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在電視監(jiān)控系統(tǒng)中如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)視環(huán)境，正確選用攝像機(jī)鏡頭是非常重要的，因?yàn)樗苯佑绊懙较到y(tǒng)組成后在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視面畫的效果能否滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求(就畫面范圍或圖像細(xì)節(jié)而言)，所以正確的選用攝像機(jī)鏡頭可以使系統(tǒng)得到最優(yōu)化設(shè)計(jì)并可獲得良好的監(jiān)視效果。 攝像機(jī)鏡頭就光圈而言可分為手動(dòng)光圈鏡頭及自動(dòng)光圈鏡頭兩種，就焦距而言又可分為定焦鏡頭及變焦鏡頭兩種。 下面就以使用環(huán)境的不同談如何正確選用攝像機(jī)鏡頭。 1 手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的選用 手動(dòng)、自動(dòng)光圈鏡頭的選用取決于使用環(huán)境的照度是否恒定。 對(duì)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(dòng)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(shí)際照度，一次性整定鏡頭光圈大小，獲得滿意亮度畫面即可。 對(duì)于環(huán)境照度處于經(jīng)常變化的情況，如隨日照時(shí)間而照度變化較大的門廳、窗口及大堂內(nèi)等，均需選用自動(dòng)光圈鏡頭(必須配以帶有自動(dòng)光圈鏡頭插座的攝像機(jī))，這樣便可以實(shí)現(xiàn)畫面亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，獲得良好的較為恒定亮度的監(jiān)視畫面。 對(duì)于自動(dòng)光圈鏡頭的控制信號(hào)又可分為DC及VIDEO控制兩種，即直流電壓控制及視頻信號(hào)控制。這在自動(dòng)光圈鏡頭的類型選用上，攝像機(jī)自動(dòng)光圈鏡頭插座的連接方式上，以及選擇自動(dòng)光圈鏡頭的驅(qū)動(dòng)方式開關(guān)上，三者注意協(xié)調(diào)配合好即可。 2、定焦、變焦鏡頭的選用 定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場(chǎng)景范圍的大小，以及所要求被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的清晰程度。 在鏡頭規(guī)格(鏡頭規(guī)格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情況下，鏡頭焦距與鏡頭視場(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭焦距越長(zhǎng)，其鏡頭的視場(chǎng)角就越小(見圖1所示)；在鏡頭焦距一定的情況下，鏡頭規(guī)格與鏡頭視場(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭規(guī)格越大，其鏡頭的視場(chǎng)角也越大。所以由以上關(guān)系可知：在鏡頭物距一定的情況下，隨著鏡頭焦距的變大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場(chǎng)景的畫面范圍就越小，但畫面細(xì)節(jié)越來越清晰；而隨著鏡頭規(guī)格的增大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場(chǎng)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(chǎng)角將大于C型接口鏡頭的視場(chǎng)角。 鏡頭視場(chǎng)角可分為圖像水平視場(chǎng)角以及圖像垂直視場(chǎng)角，且圖像水平視場(chǎng)角大于圖像垂直視場(chǎng)角，通常我們所講的視場(chǎng)角一般是指鏡頭的圖像水平視場(chǎng)角。 在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中如電梯轎箱內(nèi)，狹小房間均應(yīng)采用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭，如選用鏡頭規(guī)格為1/2″，CS型接口，鏡頭焦距為3.6mm或2.6mm鏡頭，這些鏡頭視場(chǎng)角均不小于99°或127°，這對(duì)于攝像機(jī)在狹小空間里一般標(biāo)高為2.5m左右時(shí)，其鏡頭的視場(chǎng)角范圍足以覆蓋整個(gè)近距離狹小被監(jiān)視空間。也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用手動(dòng)變焦鏡頭如日產(chǎn)Computar T2Z2814CS－2鏡頭，這種鏡頭為1/3″CS型接口手動(dòng)光圈鏡頭，其焦距2倍可調(diào)(手動(dòng)調(diào)焦)。調(diào)焦范圍為2.8～6.0mm，視場(chǎng)角變化范圍為96°～47.2°，這種鏡頭非常適合在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中使用，在使用時(shí)可方便地根據(jù)實(shí)際需要，靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)視場(chǎng)景的“點(diǎn)”或“面”的監(jiān)視效果。 