监控技术及监控常识.docx

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监控技术及监控常识

监控技术与监控常识

尺寸，亦即摄象机靶面。

原多为1/2英寸，此刻1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

像素，是CCD的要紧性能指标，它决定了显示图像的清楚程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。

CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像越清楚。

此刻市场上大多以25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清楚度摄象机。

3.水平分辨率。

彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电视线之间，要紧有330线、380线、420线、460线、500线等不同档次。

分辨率是用电视线（简称线TVLINES）来表示的，彩色摄像头的分辨率在330~500线之间。

分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清楚度为80线。

频带越宽，图像越清楚，线数值相对越大。

4.最小照度，也称为灵敏度。

是CCD对环境光线的灵敏程度，或说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。

照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。

月光级和星光级等高增感度摄象机可工作在很暗条件，

1~3lux属一样照度

月光型:

正常工作所需照度左右

星光型:

正常工作所需照度以下

红外型采纳红外灯照明，在没有光线的情形下也能够成像（黑白）

5.扫描制式。

有PAL制和NTSC制之分。

中国采纳隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。

另外，日本为NTSC制式，525行，60场（黑白为EIA）。

8.视频输出。

多为1Vp-p、75Ω，均采纳BNC接头。

9.镜头安装方式。

有C和CS方式，二者间不同的地方在于感光距离不同。

镜头的选择和要紧参数：

摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）好坏直接阻碍摄像机的整机指标，因此，摄像机镜头的选择是不是适当既关系到系统质量，又关系到工程造价。

镜头相当于人眼的晶状体，若是没有晶状体，人眼看不到任何物体；若是没有镜头，那么摄像头所输出的图像确实是白茫茫的一片，没有清楚的图像输出，这与咱们家用摄像机和照相机的原理是一致的。

当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也确实是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，能够调整摄像头的后核心，改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置），能够将模糊的图像变得清楚。

由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是超级重要的。

工程设计人员和施工人员都要常常与镜头打交道：

设计人员要依照物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员常常进行现场调试，其中一部份确实是把镜头调整到最正确状态。

一、镜头的分类

按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分

球面镜头1”25mm自动光圈电动变焦长焦距镜头

非球面镜头1/2”3mm手动光圈手动变焦标准镜头

针孔镜头1/3”固定光圈固定焦距广角镜头

鱼眼镜头2/3”17mm

（1）以镜头安装分类:

所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。

二者螺纹部份相同，但二者从镜头到感光表面的距离不同。

C安装座：

从镜头安装基准面到核心的距离是。

CS安装座：

特种C安装，现在应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。

其镜头安装基准面到核心的距离是。

若是要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄象机上时，那么需要利用镜头转换器。

（2）以摄象机镜头规格分类:

摄象机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，二者应相对应。

即摄象机的CCD靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。

摄象机的CCD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。

摄象机的CCD靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。

若是镜头尺寸与摄象机CCD靶面尺寸不一致时，观看角度将不符合设计要求，或发生画面在核心之外等问题。

（3）以镜头光圈分类:

镜头有手动光圈（manualiris）和自动光圈（autoiris）之分，配合摄象机利用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用处合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度转变的场合。

自动光圈镜头有两类：

一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来操纵镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类那么利用摄象机上的直流电压来直接操纵光圈，称为DC输入型。

自动光圈镜头上的ALC（自动镜头操纵）调整用于设定测光系统，能够整个画面的平均亮度，也能够画面中最亮部份（峰值）来设定基准信号强度，供给自动光圈调整利用。

一样而言，ALC已在出厂时通过设定，可不作调整，可是关于拍照景物中包括有一个亮度极高的目标时，敞亮目标物之影像可能会造成"白电平削波"现象，而使得全数屏幕变成白色，现在能够调剂ALC来变换画面。

另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生转变，光通量即光圈，一样用F表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：

F＝f（焦距）／D（镜头实际有效口径），F值越小，那么光圈越大。

采纳自动光圈镜头，关于以下应用情形是理想的选择，它们是：

在诸如太阳光直射等超级亮的情形下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。

要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。

要求在亮光上因光信号致使的模糊最小时，应利用自动光圈镜头。

（4）以镜头的视场大小分类:

标准镜头：

视角30度左右，在1／2英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为12mm，在1／3英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为8mm。

