安防監(jiān)控CCD靶面尺寸視角距離焦距錄像數(shù)據(jù)量

1、CCD 靶面尺寸劃分?jǐn)z像機(jī)攝像器件(CCD)的尺寸分為1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。其中以1/3英寸與1/2英寸 最為常見。CCD 尺寸水平 (mm)垂直 (mm)對角線 (mm)1 英寸12、 79、 6162/3 英寸8、 86、 6111/2 英寸6、 44、 881/3 英寸4、 83、 661/4 英寸3、 62、 44鏡頭焦距的確定 TOC o 1-5 h z 在選擇鏡頭時,有以下五個因素確定鏡頭標(biāo)準(zhǔn):監(jiān)控現(xiàn)場的大小;被攝物體的大小;物距 ;焦距 ;CCD 靶面尺寸。前 4 點(diǎn)可由現(xiàn)場測量并通過計(jì)算來確定鏡頭的焦距標(biāo)準(zhǔn),其計(jì)算方法如下:u 1/3 CCD F=4、8

2、XL/W 或 F=3、6XL/H(焦距F=CCD水平寬度*物距/物寬)或(焦距F=CCD垂直高度*物距/物高)u 1/2 CCD F=6、4XL/W 或 F=4、8 X L/H其中,W為被攝物體的寬度 舊為被攝物體的高度；L為鏡頭到被攝物體間的距離；F為鏡頭焦距。那么為何在鏡頭的選用中考慮CCD 靶面的尺寸呢 ?為了從1/3與1/2 CCD攝像機(jī)中獲取同樣的視角，1/3 CCD攝像機(jī)鏡頭焦距必須縮短；相反如果在 1/3 CCD與1/2 CCD攝像機(jī)中采用相同焦距的鏡頭，情況又如何呢？1/3 CCD攝像機(jī)視角將比1/2 CCD攝像機(jī)明顯地減小，同時1/3 CCD攝像機(jī)的圖像在監(jiān)視器上將比 1/2

3、 CCD的圖像放大，產(chǎn)生了使用 長焦距鏡頭的效果。另外我們在選擇鏡頭時還要注意這樣一個原則 :即小尺寸靶面的 CCD 可使用大尺寸靶面 CCD 攝像機(jī)的 鏡頭，反之則不行。原因就是：如1/2 CCD攝像機(jī)采用1/3鏡頭，則進(jìn)光量會變小，色彩會變差，甚至圖像也 會缺損 ; 反之 ,則進(jìn)光量會變大,色彩會變好,圖像效果肯定會變好。當(dāng)然 ,綜合各種因素,攝像機(jī)最好還就是選擇與其相匹配的鏡頭。3、正確選用鏡頭焦距的理論計(jì)算攝取景物的鏡頭視場角就是極為重要的參數(shù),鏡頭視場角隨鏡頭焦距及攝像機(jī)規(guī)格大小而變化(其變化關(guān)系如前所述),覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計(jì)算:(1)f=u ?D/U(2)f=h ?D

4、/Hf:鏡頭焦距、U:景物實(shí)際高度、H:景物實(shí)際寬度、D:鏡頭至景物實(shí)測距離、u:圖像高度、h:圖像寬度舉例說明 :當(dāng)選用1/2鏡頭時，圖像尺寸為u=4、8mm,h=6、4mm。鏡頭至景物距離 D=3500mm,景物的實(shí)際高度 為U=2500mm(景物的實(shí)際寬度可由下式算出H=1、333?U,這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定)。將以上參數(shù)代入公式(1)中,可彳|f=4、8?3500/2500=6、72mm,故選用6mm定焦鏡頭即可。攝像部分一般安裝在現(xiàn)場,它包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架與電動云臺。它的作用就是對監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號。一、 像機(jī)分為彩色與黑白兩種 ,一般黑白攝像

5、機(jī)要比彩色的靈敏度高, 比較適合用于光線不足的地方,如果使用的目的只就是監(jiān)視景物的位置與移動,可采用黑白攝像機(jī); 如果要分辨被攝像物體的細(xì)節(jié), 比如分辨衣服與景物的顏色,則采用彩色的比較好。攝像機(jī)的規(guī)格可分為 1/3 、 1/2 與2/3等,安裝方式有固定與帶云臺二種。二、鏡頭常用的鏡頭種類包括 :手動 / 自動光圈定焦鏡頭與自動光圈變焦鏡頭兩種。定焦鏡頭分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與廣角鏡頭兩種。定焦鏡頭的適用范圍如下:手動光圈鏡頭:所需監(jiān)視的環(huán)境照度變化不大,如室內(nèi)。自動光圈鏡頭:所需監(jiān)視的環(huán)境照度變化大,如室外。廣角鏡頭:監(jiān)視的角度較寬,距離較近。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:監(jiān)視的角度與距離適中。變焦鏡頭分為10 倍、

