網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)培訓(xùn)資料

1、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)培訓(xùn)基礎(chǔ)篇青青子木、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控青青子木、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 - - 宗金鵬宗金鵬13682685790 QQ QQ：565058944565058944 2.1 2.1 攝像機(jī)構(gòu)成攝像機(jī)構(gòu)成CCD/CMOSISPTG/AGC Control signalsControl signalsData signalsData signals鏡頭鏡頭濾光片濾光片網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)信號輸出信號輸出監(jiān)視器監(jiān)視器NVR一、產(chǎn)品的原理(1)l攝像機(jī)：攝像機(jī)： 是一種把景物光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置，其結(jié)構(gòu)大致可分為三部分：光學(xué)系統(tǒng)：主要指鏡頭光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：主要指攝像管或圖像傳感器件電路系統(tǒng)：主要指視頻

2、處理電路、電源電路、擴(kuò)展接口電路鏡頭：將景物成像在傳感器的感光面上；鏡頭：將景物成像在傳感器的感光面上；圖像傳感器（圖像傳感器（CCD/CMOS）：將光信號轉(zhuǎn)化成電信號；）：將光信號轉(zhuǎn)化成電信號；處理器（處理器（DSP）：進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，圖像處理，實(shí)現(xiàn)各種功能，輸出網(wǎng)絡(luò)信號）：進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，圖像處理，實(shí)現(xiàn)各種功能，輸出網(wǎng)絡(luò)信號一、產(chǎn)品的原理(5)l 感光元件感光元件 CCDCCD：電荷耦合器件：電荷耦合器件(Charge Coupled Device )(Charge Coupled Device )，傳感器中每一行中，傳感器中每一行中每一個像素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個像素中，由最底端部分

3、每一個像素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個像素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出。輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出。 CMOSCMOS：互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體：互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide (Complementary Metal Oxide Semiconductor )Semiconductor )，傳感器中每個像素都會鄰接一個放大器及，傳感器中每個像素都會鄰接一個放大器及A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。一、產(chǎn)品的原理(6) CCDCCD與與CMOSCM

4、OS比較比較分辨率分辨率靈敏度靈敏度信噪比信噪比集成度集成度功耗功耗成本成本CCD優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)CMOS優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)一、產(chǎn)品的原理(7) CCDCCD辨識辨識SONY CCDSHARP CCD松下松下 CCD一、產(chǎn)品的原理(8) 圖像處理單元圖像處理單元n V-Drivern CDS/AGCn TGn DSP二、產(chǎn)品的原理(9) DSPDSPn SONYSONY方案：方案： SS-1SS-1（21632163）: : SS-11 SS-11（3141/23141/2）: : SS-HQ1 SS-HQ1（31723172）: : SS-11X SS-11X（41034103）: :n SHARPS

5、HARP方案：方案：D4D4（3860338603）、）、D5D5n 松下：松下：D5D5（673276673276）n 其它廠家：其它廠家：NextchipNextchip、A-NOVAA-NOVAlCCD尺寸尺寸：即攝像機(jī)靶面，通常有：即攝像機(jī)靶面，通常有2/3、1/2、1/3、1/4等規(guī)格；一等規(guī)格；一般來講此值越大越好，感光面積越大成像質(zhì)量越好。般來講此值越大越好，感光面積越大成像質(zhì)量越好。二、產(chǎn)品的特性(1)l像素數(shù)像素數(shù)：CCD是由面陣感光元素組成，每一個感光元素稱為像素，是由面陣感光元素組成，每一個感光元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰，有的給出了水平及垂直方向的像素數(shù)，如像素越

6、多，圖像越清晰，有的給出了水平及垂直方向的像素數(shù)，如500H582V，有些則給出了前兩者的乘積值，如，有些則給出了前兩者的乘積值，如30萬像素。萬像素。l分辨率分辨率：通常是指攝像機(jī)的水平分辨率，指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間：通常是指攝像機(jī)的水平分辨率，指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高）上能隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)，當(dāng)超過這一線數(shù)時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的夠看到的最多線數(shù)，當(dāng)超過這一線數(shù)時，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不再能分辨出黑白相間的線條。一片而不再能分辨出黑白相間的線條。一、產(chǎn)品的原理(2)l

7、 攝像機(jī)分類攝像機(jī)分類 按攝像機(jī)形狀分：槍機(jī)、球機(jī)、微型針孔機(jī)。 按感光芯片分：CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī) 按輸出圖像信號格式劃分:模擬攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 按成像色彩劃分：彩色、黑白 按分辨率劃分：420TVL、480TVL、540TVL、650TVL 、700TVL 按像素分：30W、100W、130W、200W、300W、400W、500W 按靈敏度劃分：普通、月光、星光、紅外照明 按感光元件靶面大小劃分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch攝像機(jī)的外形介紹攝像機(jī)攝像機(jī)模擬攝像機(jī)模擬攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)槍式攝像機(jī)槍式攝像機(jī)半球攝像機(jī)半球攝像機(jī)防

