摄象机镜头及红外灯的角度.docx
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摄象机镜头及红外灯的角度
摄像头参数详细介绍
一、不可小瞧的镜头
镜头是摄像机的眼睛，为了适应不同的监控环境和要求，需要配置不同规格的镜头。
比如在室内的重点监视，要进行清楚且大视场角度的图像捕捉，得配置广角镜头；在室外的停车场，既要看到停车场全貌，又要能看到汽车的细部，这时需要广角和变焦镜头，在边境线、海防线的监控，需要超远图像拍照。
一、镜头的要紧参数
焦距（f）：
焦距是镜头和感光元件之间的距离，通过改变镜头的焦距，能够改变镜头的放大倍数，改变拍照图像的大小。
当物体与镜头的距离很远的时候，咱们可用下面公式表达：
镜头的放大倍数≈焦距/物距。
增加镜头的焦距，放大倍数增大了，能够将远景拉近，画面的范围小了，远景的细节看得更清楚了；若是减少镜头的焦距，放大倍数减少了，画面的范围扩大了，能看到更大的场景。
镜头的要紧参数
视场角：
在工程实际中，咱们经常使用水平视场角来反映画面的拍照范围。
焦距f越大，视场角越小，在感光元件上形成的画面范围越小；反之，焦距f越小，视场角越大，在感光元件上形成的画面范围越大。
光圈：
光圈安装在镜头的后部，光圈开得越大，通过镜头的光量就越大，图像的清楚度越高；光圈开得越小，通过镜头的光量就越小，图像的清楚度越低。
通经常使用F（光通量）来表示。
F=焦距（f）/通光孔径。
在摄像机的技术指标中，咱们能够常常看到6mm/如此的参数，它表示镜头的焦距为6mm，光通量为，这时咱们能够很容易地计算出通光孔径为4.29mm。
在焦距f相同的情形下，F值越小，光圈越大，抵达CCD芯片的光通量就越大，镜头越好。
二、镜头的分类
按视角的大小分类
按光圈分类
二、提高图像清楚的全然在于提高摄像机的感光能力
一、感光元件的作用
目前，主流监控摄像机的感光元件采纳CCD元件，事实上确实是光电转换元件。
和以前的CMOS感光元件相较，CCD的感光度是CMOS的3到10倍，因此CCD芯片能够同意到更多的光信号，转换为电信号后，经视频处置电路滤波、放大形成视频信号输出。
同意到的光信号越强，视频信号的幅值就越大。
视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端即能够看到视频图像。
提高图像清楚的全然就在于提高摄像机的感光能力。
二、镜头与CCD感光元件的配置
在图一中咱们能够看到，CCD传感器上形成的图像比原始图像小，CCD芯片成像面的尺寸规格不同，形成的图像大小也不同。
CCD的成像尺寸经常使用的有1/2英寸、1/3英寸，CCD的尺寸规格决定了摄像机的规格。
镜头与CCD感光元件的配置
CCD的成像尺寸，也确实是摄像机画面宽度和高度的比例与电视机画面宽度和高度比例一样，一样为4：
3。
如此保证了摄像机的视频图像在显示器上的图像不变形。
镜头的规格也分为1/2英寸、1/3英寸等，1/2英寸的镜头可用于1/2英寸、1/3英寸的摄像机；而1/3英寸的镜头只能用于1/3英寸的摄像机，不能用于1/2英寸的摄像机，这是因为1/3英寸镜头光通量只有1/2英寸镜头光通量的44%，不能知足1/2英寸的摄像机的光通量要求。
镜头焦距的配置咱们仍是以图一来讲明。
确信适合的焦距，是决定图像质量重要因素。
f=vD/Vf=hD/H。
其中，f代表焦距，v代表CCD成像尺寸的高度，V代表被观测物体高度，h代表CCD成像尺寸的宽度，H代表被观测物体宽度，D代表物体到镜头的距离。
假设用1/3”CCD摄像头观测，被测物体宽500毫米，高400毫米，镜头核心距物体5000毫米。
由公式能够算出：
焦距f=×5000/500≈48毫米或焦距f=×5000/400≈45毫米。
三、如安在光照条件很差的环境中拍照到清楚的图像
监控摄像机要求能在夜晚光照条件很差乃至是没有光的环境中，也能拍照到清楚图像。
在摄像机的指标中，咱们常常能够看到低照度这一项。
一、照度的概念
照度是测量摄像机感光度的单位，用勒克司（Lux）表示，也确实是摄像性能在多暗的光照条件下拍照到图像。
勒克司（Lux）的值越低，说明摄像性能在光照条件更低的情形下拍照到清楚的图像。
咱们明白摄像机产生的视频信号标称值为1v，标准值为700mv，比如采纳光圈为的镜头，当被拍照景物的照度值为时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的33%-50%，这时摄像机的最低照度为。
测试最低照度值必需注意镜头光圈大小，F值越小，光圈越大，需要的照度越低。
不同的光圈，最低照度值是不同的。
二、实现低照度摄象的方案
咱们明白CCD摄像性能够分为彩色与黑白摄像机，一般摄像机的最低照度见下表。
一般摄像机的最低照度