6、6 倍與 2 倍變焦鏡頭,另一種分法就是:手動變焦與電動變焦 （ 電動光圈與自動光圈 ）兩種。變焦鏡頭在規(guī)則上可以劃分為 :1/3 、 1/2與 1等。選擇變焦鏡頭的原則就是: 鏡頭的規(guī)格不應(yīng)小于攝像機(jī)的規(guī)格 , 也就就是說1/2的鏡頭可以與1/3 的攝像機(jī)一起使用 ,但就是 1/3 的鏡頭就不能夠在 1/2 的攝像機(jī)上使用。鏡頭參數(shù)相對孔徑光圈的主要作用就是通過控制鏡頭光量的大小滿足成像所需的合適照度。光圈越大,靶面成像照度越大,攝像機(jī)輸出信號強(qiáng)度越大,信噪比越高。若光圈的實(shí)際孔徑為小，由于光線通過透鏡后的折射使鏡頭的有效孔徑D比實(shí)際孔徑大，光圈的相對孔徑等于有效孔徑與鏡頭焦距之比，即：A=

7、D/f,f為鏡頭的焦距。光圈系數(shù)通常將表征鏡頭光圈大小的參數(shù)定義成光圈系數(shù),用 F 表示。 光圈系數(shù)為鏡頭光圈相對孔徑的倒數(shù)。 F值的規(guī)律就是后一個值正好就是前一個數(shù)值的，2倍，這就是由于成像面中心亮度與 （1/F）2成正比。F值越小相應(yīng)靈敏度越大。常用值為 1 、 4、 2、 2、 8、 4、 5、 6、 8、 11、 16、 22等幾個等級。視場角我們常用視場角來表征觀察景物的范圍。所謂視場角就是指在視場角內(nèi)的景物可全部落入成像尺寸內(nèi) , 而視場角以外的景物將不被攝取。因此 ,鏡頭的視場角與攝像機(jī)的靶面及鏡頭的焦距有關(guān)。根據(jù)幾何原理可以得到視場角的計(jì)算公式如下:3 H = 2tg-1（h/

8、2f）3 V = 2tg-1（v/2f）式中3 H為水平視場角，3V為垂直視場角，f為鏡頭的焦距，h為攝像機(jī)靶面的水平寬度，v為攝像機(jī)靶面的 垂直高度。具體數(shù)值可參閱攝像機(jī)一節(jié)。當(dāng)成像尺寸確定后, 焦距越短 ,視場角越大。因此可將鏡頭分為長角鏡頭（視場角小于45 ）、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（視場角為45。50。）、廣角鏡頭（視場角大于50。）、超廣角鏡頭（視場角接近180。）、魚眼鏡頭（視場角大于 180 ）等。另外 ,我們還可以得到如下公式以計(jì)算其中任一未知項(xiàng)數(shù)據(jù)。f/v = D/Vf/h = D/H其中： f鏡頭焦距；D鏡頭至景物距離； h靶面寬度；H靶面高度。三、鏡頭接口鏡頭的安裝方式有 C型安裝與C

9、S型安裝兩種。C型安裝接口指從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離為 17、 526mm，而CS型接口的鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)距離為 12、5mm。因此將C型鏡頭安裝到CS接口攝像機(jī)時 需要加裝一個5mm厚的接圈。四、鏡頭的發(fā)展鏡頭就是影響圖像品質(zhì)的重要關(guān)鍵 ，如果鏡頭品質(zhì)不佳，自然難拍攝出?#晰的畫面，傳統(tǒng)的攝像機(jī)鏡頭所采 用的鏡片，可以通稱為球面鏡頭，這就是以鏡頭內(nèi)鏡片的表面曲線為球面形狀來命名的。顧名思義，非球面鏡頭就就是采用了不同于球面曲線的技術(shù) ，也就就是鏡片研磨的形狀為拋物線、二次曲線、三次曲線或高次曲 線，這將依據(jù)設(shè)計(jì)功能上的不同而會有不同形狀的曲線，因此統(tǒng)稱為非球面鏡頭。傳統(tǒng)球面鏡頭為了校

10、正相差、色差、球差、彗差、畸變、相散等問題，必須采用多片鏡片來校正，這使得鏡頭的體積變的較大，由于每個鏡片多少會有精度上的誤差，因此要達(dá)到理想值并不容易，非球面鏡頭由于在 設(shè)計(jì)時便已經(jīng)考量到校正的因素，因此可以減少鏡片的數(shù)量，使得鏡頭的精度更佳、清晰度更好、色彩還原更 為準(zhǔn)確，鏡頭內(nèi)的光線反射得以降低，鏡頭體積也可以縮小。以往非球面鏡頭多應(yīng)用在儀器、機(jī)械加工設(shè)備上，但隨著加工技術(shù)的提升，使得品質(zhì)、效能提升，因此應(yīng)用越來越廣。目前非球面鏡頭除了具備高清晰度，錄制的圖像能夠當(dāng)作法律證據(jù)外，新推出的非球面鏡頭還具備 變倍高、物距短、光圈大的特性 ，變倍高可以簡化鏡頭的種類，物距短可以應(yīng)用在近距離攝像

