30帧）之分。黑白有CCIR和EIA之分。扫描系统多为2：1隔行扫描。（1）NTSC制式制式（2）PAL制式制式其中PALD制是我国大陆采用的制式。（3）SECAM制式制式为了接收和处理不同制式的电视信号，也就发展了不同制式的电视接收机和录像机。第第2727页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标8帧与帧速率帧与帧速率帧：是一系列视频图像中的一个视频图像。影片是由一张张连续的图片组成的，每幅图片就是一帧，PAL制式每秒钟25帧，NTSC制式每秒钟30帧。帧频：是视频剪辑每秒显示的帧数。帧速：每秒钟传播的帧数，用于衡量视频信号传输的速度，单位为帧/秒（fps）。帧速率：对影片内容而言，帧速率指每秒所显示的静止帧格数。捕捉动态视频内容时，此数字愈高愈好。第第2828页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标9视频输出视频输出一般摄像机视频输出为1Vp-p、75的复合视频信号，采用BNC接头。1Vp-p：意为输出的复合视频信号电平为1伏特的峰峰值。75：意为视频输出电路的输出电阻为75欧姆。复合视频信号（CompositeVideosignal）：也称为基带视频信号或RCA视频信号，为包括亮度和色度的单路模拟信号，也即从全电视信号中分离出伴音后的视频信号，这时色度信号还插在亮度信号高端BNC接头（BayonetNutConnector刺刀螺母连接器）：也称为英国海军连接器（BritishNavalConnector），是用于同轴电缆连接器。用于视频输出时，输出的是复合视频信号，通常为黄色插口。这种混合视频信号，没有经过RF射频信号那些调制、放大、检波、解调等过程，信号保真度相对较好。第第2929页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （一）摄像机的一般性能指标（一）摄像机的一般性能指标10其他指标其他指标（1）供电方式）供电方式直流为12V或9V，交流有220V、110V、24V，不少摄像机能以24VAC12VDC供电。（2）摄像机标识码）摄像机标识码摄像机菜单中有无摄像机标识码ID显示，一般多为16个字符。（3）摄像机遥控设置）摄像机遥控设置摄像机与矩阵切换控制器或PC机之间可否以单根同轴电缆或用RS485进行通讯。许多彩色摄像机的可设定部分，既可以拨动开关来实现，更方便的是通过摄像机本身带有的屏幕菜单OSD（OnScreenDisplay）来调整。第第3030页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术 （二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标1白平衡白平衡WB（White Balance）物体颜色会因投射光线颜色产生改变，不同光线拍摄的图像有不同色温CCD按图像特质调整图像红绿蓝三色强度，修正外部光线造成的误差。白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。（1）自动白平衡）自动白平衡 连续方式：白平衡设置随着景物色温改变而连续调整，范围为28006000K。按钮方式：将摄像机对准白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，（2）手动白平衡）手动白平衡手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。有的摄像机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令。第第3131页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术（二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标2同步方式（同步方式（Sync）要保持稳定的影像，摄像机之间的同步非常必要。使每一台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。同步方式种类同步方式种类同步包括垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、线锁定和完全同步。第第3232页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术（二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标3自动增益控制自动增益控制AGC（Automatic Gain Control）摄像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平为能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称AGC电路。利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，使摄像机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像机的灵敏度，提高图像信号强度来获得清晰图像具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但此时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。第第3333页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术（二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标4背景光补偿背景光补偿BLC（Back Light Compensation）通常摄像机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作点有可能对于前景目标是不够合适的。