對(duì)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(chǎng)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(duì)前端云臺(tái)進(jìn)行操作控制，以減少這種監(jiān)視死角，但這樣必將會(huì)增加系統(tǒng)的工程造價(jià)(系統(tǒng)需增加前端解碼器、云臺(tái)、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。 在開闊的被監(jiān)視環(huán)境中，首先應(yīng)根據(jù)被監(jiān)視環(huán)境的開闊程度，用戶要求在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的清晰程度，以及被監(jiān)視場(chǎng)景的中心點(diǎn)到攝像機(jī)鏡頭之間的直線距離為參考依據(jù)，在直線距離一定且滿足覆蓋整個(gè)被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的前提下，應(yīng)盡量考慮選用長(zhǎng)焦距鏡頭，這樣可以在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上獲得一幅具有較清晰細(xì)節(jié)的被監(jiān)視場(chǎng)景畫面。在這種環(huán)境中也可考慮選用變焦(倍)鏡頭(電動(dòng)三可變鏡頭)，這可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及系統(tǒng)的性能價(jià)格比決定，在選用時(shí)也應(yīng)考慮兩點(diǎn)：(1)在調(diào)節(jié)至最短焦距時(shí)(看全景)應(yīng)能滿足覆蓋主要被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的要求；(2)在調(diào)節(jié)至最長(zhǎng)焦距時(shí)(看細(xì)節(jié))應(yīng)能滿足觀察被監(jiān)視場(chǎng)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(chǎng)、車站等環(huán)境中，可根據(jù)實(shí)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(jià)格越高，可在綜合考慮系統(tǒng)造價(jià)允許的前提下，適當(dāng)選用高倍數(shù)變焦鏡頭)。 3、正確選用鏡頭焦距的理論計(jì)算 攝取景物的鏡頭視場(chǎng)角是極為重要的參數(shù)，鏡頭視場(chǎng)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)，覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計(jì)算： f=u·D/U (2)f=h·D/H f：鏡頭焦距、U：景物實(shí)際高度、H：景物實(shí)際寬度、D：鏡頭至景物實(shí)測(cè)距離、u：圖像高度、h：圖像寬度 (2)舉例說明：當(dāng)選用1/2″鏡頭時(shí)，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實(shí)際高度為U=2500mm(景物的實(shí)際寬度可由下式算出H=1.333·U，這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定)。 將以上參數(shù)代入公式(1)中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。以往由于攝像機(jī)的使用在室外或其它特殊場(chǎng)合等緣故，所以較多選用自動(dòng)光圈鏡頭。在目前的監(jiān)控工程中，由于智能建筑大量使用CCTV系統(tǒng)，室內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)占較高的比例。而許多工程商在做工程設(shè)備報(bào)價(jià)時(shí)，也同樣喜歡采用自動(dòng)光圈鏡頭。雖然自動(dòng)光圈鏡頭對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的光線變化適應(yīng)性較強(qiáng)，但其價(jià)格也明顯高于相同焦距的手動(dòng)定焦鏡頭。而現(xiàn)在大多數(shù)的攝像機(jī)都有電子快門，室內(nèi)的光源也較為穩(wěn)定，因此，智能建筑項(xiàng)目中大量采用自動(dòng)光圈鏡頭沒有太大的必要；另一方面，現(xiàn)在市場(chǎng)上用的自動(dòng)光圈鏡頭分為二大類： a.電源驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭； b.視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭。 電源驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭是通過四根線控制鏡頭的，其中兩根為DC12V或DC24V電源來驅(qū)動(dòng)鏡頭中的馬達(dá)，另兩根控制線通過鏡頭內(nèi)的光感應(yīng)點(diǎn)感應(yīng)外部光源的照度來控制光圈的大��；視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭則是通過三根線來控制鏡頭的，其中一根為視頻觸發(fā)信號(hào)來起動(dòng)光圈，并控制光圈大小，另二根為DC12V或DC24V電源線驅(qū)動(dòng)電機(jī)馬達(dá)。目前市場(chǎng)上大多黑白或彩色攝像機(jī)雖然有自動(dòng)光圈鏡頭接口，但除了少數(shù)可以兼容二種鏡頭以外，大多數(shù)攝像機(jī)不能兼容，只能使用電源驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭或視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭。如果在使用中當(dāng)一些攝像機(jī)損壞時(shí)，新購入的攝像機(jī)就有與原來的自動(dòng)光圈鏡頭是否兼容的問題。但當(dāng)工程中的監(jiān)控點(diǎn)在室外時(shí)，采用帶自動(dòng)光圈的鏡頭是必要的，因?yàn)槭彝獾墓饩�的動(dòng)態(tài)范圍變化較大，夏日陽光下環(huán)境照度達(dá)50000Lx－100000Lx；夜間路燈時(shí)僅為10Lx，變化幅度相當(dāng)大。在這種情況下攝像機(jī)無論是否具有自動(dòng)調(diào)整靈敏度功能即通過攝像機(jī)本身的電子快門已不可能適應(yīng)這么寬的照度范圍，也就無法達(dá)到控制圖像效果的作用 電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備主要包括：攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器、射燈等。目前，這些設(shè)備生產(chǎn)廠家很多，其品牌、型號(hào)、功能各異。因此，合理選擇這些設(shè)備，對(duì)提高電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量頗為重要。下面結(jié)合工程實(shí)際談些體會(huì)。 1 攝像機(jī)的選擇 攝像機(jī)是電視監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備，根據(jù)用戶要求，合理選擇非常重要�，F(xiàn)在安全防范用的電視監(jiān)控系統(tǒng)一般都采用CCD攝像機(jī)，因?yàn)樗c真空管攝像機(jī)相比具有體積小、重量輕；惰性��；靈敏度高；圖像均勻性好；抗沖擊性好；壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際工程中，如果監(jiān)視目標(biāo)照度不高，而用戶對(duì)監(jiān)視圖像清晰度要求較高時(shí)，宜選用黑白CCD攝像機(jī)；如果用戶要求彩色監(jiān)視時(shí)，應(yīng)考慮加輔助照明裝置，或選用彩色&#0;黑白自動(dòng)轉(zhuǎn)換的CCD攝像機(jī)，這種攝像機(jī)當(dāng)監(jiān)視目標(biāo)照度不能滿足彩色攝像要求時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為黑白攝像。 在確定用黑白攝像機(jī)還是用彩色攝像機(jī)之后，進(jìn)而要考慮的問題是攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。主要考慮的指標(biāo)如下所述。 1.1 分辨率(清晰度) 表示攝像機(jī)分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，通常用電視線(TVL)表示。它取決于CCD芯片的像素?cái)?shù)、鏡頭的分解力和攝像系統(tǒng)的帶寬。 黑白攝像機(jī)水平清晰度一般要選擇450TVL左右的，考慮到施工等因素，系統(tǒng)的最終清晰度能滿足我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16676－1996中規(guī)定的380TVL。 彩色攝像機(jī)水平清晰度一般要選擇大于350TVL的，因?yàn)槿搜蹖?duì)彩色難于分辨更細(xì)，這樣選擇也能滿足GB/T16676－1996中對(duì)彩色監(jiān)視系統(tǒng)270TVL的要求。 1.2 靈敏度 在鏡頭光圈大小一定的情況下，獲取規(guī)定信號(hào)電平所需要的最低靶面照度。例如：使用F1.2的鏡頭，當(dāng)被攝物體表面照度為0.04Lx時(shí)，攝像機(jī)輸出信號(hào)的幅值為350mV，即最大幅值的50％，則稱此攝像機(jī)的靈敏度為0.04Lx/F1.2。如果被攝物體表面照度再低，監(jiān)視器屏幕上將是一幅很難分辨層次的灰暗圖像。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般所選攝像機(jī)的靈敏度為被攝物體表面照度的1/10時(shí)較為合適。 1.3 信噪比 即信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值。CCD攝像機(jī)信噪比的典型值在45～55dB之間。一般的電視監(jiān)控系統(tǒng)中要選50dB左右的，這樣不僅能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定系統(tǒng)信噪比不小于38dB的要求，更重要的是當(dāng)環(huán)境照度不足時(shí)，信噪比越高的攝像機(jī)圖像就越清晰。 1.4 工作溫度 －10～＋50℃是絕大多數(shù)攝像機(jī)生產(chǎn)廠家的溫度指標(biāo)。視使用地區(qū)的溫度變化加防護(hù)或特別防護(hù)。 1.5 電源電壓 國外攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是198～264V抗電源電壓變化能力較強(qiáng)；國內(nèi)攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是200～240V，抗電源電壓變化能力較弱，在系統(tǒng)中使用時(shí)一般需穩(wěn)壓電源。 2 鏡頭的選擇 鏡頭種類繁多，分類方式就有好幾種，我們只從控制方式上談?wù)勅绾芜x擇攝像機(jī)鏡頭。 2.1 手動(dòng)光圈定焦鏡頭 這種鏡頭用于監(jiān)視固定目標(biāo)，且光照度變化較小的場(chǎng)合。這種鏡頭價(jià)格比較便宜。所需焦距大小可用下式估算。 