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文檔簡介

1、常用監控攝像機的一些主要技術參數(1) 色彩監控攝像機有黑白和彩色兩種,通常黑白監控攝像機的水平清晰度比彩色監控攝像機高,且黑白監控攝像機比彩色監控攝像機靈敏,更適用于光線不足的地方和夜間燈光較暗的場所。黑白監控攝像機的價格比彩色便宜。但彩色的圖像容易分辨衣物與場景的顏色,便于及時獲取、區分現場的實時信息(2) 清晰度分為水平清晰度和垂直清晰度兩種。垂直方向的清晰度受到電視制式的限制,有一個最高的限度,由于我國電視信號均為 PAL制式,PAL制垂直清晰度為400行。所以攝像機的清晰度 一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼對電視圖像水平細節清晰度的量度,用電視線TVL表示。過去選用黑白監控

2、攝像機的水平清晰度一般應要求大于500線,彩色監控攝像機的水平清晰度一般應要求大于400線。目前,高清監控攝像機已經達到1080P.照度單位被照面積上接受到的光通量稱為照度。Lux(勒克斯)是標稱光亮度(流明)的光束均勻射在lm2面積上時的照度。監控攝像機的靈敏度以最低照度來表示,這是監控攝像機以特定的測試卡為攝取標,在鏡頭光圈為0.4時,調節光源照度,用示波器測其輸出端的視頻信號幅度為額定值的10%,此時測得的測試卡照度為該攝像機的最低照度。所以實際上被攝體 的照度應該大約是最低照度的10倍以上才能獲得較清晰的圖像。目前一般選用黑白監控攝像機的最低照度,當相對孔徑為F/ 1.4時,最低照度要

3、求選用小于0.1Lux;選用彩色監控攝像機的最低照度,當相對孔徑為F/ 1.4時,最低照度要求選用小于 0.2Lux 。同步要求監控攝像機具有電源同步、外同步信號接口。對電源同步而言,使所有的攝像機由監控中心的交流同相電源供電,使監控攝像機場同步信號與市電的相位鎖定,以達到攝像機同步信號相位一致的同步方式。對外同步而言,要求配置一臺同步信號發生器來實現強迫同步,電視系統掃描用的行頻、場頻、幀頻信號,復合消隱信號與外設信號發生器提供的同步信號同步的工作方式。系統只有在同步的情況下,圖像進行時序切換時就不會出現滾動現象,錄、放像質量才能提高。電源監控攝像機電源一般有交流220V,交流24V ,直流

4、12V,可根據現場情況選擇攝像機電源但推薦采用安全低電壓。選用 12V直流電壓供電時,往往達不到攝像機電源同步的要求, 必須采用外同步方式,才能達到系統同步切換的目的。自動增益控制(AGC)所有攝像機都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,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,然而在亮光照的環境中放大器將過載,使視頻信號畸變。為此,需利用攝像機的自動增益控制(AGC )電路去探測視頻信號的電平,適時地開關 AGC,從而使攝像機能夠在較大的光照圍工作,此即動態圍,即在低照度 時自動增加攝像機的靈敏度,從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。白平衡白平衡只用于

5、彩色攝像機,其用途是實現攝像機圖像能精確反映景物狀況,有手動白平衡和自動白平衡兩種方式。A)自動白平衡連續方式-此時白平衡設置將隨著景物色彩溫度的改變而連續地調整,圍 為28006000K 。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,使色彩表現自然,但對于景物中很少甚至沒有白色時,連續的白平衡不能產生最佳的彩色效果。按鈕方式-先將攝像機對準諸如白墻、白紙等白色目標,然后將自動方式開關從手動撥到設置位置,保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現白色為止,在白平衡被執行后, 將自動方式開關撥回手動位置以鎖定該白平衡的設置,此時白平衡設置將保持在攝像機的存儲器中,直至再次執行被改變為止,

6、其圍為230010000K ,在此期間,即使攝像機斷電也不會丟失該設置。以按鈕方式設置白平衡最為精確和可靠,適用于大部分應用場合。B)手動白平衡 開手動白平衡將關閉自動白平衡,此時改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達107個等級供調節,如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少蘭色各一個等級。除次之外,有的攝像機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。(8)電子快門在CCD攝像機,是用光學電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門。電子快門控制攝像機CCD的累積時間,當電子快門關閉時,對NTSC攝像機,其CCD累積時間為1/60秒;對于PAL攝像機,則為1/50秒。當