可见光的波长范围为380nm～780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。
CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极，因此CCD不能同意紫外光。
一般彩色摄像机的CCD芯片上有红、绿、蓝三色滤光条，因此彩色摄像机不能感受红外光。
而一般CCD黑白摄像机的光谱范围很宽，不仅能感受可见光，而且能够感受红外光。
依照以上原理，在光照条件很差的环境中，工程师们常常采纳以下方案拍照到清楚的图像。
（1）、一般低照度CCD黑白摄像机+红外灯
在监控现场安装红外灯辐射“照明”，产生人眼看不见而一般摄像性能捕捉到的红外光，通过CCD黑白摄像性能够实现夜间拍照。
（2）、彩色转黑白摄像机+红外灯
所谓彩色转黑白摄像机确实是指白天是彩色摄像机，到了晚上光照条件很差的时候，利用黑白图像对红外线感度较高的特点，自动切换为黑白方式,在红外线的配合下进行拍照。
和红外灯配合时候，低照度摄像机必需知足红外灯支持的最低照度。
（3）、红外低照度彩色摄像机
红外低照度彩色摄像机的红外感度比一样摄像机高4倍以上，能够在零照度（0Lux）下工作。
红外低照度彩色摄像机
（4）低速快门摄像机
低速快门摄像机又称画面积存型摄像机，通过电脑持续存储多帧（最多达128帧）因光线不足而较模糊的画面，并积存起来，成为清楚的画面，借助SLOWSHUTTER技术，实此刻照度下进行拍照。
这种低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆、夜间生物活动观看、夜间军事海岸线监视等。
（5）、超低照度摄像机
超低照度摄像机采用EXVIEWHAD技术大大提高了感光度，其彩色照度可达，黑白则可达。
当配用专用的红外设备，可以得到高清晰度的黑白图像，实现0Lux下拍摄。
四、摄像机的操纵
为了扩大监控范围，要求监控摄像性能实现旋转、变焦、变放大倍数，自动聚焦等。
这些功能的实现，需要数字硬盘录象机通过操纵器对摄像机进行操纵。
一、旋转操纵
工程师们利用云台来安装和固定摄像机，云台分为固定云台和电动云台。
固定云台适用于监视范围不大的情形，在固定云台上安装好摄像机后，调整摄像机的水平和俯仰角度，达到最好的工作状态后锁定调整机构就能够够了。
电动云台安装了步进电机，电机同意来自操纵器的信号，带动摄像机旋转实现精准定位，适用于大范围监控。
云台依照其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。
一样来讲，水平旋转角度为0°～350°，垂直旋转角度为+90°。
恒速云台的水平旋转速度一样在3°～10°/s，垂直速度为4°/s左右。
变速云台的水平旋转速度一样在0°～32°/s，垂直旋转速度在0°～16°/s左右。
在一些高速摄像系统中，云台的水平旋转速度高达480°/s以上，垂直旋转速度在120°/s以上。
二、实现电动变焦、变倍、自动聚焦
（1）所谓一体化摄像机确实是使镜头、CCD芯片、视频处置电路、电源、机壳整合为一个整体，能够实现电动变焦、变倍、自动聚焦功能。
可否快速、准确的实现自动聚焦是评判一体化摄像机品质的关键。
好的产品能够一次性准确聚焦，而品质不行的产品，在聚焦时会来回往复，需要多次才能定焦。
目前的一体化摄像机以1六、1八、20、2二、27、32倍变倍为主流，进展趋势是照度愈来愈低，光学倍数愈来愈高。
注意那个地址的变焦倍数是指光学变倍。
一体化摄像机的关键技术是镜头、CCD和DSP处置模块。
高级镜头要紧被日本厂商所把握，如Canon、Camputar、Avenir等。
CCD芯片以日本Sony为主，SonyCCD分为SuperHAD和Exview两种类型，其中Exview是最新技术，普遍采纳1/4寸尺寸，性噪比高于SuperHAD；在DSP处置芯片上，Sony的DSP芯片能够专门好的处置图像色彩，使图像看上去十分鲜艳。
而Canon、Nikon的DSP在捕光模式和对焦上比较好。
（2）采纳电动变焦镜头+一般摄像机
把电动变焦镜头和一般摄像机结合起来，利用一般摄像机视频驱动的原理，实现镜头焦距、光圈、聚焦的自动操纵。
目前有些厂家开发出了超高倍率的60倍电动变焦镜头"D60×"。
其750mm（利用变焦扩展镜时可达1500mm）的焦距能够鲜明地识别3千米远处的人物。
五、视频图像的网络传输
一、模拟摄像机+数字硬盘录像机+运算机网络系统
这是目前应用最普遍的网络视频监控系统，通过设定端口、网关和路由，现场的数字硬盘录像机作为效劳器，在远程客户的运算机上安装专用监控软件或插件，用户即能够通过互联网看到数千里之外的现场，实现单路、多路视频远程监控和录像。
二、模拟摄像机+网络视频效劳器+运算机网络系统