f=A·L/H 式中：f—鏡頭焦距 A— 攝像機(jī)成像面高度 L—被攝物體到鏡頭距離 H—被攝物體高度 焦距越大，視場(chǎng)角越小，監(jiān)視范圍越窄；焦距越小，視場(chǎng)角越大；監(jiān)視范圍越寬。 2.2 自動(dòng)光圈定焦鏡頭 當(dāng)進(jìn)入鏡頭的光通量變化時(shí)，攝像機(jī)CCD成像面上產(chǎn)生的電荷也相應(yīng)變化，使視頻信號(hào)電平發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)鏡頭內(nèi)的微型電機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整光圈的大小。當(dāng)視場(chǎng)照度變化在100倍以上時(shí)，選這種鏡頭。但需注意的是：如果視場(chǎng)照度不均勻，特別是監(jiān)視目標(biāo)與背景光反差較大時(shí)，采用這種鏡頭攝像效果不理想。 2.3 自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭 此鏡頭與自動(dòng)光圈定焦鏡頭相比增加了兩個(gè)微型電機(jī)，其中一個(gè)電機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可改變鏡頭的焦距；另一個(gè)電機(jī)與鏡頭的聚焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)完成鏡頭的聚焦。由于增加了兩個(gè)微型電機(jī)，這種鏡頭的價(jià)格較貴。 2.4 電動(dòng)三可變鏡頭 與自動(dòng)光圈變焦鏡頭相比只是對(duì)光圈的調(diào)整由自動(dòng)控制方式改為遙控器控制。它也含三個(gè)微型電機(jī)，通過一組6芯控制線與控制器相連。目前這種鏡頭應(yīng)用較多。 在選擇鏡頭時(shí)，除根據(jù)不同場(chǎng)合、不同要求選擇不同控制方式的鏡頭外，還要考慮下面問題。 (1)鏡頭尺寸要與攝像機(jī)成像面尺寸一致。例如：1/3″攝像機(jī)要選1/3″鏡頭。在難以一致時(shí)，可用大尺寸鏡頭配小尺寸攝像機(jī)；反之不行。 (2)鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致，不一致時(shí)要加連接圈。例如：C型鏡頭安裝在CS型攝像機(jī)上時(shí)，必須在C型鏡頭上加連接圈，如果不加連接圈就可能碰壞CCD成像面的保護(hù)玻璃，造成CCD攝像機(jī)的損壞。 3 云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器的選擇 3.1 云臺(tái) 云臺(tái)可以簡(jiǎn)單理解成安裝攝像機(jī)的底座，只是這個(gè)底座可以全方位(水平和垂直兩個(gè)方向)或(水平方向)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，云臺(tái)的使用擴(kuò)大了攝像機(jī)的視野。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，需要巡回監(jiān)視的場(chǎng)所(如大廳等)都要使用云臺(tái)。選用云臺(tái)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。 (1) 所選云臺(tái)的負(fù)荷能力要大于實(shí)際負(fù)荷的1.2倍。就是說云臺(tái)上所有設(shè)備重量之和應(yīng)小于云臺(tái)的負(fù)荷能力，如果讓云臺(tái)滿負(fù)荷或是超負(fù)荷運(yùn)行，雖能免強(qiáng)工作，但啟動(dòng)時(shí)惰性大，特別是垂直轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更困難，極大的影響了巡視效果。 (2) 云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)應(yīng)有較好的自鎖性能，剎車時(shí)回程角應(yīng)小于1。 (3) 室內(nèi)云臺(tái)在最大負(fù)荷時(shí)，噪聲應(yīng)小于50dB。 3.2 防護(hù)罩 用于保護(hù)攝像機(jī)的裝置叫防護(hù)罩。有室內(nèi)、室外之分，室內(nèi)防護(hù)罩主要作用是防塵；而室外防護(hù)罩除防塵之外，更主要的作用是保護(hù)攝像機(jī)在較惡劣自然環(huán)境(如雨、雪、低溫、高溫等)下工作。這不僅要求嚴(yán)格的密封結(jié)構(gòu)，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時(shí)具有升溫和降溫功能。由此決定了室外防護(hù)罩的價(jià)格遠(yuǎn)高于室內(nèi)防護(hù)罩。選擇防護(hù)罩時(shí)還應(yīng)注意的是：防護(hù)罩的標(biāo)稱尺寸與攝像機(jī)標(biāo)稱尺寸一致，即1/3″攝像機(jī)選用1/3″防護(hù)罩。若難于一致時(shí)，可用大尺寸防護(hù)罩配小尺寸攝像機(jī)；反之不行。 3.3 支架 用于固定攝像機(jī)的部件，有壁裝、吊裝等型式。支架的選擇比較簡(jiǎn)單，只要其負(fù)荷能力大于其上所裝設(shè)備總重量即可，否則易造成支架變形，云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)，影響監(jiān)視圖像質(zhì)量。 3.4 控制解碼器 在有云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭和室外防護(hù)罩的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，必須配有控制解碼器。這樣在控制室中操縱鍵盤相應(yīng)按鍵即可完成對(duì)前端設(shè)備各動(dòng)作及功能的控制�？