攝像機(jī)參數(shù)詳細(xì)介紹

1、攝像機(jī)參數(shù)詳細(xì)介紹攝像頭參數(shù)詳細(xì)介紹日期： 2007-06-06 千家網(wǎng)字體：大中-小、不可小瞧的鏡頭鏡頭是攝像機(jī)的眼睛，為了適應(yīng)不同的監(jiān)控環(huán)境和要求，需要配置不同 規(guī)格的鏡頭。比如在室內(nèi)的重點(diǎn)監(jiān)視，要進(jìn)行清晰且大視場(chǎng)角度的圖像捕捉， 得配置廣角鏡頭；在室外的停車場(chǎng)，既要看到停車場(chǎng)全貌，又要能看到汽車的 細(xì)部，這時(shí)候需要廣角和變焦鏡頭，在邊境線、海防線的監(jiān)控，需要超遠(yuǎn)圖像 拍攝。1、鏡頭的主要參數(shù)焦距（f）：焦距是鏡頭和感光元件之間的距離，通過(guò)改變鏡頭的焦距， 可以改變鏡頭的放大倍數(shù)，改變拍攝圖像的大小。當(dāng)物體與鏡頭的距離很遠(yuǎn)的 時(shí)候，我們可用下面公式表達(dá)：鏡頭的放大倍數(shù)焦距/物距。增加鏡頭的

2、焦距, 放大倍數(shù)增大了，可以將遠(yuǎn)景拉近，畫(huà)面的范圍小了，遠(yuǎn)景的細(xì)節(jié)看得更清楚 了；如果減少鏡頭的焦距，放大倍數(shù)減少了，畫(huà)面的范圍擴(kuò)大了，能看到更大 的場(chǎng)景。鏡頭的主要參數(shù)視場(chǎng)角：在工程實(shí)際中，我們常用水平視場(chǎng)角來(lái)反映畫(huà)面的拍攝范圍 焦距f越大，視場(chǎng)角越小，在感光元件上形成的畫(huà)面范圍越小；反之，焦距 越小，視場(chǎng)角越大，在感光元件上形成的畫(huà)面范圍越大。光圈：光圈安裝在鏡頭的后部，光圈開(kāi)得越大，通過(guò)鏡頭的光量就越大, 圖像的清晰度越高；光圈開(kāi)得越小，通過(guò)鏡頭的光量就越小，圖像的清晰度越 低。通常用F （光通量）來(lái)表示。卩=焦距（f）/通光孔徑。在攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo) 中，我們可以常常看到6mm/F1.4

3、這樣的參數(shù)，它表示鏡頭的焦距為 6mm光通 量為1.4，這時(shí)我們可以很容易地計(jì)算出通光孔徑為 4.29mm在焦距f相同的 情況下，F(xiàn)值越小，光圈越大，到達(dá) CCD芯片的光通量就越大，鏡頭越好。2、鏡頭的分類1靈tt去廣Hit頭185*90* 上zaittT肓屋全至健茂胃旺年的冒拄再我”法 干更珂而無(wú)莊呷m蒼總播忖肌絆斤 nt.世蒂和曠足間商 < 覽加樂(lè)帰嚴(yán)船'課慢典便閘范蠹農(nóng)廣即干幵叭坡芾的丘垸酣山欄眇廈馨 iNn.申前爾護(hù)悴的圖懂故玄或能寸茹調(diào)謂Utv».邑勵(lì)-JC呼落碟QianJi并裱廨按視角的大小分類些辭堆尢就址城九的時(shí)檢憧喪光ar的玄小即叫謂九手工謂節(jié)光n 可J

4、i壬廈屮狎可丸Kh 舷 自蘋(píng)熾土肚恬（涓誦整吃題前尸肯目動(dòng)九朗*庫(kù)悸昌就光鬧町包動(dòng)爾琲昨匕w <fi pT m按光圈分類、提高圖像清晰的根本在于提高攝像機(jī)的感光能力1、感光元件的作用目前，主流監(jiān)控?cái)z像機(jī)的感光元件采用 CCDS件，實(shí)際上就是光電轉(zhuǎn)換 元件。和以前的CMO感光元件相比，CCD勺感光度是CMO的 3到10倍，因此 CCDS片可以接受到更多的光信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，經(jīng)視頻處理電路濾波、放 大形成視頻信號(hào)輸出。接受到的光信號(hào)越強(qiáng)，視頻信號(hào)的幅值就越大。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視頻圖像。提高圖像清晰的 根本就在于提高攝像機(jī)的感光能力。2、鏡頭與CCD感光