8、暴半球攝像機(jī)防暴半球攝像機(jī)針孔攝像機(jī)針孔攝像機(jī)飛碟攝像機(jī)飛碟攝像機(jī)筆筒式攝像機(jī)筆筒式攝像機(jī)一體化攝像機(jī)一體化攝像機(jī)球形攝像機(jī)球形攝像機(jī)低照度攝像機(jī)低照度攝像機(jī)道路監(jiān)控攝像機(jī)道路監(jiān)控攝像機(jī)高解像度攝像機(jī)高解像度攝像機(jī)寬動態(tài)攝像機(jī)寬動態(tài)攝像機(jī)經(jīng)濟(jì)型攝像機(jī)經(jīng)濟(jì)型攝像機(jī)高清半球攝像機(jī)高清半球攝像機(jī)迷你半球攝像機(jī)迷你半球攝像機(jī)防暴半球攝像機(jī)防暴半球攝像機(jī)紅外防暴半球攝像機(jī)紅外防暴半球攝像機(jī)寬動態(tài)針孔攝像機(jī)寬動態(tài)針孔攝像機(jī)普通針孔攝像機(jī)普通針孔攝像機(jī)海螺形攝像機(jī)海螺形攝像機(jī)車載海螺形攝像機(jī)車載海螺形攝像機(jī)普通海螺形攝像機(jī)普通海螺形攝像機(jī)高速球高速球恒速球恒速球2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參

9、數(shù)1.圖像傳感器 2.傳感器的尺寸3.最低照度 4.水平解析度 5.信噪比 6.動態(tài)范圍 7.掃描制式 8.攝像機(jī)電源 2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-圖像傳感器監(jiān)控類攝像機(jī)使用的圖像傳感器分兩種：CCD目前占主流的市場份額COMS后起之秀，未來的發(fā)展趨勢CCD與CMOS對比傳感器類型功耗低照度效果色彩還原度動態(tài)范圍噪聲價格CCD較大較好較好較差較好較高CMOS較小較差較差較好較差較低圖像傳感器CCD監(jiān)控類模擬攝像機(jī)使用的CCD主要有SONY和SHARP兩大品牌。 市場上的攝像機(jī)大多采用SONY的CCD，1/4” CCD大多使用在一體化攝像機(jī)，球機(jī)上； 1/3” CCD為市面

10、絕大多數(shù)攝像機(jī)所使用； 1/2” CCD基本上用于低照度、道路監(jiān)控等攝像機(jī)上 SHARP CCD大多在低端攝像機(jī)上使用，而且基本上是1/4” 尺寸的。因?yàn)槠涑杀据^低，效果較差，為低端用戶所鐘愛。圖像傳感器CMOS CMOS圖像傳感器因其價格低廉，寬動態(tài)效果極佳而在監(jiān)控攝像機(jī)領(lǐng)域占有一席之地。目前市場上PIXIM的寬動態(tài)方案，具有較好的口碑。 隨著CMOS方案的不斷優(yōu)化，CCD將逐步被它替代。因?yàn)楦觾?yōu)良的系統(tǒng)集成、較低的功率要求、更加靈活的圖像捕獲、智能化程度更高的接口、更大的動態(tài)范圍以及更高的感光度是人們最向往的特性。 2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-傳感器的尺寸圖像傳感器

11、的尺寸基本決定了攝像機(jī)的檔次傳感器尺寸對照表（mm）尺寸長寬對角線應(yīng)用1英寸12.79.616百萬像素，工業(yè)檢測2/3英寸8.86.611百萬像素，工業(yè)檢測1/2英寸6.44.88交通監(jiān)控，工業(yè)檢測1/3英寸4.83.66普通攝像機(jī)1/4英寸3.22.44低端監(jiān)控或者一體機(jī)2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-最低照度 有四項(xiàng)主要的參數(shù)決定結(jié)果 ：F值 (用來測試攝像機(jī)用的鏡頭F值) 色溫 (光源的色溫，也就是光譜內(nèi)容) IRE (視頻振幅的IRE等級) 反射率 (目標(biāo)的反射率和背景) 效效果果對對比比2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)- -最低照度最低照度 最低照度是用來衡量攝像機(jī)在多暗的

12、環(huán)境下能看清物體的一個指標(biāo)，該數(shù)字越低，說明攝像機(jī)靈敏度越高，性能越好 。國家標(biāo)準(zhǔn)對彩色攝像機(jī)亮度靈敏度的特性說明為：“攝像機(jī)產(chǎn)生的亮度輸出電平為額定電平的一半時，物體的最小照度?！迸臄z條件規(guī)定相關(guān)色溫為3100100K（鹵鎢燈照明），白平衡應(yīng)手動或自動置于3200K，照度為2000lx5% 。 測量方法：測量方法：在不改變被觀察的光的相關(guān)色溫的情況下模擬物體照度的下降，可在攝像機(jī)鏡頭前加中性密度濾光片。增加中性濾光片的密度（D），直到視頻輸出電平減小到額定輸出電平的一半（350mv/50IRE）為止。2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-水平解析度測量方法：測量方法：1、分辨率檢