11、的場合 ，光圈大 則可以適應(yīng)光線較暗的場所，使得應(yīng)用領(lǐng)域日漸寬廣。而在CCTV應(yīng)用領(lǐng)域中也推出了非球面鏡頭，可以使用 于一些如銀行這類對于攝像品質(zhì)要求較高的場所。監(jiān)控?cái)z像頭鏡頭可視角度表鏡頭焦距搭配 1/3 CCD搭配 1/4 CCD二者差的異性2、8 mm89、975、614、33、6 mm75、7 62、213、54 mm69、9 57、012、96 mm50、0 39、810、28 mm38、5 30、48、112 mm26、2 20、55、716 mm19、8 15、44、425 mm10、6 8、32、360 mm5、3 4、11、2監(jiān)控?cái)z像頭鏡頭可視距離表鏡頭焦距 （毫米數(shù)）距離5

12、米（寬X高）距離10米（寬X高）距離15米（寬X高）距離20米（寬X高）距離30米（寬X高）2、8mm13X9、8 米26X19、 5米39X 29、3 米52 X 39 米78X 58、 5 米3、6mm8、5X6、4 米17X 12、8 米25、5X 19 米34X25、5 米51 X 38、3 米4mm8X6米16X 12 米24 X 18 米32 X 24 米48X 36 米6mm5、5X4、1 米11X8、3 米16、 5義 12、 4米22X 16、5 米33X 24、 8 米8mm3、5X2、6 米7X5、3米10、5X 7、9 米14X 10、5 米21X 15、 8 米12m

13、m2X1、5 米4X3米6X4、5 米8X6米12X9 米16mm1、5X1、1 米3X2、3米4、5X3、4 米6X4、5 米9X 6、8 米25mm1、3X 1 米2、5X1、9 米3、8X2、9 米5X3、8 米7、5X5、6 米60mm0、5X0、4 米1X0、75 米1、5X1、1 米2X1、5 米3X 2、3 米監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭角度計(jì)算方法以3 3的腐頭為例：鐮頭的大小Z.Srrim3.0 mm6m rn8 mm12 mm16mm25mm對應(yīng)的角董96Jt65度42度32度17度11度對應(yīng)的死角CLS米俅1.5米7米4米6米11米最好的可覿范圍（來）途頭的大小對應(yīng)的嫵痢注意：得到的最

14、好可視范圍是死角之外的距離用妃：12HH的鎮(zhèn)頭可觀的電度為2W虐，最好的司槌距寓為2 4米t包括了無指距離）,根據(jù)公式福到是好的可視范圍：角度為2遁，可視施圉為攝像機(jī)麻后到24米的范圍。薄透鏡成像示意藻透鏡2、8即F=2、8m僦頭，拍攝距離為14米，拍攝角度為1153、6即F=3、6m僦頭 拍攝距離為26拍攝角度936即F=6mm拍攝距離為315 米拍攝角度為53,8即F=8mm拍攝距離為420 米拍攝角度為40,12即F=12mm拍攝距離為525 米拍攝角度為25,16即F=16mm拍攝距離為530拍攝角度為2025即F=25mm拍攝距離為2080 米拍攝角度為15鏡頭的選擇提示: 鏡頭毫米

15、數(shù)字越小 , 視野越開闊 , 但就是瞧得距離越近; 鏡頭毫米數(shù)字越大,視野越狹窄 , 但就是瞧得距離越遠(yuǎn) , 二者不可同時兼得)視場角的計(jì)算如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場寬度與高度。水平視場角B (水平觀瞧的角度)B=2tg -1=垂直視場角q(垂直觀瞧的角度)q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平視場 角與垂直視場角的關(guān)系如下：q=或=4表2中列出了不同尺寸攝像層與不同焦距f時的水平視場角 b 的值 , 如果知道了水平或垂直場角便可按下式計(jì)算出視場角便可按下式計(jì)算出視場高度H 與視場寬度 W H=2Ltg 、W=2Ltg例如；攝像機(jī)的攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距