5、元件的配置在圖一中我們可以看到，CCD傳感器上形成的圖像比原始圖像小， CCD 芯片成像面的尺寸規(guī)格不同，形成的圖像大小也不同。CCD的成像尺寸常用的有1/2英寸、1/3英寸，CCD勺尺寸規(guī)格決定了攝 像機(jī)的規(guī)格。CCD的戰(zhàn)像尺寸高（h>1/2英寸1/3 S寸3.生nm鏡頭與CCD感光元件的配置CCD的成像尺寸，也就是攝像機(jī)畫(huà)面寬度和高度的比例與電視機(jī)畫(huà)面寬 度和高度比例一樣，通常為4: 3。這樣保證了攝像機(jī)的視頻圖像在顯示器上的 圖像不變形。鏡頭的規(guī)格也分為1/2英寸、1/3英寸等，1/2英寸的鏡頭可用于1/2 英寸、1/3英寸的攝像機(jī)；而1/3英寸的鏡頭只能用于1/3英寸的攝像機(jī)，不

6、能 用于1/2英寸的攝像機(jī)，這是因?yàn)?/3英寸鏡頭光通量只有1/2英寸鏡頭光通 量的44%不能滿足1/2英寸的攝像機(jī)的光通量要求。鏡頭焦距的配置我們還是以圖一來(lái)說(shuō)明。確定合適的焦距，是決定圖像 質(zhì)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代表被觀測(cè)物體高度，h代表CCD成像尺寸的寬度，H代表被觀測(cè)物體寬度，D 代表物體到鏡頭的距離。假設(shè)用1/3 ” CCDg像頭觀測(cè)，被測(cè)物體寬500毫米， 高400毫米，鏡頭焦點(diǎn)距物體5000毫米。由公式可以算出：焦距f=4.8 X 5000 /50048毫米或焦距f=3.6 X 5000/40045毫米。、如何在

7、光照條件很差的環(huán)境中拍攝到清晰的圖像監(jiān)控?cái)z像機(jī)要求能在夜晚光照條件很差甚至是沒(méi)有光的環(huán)境中，也能拍 攝到清晰圖像。在攝像機(jī)的指標(biāo)中，我們常常可以看到低照度這一項(xiàng)。1、照度的概念照度是測(cè)量攝像機(jī)感光度的單位，用勒克司（Lux）表示，也就是攝像 機(jī)能在多暗的光照條件下拍攝到圖像。勒克司（Lux ）的值越低，表明攝像機(jī)能 在光照條件更低的情況下拍攝到清晰的圖像。我們知道攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻信號(hào) 標(biāo)稱值為1v，標(biāo)準(zhǔn)值為700mv比如采用光圈為F1.2的鏡頭，當(dāng)被拍攝景物的 照度值為0.02Lux時(shí)，攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)幅值為標(biāo)準(zhǔn)幅值 700mv的33%-50% 這時(shí)攝像機(jī)的最低照度為0.02Lux/F1.

8、2。測(cè)試最低照度值必須注意鏡頭光圈大 小，F(xiàn)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。2、實(shí)現(xiàn)低照度攝象的方案我們知道CCDg像機(jī)可以分為彩色與黑白攝像機(jī)，普通攝像機(jī)的最低照 度見(jiàn)下表?！可胶蜁炐麊鑅上330-WQTVL山5-0.鳳曲（砌見(jiàn)脈】忙?屮粗溝序庫(kù)比亍:理fan費(fèi) 伺、剛于九膽殺科軼花町塢所普通攝像機(jī)的最低照度可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為380nm780nm可見(jiàn)光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、 黃、綠、青、蘭、紫，波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱為紅 外光。CCD專感器表面有一層吸收紫外的透明電極，所以 CCD不能接受紫外光 普通彩色攝像機(jī)的CCD芯片上有紅、綠、

9、藍(lán)三色濾光條，所以彩色攝像機(jī)不能 感受紅外光。而普通CCD黑白攝像機(jī)的光譜范圍很寬，不僅能感受可見(jiàn)光，而 且可以感受紅外光。根據(jù)以上原理，在光照條件很差的環(huán)境中，工程師們常常采用以下方案 拍攝到清晰的圖像。（1）、普通低照度CCD黑白攝像機(jī)+紅外燈在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝紅外燈輻射“照明”，產(chǎn)生人眼看不見(jiàn)而普通攝像機(jī)能 捕捉到的紅外光，通過(guò)CCD黑白攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)夜間拍攝。(2) 、彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)+紅外燈所謂彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)就是指白天是彩色攝像機(jī)，到了晚上光照條件很差的時(shí)候，利用黑白圖像對(duì)紅外線感度較高的特點(diǎn)，自動(dòng)切換為黑白方式，在紅外線的配合下進(jìn)行拍攝。和紅外燈配合時(shí)候，低照度攝像機(jī)必須滿足紅外燈支