13、測卡+人眼觀測2、分辨率檢測卡+分析儀2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)- -水平解析度水平解析度水平解析度是用來衡量攝像機(jī)清晰度的一個指標(biāo)。n 水平分辨率取決于水平分辨率取決于CCD的水平像素數(shù)的水平像素數(shù)分辨率及清晰度黑白攝像機(jī)的水平分辨率(水平像素數(shù)) x 75% = 分辨率近似值示例：510 x 0.75 = 382.5 = 約合380線分辨率及清晰度彩色攝像機(jī)的水平分辨率(水平像素數(shù)) x 75% x 85% = 分辨率近似值示例 ： 768 x 0.75 x 0.85 = 489.6 = 約合480線2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-信噪比S/N 是指信號基帶頻率上的總亮度信

14、號與信號帶寬內(nèi)全部噪聲之比。測量方法：測量方法： 1、使用帶均方根電壓指示的噪聲測量儀。 2、先進(jìn)的視頻儀器直接測量，顯示屏顯示測量結(jié)果。加權(quán)信噪比：加權(quán)信噪比： 限定測試帶寬為100K-5M Hz2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)- -動態(tài)范圍動態(tài)范圍 動態(tài)范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態(tài)范圍越大，所能表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。 寬動態(tài)效果對比寬動態(tài)效果對比2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)- -掃描制式掃描制式 電視制式是指一個國家的電視系統(tǒng)所采用的特定制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在世界上共有三種電視制式。PAL制：制：采用25fps

15、幀率，目前全世界大部分國家（包括歐洲多數(shù)國家、非洲、澳洲和中國）使用；NTSC制：制：采用30fps幀率（精確地講為29.97 fps），美國、日本、加拿大等國使用；SECAM制：制：采用25fps幀率，主要用于法國、前蘇聯(lián)及東歐國家。2.2 2.2 攝像機(jī)的基本參數(shù)攝像機(jī)的基本參數(shù)-攝像機(jī)電源目前監(jiān)控類攝像機(jī)電源主要有三種：DC 12VAC 24VAC 220V(220轉(zhuǎn)24/12V)2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹1.日夜切換 2.自動增益控制-AGC3.電子快門 4.背光補(bǔ)償-BLC5.白平衡 6.強(qiáng)光抑制2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-日夜切換日夜切換(IRCUT)電子式日夜

16、切換：采用雙通濾光片，攝像機(jī)內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)彩色轉(zhuǎn)黑白功能機(jī)械式日夜切換：采用兩塊濾光片，日用與夜用分開，由馬達(dá)或者線圈控制其來回切換，從而達(dá)到更好的圖像效果日夜轉(zhuǎn)換對比圖：2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-自動增益控制自動增益控制 為了在監(jiān)視器觀看時，盡可能保持在一定的亮度范圍內(nèi)因此對亮度信號的處理就要用一個放大器，根據(jù)情況隨時自動控制放大量，這就是所謂的自動增益控制（AGC）。AGC適用于較暗的環(huán)境中調(diào)試：適用于較暗的環(huán)境中調(diào)試：備注：自動增益越高，畫面越亮，但是噪點(diǎn)越大！備注：自動增益越高，畫面越亮，但是噪點(diǎn)越大！2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-電子快門電子快門 1/1000s 1

17、/4s說明：用于拍攝快速移動中的物體；1.電子快門設(shè)置越高，拍攝移動中的物體的邊緣會清晰，但低照效果會差；2.當(dāng)設(shè)置為固定的電子快門時，必須使用自動光圈鏡頭；2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-背光補(bǔ)償背光補(bǔ)償(BLC) 所謂所謂BLC：實(shí)質(zhì)為根據(jù)圖像的亮度，恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整攝像機(jī)的增益和CCD的電荷積累時間（同電子光圈的作用）。不過這時所測的亮度，不是整幅圖像的平均亮度，而是選定的某些部分（“窗口”）的亮度。說明：說明： 適用于逆光的場景，為突顯前景特征，設(shè)置背光補(bǔ)償，提升前景亮度。當(dāng)然適用于逆光的場景，為突顯前景特征，設(shè)置背光補(bǔ)償，提升前景亮度。當(dāng)然因?yàn)榱炼仁钦麄€畫面提升，故提升后，前景亮度合

18、適，背景亮度卻曝光過度。因?yàn)榱炼仁钦麄€畫面提升，故提升后，前景亮度合適，背景亮度卻曝光過度。2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-白平衡白平衡色還原性，即彩色圖像與景物的原有色彩對人眼觀察的感覺是否一致 。同樣的景物，處在同樣色溫的光源的照射下，彩色攝像機(jī)在分色處理過程中，又能對彩色信號的亮度色度飽和度（顏色的純度）施加影響，改變一定色溫光照下的色度，使其更加接近自然光照下人眼已有的習(xí)慣感覺，這種功能稱為白平衡。它有手調(diào)和自動兩種方式。這種調(diào)整的實(shí)質(zhì)，是調(diào)節(jié)紅綠藍(lán)三路的增益，保持?jǐn)z像機(jī)拍攝白色（白紙白墻）景物時，三基色信號電壓幅度一致。2.3 攝像機(jī)功能介紹-白平衡自動跟蹤白平衡1-色溫調(diào)節(jié)范