刂平獯a器必須與系統(tǒng)主機(jī)同一品牌，這是因?yàn)椴煌瑥S家生產(chǎn)的控制解碼器與系統(tǒng)主機(jī)的通信協(xié)議、編碼方式一般都不相同，除非某控制解碼器在說明書中特別說明該設(shè)備與某個(gè)品牌的主機(jī)兼容，否則絕不可選用。 4 射燈的選擇 目前絕大多數(shù)電視監(jiān)控系統(tǒng)均配置隨攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的射燈以輔助照明，其最大好處是靈活、方便，且價(jià)格不貴。黑白電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置高壓水銀燈；彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置碘鎢燈。當(dāng)需夜間隱蔽監(jiān)視時(shí)應(yīng)用紅外射燈。紅外射燈一種是在普通照明燈前加濾光片，另一種是由紅外發(fā)光二極管陣列構(gòu)成。前者耗能較大，且常產(chǎn)生“紅暴”(由于濾光不凈，有少量紅光被人眼看到)；后者極少產(chǎn)生“紅暴”，但照射距離較近。另外，還需提醒的是：紅外射燈對(duì)彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)不起作用，這是由于紅外光被彩色攝像機(jī)中的彩色濾色器濾掉的緣故。 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。 ; <p><P> 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，因此是理想的攝象元件。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。 ; CCD攝象機(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(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)產(chǎn)生不同等級(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。 ; １、依成像色彩劃分 彩色攝象機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝象機(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(dòng)時(shí)，可選用黑白攝象機(jī)。 ２、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。 機(jī)板型。 針孔型。 半球型。 ３、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。 ４、按掃描制式劃分 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(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）。 ５、依供電電源劃分 110VAC（NTSC制式多屬此類）， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VDC（微型攝象機(jī)多屬此類）。 ６、按同步方式劃分 內(nèi)同步：用攝象機(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)送入攝象機(jī)的外同步輸入端。 功率同步（線性鎖定，line lock）：用攝象機(jī)AC電源完成垂直推動(dòng)同步。 外VD同步：將攝象機(jī)信號(hào)電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。 多臺(tái)攝象機(jī)外同步：對(duì)多臺(tái)攝象機(jī)固定外同步，使每一臺(tái)攝象機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝象機(jī)同步，這樣即使其中一臺(tái)攝象機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝象機(jī)的畫面亦不會(huì)失真。 7、按照度劃分，CCD又分為 彩色攝象機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) （１）CCD尺寸，亦即攝象機(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。 （２）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25萬和38萬像素為劃界，38萬像素以上者為高清晰度攝象機(jī)。 （３）水平分辨率。彩色攝象機(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(jiǎn)稱線TV LINES）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(duì)越大。 （４）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)等高增感度攝象機(jī)可工作在很暗條件，2~3lux屬一般照度，現(xiàn)在也有低于1lux的普通攝象機(jī)問世。 （５）掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。 （６）攝象機(jī)電源。交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。 （７）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。 （８）視頻輸出。多為1Vp-p、75Ω，均采用BNC接頭。 （９）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。 ２、CCD彩色攝象機(jī)的可調(diào)整功能 （１）同步方式的選擇 A、對(duì)單臺(tái)攝象機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種： 內(nèi)同步——利用攝象機(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)送到攝象機(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，是利用攝象機(jī)的交流電源來完成垂直推動(dòng)同步，即攝象機(jī)和電源零線同步。 B、對(duì)于多攝象機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號(hào)是垂直同步的，這樣在變換攝象機(jī)輸出時(shí)，不會(huì)造成畫面失真，但是由于多攝象機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)攝象機(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)攝象機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。 調(diào)節(jié)各臺(tái)攝象機(jī)的“相位調(diào)節(jié)”電位器，因攝象機(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)攝象機(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0~360度。 （２）自動(dòng)增益控制 所有攝象機(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，需利用攝象機(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，從而使攝象機(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)增加攝象機(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。 （３）背景光補(bǔ)償 通常，攝象機(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)，攝象機(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。 （４）電子快門 在CCD攝象機(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。電子快門控制攝象機(jī)CCD的累積時(shí)間，當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí)，對(duì)NTSC攝象機(jī)，其CCD累積時(shí)間為1/60秒；對(duì)于PAL攝象機(jī)，則為1/50秒。當(dāng)攝象機(jī)的電子快門打開時(shí)，對(duì)于NTSC攝象機(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型攝象機(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)果將降低攝象機(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)，這將大大地增加攝象機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率。 （５）白平衡 白平衡只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(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2800~6000K。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——先將攝象機(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)置將保持在攝象機(jī)的存儲(chǔ)器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹�，其范圍�?300~10000K，在此期間，即使攝象機(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*，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，有的攝象機(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。 （６）色彩調(diào)整 對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，是不需要對(duì)攝象機(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。 ３、數(shù)字化式的調(diào)整控制方法 新型攝象機(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*性。 DSP攝象機(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）攝象機(jī)。該種攝象機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： １、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)攝象機(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攝象機(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)。 ２、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)的攝象機(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攝象機(jī)是將一個(gè)畫面分成48個(gè)小處理區(qū)域，<B>這樣</B>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，該攝象機(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)，可將由攝象機(jī)彩色噪聲引起的圖像混疊減至最少 1. 什么是CCD攝像機(jī)？ CCD是Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫，它是一種半導(dǎo)體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長(zhǎng)、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。 2. CCD攝像機(jī)的工作方式 被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積累相應(yīng)比例的電荷，各個(gè)像素積累的電荷在視頻時(shí)序的控制下，逐點(diǎn)外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號(hào)輸出。視頻信號(hào)連接到監(jiān)視器或電視機(jī)的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。 3. 分辨率的選擇 評(píng)估攝像機(jī)分辨率的指標(biāo)是水平分辨率，其單位為線對(duì)，即成像后可以分辨的黑白線對(duì)的數(shù)目。常用的黑白攝像機(jī)的分辨率一般為380-600，彩色為380-480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場(chǎng)合，用400線左右的黑白攝像機(jī)就可以滿足要求。而對(duì)于醫(yī)療、圖像處理等特殊場(chǎng)合，用600線的攝像機(jī)能得到更清晰的圖像。 4. 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，黑白攝像機(jī)的靈敏度大約是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色攝像機(jī)多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機(jī)用于普通的監(jiān)視場(chǎng)合；在夜間使用或環(huán)境光線較弱時(shí)，推薦使用0.02Lux的攝像機(jī)。與近紅外燈配合使用時(shí)，也必須使用低照度的攝像機(jī)。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關(guān)，0.97Lux/F0.75相當(dāng)于2.5Lux/F1.2相當(dāng)于3.4Lux/F1. 4。 參考環(huán)境照度： 夏日陽光下 100000Lux 陰天室外 10000Lux 電視臺(tái)演播室 1000Lux 距60W臺(tái)燈60cm 桌面 300Lux 室內(nèi)日光燈 100Lux 黃昏室內(nèi) 10Lux 20cm處 燭光 10-15Lux 夜間路燈 0.1Lux 5. 電子快門 電子快門的時(shí)間在1/50-1/100000秒之間，攝像機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動(dòng)電子快門方式，可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，得到清晰的圖像。有些攝像機(jī)允許用戶自行手動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間，以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合。 6. 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(hào)來保證視頻信號(hào)的同步，它可保證不同的設(shè)備輸出的視頻信號(hào)具有相同的幀、行的起止時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)外同步，需要給攝像機(jī)輸入一個(gè)復(fù)合同步信號(hào)(C-sync)或復(fù)合視頻信號(hào)。外同步并不能保證用戶從指定時(shí)刻得到完整的連續(xù)的一幀圖像，要實(shí)現(xiàn)這種功能，必須使用一些特殊的具有外觸發(fā)功能的攝像機(jī)。 7. 光譜響應(yīng)特性 CCD器件由硅材料制成，對(duì)近紅外比較敏感，光譜響應(yīng)可延伸至1.0um左右。其響應(yīng)峰值為綠光(550nm)，分布曲線如右圖所示。夜間隱蔽監(jiān)視時(shí)，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的透明電極，所以CCD對(duì)紫外不敏感。彩色攝像機(jī)的成像單元上有紅、綠、蘭三色濾光條，所以彩色攝像機(jī)對(duì)紅外、紫外均不敏感。 8. CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/2"、1/3"等，成像尺寸越小的攝像機(jī)的體積可以做得更小些。在相同的光學(xué)鏡頭下，成像尺寸越大，視場(chǎng)角越大。 芯片規(guī)格 成像面大小(寬X高) 對(duì)角線 1/2 6.4x4.8mm 8mm 1/3 4.8x3.6mm 6mm |
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