7、攝像機的電子快門打開時,對于NTSC攝像機,其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的圍;對于 PAL型攝像機,其電子快門則以 311 步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的圍。當電子快門速度增加時,在每個視頻場允許的時間, 聚焦在CCD上的光減少,結果將降低攝像機的靈敏度,然而,較高的快門速度對于觀察運 動圖像會產生一個”停頓動作"效應,這將大大地增加攝像機的動態分辨率。(9)背景光補償通常,攝像機的 AGC工作點是通過對整個視場的容作平均來確定的,但如果視場中包含一個很亮的背景區域和一個很暗的前景目標,則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目標是不夠合適的,背景光補

8、償有可能改善前景目標顯示狀況。當背景光補償為開啟時,攝像機僅對整個視場的一個子區域求平均來確定其AGC工作點,此時如果前景目標位于該子區域時,則前景目標的可視性有望改善。(10)寬動態寬動態技術是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術。解決方法就是用一顆CCD,但是上面的每一點在單一時間曝光兩次,一次長曝光(低快門),一次短曝光(高快門),所以每一點都有兩個數據輸出,就叫”雙輸出 CCD ”,正因為每點有兩個數據 輸出,總資料量就比一般 CCD多了一倍,因此傳輸的速度得大上一倍才能把資料搬出來,所以又叫”雙速 CCD(Double Speed CCD)。就這樣了 !雙輸出CC

9、D扔出一個長曝光及短曝光的訊號給 DSP,DSP去運算再加總,所謂”寬動態攝像機”就出來了。安防監控攝像機設計選型該監控攝像機設計選型及采購指南,可以幫助實施監控工程的監控工程商,根據攝像機的參數,應用環境及場所在適當的安防監控系統方案中選用最佳的監控攝像機,來滿足不同安防監控工程方案的需求隨著監控系統在社會上應用越來越廣泛,可供攝像機的種類(品 牌、型式和型號)日益繁多。作為監控工程設計安裝工程商,如此眾多種類的攝像機,對其 系統設計師和采購經理,是一個考驗。如何才能正確選用攝像機,確保系統的效果最佳、系統的成本最低呢?這幾個問題困擾著不少設計工程師和采購經理。或許,這篇文章,對于面臨難題的

10、工程師們有所幫助和啟發。為了很好地闡述這個問題,讓我們先從CCD攝像機一些基本知識談起吧:一、CCD攝像機分類 1、依成像色彩劃分 彩色攝像機:適用于景物細部辨別,如辨別衣 著或景物的顏色。黑白攝像機:適用于光線不充足地區及夜間無法安裝照明設備的地區,在僅監視景物的位置或移動時,可選用黑白攝像機。 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線的產品最普遍。影像像素在38萬以上的高分辨率型。3、按攝像機形狀劃分 攝像機按外形劃分主要有:槍式攝像機、針孔型攝像機、半球型攝像機。4、按CCD靶面大小劃分1英寸一一靶面尺寸為寬12.

11、7mm*高9.6mm,對角線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英寸一靶面尺寸為寬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。5、按掃描制式劃分 PAL制。NTSC制。6、依供電電源劃分220VAC , PAL系統。24VAC。 12VDC,國攝像機多屬此類。6、按同步方式劃分同步:用攝像機同步信號發生電路產生的同步信號來完成操作。外同步:使用一個外同步信號發生器,將同步信號送入攝像機的外同步輸入端。功率同步(

12、線性鎖定,line lock ):用攝像機AC電源完成垂直推動同步。外VD同步:將攝像機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。 多臺攝像機外同步:對多臺攝像機固定外同步,使每一臺攝像機可以 在同樣的條件下作業,因各攝像機同步,這樣即使其中一臺攝像機轉換到其他景物,同步攝像機的畫面亦不會失真。二、CCD彩色攝像機基本知識1、CCD彩色攝像機的主要技術指標(1) CCD尺寸,亦即攝像機靶面。現在 1/3英寸的已普及化,1/4英寸也已商品化。(2) CCD像素,像素越多,則圖像分辨率越高、 越清晰,現多以25萬和38萬像素為劃界, 38萬像素以上者為高清晰度攝像機。(3)水平分辨率。彩色攝像機