19、圍在2200-9500K適合顏色單一的場景；自動跟蹤白平衡2-色溫調(diào)節(jié)范圍在2200-15000K適合顏色豐富的場景；自動控制白平衡手動設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)白；手動白平衡手動調(diào)節(jié)色彩比例；2.3 攝像機(jī)功能介紹攝像機(jī)功能介紹-強(qiáng)光抑制 當(dāng)強(qiáng)光（如車燈）進(jìn)入監(jiān)控范圍時，攝像機(jī)開啟當(dāng)強(qiáng)光（如車燈）進(jìn)入監(jiān)控范圍時，攝像機(jī)開啟PLC（強(qiáng)光抑制）（強(qiáng)光抑制）功能，可以降低自動光圈對強(qiáng)光的敏感度，避免光圈快速的閉合，功能，可以降低自動光圈對強(qiáng)光的敏感度，避免光圈快速的閉合，而使得畫面快速變暗，達(dá)到強(qiáng)光抑制的效果。而使得畫面快速變暗，達(dá)到強(qiáng)光抑制的效果。3.5地下車庫監(jiān)控演示超低照度監(jiān)控注意點(diǎn)：1.地下車庫環(huán)境昏暗，光

20、線不足；2.需要能看清人物和車輛的基本特征。備注：可選擇超低度的攝像機(jī)5.1鏡頭的基本概念-組成 攝像機(jī)鏡頭是視頻監(jiān)視系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備，它的質(zhì)量（指標(biāo)）優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)，因此，攝像機(jī)鏡頭的選擇是否恰當(dāng)既關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價。5.1鏡頭的基本概念-參數(shù)介紹 我們在評價鏡頭質(zhì)量時一般會從分辨率、明銳度和景深分辨率、明銳度和景深等幾個實(shí)用參數(shù)判斷，另外從鏡頭的光學(xué)特性方面來說，還包括了：成像尺寸、焦成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角距、相對孔徑和視場角等四個參數(shù)，下面為大家簡單介紹以上參數(shù)的概念 。 分辨率（分辨率（Resolution）： 又稱鑒別率、解像力，指鏡頭清晰分辨被

21、攝景物纖維細(xì)節(jié)的能力，制約鏡頭分辨率的原因是光的衍射現(xiàn)象，即衍射光斑（愛里斑）。分辨率的單位是“線對/毫米“ （lp/mm）。 鏡頭分辯率指的是在像平面處1毫米內(nèi)能分辨開的黑白相間的線條對數(shù) 。 明銳度（明銳度（Acutance）： 也稱對比度，是指圖像中最亮和最暗的部分的對比度。 景深（景深（DOF）： 在焦點(diǎn)前后，光線開始聚集和擴(kuò)散，點(diǎn)的影象變成模糊的，形成一個擴(kuò)大的圓，這個圓叫做彌散圓。如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力，在一定范圍內(nèi)實(shí)際影象產(chǎn)生的模糊是不能辨認(rèn)的。 這個不能辨認(rèn)的彌散圓就稱為容許彌散圓。在焦點(diǎn)前后各有一個容許彌散圓，這兩個彌散圓之間的距離就叫景深景深。 以持照相機(jī)拍攝者

22、為基準(zhǔn)，從焦點(diǎn)到近處容許彌散圓的的距離叫前景深，從焦點(diǎn)到遠(yuǎn)方容許彌散圓的距離叫后景深。 影響因素影響因素 景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。 這些主要因素對景深的影響如下(假定其他的條件都不改變)： (1)、鏡頭光圈：光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大；(2)、鏡頭焦距鏡頭焦距越長，景深越小；焦距越短，景深越大；(3)、拍攝距離距離越遠(yuǎn)，景深越大；距離越近，景深越小。 F5.6,200mm,1/200s F11,120mm,1/30s 超焦距超焦距 物距的大小也影響景深，一般物距越大景深也越大，通常在一個特定的物距之后到無限遠(yuǎn)的物體都可以清晰成像（具體物距由鏡頭的焦距和通光孔徑?jīng)Q定

23、，當(dāng)然控制光圈的大小也可以決定這個物距的具體大小），這段景深稱之為“超焦距”。5.1鏡頭的基本概念-參數(shù)介紹 成像尺寸成像尺寸 鏡頭一般可分為25. 4mm（1lin）、16. 9mm（2/3in）、12. 7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等幾種規(guī)格，它們分別對應(yīng)著不同的成像尺寸，選用鏡頭時，應(yīng)使鏡頭的成像尺寸與攝像機(jī)的靶面尺寸大小相吻合。焦距 透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點(diǎn)處的距離。單位一般為毫米或英寸。 當(dāng)已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭距離，則可根據(jù)下兩式估算所選取配鏡頭的焦距：f=w D/Wf=h D/H f：鏡頭焦距, 單位：毫米 w：