广角镜头：

视角90度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。

远摄镜头：

视角20度之内，焦距可达几米乃至几十米，此镜头可在远距离情形下将拍照的物体阻碍放大，但使观看范围变小。

变倍镜头（zoomlens）：

也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。

可变核心镜头（vari-focuslens）：

它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距持续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。

变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，可是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，那么需通过手动聚焦实现。

针孔镜头：

镜头直径几毫米，可隐蔽安装。

（5）从镜头焦距上分短焦距镜头：

因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。

中焦距镜头：

标准镜头，焦距的长度视CCD的尺寸而定。

长焦距镜头：

因入射角较狭小，故仅能提供狭小视景，适用于长距离监视。

变焦距镜头：

一样为电动式，可作广角、标准或远望等镜头利用。

1）定焦距：

焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。

·有光圈：

镜头光圈的大小能够调剂。

依照环境光照的转变，应相应调剂光圈的大小。

光圈的大小能够通过手动或自动调剂。

人为手工调剂光圈的，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。

·无光圈：

即定光圈，其通光量是固定不变的。

要紧用光源恒定或摄像机自带电子快门的情形。

2）变焦距：

焦距能够依照需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。

经常使用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。

三可变镜头：

可调焦距、调聚焦、调光圈。

二可变镜头：

可调焦距、调聚焦、自动光圈。

注释：

变焦镜头--焦平面的位置固定，而焦路可持续调剂的光学系统。

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。

如此就能够够在必然范围内改变镜头的焦距长度和视角。

焦距--透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。

单位一样为毫米或英寸。

光圈--位于摄像机镜头内部份的、能够调剂的光学机械性阑也，可用来操纵通过镜头的光线的多少。

自动光圈--镜头内的隔膜装置，可依照电视摄像机传来的视频信号自行调剂，以适应光照强度的转变。

光圈隔膜通过打开或关闭光圈来操纵通过镜头传送的光线。

典型的补偿范围是10000-1到300000-1。

二、选择镜头的技术依据

（1）镜头的成像尺寸应与摄象机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英寸等规格。

（2）镜头的分辨率描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变，但对拥护而言，需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：

镜头分辨率N＝180／画幅格式的高度。

由于摄象机CCD靶面大小已经标准化，如1／2英寸摄象机，其靶面为宽＊高，1／3英寸摄象机为宽＊高。

因此对1／2英寸格式的CCD靶面，镜头的最低分辨率应为38对线／mm，对1／3英寸格式摄象机，镜头的分辨率应大于50对线，摄象机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。

（3）镜头焦距与视野角度第一依照摄象机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距f确信后，那么由摄象机靶面决定了视野。

（4）光圈或通光量镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以F为标记，每一个镜头上均标有其最大的F值，通光量与F值的平方成反比关系，F值越小，那么光圈越大。

因此应依照被监控部份的光线转变程度来选择用手动光圈仍是用自动光圈镜头。

3、变焦镜头（zoomlens）变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。

伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在必然范围内转变，因此能够使被监控的目标放大或缩小，因此也常被成为变倍镜头。

典型的光学放大规格有6倍（~36mm,）、8倍（~36mm,）、10倍（~80mm,）、12倍（~72mm,）、20倍（10~200mm,）等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。

为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。

在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：

自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。

其聚焦和变倍的调整，那么只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动，而预置那么是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，如此能够免去成像必需逐次调整的进程，可精准与快速定位。

在球形罩一体化摄像系统中，大部份采纳带预置位的伸缩镜头。

另一项令用户感爱好的那么是快速聚焦功能，它由测焦系统与电动变焦反馈操纵系统组成。

4、镜头与摄像机CCD尺寸的关系1/2"镜头既可用于1/2"摄像机，也可用于1/3"摄像机，但视角会减少25%左右。

1/3"镜头不能用于1/2"摄像机，只能用于1/3"摄像机。

五、不同种类镜头的应用范围

*手动、自动光圈镜头的应用范围手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于光照条件相对稳固的条件下，手动光圈由数片金属薄片组成。

光通量靠镜头外径上的一个环调剂。

旋转此圈可使光圈收小或放大。

在照明条件转变大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采纳自动光圈镜头，比如在户外或人工照明常常开关的地址，自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。

手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。

*定焦距（光圈）镜头，一样与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。

定焦距镜头一样又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。

中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头的焦距一般是28mm以下的镜头，短焦距镜头要紧用于环境照明条件差，监视范围要求宽的场合，焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这种镜头的焦距一样在150mm以上，要紧用于监视较远处的景物。