13、的典型分辨率是在 320到500電視線之間,目前市面上以 420TVL和480TVL兩種分辨率占主導地位。(4)最小照度,也稱為靈敏度。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件,對一般攝像機而言,23lux屬最低照度,現在1lux的普通攝像機比較普及,最為常用。(5)掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。(6)攝像機電源。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,但圖像質量良好;若為60db,則圖像質量優良,不出現噪聲。(8)視頻輸出。多為1Vp-p、75 Q,均采用BNC接頭。(9)鏡頭安裝方式。有 C和C

14、S方式,二者間不同之處在于感光距離不同。三、攝像機選用經驗談 在監控系統應用中,攝像機選用十分關鍵,它直接決定了整個監控系統的圖像效果。下面,我們各種場合的攝像機選用談談看法,以供大家參考。攝像機選用主要依據兩個要素進行:一是攝像機使用環境 (應用場合);一是攝像機的相關主要參數。一)攝像機應用場合-攝像機型式的選用目前攝像機種類繁多,應用場合也各不相同。應用場合決定攝像機型式的選用,要正確選用攝像機,我們必須了解該攝像機的安裝場合,確定安裝型式。目前,攝像機安裝應用場合主要有:寫字樓、酒店、工廠、銀行、監獄等。一 般還分為室和室外使用。我們以酒店監控安裝為例,說明攝像機的選用。根據目前慣例,

15、酒店應用監控系統,其前端攝像機安裝位置主要有:大堂、電梯、樓道走廊、停車場等。 安裝位置監控需求特點 選用攝像機型式 選用原因停車場監控圍大、動態性大一體化攝像 機(如BN-132WD )或槍式攝像機+電動變焦鏡頭一體化攝像機置變焦鏡頭,適合動態 圍大的場合,可對現場進行細節放大,而且安裝調試也簡單。 大堂 監控圍大、動態性大 一體化攝像機(如BN-132WD ) 同上電梯監控圍固定,光線穩定飛碟攝像機(BN-030HUFO )電梯安裝位置狹窄,安裝小型半球攝像機,不易引起顧客放干,可以兼顧電梯的整體美觀和圖像監控效果樓道走廊 監控圍固定,光線較為穩定防爆半球攝像機(BN-0340HHL )酒

16、店的吊頂較低,如吊裝普通槍式攝像機,太搶眼破壞走廊的裝修 效果。吸頂安裝半球攝像機,可以兼顧走廊整體美觀和監控效果,而且安裝調試簡單二)攝像機選用參數 選定攝像機型式后,我們還應該針對應用環境確定攝像機的具體參數,進 而選定攝像機型號。一般來說,攝像機的主要參數有:清晰度、最低照度,其余參數為參考 依據。清晰度:目前市面上攝像機330TVL-480TVL 居多,根據現在的應用情況,420TVL 攝像機應用最為普遍,480TVL高清晰度攝像機應用情況其次;最低照度:最低照度攝像機正常工作是對周圍環境的最低要求。因此它也是選用攝像機的一個重要參數。我們還是酒店監控為例,進行攝像機參數選用分析:安裝

17、位置 監控參數要求 選用攝像機型式 選用原因停車場要求清晰度高、環境亮度變化大一體化攝像機(如BN-132WD )或晝夜形槍式攝像機+電動變焦鏡頭 BN-132WD清晰度高達520TVL ,置鏡頭為自動光圈鏡頭,適宜亮度的變化 大堂監控圍大、動態性大一體化攝像機(如BN-132WD )同上電梯監控圍固定,光線穩定、視角大小型半球攝像機(BN-030DUFO )電梯部安裝有燈光,因此光度變化不大,我們選用0.01-1LUX照度攝像機,420線就行,配置3.6mm廣角鏡頭 樓 道走廊 監控圍固定,光線較為穩定半球攝像機(BN-0340DHL )走廊部安裝有燈光,因此光度變化不大,我們選用0.01-