24、圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度），單位：毫米W：被攝物體寬度，單位：米D：被攝物體至鏡頭的距離，單位：米h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度），單位：毫米H：被攝物體的高度，單位：米 相對孔徑 概念概念 控制鏡頭進(jìn)光量，需要由鏡頭的所謂“孔徑光闌”(Diaphragm)即光圈來控制?？讖焦怅@都是位于鏡頭內(nèi)部，通常由多片可活動的金屬葉片(稱為光闌葉片)組成，可以使中間形成的(近似)圓孔變大或者縮小，以達(dá)到控制通過光量大小的目的。 對于不同的鏡頭而言，光闌的位置不同，焦距不同，入射瞳直徑也不相同，用孔徑來描述鏡頭的通光能力，無法實(shí)現(xiàn)不同鏡頭的比較。為了方便在實(shí)際攝影中計算曝光量

25、和用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來衡量不同鏡頭的孔徑光闌實(shí)際作用，采用了“相對孔徑”的概念。相對孔徑 = 鏡頭焦距 / 入射瞳直徑 = f/d視場角 鏡頭有一個確定的視野，鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。視場角與鏡頭的焦距f及攝像機(jī)靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有關(guān)，鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式來計算，即ah=2arctg（h/2f）av=2arctg（v/2f） 由以上兩式可知，鏡頭的焦距f越短，其視場角越大，或者，攝像機(jī)靶面尺寸h或v越大，其視場角也越大。 圖1-2 不同焦距鏡頭所對應(yīng)的視場角鏡頭焦距與視場角的對照表：鏡頭焦距與視場角的對照表：5.2 鏡頭的接口 鏡

26、頭和攝像機(jī)之間的接口有許多不同的類型，工業(yè)攝像機(jī)常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口，M12接口等。接口類型的不同和鏡頭性能及質(zhì)量并無直接關(guān)系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各種常用接口之間的轉(zhuǎn)接口。 C接口和CS接口是工業(yè)攝像機(jī)最常見的國際標(biāo)準(zhǔn)接口，為1英寸32UN英制螺紋連接口，C型接口和CS型接口的螺紋連接是一樣的，區(qū)別在于C型接口的后截距為17.5mm，CS型接口的后截距為12.5mm。 CS型接口的攝像機(jī)可以和C口及CS口的鏡頭連接使用，只是使用C口鏡頭時需要加一個5mm的接圈；C型接口的攝像機(jī)不能用CS口的鏡頭。5.2鏡頭的接口

27、-匹配 5.3 鏡頭的選擇 鏡頭的選用應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：1） 鏡頭尺寸應(yīng)等于或大于攝像機(jī)成像面尺寸；2） 選用合適的鏡頭焦距；3） 考慮環(huán)境光線的變化。；4）考慮最佳監(jiān)看范圍；5） 鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致；6.1 紅外攝像機(jī)供電問題 供電問題導(dǎo)致紅外效果很差如下圖：原因：1、由于12V集中供電，經(jīng)過較長距離（幾十甚至上百米）的傳輸，壓降很大，導(dǎo)致供電不足； 2、工程商使用了低品質(zhì)的電源適配器引起，供電不足。 供電正常： 供電電壓電流不足： 6.2 紅外攝像機(jī)白天圖像正常，夜間發(fā)白 此現(xiàn)象一般因機(jī)器使用環(huán)境有反射物或在范圍很小的空間使用，因紅外光反射導(dǎo)致，解決此現(xiàn)象首先應(yīng)確定使用環(huán)境是否有反射

28、物，盡可能改善使用環(huán)境，其次檢查機(jī)器的有效紅外距離與實(shí)際使用距離是否相應(yīng)；若一臺長距離紅外機(jī)器在很小的空間使用會因紅外光過強(qiáng)導(dǎo)致機(jī)器圖像發(fā)白。 6.3 ICR功能的正確使用 在帶ICR功能的攝像機(jī)使用時，客戶經(jīng)常會配合紅外燈使用，增加夜視效果。使用中需要注意以下幾個條件：1、在菜單中日夜模式一欄中選用外部觸發(fā)模式；2、使用帶有觸發(fā)功能的紅外燈；3、紅外燈觸發(fā)信號需要正確連接。6.4 使用自動光圈鏡頭夜間虛焦問題問題描述：問題描述：攝像機(jī)使用自動光圈鏡頭時白天清楚，晚上圖像輕微模糊原因：原因：由于白天光線較強(qiáng)，光圈較小，所以白天進(jìn)行調(diào)焦后，物體的景深較大，可能導(dǎo)致被監(jiān)控物體清晰；但是在夜晚由于光