10、 持的最低照度。(3) 、紅外低照度彩色攝像機(jī)紅外低照度彩色攝像機(jī)的紅外感度比一般攝像機(jī)高4倍以上，可以在零照度(OLux)下工作。紅外低照度彩色攝像機(jī)(4) 低速快門(mén)攝像機(jī)低速快門(mén)攝像機(jī)又稱畫(huà)面累積型攝像機(jī)，通過(guò)電腦連續(xù)存儲(chǔ)多幀(最多 達(dá)128幀)因光線不足而較模糊的畫(huà)面，并累積起來(lái)，成為清晰的畫(huà)面，借助SLOWSHUTTER術(shù)，實(shí)現(xiàn)在0.008LUX/F1.2照度下進(jìn)行拍攝。這種低照度攝像機(jī) 適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館、夜間生物活動(dòng)觀察、夜間軍事海岸線監(jiān) 視等。(5) 、超低照度攝像機(jī)超低照度攝像機(jī)采用EXVIEWHA技術(shù)大大提高了感光度，其彩色照度可 達(dá)0.05LUX,黑白則可達(dá)0

11、.003-0.001LUX。當(dāng)配用專用的紅外設(shè)備，可以得到 高清晰度的黑白圖像，實(shí)現(xiàn) 0Lux 下拍攝。四、攝像機(jī)的控制為了擴(kuò)大監(jiān)控范圍，要求監(jiān)控?cái)z像機(jī)能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、變焦、變放大倍數(shù)， 自動(dòng)聚焦等。這些功能的實(shí)現(xiàn)，需要數(shù)字硬盤(pán)錄象機(jī)通過(guò)控制器對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行 控制。1 、旋轉(zhuǎn)控制工程師們利用云臺(tái)來(lái)安裝和固定攝像機(jī)，云臺(tái)分為固定云臺(tái)和電動(dòng)云 臺(tái)。固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺(tái)上安裝好攝像機(jī)后，調(diào) 整攝像機(jī)的水平和俯仰角度，達(dá)到最好的工作狀態(tài)后鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。 電動(dòng)云臺(tái)安裝了步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)接受來(lái)自控制器的信號(hào)，帶動(dòng)攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn) 精確定位，適用于大范圍監(jiān)控。云臺(tái)根據(jù)其回轉(zhuǎn)的特點(diǎn)可分為

12、只能左右旋轉(zhuǎn)的水平旋轉(zhuǎn)云臺(tái)和既能左 右旋轉(zhuǎn)又能上下旋轉(zhuǎn)的全方位云臺(tái)。一般來(lái)說(shuō)，水平旋轉(zhuǎn)角度為0°350°,垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90°。恒速云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在3°10° /s，垂直速度為 4° /s 左右。 變速云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在 0°32° /s， 垂直旋轉(zhuǎn)速度 在 0° 16° /s 左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中， 云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)速度高達(dá) 480° /s 以上，垂直旋轉(zhuǎn)速度在 120° /s 以上。2 、實(shí)現(xiàn)電動(dòng)變焦、變倍、自動(dòng)聚焦(1)所謂一體化攝像機(jī)就是使鏡頭、

13、CCD芯片、視頻處理電路、電源、 機(jī)殼整合為一個(gè)整體，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)變焦、變倍、自動(dòng)聚焦功能。能否快速、 準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦是評(píng)價(jià)一體化攝像機(jī)品質(zhì)的關(guān)鍵。好的產(chǎn)品可以一次性準(zhǔn) 確聚焦，而品質(zhì)不好的產(chǎn)品，在聚焦時(shí)會(huì)來(lái)回往復(fù)，需要多次才能定焦。目前 的一體化攝像機(jī)以 16、 18、 20、 22、 27、 32倍變倍為主流，發(fā)展趨勢(shì)是照度越 來(lái)越低，光學(xué)倍數(shù)越來(lái)越高。注意這里的變焦倍數(shù)是指光學(xué)變倍。一體化攝像機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是鏡頭、CCD和DSP處理模塊。高檔鏡頭主要被日本廠商所掌握，如 Canor、Camputar、Avenir等。CCD芯片以日本Sony為主，SonyCC分為SuperHAD和Exv

14、iew兩種類型，其中 Exview是最新技術(shù)，普 遍采用1/4寸尺寸，性噪比高于 SuperHAD在DSP處理芯片上，Sony的DSP芯 片可以很好的處理圖像色彩，使圖像看上去十分鮮艷。而Canon、Nikon 的 DSP在捕光模式和對(duì)焦上比較好。2)采用電動(dòng)變焦鏡頭 +普通攝像機(jī)把電動(dòng)變焦鏡頭和普通攝像機(jī)結(jié)合起來(lái)，利用普通攝像機(jī)視頻驅(qū)動(dòng)的原 理，實(shí)現(xiàn)鏡頭焦距、光圈、聚焦的自動(dòng)控制。目前有些廠家開(kāi)發(fā)出了超高倍率 的60倍電動(dòng)變焦鏡頭"D60X12.5"。其750mm(使用變焦擴(kuò)展鏡時(shí)可達(dá) 1500mm 的焦距可以鮮明地識(shí)別 3 公里遠(yuǎn)處的人物。五、視頻圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸1 、模

