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安防監控攝像機介紹 |
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1、攝象機的選擇和主要參數
閉路監控系統中,攝像機又稱(chēng)攝像頭或CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件。嚴格來(lái)說(shuō),攝像機是攝像頭和鏡頭的總稱(chēng),而實(shí)際上,攝像頭與鏡頭大部分是分開(kāi)購買(mǎi)的,用戶(hù)根據目標物體的大小和攝像頭與物體的距離,通過(guò)計算得到鏡頭的焦距,所以每個(gè)用戶(hù)需要的鏡頭都是依據實(shí)際情況而定的,不要以為攝像機(頭)上已經(jīng)有鏡頭!
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(cháng)、抗震動(dòng)、抗磁場(chǎng)、體積小、無(wú)殘影等特點(diǎn),CCD是電耦合器件(Charge Couple Device)的簡(jiǎn)稱(chēng),它能夠將光線(xiàn)變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D移,也可將儲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(xiàn),傳播到鏡頭,經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上,CCD根據光的強弱積聚相應的電荷,經(jīng)周期性放電,產(chǎn)生表示一幅幅畫(huà)面的電信號,經(jīng)過(guò)濾波、放大處理,通過(guò)攝像頭的輸出端子輸出一個(gè)標準的復合視頻信號。這個(gè)標準的視頻信號同家用的錄像機、VCD機、家用攝像機的視頻輸出是一樣的,所以也可以錄像或接到電視機上觀(guān)看。
CCD攝象機的選擇和分類(lèi)
CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜,是攝像頭的核心。目前我國尚無(wú)能力制造,市場(chǎng)上大部分攝像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現在韓國也有能力生產(chǎn),但質(zhì)量就要稍遜一籌。 因為芯片生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生不同等級,各廠(chǎng)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(mǎi)時(shí),可以采取如下方法檢測:接通電源,連接視頻電纜到監視器,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CCD芯片最簡(jiǎn)單直接的方法,而且不需要其它專(zhuān)用儀器。然后可以打開(kāi)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(lái)清晰自然;而殘次品的圖像就會(huì )有偏色現象,即使面對一張白紙,圖像也會(huì )顯示藍色或紅色。個(gè)別CCD由于生產(chǎn)車(chē)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),細小的灰塵也會(huì )造成不良的后果,如果用于此類(lèi)工作,一定要仔細挑選。
1、依成像色彩劃分
彩色攝象機:適用于景物細部辨別,如辨別衣著(zhù)或景物的顏色。
黑白攝象機:適用于光線(xiàn)不充足地區及夜間無(wú)法安裝照明設備的地區,在僅監視景物的位置或移動(dòng)時(shí),可選用黑白攝象機。
2、依分辨率靈敏度等劃分
影像像素在38萬(wàn)以下的為一般型,其中尤以25萬(wàn)像素(512*492)、分辨率為400線(xiàn)的產(chǎn)品最普遍。
影像像素在38萬(wàn)以上的高分辨率型。
機板型。 針孔型。 半球型。
3、按CCD靶面大小劃分
CCD芯片已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種尺寸:
目前采用的芯片大多數為1/3”和1/4”。在購買(mǎi)攝像頭時(shí),特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時(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,對角線(xiàn)16mm。
2/3英寸--靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對角線(xiàn)11mm。
1/2英寸--靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對角線(xiàn)8mm。
1/3英寸--靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對角線(xiàn)6mm。
1/4英寸--靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm,對角線(xiàn)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),標準為625行,50場(chǎng),只有醫療或其它專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標準制式。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(lèi)), 220VAC, 24VAC。12VDC或9VDC(微型攝象機多屬此類(lèi))。
6、按同步方式劃分
內同步:用攝象機內同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來(lái)完成操作。
外同步:使用一個(gè)外同步信號發(fā)生器,將同步信號送入攝象機的外同步輸入端。
功率同步(線(xiàn)性鎖定,line lock):用攝象機AC電源完成垂直推動(dòng)同步。
外VD同步:將攝象機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。
多臺攝象機外同步:對多臺攝象機固定外同步,使每一臺攝象機可以在同樣的條件下作業(yè),因各攝象機同步,這樣即使其中一臺攝象機轉換到其他景物,同步攝象機的畫(huà)面亦不會(huì )失真。
7、按照度劃分,CCD又分為:
普通型
正常工作所需照度1~3LUX
月光型
正常工作所需照度0.1LUX左右
星光型
正常工作所需照度0.01LUX以下
紅外型
采用紅外燈照明,在沒(méi)有光線(xiàn)的情況下也可以成像
CCD彩色攝象機的主要技術(shù)指標
