監(jiān)控攝像機鏡頭焦距計算方法及參數(shù)介紹

監(jiān)控攝像機鏡頭焦距計算方法及參數(shù)介紹監(jiān)控攝像機鏡頭焦距計算方法及參數(shù)介紹一、不可小瞧的鏡頭鏡頭是攝像機的眼睛，為了適應不同的監(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)的重點監(jiān)視，要進行清晰且大視場角度的圖像捕捉，得配置廣角鏡頭；在室外的停車場，既要看到停車場全貌，又要能看到汽車的細部，這時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。當物體與鏡頭的距離很遠的時候，我們可用下面公式表達：鏡頭的放大倍數(shù)?焦距/物距。增加鏡頭的焦距，放大倍數(shù)增大了，可以將遠景拉近，畫面的范圍小了，遠景的細節(jié)看得更清楚了；如果減少鏡頭的焦距，放大倍數(shù)減少了，畫面的范圍擴大了，能看到更大的場景。視場角：在工程實際中，我們常用水平視場角來反映畫面的拍攝范圍。焦距f越大，視場角越小，在感光元件上形成的畫面范圍越小；反之，焦距f越小，視場角越大，在感光元件上形成的畫面范圍越大。公式計算法：視場和焦距的計算視場系指被攝取物體的大小，視場的大小是以鏡頭至被攝取物體距離，鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。鏡頭的焦距Lens-F― D 視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下:公式1:F=wD/W公式2:F二hD/HF:鏡頭焦距w:圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）W:被攝物體寬度D:被攝物體至鏡頭的距離h:圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場景）高度H:被攝物體的高度ccd靶面規(guī)格尺寸：單位mm規(guī)格WH1/3"4.83.61/2"6.44.82/3"8.86.61"12.79.6由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度一樣，其比例均為4:3視場角的計算如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計算出現(xiàn)場寬度和高度。水平視場角B（水平觀看的角度）B=2tg-1二垂直視場角q（垂直觀看的角度）q=2tg-1二式中w、H、F同上水平視場角與垂直視場角的關系如下：q二或二q光圈:光圈安裝在鏡頭的后部，光圈開得越大，通過鏡頭的光量就越大，圖像的清晰度越高；光圈開得越小，通過鏡頭的光量就越小，圖像的清晰度越低。通常用F（光通量）來表示。F二焦距（f）/通光孔徑。在攝像機的技術指標中，我們可以常常看到6mm/F1.4這樣的參數(shù)，它表示鏡頭的焦距為6mm，光通量為1.4，這時我們可以很容易地計算出通光孔徑為4.29mm。在焦距f相同的情況下，F(xiàn)值越小，光圈越大，到達CCD芯片的光通量就越大，鏡頭越好。2、鏡頭的分類按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按變焦類型分按焦距長矩球面鏡頭1”25mm自動光圈電動變焦長焦距鏡頭非球面鏡頭1/2”3mm手動光圈手動變焦標準鏡頭針孔鏡頭1/3”8.5mm固定光圈固定焦距廣角鏡頭魚眼鏡頭2/3”17mm以鏡頭安裝分類所有的攝象機鏡頭均是螺紋口的,CCD攝象機的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標準，即C安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同，但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。C安裝座：從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。CS安裝座：特種C安裝，此時應將攝象機前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準面到焦點的距離是12.5mm。如果要將一個C安裝座鏡頭安裝到一個CS安裝座攝象機上時，則需要使用鏡頭轉換器。以攝象機鏡頭規(guī)格分類攝象機鏡頭規(guī)格應視攝象機的CCD尺寸而定，兩者應相對應。即攝象機的CCD靶面大小為1/2英寸時，鏡頭應選1/2英寸。攝象機的CCD靶面大小為1/3英寸時，鏡頭應選1/3英寸。攝象機的CCD靶面大小為1/4英寸時，鏡頭應選1/4英寸。如果鏡頭尺寸與攝象機CCD靶面尺寸不一致時，觀察角度將不符合設計要求，或者發(fā)生畫面在焦點以外等問題。以鏡頭光圈分類鏡頭有手動光圈(manualiris)和自動光圈(autoiris)之分，配合攝象機使用，手動光圈鏡頭適合于亮度不變的應用場合，自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈亦作自動調(diào)整，故適用亮度變化的場合。自動光圈鏡頭有兩類：一類是將一個視頻信號及電源從攝象機輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，稱為視頻輸入型，另一類則利用攝象機上的直流電壓來直接控制光圈，稱為DC輸入型。自動光圈鏡頭上的ALC(自動鏡頭控制)調(diào)整用于設定測光系統(tǒng)，可以整個畫面的平均亮度，也可以畫面中最亮部分(峰值)來設定基準信號強度，供給自動光圈調(diào)整使用。