模拟摄像机输出的信号是模拟信号，运算机处置的信号是数字信号，在网络中传输的也是数字信号，网络视频效劳器（VideoServer）把模拟摄像机的模拟信号转换成数字信号，再通太高效紧缩芯片紧缩、编码，输出能够在运算机网络中传输的数字信号，实此刻运算机网络中以数字信号的形式传输。
因此，也能够把网络视频效劳器称为视频编码器（VideoCoder）。
当视频效劳器的一端连接着模拟摄像机的输出信号，另一端插上运算机网线，然后在互联网中的任一台运算机中设置好网关、路由，打开IE阅读器，输入IP地址或域名就能够够在电脑中看到监控的画面了。
若是模拟摄像机配置有云台，咱们还能够通过电脑对摄像机进行变焦、变倍、旋转等操纵操作。
在网络视频效劳器中还得嵌入实时操作系统，能够是Linux版本，也能够是Windows版本，从稳固性上讲，Linux版本更胜一筹。
采纳网络视频效劳器能够选择和配备不同的摄像机，具有更多的灵活性。
3、网络摄像机+运算机网络系统
网络摄像机确实是将模拟摄像机与网络视频效劳器整合在一路。
在摄像机里面内置模/数转换、视频效劳器功能，和网络视频效劳器一样，依照网络协议实现网络通信和数据传输，还能够接收报警信号及向外发送报警信号。
这更方便了，只要把网络摄像机安装好，插上网线就能够够阅读了。
4、CDMA无线网络视频监控系统
上面介绍的传输是有线传输，可是在移动的交通工具（汽车）、偏远的矿山、山区，采纳有线传输显然是很困难的，咱们能够利用成熟的无线通信技术。
那个地址的代表产品有中国联通的移视通。
移视通CDMA无线网络视频监控系统是把CDMA数据通信功能和数字视频编码功能整合成一体的便利式产品。
它把摄像机图像通过视频紧缩编码模块紧缩，通过智能无线通信终端发射到CDMA网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、编解码，链路的操纵保护等功能。
该系统能够把实时动态图像传到距离用户最近的联通通信网络。
能够通过Internet从系统中控端取得实时图像信息。
系统整合了CDMA网络和Internet网络的优势，随时随地的进行远程监控治理。
六、经常使用技术指标说明
一、分辨率
图像分辨率简单说确实是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。
比如1024×728，其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数，“768”表示垂直方向显示的点数。
分辨率越高，图像就越清楚。
分辨率越高图像的显示越清楚。
二、清楚度
摄像机的清楚度用线表示，分为水平线和垂直线，在实际的工程应用中咱们常常以水平线作为摄像机清楚度的评估指标，线数越多，那么清楚度越高。
经常使用的黑白摄像机的清楚度一样为450-600，而彩色摄像机的清楚度一样为330-480，其数值越大成像越清楚。
一样的监视场合，用450线左右的摄像机就能够够知足要求，关于医疗、图像处置等特殊场合，用600线的摄像性能取得更清楚的图像。
3、自动增益操纵（AGC）
为了使摄像性能在不同的照度条件下输出标准视频信号，在视频处置电路中引入了自动增益操纵（AutoGainControl），通过检测视频信号的平均电平值而实现增益反馈操纵。
具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但同时也放大了干扰信号，使图像看上去有杂波。
4、背光补偿（BLC）
当摄像机处于逆光环境中拍照时，画面会显现黑色的图像，但是在安防中逆光环境是难以幸免的，那个时候就需要进行背光补偿。
当引入背光补偿功能时，摄像机若是检测到拍照图像一个区域中的视频电平比较低，通过上面介绍的AGC电路改善和提升该区域的视频电平，提高输出视频信号的幅值，使图像整体清楚敞亮。
若是你想看的主题因敞亮的背景而显得暗淡，能够把BLC设置到ON状态，从而补偿强烈的背光。
五、电子快门（EE/AI）切换
在摄像机的后部端子咱们常常能够看到EE/AI切换开关。
EE确实是指电子快门方式；AI确实是指自动光圈镜头方式。
摄像机的电子快门一样设置为自动电子快门方式，通过电子快门方式，依照入射光的强弱来调剂CCD图像传感器的曝光时刻，从而取得清楚的图像，电子快门的时刻在1/50-1/100000秒之间。
六、信噪比
指信号电平与杂波电平的比，杂波包括电源杂波、随机杂波、单频杂波等。
常经常使用分贝（dB）表示。
信噪比越高说明它产生的杂波越少，图像信号质量越高。
信噪比不得低于48dB。
7、白平稳（AWB）
彩色摄像机要还原被摄物体的颜色，必需维持白平稳正常。
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