(1)CCD尺寸,亦即攝象機靶面。原多為1/2英寸,現在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,它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高,圖像細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個(gè)元素稱(chēng)為像素,像素越多,圖像越清晰,F在市場(chǎng)上大多以25萬(wàn)和38萬(wàn)像素為劃界,38萬(wàn)像素以上者為高清晰度攝象機。
(3)水平分辨率。彩色攝象機的典型分辨率是在320到500電視線(xiàn)之間,主要有330線(xiàn)、380線(xiàn)、420線(xiàn)、460線(xiàn)、500線(xiàn)等不同檔次。 分辨率是用電視線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)TV LINES)來(lái)表示的,彩色攝像頭的分辨率在330~500線(xiàn)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),通常規律是1MHz的頻帶寬度相當于清晰度為80線(xiàn)。 頻帶越寬,圖像越清晰,線(xiàn)數值相對越大。
(4)最小照度,也稱(chēng)為靈敏度。是CCD對環(huán)境光線(xiàn)的敏感程度,或者說(shuō)是CCD正常成像時(shí)所需要的最暗光線(xiàn)。照度的單位是勒克斯(LUX),數值越小,表示需要的光線(xiàn)越少,攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝象機可工作在很暗條件,2~3lux屬一般照度,現在也有低于1lux的普通攝象機問(wèn)世。
(5)掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。
(6)攝象機電源。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(zhì)量良好;若為60db,則圖像質(zhì)量?jì)?yōu)良,不出現噪聲。
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彩色攝象機的可調整功能
(1)同步方式的選擇
A、對單臺攝象機而言,主要的同步方式有下列三種:
內同步--利用攝象機內部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來(lái)完成操作。
外同步--利用一個(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機的外同步輸入端來(lái)實(shí)現同步。
電源同步--也稱(chēng)之為線(xiàn)性鎖定或行鎖定,是利用攝象機的交流電源來(lái)完成垂直推動(dòng)同步,即攝象機和電源零線(xiàn)同步。
B、對于多攝象機系統,希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的,這樣在變換攝象機輸出時(shí),不會(huì )造成畫(huà)面失真,但是由于多攝象機系統中的各臺攝象機供電可能取自三相電源中的不同相位,甚至整個(gè)系統與交流電源不同步,此時(shí)可采取的措施有:
均采用同一個(gè)外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝象機的外同步輸入端來(lái)調節同步。
調節各臺攝象機的“相位調節”電位器,因攝象機在出廠(chǎng)時(shí),其垂直同步是與交流電的上升沿正過(guò)零點(diǎn)同相的,故使用相位延遲電路可使每臺攝象機有不同的相移,從而獲得合適的垂直同步,相位調整范圍0~360度。
(2)自動(dòng)增益控制
所有攝象機都有一個(gè)將來(lái)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(huán)境中放大器將過(guò)載,使視頻信號畸變。為此,需利用攝象機的自動(dòng)增益控制(AGC)電路去探測視頻信號的電平,適時(shí)地開(kāi)關(guān)AGC,從而使攝象機能夠在較大的光照范圍內工作,此即動(dòng)態(tài)范圍,即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝象機的靈敏度,從而提高圖像信號的強度來(lái)獲得清晰的圖像。
(3)背景光補償
通常,攝象機的AGC工作點(diǎn)是通過(guò)對整個(gè)視場(chǎng)的內容作平均來(lái)確定的,但如果視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區域和一個(gè)很暗的前景目標,則此時(shí)確定的AGC工作點(diǎn)有可能對于前景目標是不夠合適的,背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。
當背景光補償為開(kāi)啟時(shí),攝象機僅對整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區域求平均來(lái)確定其AGC工作點(diǎn),此時(shí)如果前景目標位于該子區域內時(shí),則前景目標的可視性有望改善。
(4)電子快門(mén)
在CCD攝象機內,是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時(shí)間來(lái)操縱快門(mén)。電子快門(mén)控制攝象機CCD的累積時(shí)間,當電子快門(mén)關(guān)閉時(shí),對NTSC攝象機,其CCD累積時(shí)間為1/60秒;對于PAL攝象機,則為1/50秒。當攝象機的電子快門(mén)打開(kāi)時(shí),對于NTSC攝象機,其電子快門(mén)以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍;對于PAL型攝象機,其電子快門(mén)則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當電子快門(mén)速度增加時(shí),在每個(gè)視頻場(chǎng)允許的時(shí)間內,聚焦在CCD上的光減少,結果將降低攝象機的靈敏度,然而,較高的快門(mén)速度對于觀(guān)察運動(dòng)圖像會(huì )產(chǎn)生一個(gè)“停頓動(dòng)作”效應,這將大大地增加攝象機的動(dòng)態(tài)分辨率。
(5)白平衡
白平衡只用于彩色攝象機,其用途是實(shí)現攝象機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
連續方式--此時(shí)白平衡設置將隨著(zhù)景物色彩溫度的改變而連續地調整,范圍為2800~6000K。
安防監控知識-監控的介紹 安防監控系統的七層協(xié)議! |
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