背景光补偿有可能改善前景目标显示状况，能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光，无论主要的目标移到中间、上下左右或者荧幕的任一位置。背光补偿是通过区域加权方法在摄像机上实现的。当背景光补偿为开启时，摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。第第3434页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术（二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标5可变电子快门可变电子快门AES（Automatic Electronic Shutter）CCD摄像机内是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子的方式控制摄像机CCD的累积时间故称为电子快门。电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。有些摄像机允许用户自行手动调节快门时间，以适应某些特殊应用场合当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨率。第第3535页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT二、摄像机性能及其应用技术二、摄像机性能及其应用技术（二）摄像机的智能化功能指标（二）摄像机的智能化功能指标6超级超级HAD图像传感器图像传感器Super-HAD（Super Hole Accumulation Diode）空穴累积二极管技术HyperHAD（HoleAccumulatedDiode）是通过在每一个CCD像素上精确安装的微型镜头OCL（OnChipLens）而把光线会聚到感光区域，使得HyperHAD传感器有高灵敏度。内置应用“Super-HAD”电子画质提升技术的CCD影像感应器，提高CCD的感应性能及加强数码信号处理功能，有效地于拍摄影像时降噪及减低不必要的干扰，令画面更清晰明丽，色彩层次更分明，对现场光源不足或拍摄夜景时效果尤其显着。第第3636页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT三、摄像机安装套件三、摄像机安装套件摄像机安装套件包括支架、云台和防护罩。防护罩是为了保证摄象机和镜头有良好工作环境的辅助性装置。支架是固定云台及摄象机防护罩的安装部件。一般方式为在支架上安装云台，再将带或不带防护罩的摄象机固定在云台上第第3737页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT三、摄像机安装套件三、摄像机安装套件 （一）云台与支架（一）云台与支架支架支架（）吊装支架（）吊装支架吊装支架又叫天花板顶基支架，一端固定在天花板上，（）壁装支架（）壁装支架壁装支架又叫墙壁安装型支架，一端固定在墙壁上，壁装支架件吊装支架件一 型支架I 型铝支架L 型铝支架第第3838页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT三、摄像机安装套件三、摄像机安装套件 （一）云台与支架（一）云台与支架2云台云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，云台与摄像机配合使用能扩大监规范围，提高了摄像机的效率。手动云台一般由螺栓固定在支撑物上，摄像机方向的调节有一定的范围，调整方向时可松开方向调节螺栓进行。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。室外重型云台室内轻型云台第第3939页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT三、摄像机安装套件三、摄像机安装套件 （二）防护罩（二）防护罩摄像机防护罩按其功能和使用可分为通用型防护罩和特殊型防护护罩。摄像机防护罩按其功能和使用可分为通用型防护罩和特殊型防护护罩。通用型防护罩通用型防护罩按照安装环境划分可以分为室内防护罩和室外防护罩；按照安装环境划分可以分为室内防护罩和室外防护罩；按照形状划分，一般可分为枪式防护罩、球型防护罩和坡型防护罩。按照形状划分，一般可分为枪式防护罩、球型防护罩和坡型防护罩。特殊型防护罩特殊型防护罩按用途分为高安全度防护罩、高防尘防护罩、防爆防护罩和高温防护罩等。按用途分为高安全度防护罩、高防尘防护罩、防爆防护罩和高温防护罩等。对于特殊应用场合有特种防护罩，对于特殊应用场合有特种防护罩，如铠装高安全度防护罩、电梯用特种护罩、防尘和防爆护罩、耐高压和水冰如铠装高安全度防护罩、电梯用特种护罩、防尘和防爆护罩、耐高压和水冰护罩等。护罩等。室内外球型防护罩室外枪型防护罩第第4040页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT四、解码器与前端控制技术四、解码器与前端控制技术1控制的类型控制的类型（1）摄像机的控制）摄像机的控制主要有，摄像机电源的通断、摄像机的快速启动以及对摄像器件的一些其他控制等。（2）镜头的控制）镜头的控制主要是对其焦距、光学聚焦、光圈三者进行控制。1）变焦控制：长短，远望广角。2）光学聚焦控制：远近3）光圈控制：启大闭小，自动光圈镜头可自动设定）（3）防护罩的控制）防护罩的控制对防护罩的控制主要是对防护罩上的刮水器、降温冷却装置、防霜加热器等的控制。（4）电动云台的控制）电动云台的控制对电动云台的控制主要是控制其左、右旋转，上、下俯仰。（5）视频信号切换器的控制）视频信号切换器的控制对视频信号切换器的控制有，按键、继电器以及电子切换单元等多种方式。第第4141页页/共共4747页页STUDENT FULFILLMENT四、解码器与前端控制技术四、解码器与前端控制技术2控制方式控制方式（1）直接控制方式）直接控制方式在上述设备的直接控制方式是将电压、电流等控制信号直接输入被控设备，即把切换和控制的信号通过专用电缆接到被控点上。（2）间接控制方式）间接控制方式当摄像端与监视端相距很