15、擬攝像機(jī) +數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī) +計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這是目前應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 通過(guò)設(shè)定端口、 網(wǎng)關(guān)和路由， 現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)作為服務(wù)器，在遠(yuǎn)程客戶的計(jì)算機(jī)上安裝專用監(jiān)控軟件 或插件，用戶便可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)看到數(shù)千里之外的現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)單路、多路視頻 遠(yuǎn)程監(jiān)控和錄像。2 、模擬攝像機(jī) +網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 +計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬攝像機(jī)輸出的信號(hào)是模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)處理的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，在 網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)囊彩菙?shù)字信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(VideoServer )把模擬攝像機(jī)的 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)高效壓縮芯片壓縮、編碼，輸出可以在計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中以數(shù)字信號(hào)的形式傳

16、輸。因此， 也可以把網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器稱為視頻編碼器( VideoCoder) 。當(dāng)視頻服務(wù)器的一 端連接著模擬攝像機(jī)的輸出信號(hào)，另一端插上計(jì)算機(jī)網(wǎng)線，然后在互聯(lián)網(wǎng)中的 任一臺(tái)計(jì)算機(jī)中設(shè)置好網(wǎng)關(guān)、路由，打開(kāi) IE 瀏覽器，輸入 IP 地址或者域名就 可以在電腦中看到監(jiān)控的畫(huà)面了。如果模擬攝像機(jī)配置有云臺(tái)，我們還可以通 過(guò)電腦對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行變焦、變倍、旋轉(zhuǎn)等控制操作。在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中還得 嵌入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以是 Linux版本，也可以是 Windows版本，從穩(wěn)定性上 講， Linux 版本更勝一籌。采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可以選擇和配備不同的攝像機(jī)， 具有更多的靈活性。3 、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) +計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系

17、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就是將模擬攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器整合在一起。在攝像機(jī) 里面內(nèi)置模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換、視頻服務(wù)器功能，和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器一樣，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸，還可以接收?qǐng)?bào)警信號(hào)及向外發(fā)送報(bào)警信號(hào)。這更方 便了，只要把網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)安裝好，插上網(wǎng)線就可以瀏覽了。4、CDMAc線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)上面介紹的傳輸是有線傳輸，但是在移動(dòng)的交通工具（汽車）、偏遠(yuǎn)的 礦山、山區(qū)，采用有線傳輸顯然是很困難的，我們可以利用成熟的無(wú)線通訊技 術(shù)。這里的代表產(chǎn)品有中國(guó)聯(lián)通的移視通。移視通 CDM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 是把CDM徼據(jù)通訊功能和數(shù)字視頻編碼功能整合成一體的便捷式產(chǎn)品。它把攝 像機(jī)圖像經(jīng)過(guò)視頻壓縮編碼

18、模塊壓縮，通過(guò)智能無(wú)線通訊終端發(fā)射到 CDM俐絡(luò), 實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送 / 接收、加解密、編解碼，鏈路的控制維護(hù)等功能。 該系統(tǒng)可以把實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像傳到距離用戶最近的聯(lián)通通信網(wǎng)絡(luò)?？梢酝ㄟ^(guò) Inte rnet從系統(tǒng)中控端得到實(shí)時(shí)圖像信息。系統(tǒng)整合了 CDM制絡(luò)和In ternet網(wǎng)絡(luò) 的優(yōu)勢(shì)，隨時(shí)隨地的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。六、常用技術(shù)指標(biāo)解釋1 、分辨率 圖像分辨率簡(jiǎn)單說(shuō)就是指屏幕水平和方向垂直方向所顯示的點(diǎn)數(shù)。比如1024X 728,其中“ 1024”表示屏幕上水平方向顯示的點(diǎn)數(shù)，“ 768”表示垂直 方向顯示的點(diǎn)數(shù)。分辨率越高，圖像就越清晰。分辨率越高圖像的顯示越清晰。2 、清晰度攝像機(jī)的清晰度用線表示，分為水平線和垂直線，在實(shí)際的工程應(yīng)用中 我們常常以水平線作為攝像機(jī)清晰度的評(píng)估指標(biāo)，線數(shù)越多，則清晰度越高。 常用的黑白攝像機(jī)的清晰度一般為 450-600，而彩色攝像機(jī)的清晰度一般為 330 -480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場(chǎng)合，用 450線左右的攝像機(jī)就可 以滿足要求，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。3 、自動(dòng)增益控制（ AGC）為了使攝像機(jī)能在不同的照度條