29、線較弱，導(dǎo)致光圈變大，景深變短，導(dǎo)致被監(jiān)控物體在鏡頭景深之外，而虛焦。解決辦法：解決辦法：建議客戶在使用自動光圈鏡頭調(diào)焦時將攝像機(jī)設(shè)置成電子快門模式（此時自動光圈開到最大），把圖像調(diào)節(jié)清楚后再改回自動光圈模式?；钤谠诠饩€較暗的時候進(jìn)行調(diào)焦一、產(chǎn)品的原理(3)l 攝像機(jī)關(guān)鍵部件攝像機(jī)關(guān)鍵部件 鏡頭 濾光片 感光元件 專用圖像處理單元 電源供電單元p問題：為何不以垂直分辨率作為指標(biāo)？問題：為何不以垂直分辨率作為指標(biāo)？二、產(chǎn)品的特性(2)垂直清晰度是由一幀圖像的掃描行數(shù)決定的。由于在場消隱期間看不到掃描線，對于我國625行50場的掃描制式（PAL）來說，畫面的有效掃描行數(shù)約為575行；而對于美國52

30、5行60場的掃描制式（NTSC）來說，畫面的有效掃描行數(shù)約為490行。由于水平掃描線之間是離散的，所以兩條相鄰的水平掃描線之間一定會丟失部分細(xì)節(jié)（或說對與掃描線相同的黑白水平線攝像時，掃描線與黑白水平線正好重合的概率不等于一）。一般，約有30%（凱爾系數(shù)）的細(xì)節(jié)會丟失。所以認(rèn)為，垂直清晰度RV等于有效掃描行數(shù)n乘以經(jīng)驗(yàn)值0.7（70%），即RV = 0.7n 所以，對625行的掃描制式來說，實(shí)際有效的清晰度為5750.7=402TVL；對525行的掃描制式來說，其垂直清晰度為4900.7=343TVL。因此垂直清晰度對同一電視制式來說，基本上是固定的p問題：像素和分辨率的關(guān)系？問題：像素和分辨

31、率的關(guān)系？二、產(chǎn)品的特性(3)像素是最小的圖像單元，這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個的染色點(diǎn)。像素是由光電傳感器上的光敏元件數(shù)目所決定的，一個光敏元件就對應(yīng)一個像素，因此像素越大，意味著光敏元件越多，相應(yīng)的成本就越大。分辨率是一個表示平面圖像精細(xì)程度的概念，通常它是以橫向和縱向點(diǎn)的數(shù)量來衡量的，表示成水平點(diǎn)數(shù)垂直點(diǎn)數(shù)的形式，在一個固定的平面內(nèi)，單位長度內(nèi)像素個數(shù)（PPI），分辨率越高，意味著可使用的點(diǎn)數(shù)越多，圖像越細(xì)致。像素和分辨率是成正比的，像素越大，分辨率也越高。l最低照度最低照度：是指當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的：是指當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)

32、輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。一般彩色攝像機(jī)的最低視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。一般彩色攝像機(jī)的最低照度為照度為23LUX， 照度的測定是以在一定的鏡頭光圈系數(shù)為前提，因此，照度的測定是以在一定的鏡頭光圈系數(shù)為前提，因此，不能只看攝像機(jī)說明書中標(biāo)明的最低照度，應(yīng)按攝像機(jī)在同一光圈系數(shù)下不能只看攝像機(jī)說明書中標(biāo)明的最低照度，應(yīng)按攝像機(jī)在同一光圈系數(shù)下其照度值的大小。最低照度越小，攝像機(jī)檔次越高。相對于彩色攝像機(jī)而其照度值的大小。最低照度越小，攝像機(jī)檔次越高。相對于彩色攝像機(jī)而言，黑白攝像機(jī)由于沒有色度處理而只對光線的強(qiáng)弱（亮度）信號敏感，言，黑白攝像機(jī)由于沒有色

33、度處理而只對光線的強(qiáng)弱（亮度）信號敏感，所以黑白攝像機(jī)的照度比彩色攝像機(jī)照度要低，一般可做到所以黑白攝像機(jī)的照度比彩色攝像機(jī)照度要低，一般可做到0.1LUX在在F1.4時，至于微光攝像機(jī)則更低。時，至于微光攝像機(jī)則更低。二、產(chǎn)品的特性(4)二、產(chǎn)品的特性(5)序號序號典型場景典型場景照度值照度值/Lux1晴天晴天310411052陰天陰天310311043日出日出/日落日落51024曙光曙光55月圓月圓310-2310-16星光星光710-4310-37陰暗的晚上陰暗的晚上210-5210-4p問題：最低照度是否可作為衡量現(xiàn)場環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)？問題：最低照度是否可作為衡量現(xiàn)場環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)？二、