16、f為12mm,從表2中查得水平視場角為40而鏡頭與被攝取物體的距離為2m, 試求視場的寬度w。W=2Ltg=2X 2tg=1、46m則H=W=1、46=1、059m焦距f越與長，視場角越小，監(jiān)視的目標(biāo)也就小。圖解法如前所示 , 攝像機(jī)鏡頭的視場由寬 (W) 。高 (H) 與與攝像機(jī)的距離(L) 決定 , 一旦決定了攝像機(jī)要監(jiān)視的景物 , 正確地選擇鏡頭的焦距就由來3 個因素決定 ; * 、欲監(jiān)視景物的尺寸* 、攝像機(jī)與景物的距離 * 、攝像機(jī)成像器的尺士 :1/3 、 1/2 、 2/3 或 1 。圖解選擇鏡頭步驟 : 所需的視場與鏡頭的焦距有一個簡單的關(guān)系。 利用這個關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。

17、估計(jì)或?qū)崪y視場的最大寬度; 估計(jì)或?qū)崪y量攝像機(jī)與被攝景物間的距離; 使用 1/3 ”鏡頭時使用圖 2, 使用 1/2 鏡頭時使用圖 3, 使用 2/3 ”鏡頭時使用圖 4, 使用 1 鏡頭時使用圖5。具體方法：在以W與L為座標(biāo)軸的圖示 2-5中，查出應(yīng)選用的鏡頭焦距。為確保景物完全包含在視場之中，應(yīng)選用座標(biāo)交點(diǎn)上，面那條線指示的數(shù)值。例如：視場寬50m,距離40m,使用1/3格式的鏡頭，在座標(biāo)圖中的交點(diǎn)比代表4mm鏡頭的線偏上一點(diǎn)。這表明如果使用4mm鏡頭就不能覆蓋50m的視場。而用2、8mm勺鏡頭則可以完全覆蓋視場。f=vD/Vf=hD/H其中,f代表焦距，v代表CCD面垂直高度,V代表被觀

18、測物體高度，h代表CCD靶面水平寬度,H 代表被觀測物體寬度。舉例：假設(shè)用1/2 ” CCD攝像頭觀測，被測物體寬440毫米，高330毫米，鏡頭焦點(diǎn)距物體 2500 毫米。由公式可以算出 :焦距f=6、4X2500/440弋36毫米或焦距 f=4、8X2500/330弋 36 毫米當(dāng)焦距數(shù)值算出后, 如果沒有對應(yīng)焦距的鏡頭就是很正常的 , 這時可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號 , 一般選擇比計(jì)算值小的 , 這樣視角還會大一些。 TOC o 1-5 h z 為了從1/3與1/2 CCD攝像機(jī)中獲取同樣的視角，1/3 CCD 攝像機(jī)鏡頭焦距必須縮短；相反如果在1/3 CCD與1/2 CCD攝像機(jī)中采

19、用相同焦距的鏡頭，情況又如何呢？1/3 CCD攝像機(jī)視角將比1/2 CCDg像機(jī)明顯地減小，同時1/3 CCDf像機(jī)的圖像在監(jiān)視器上將比1/2CCD的圖像放大，產(chǎn)生了使用長焦距鏡頭的效果。另外我們在選擇鏡頭時還要注意這樣一個原則：即小尺寸靶面的 CCD可使用大尺寸靶面 CCD攝像機(jī)的鏡頭，反之則不行。原因就是 ：如1/2 CCD 攝像機(jī)采用1/3 鏡頭，則進(jìn)光量會變小，色彩會變差，甚至圖像也會缺損；反之，則進(jìn)光量會變大， 色彩會變好，圖像效果肯定會變好。當(dāng)然，綜合各種因素，攝像機(jī)最好還就是選擇與其相匹配的鏡頭。監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭瞧清人臉的距離與監(jiān)控角度鏡頭，角度與可視距離（看清人臉的距離）8mm1

20、7rtle25mnnir2SX攝像機(jī)鏡頭參考圖監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭使用場所及角度1、廣角鏡頭：視角在90度以上，一般用于電梯轎箱內(nèi)、大廳等小視距大視角場所；如2、8MM 2 5MM2、視角在60度以上用于5*5米左右場所3、6MM 4MM3、視角在50度以上用于8-10米左右場所6MM4、視角在40度以上用于10-18米左右場所8MM5、視角在30度以上用于20-30米左右場所12MM 16MM6、視角在20度以上用于30-50米左右場所25MM7、長焦鏡頭：視角在20度以內(nèi)，焦距的范圍從幾十毫米到上百毫米，用于遠(yuǎn)距離監(jiān)視8、變焦鏡頭：鏡頭的焦距范圍可變，可從廣角變到長焦，用于景深大，視角范圍廣的區(qū)域；9、針孔鏡頭：用于隱蔽監(jiān)控。鏡頭越小，監(jiān)控的面積越大，而圖像物體相對較小。鏡頭越大 ，監(jiān)控的面積越小（窄），而圖像物體相對較大。計(jì)算方法1/3 CCD鏡頭最遠(yuǎn)能瞧清多少米？3、6MM、6MM、8MM、12MM、16MM、25MM 乘上2、4就就是最遠(yuǎn)多少米距離了可