18、1LUX照度攝像機,420線就行,配置8mm廣角鏡頭 三) 各種類型攝像機適宜的應用場合下面列舉一些攝像機類型最適宜的應用場合,以供工程師進行監控系統設計參考:攝像機類型應用場合1半球攝像機電梯、有吊頂光線變化不大的室應用場合 2 一體化攝像機最適合安裝在室監控動態圍較大的場合,也適合安裝在 室外監控圍中等的場合(如需監控室外60m半徑以的目標)3槍式攝像機 可安裝在室外任何場合,但不太適合監控或安裝圍較小的場合4水下攝像機 適用于水下安裝使用5晝夜型攝像機適用于環境亮度變化較大場合,如室外晚上燈光較弱,白天亮度正常的場合。1.成像元件也就是CCD啦!(當然也有C-MOS),主要區分為彩色,黑

19、白,1/3 ” ,1/4 ” , 1/2 ”及品牌,尺寸:大小的差別主要在于靈敏度 ,也就是最低照度,1/4照度會比1/3差,原理很簡單:相同數量 的感 光點,擺在1/4上的每一點一定比較小點 ,他的受光就較少,當然照度就較差,好處是 便宜一些,還有體積較小,板子可以做小一些.品牌:以價位來說,從貴到便宜,分別是Sony, Panasonic,Sharp,A1(L.G)這幾種,如果用Sony通常會標“ Sony Super-HAD CCD ”這是Sony的注冊商標,或是低照度會標 “Sony Ex-View CCD “在CCD的制造過程中有一個制程叫作” HAD ” ,所以 不管那家的 CCD

20、都可稱為” HAD CCD,但索尼改進了這個制程,認為做出來的 CCD 品質較好 就叫做” Super-HAD ”并把這名稱注冊,因此只有索尼有所謂的 Super-HADCCD,在一般型錄上常看到“ 1/3 ” SONY Super-HAD CCD ” 就是這樣來的,不可能標” 1/3 ” Sharp Super-HAD CCD ” 那會鬧笑話的.Ex-view是索尼CCD注冊的專有名辭,強調照度比Super-HAD 更低,當然價格也貴多 了,其它特性及接腳都跟原來Super-HAD 差不多.而不是用SONY的,就只標”1/3 ” Color CCD “ 了2 .像素:在PAL制,有 752(

21、H) x 582(V), 也就是所謂44萬畫素 及500(H) x 582(V)也就是所謂25萬畫素,在NTSC制,有768(H) x 494(V),也就是所謂38萬畫素 及510(H) x 492(V) 也就 是所謂25萬畫素,44萬畫素,就叫高解,25萬就叫低解,普解或中解.以上講的畫素是指”有 效畫素3. 分辯率:這就比較好玩了 ,25萬像素的攝像機,其技術極限大概是320條,在十多年前,搞出了攝像 機,大概就280-300條之間,但跟日本貨比起來就差了一截 ,怎辦?那就標350線好了,后來 又有新公司及韓國搞出來了 ,大概在300左右,那就標380條好了,到了近幾年,大陸也搞出 來了,

22、怎辦?那就標420好了 !,搞到現在,全部都標420 了,無恥的還有標450 ,更讓人搞不懂 的是,不管在或是大陸,送去檢測,居然也是420?真讓人匪夷所思! 而44萬的,技術極限大概在480線,一般中,臺,韓做出來大概就是400-450之間侗上理,就 標480,500,520,550 吧!各憑良心還有,最近流行所謂520線的更是個大騙局,為什么他說520線?是因為主芯片用索尼HQ1(CXD3172AR),翻遍原廠資料,找不到520這個字,只有非官方說法:是有520線,但僅 限Y/C輸出所以只要是HQ1方案,大家就標520,在加上灌水法,550及560就出來了 估計 580也快有了 4. 最低