*手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各类光线下都可利用。

*自动光圈镜头，（EF）可与任何CCD摄像机配套，在各类光线下都可利用，专门用于被监视表面亮度转变大、范围较大的场所。

为了幸免引发光晕现象和烧坏靶面，一样都配自动光圈镜头。

*电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各类光线下都可利用，变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。

六、镜头的要紧性能指标有以下几个：

（1）焦距：

焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观看的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观看范围小，只要焦距选择适合，即便距离很远的物体也能够看得清清楚楚。

由于焦距和视场角是一一对应的，一个确信的焦距就意味着一个确信的视场角，因此在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，仍是有一个大的观测范围重要，若是要看细节，就选择长焦距镜头；若是看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

（2）光阑系数：

即光通量，用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。

每一个镜头上都标有最大F值，例如6mm/代表最大孔径为毫米。

光通量与F值的平方成反比关系，F值越小，光通量越大。

镜头上光圈指数序列的标值为，2，，4，，8，11，16，22等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。

也确实是说镜头的通光孔径别离是1/，1/2，1/，1/4，1/，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号2倍，因此光圈指数越小，那么通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。

另外镜头的光圈还有手动（MANUALIRIS）和自动光圈（AUTOIRIS）之分。

配合摄像头利用，手动光圈适合亮度转变不大的场合，它的进光量通过镜头上的光圈环调剂，一次性调整适合为止。

自动光圈镜头会随着光线的转变而自动调整，用于室外、入口等光线转变大且频繁的场合。

（3）自动光圈镜头：

自动光圈镜头目前分为两类：

一类称为视频（VIDEO）驱动型，镜头本身包括放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的操纵。

另一类称为直流（DC）驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接操纵光圈。

这种镜头只包括电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。

关于各类自动光圈镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调剂（测光调剂），有以峰值测光和依照目标发光条件平均测光两种选择，一样取平均测光档；另一个是LEVEL调剂（灵敏度），可将输出图像变得敞亮或暗淡。

（4）变倍镜头：

变倍镜头分为手动（MANUALZOOMLENS）和电动（AUTOZOOMLENS）两种，手动变倍镜头一样用于科研项目而不用在闭路监视系统中。

在监控专门大的场面时，摄像头通常要配合电动镜头和云台利用。

电动镜头的益处是变焦范围大，既能够看大范围的情形，也能够聚焦某个细节，再加上云台能够上下左右的转动，可视范围就超级大了。

电动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率，若是再明白基准焦距，就能够够确信镜头焦距的可变范围。

例如一个6倍电动镜头，基准焦距为毫米，那么其变焦范围确实是到51毫米持续可调，视场角为到度。

电动镜头的操纵电压一样是直流8V~16V，最大电流为30毫安。

因此在选操纵器时，要充分考虑传输线缆长度，若是距离太远，线路产生的电压下降会致使镜头无法操纵，必需提高输入操纵电压或改换视频矩阵主机配合解码器操纵。

选配镜头原那么:

为了取得预期的摄像成效，在选配镜头时，应着重注意六个大体要素：

A）被摄物体的大小

B）被摄物体的细节尺寸

C）物距

D）焦距

E）CCD摄像机靶面的尺寸

F）镜头及摄像系统的分辨率

焦距的计算：

公式计算法：

视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确信的。

一、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下；f=wL/W二、f=hL/h

f；镜头焦距

w：

图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度）

W：

被摄物体宽度

L：

被摄物体至镜头的距离

h：

图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度

H：

被摄物体的高度

ccd靶面规格尺寸：

单位mm规格

规格1/3"1/2"2/3"1"

W

H

镜头后截距的调整

焦镜头后截距的调整

利用摄像机自动电子快门功能，将镜头光圈调到最大，镜头聚焦环按景物实际距离调整，然后调剂镜头后截距直至图像最清楚。

变焦镜头后截距的调整

1.打开摄像机自动电子快门功能。

2.用操纵器将镜头光圈调到最大。

3.将摄像机对准30米之外的物体，聚焦调至无穷远处（大部份镜头是面对镜头面的聚焦调剂环顺时针旋转到头）。

4.用操纵器调整镜头变焦将景物推至最远，调整镜头后截距使景物最清楚。

5.用操纵器调整镜头变焦将景物拉至最近，微调镜头聚焦使景物最清楚。

6.重复4~5步数遍，直至景物在镜头变焦进程中始终清楚