34、產(chǎn)品的特性(6)視頻信號的標(biāo)稱值為1Vp-p，標(biāo)準(zhǔn)值為0.7Vp-p，最低照度時的視頻信號值為1/3到1/2的標(biāo)準(zhǔn)植；而且攝像機(jī)在最低照度時產(chǎn)生的圖像清晰度，是用電視信號測試卡（黑白相間的條紋）進(jìn)行測式的，與實(shí)際使用當(dāng)中的場景差別很大。因此實(shí)際使用當(dāng)中不能以攝像機(jī)標(biāo)稱的最低照度作為衡量現(xiàn)場環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)。l應(yīng)根據(jù)監(jiān)視目標(biāo)的照度選擇不同靈敏度的攝像機(jī)。監(jiān)視目標(biāo)的最低環(huán)境照度應(yīng)高于攝像機(jī)最低照度的10倍。l信噪比信噪比：當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，：當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場景時，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點(diǎn)；而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗的場景時，監(jiān)觀察者不

35、易看出畫面中的干擾噪點(diǎn)；而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗的場景時，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。干擾噪點(diǎn)的強(qiáng)弱（也即干擾噪點(diǎn)對畫面的影響程度）與攝像機(jī)擾噪點(diǎn)。干擾噪點(diǎn)的強(qiáng)弱（也即干擾噪點(diǎn)對畫面的影響程度）與攝像機(jī)信噪比指標(biāo)的好壞有直接關(guān)系，即攝像機(jī)的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對畫信噪比指標(biāo)的好壞有直接關(guān)系，即攝像機(jī)的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對畫面的影響就越小。所謂面的影響就越小。所謂“信噪比信噪比”指的是信號電壓對于噪聲電壓的比值，指的是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號通常用符號S/N來表示。由于在一般情況下

36、，信號電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，來表示。由于在一般情況下，信號電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，比值非常大，因此，實(shí)際計算攝像機(jī)信噪比的大小通常都是對均方信號比值非常大，因此，實(shí)際計算攝像機(jī)信噪比的大小通常都是對均方信號電壓與均方噪聲電壓的比值取以電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘以系數(shù)為底的對數(shù)再乘以系數(shù)20，單位用，單位用dB表示。表示。 S/N=20Lg（Vs/Vn）二、產(chǎn)品的特性(7)p問題：典型攝像機(jī)的信噪比值是多少？問題：典型攝像機(jī)的信噪比值是多少？二、產(chǎn)品的特性(8)一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC（自動增益控制）關(guān)閉時的值，因?yàn)楫?dāng)AGC接通時，會對小信號進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)

37、提高。CCD攝像機(jī)信噪比的典型值一般為45dB55dB。若為若為50dB，則圖像質(zhì)，則圖像質(zhì)量良好，有少量噪聲；若為量良好，有少量噪聲；若為60dB，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。l自動增益控制自動增益控制：AGCAutomatic Gain Control的縮寫。所有攝像的縮寫。所有攝像機(jī)都有一個將來自機(jī)都有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其的信號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，使視頻信號畸變

38、。為此，需利用在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝攝像像機(jī)的自動增益控制（機(jī)的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地開）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)關(guān)AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，即在低照度時自動增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來即在低照度時自動增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。獲得清晰的圖像。二、產(chǎn)品的特性(9)p問題：自動增益控制的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？問題：自動增益控制的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？二、產(chǎn)品的特性(10)具有AGC功能的攝像機(jī)

39、，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點(diǎn)也會比較明顯，這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。l背景光補(bǔ)償背景光補(bǔ)償：BLCBackLight Compesation的縮寫，也稱作逆光的縮寫，也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正，它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時，攝像機(jī)僅對整個視場的一個體黑暗的缺陷。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時，攝像機(jī)僅對整個視場的一個子區(qū)域（如從第子區(qū)域（如從第80行行 200行的中心區(qū)域）進(jìn)行檢測，通過求此區(qū)域的行的中心區(qū)域）進(jìn)行檢測，通過求此區(qū)域的平均信號電平來確定平均信號電平來確定A

40、GC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監(jiān)放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。二、產(chǎn)品的特性(11)p問題：問題：BLC和和AGC的異同？的異同？二、產(chǎn)品的特性(12)AGC開啟時，AGC工作點(diǎn)是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個

41、很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標(biāo)，則此時確定的AGC工作點(diǎn)有可能對于前景目標(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。 BLC開啟時，攝象機(jī)僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點(diǎn)，此時如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。l電子快門電子快門：ESElectronicShutter的縮寫，是對比照相機(jī)的機(jī)械的縮寫，是對比照相機(jī)的機(jī)械快門功能提出一個術(shù)語，它相當(dāng)于控制快門功能提出一個術(shù)語，它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時間。圖像傳感器的感光時間。由于由于CCD感光的實(shí)質(zhì)是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷感光的實(shí)質(zhì)是信號電荷的積累，則感光時間越

42、長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號電荷的積累時間（即調(diào)整時鐘脈沖的寬度），即可實(shí)現(xiàn)控制號電荷的積累時間（即調(diào)整時鐘脈沖的寬度），即可實(shí)現(xiàn)控制CCD感感光時間的功能。常見的電子快門時間為光時間的功能。常見的電子快門時間為1/501/10000s。二、產(chǎn)品的特性(13)l白平衡：白平衡：WBWhite Balance，是彩色攝象機(jī)的一個重要參數(shù)，它，是彩色攝象機(jī)的一個重要參數(shù)，它直接影響重現(xiàn)圖像的彩色效果。當(dāng)攝像機(jī)的白平衡設(shè)置不當(dāng)時，重現(xiàn)直接影響重現(xiàn)圖像的彩色效果。當(dāng)攝像機(jī)的白平衡設(shè)置不當(dāng)時，重現(xiàn)圖