23、照度:最簡單的定義:在暗房,攝像機對著被測物,然后把燈光慢慢調暗,直到顯示器上快要看不 清楚被測物為止,這時量光線的照度,就是最低照度夠含糊了吧!,實際上還得考慮用幾毫 米鏡頭,入光量多少,攝像機AGC必須關掉,視頻訊號是降到多少IRE等等幾乎沒有廠家 會去做這種測試,那老故事又來了 很久很久以前,松下跟索尼的機子低解的標1.1Lux(F1.2),那做出來就標0.5吧,后來的只好標0.2,你標0.2,我就標0.1,他標0.05就這樣了 還有,高解CCD照度會比低解的差,還是老話,同樣芯片面積,一個擺了 44萬點,一個擺了25萬點,那個大點?5. 訊噪比:任何電路只要通電后都會產生噪訊 ,包括元

24、件及線路本身所產生的 ,當然噪訊越小,畫面看 起來會越干凈 ,我們用視頻訊號跟噪訊的比值來表示,那當然越大越好 ,數學式是20log(V2/V1), V2指視頻訊號,V1指噪訊大小,單位是” dB ”還是老故事很久很久以前,松下跟索尼的機子噪訊比標 50 dB,那做出來就標嘿嘿! 一看起來就是比較差,不好意思吹牛了 ,那就標48好了,可是不好看?修飾一下:”大于48 dB“,所以“ >48dB ”就是這樣來的,不論阿貓阿狗做出來的攝像機,一律就這樣標了 ,有去測?我頭剁給他!6. 電子快門:為了讓影像亮度正確,我們必須正確控制攝像機的入光量,要調整入光量要從鏡頭的光圈 及像機的快門著手,

25、一般我們用手動鏡頭時,光圈調固定就不動了 ,如果這時遇到強光怎辦 ? 很簡單,在CCD還沒過曝前,就趕緊把CCD上的訊號”掃”下來吧,也就是光線強 時抓快些,光線弱時抓慢些,抓一次相當于我門用單反相機時”喀嗏”一聲,單反像機是機械式快門,我們這是電子式,所以叫”電子快門”跟據規格書,電子快門速度在 PAL制時是1/50秒到十萬分之一秒,所以大家就這樣 標了,實際應用上如果機子調校不良,是達不到十萬分之一的,如果機子在太陽下看起來像 蒙層細白裟,不是很清楚,那八成是快門速度不夠還有如果用自動光圈鏡頭,那入光量就由鏡頭光圈來控制了,這時后機子本身快門速度就定在 1/50 秒7. Gamma 補償:

26、什么是Gamma?簡單解釋,CRT管子是跟據電子束打在屏幕上的強度來決定產生的亮度 , 打的越強就越亮,但不是1:1的,也就是說,在很強的時后并不會成比例的那么亮 ,這是CRT 管的特性,因此視頻輸出就得在高亮度時做些刻意的增強 ,這就叫Gamma補償,個補償曲 線叫0.45,只要給DSP下個指令就好了,一點技術都沒有,有的機子會加個開關,讓你選擇 0.45或1,1的補償曲線是1:1的,在某些強光環境下還蠻好用的 (是強光下,非逆光下)8. 背光補償:什么是背光補償,這又跟快門速度有關了 ,舉個例子,當一部攝像機裝在 ATM上,對著大街, 在大太陽下,環境很亮,所以機子快門速度當然是很快的,才

27、不會過曝,這時如果有人來提款,臉對著鏡頭,由于目前機子采全面測光,基本上受環境影響,整體還是很亮,在高速快門下,人臉的曝光量不足,就顯的黑黑的,這就是攝影學上面所說的”背光”,就是:背面有強光,導致主體曝光不足而變黑.所以問題就出在全面曝光上 ,假使我們只取一部份劃面來測光 ,比如說中間,那人臉在劃面 中間,這時DSP會測到曝光不足,便會放慢快門速度,這時人臉就清楚了 ,但是因為快門速 度慢了,導致背景(街上)反而過曝而白茫茫一片.所以,背光補償就是根據特定的測光區域,調整電子快門(或自動光圈),使得測光區域的曝光值正常,不在測光區域的就不管了 ,測光區域由DSP參數設定,一般是取中間1/9處,或加 上下方1/3處成凸字型.9. 同步系統:分同步,外同步及電源同步電源同步,說來話長,簡單的說,就是使每一支攝像機丟圖場出來的時間點要一致,好比對伍行進時雖然每人速度一樣,但如果沒有人在旁吹哨或喊口令的

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