43、像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶彩色的景物也著上了顏圖像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶彩色的景物也著上了顏色。色。自動白平衡：自動白平衡：AWBAutomatic White Balance，在監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)，在監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中，攝像機(jī)都是長時間工作，光源色溫及電路參數(shù)都會發(fā)生一定的用中，攝像機(jī)都是長時間工作，光源色溫及電路參數(shù)都會發(fā)生一定的變化，因此變化，因此AWB就確保了攝像機(jī)的連續(xù)工作中隨時校正白平衡。就確保了攝像機(jī)的連續(xù)工作中隨時校正白平衡。AWB分為連續(xù)白平衡分為連續(xù)白平衡ATW和自動控制白平衡和自動控制白平衡AWC兩種方式。兩種方式。二、產(chǎn)品的特性(14)連續(xù)白平衡：連續(xù)

44、白平衡：也稱為自動跟蹤白平衡（也稱為自動跟蹤白平衡（Automatic Tracking White balance，ATW），是隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為），是隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為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。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(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，如場景大部分是藍(lán)天白云或夕陽等高色溫物體及場景比較昏暗的場合如場景大部分是藍(lán)天白云或夕陽等高色溫物體及場景比較昏暗的場合下，連續(xù)的白平衡不

45、能產(chǎn)生最佳的彩色效果。下，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。自動控制白平衡：自動控制白平衡：AWCAutomatic White balance Control，需，需要先將攝像機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻等白色參考目標(biāo)，然后將要先將攝像機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻等白色參考目標(biāo)，然后將WB設(shè)置改變?yōu)樽栽O(shè)置改變?yōu)樽詣臃绞?，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被動方式，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，重新執(zhí)行后，重新WB設(shè)置為手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，其范圍為設(shè)置為手動位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，其范圍為230010000K，在此期間，即使攝象機(jī)斷電也不會丟失該設(shè)置。，在此期間

46、，即使攝象機(jī)斷電也不會丟失該設(shè)置。二、產(chǎn)品的特性(15)二、產(chǎn)品的特性(16)l 鏡頭鏡頭的作用是從被攝物體收集光信號到攝像機(jī)光電傳感器的光敏區(qū)， 鏡頭是由一組透鏡和光闌組成的。 透鏡透鏡 透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡對光線有會聚作用，所以也叫會聚透鏡、正透鏡。常用的凸透鏡有雙凸、平凸、正彎月三類，凹透鏡對光線有發(fā)散作用， 所以也叫發(fā)散透鏡、 負(fù)透鏡。雙 凹負(fù) 彎 月平 凹雙 凸平 凸正 彎 月(a)(b)二、產(chǎn)品的特性(17) 光闌光闌n 能進(jìn)入鏡頭成像的光束， 其大小是由透鏡框和其他金屬框決定的。 往往這樣限制光束還不夠， 還要在鏡頭中設(shè)置一些帶孔的金屬薄片來限制光束， 稱為光闌。n 光

47、闌的通光孔一般呈圓形， 其中心在透鏡的中心軸上，鏡頭的金屬框也是一種光闌。二、產(chǎn)品的特性(18)l 鏡頭類型鏡頭類型 C-mountC-mount 圖像傳感器到鏡頭之間的距離應(yīng)為17.526mm CS-mountCS-mount 圖像傳感器到鏡頭之間的距離應(yīng)為12.5mm c-mount lens+5mm adapter ring后，可以轉(zhuǎn)換成 cs-mount lens17.526 mm成 像 面適 配 器12.5 mm攝 像 機(jī)CS接 口CS接 口 鏡 頭C接 口 鏡 頭二、產(chǎn)品的特性(19)l鏡頭的分類鏡頭的分類按焦距分按焦距分n標(biāo)準(zhǔn)：水平視場角30度n廣角：水平視場角64度n長焦：水平視場角15度按調(diào)焦方式分按調(diào)焦方式分n手動調(diào)焦n自動調(diào)焦按光圈分按光圈分n手動光圈n自動光圈二、產(chǎn)品的特性(20)l 鏡頭參數(shù)鏡頭參數(shù) 成像靶面尺寸 焦距 相對孔徑 視場角二、產(chǎn)品的特性(21)l 成像靶面尺寸成像靶面尺寸靶面尺寸（inch）1 2/3 1/2 1/3 1/4 對角線（mm）1611864.5垂直（mm）9.66.64.83.62.7水平（mm）12.78.86.44.83.6一般來講此值越大越好，感光面積越大成像質(zhì)量越好。一般來講此值越大越好，感光面積越大成像質(zhì)量越好。適合的才是最好的！適合的才是最好的！二、產(chǎn)品的特性(22)l 焦距焦距當(dāng)已知被攝