一般而言,ALC已在出廠時經(jīng)過設定，可不作調(diào)整，但是對于拍攝景物中包含有一個亮度極高的目標時，明亮目標物之影像可能會造成“白電平削波”現(xiàn)象，而使得全部屏幕變成白色，此時可以調(diào)節(jié)ALC來變換畫面。另外，自動光圈鏡頭裝有光圈環(huán)，轉動光圈環(huán)時，通過鏡頭的光通量會發(fā)生變化，光通量即光圈，一般用F表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：F二f(焦距)/D(鏡頭實際有效口徑)，F(xiàn)值越小，則光圈越大。采用自動光圈鏡頭，對于下列應用情況是理想的選擇，它們是：在諸如太陽光直射等非常亮的情況下，用自動光圈鏡頭可有較寬的動態(tài)范圍。要求在整個視野有良好的聚焦時，用自動光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。要求在亮光上因光信號導致的模糊最小時，應使用自動光圈鏡頭。以鏡頭的視場大小分類標準鏡頭：視角30度左右，在1/2英寸CCD攝象機中，標準鏡頭焦距定為12mm,在1/3英寸CCD攝象機中，標準鏡頭焦距定為8mm。廣角鏡頭：視角90度以上，焦距可小于幾毫米，可提供較寬廣的視景。遠攝鏡頭：視角20度以內(nèi)，焦距可達幾米甚至幾十米，此鏡頭可在遠距離情況下將拍攝的物體影響放大，但使觀察范圍變小。變倍鏡頭(zoomlens)：也稱為伸縮鏡頭，有手動變倍鏡頭和電動變倍鏡頭兩類?？勺兘裹c鏡頭(vari-focuslens):它介于標準鏡頭與廣角鏡頭之間，焦距連續(xù)可變，即可將遠距離物體放大，同時又可提供一個寬廣視景，使監(jiān)視范圍增加。變焦鏡頭可通過設置自動聚焦于最小焦距和最大焦距兩個位置，但是從最小焦距到最大焦距之間的聚焦，則需通過手動聚焦實現(xiàn)。針孔鏡頭：鏡頭直徑幾毫米，可隱蔽安裝。從鏡頭焦距上分短焦距鏡頭：因入射角較寬，可提供一個較寬廣的視野。中焦距鏡頭：標準鏡頭，焦距的長度視CCD的尺寸而定。長焦距鏡頭：因入射角較狹窄，故僅能提供狹窄視景，適用于長距離監(jiān)視。變焦距鏡頭：通常為電動式，可作廣角、標準或遠望等鏡頭使用。3、 選擇鏡頭的技術依據(jù)鏡頭的成像尺寸應與攝象機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英寸等規(guī)格。鏡頭的分辨率描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標是鏡頭的光學傳遞函數(shù)與畸變，但對擁護而言，需要了解的僅僅是鏡頭的空間分辨率，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計量單位，計算公式為：鏡頭分辨率N二180/畫幅格式的高度。由于攝象機CCD靶面大小已經(jīng)標準化，如1/2英寸攝象機，其靶面為寬6.4mm*高4.8mm,1/3英寸攝象機為寬4.8mm*高3.6mm。因此對1/2英寸格式的CCD靶面，鏡頭的最低分辨率應為38對線/mm,對1/3英寸格式攝象機，鏡頭的分辨率應大于50對線，攝象機的靶面越小，對鏡頭的分辨率越高。鏡頭焦距與視野角度首先根據(jù)攝象機到被監(jiān)控目標的距離，選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距f確定后，則由攝象機靶面決定了視野。光圈或通光量鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量，以F為標記，每個鏡頭上均標有其最大的F值，通光量與F值的平方成反比關系，F(xiàn)值越小，則光圈越大。所以應根據(jù)被監(jiān)控部分的光線變化程度來選擇用手動光圈還是用自動光圈鏡頭。4、 變焦鏡頭(zoomlens)變焦鏡頭有手動伸縮鏡頭和自動伸縮鏡頭兩大類。伸縮鏡頭由于在一個鏡頭內(nèi)能夠使鏡頭焦距在一定范圍內(nèi)變化，因此可以使被監(jiān)控的目標放大或縮小，所以也常被成為變倍鏡頭。典型的光學放大規(guī)格有6倍（6.0?36mm,F1.2）、8倍（4.5?36mm,F1.6）、10倍（8.0?80mm,F1.2）、12倍（6.0?72mm,F1.2）、20倍（10~200mm,F1.2）等檔次，并以電動伸縮鏡頭應用最普遍。為增大放大倍數(shù)，除光學放大外還可施以電子數(shù)碼放大。在電動伸縮鏡頭中，光圈的調(diào)整有三種，即：自動光圈、直流驅動自動光圈、電動調(diào)整光圈。其聚焦和變倍的調(diào)整，則只有電動調(diào)整和預置兩種，電動調(diào)整是由鏡頭內(nèi)的馬達驅動，而預置則是通過鏡頭內(nèi)的電位計預先設置調(diào)整停止位，這樣可以免除成像必須逐次調(diào)整的過程，可精確與快速定位。在球形罩一體化攝像系統(tǒng)中，大部分采用帶預置位的伸縮鏡頭。另一項令用戶感興趣的則是快速聚焦功能，它由測焦系統(tǒng)與電動變焦反饋控制系統(tǒng)構成。5、 鏡頭與攝像機CCD尺寸的關系1/2”鏡頭既可用于1/2”攝像機，也可用于1/3”攝像機，但視角會減少25%左右。1/3”鏡頭不能用于1/2”攝像機，只能用于1/3”攝像機。6、 不同種類鏡頭的應用范圍手動、自動光圈鏡頭的應用范圍手動光圈鏡頭是的最簡單的鏡頭，適用于光照條件相對穩(wěn)定的條件下，手動光圈由數(shù)片金屬薄片構成。光通量靠鏡頭外徑上的一個環(huán)調(diào)節(jié)。旋轉此圈可使光圈收小或放大。在照明條件變化大的環(huán)境中或不是用來監(jiān)視某個固定目標，應采用自動光圈鏡頭，比如在戶外或人工照明經(jīng)常開關的地方，自動光圈鏡頭的光圈的動作由馬達驅動，馬達受控于攝像機的視頻信號。手動光圈鏡頭和自動光圈鏡頭又有定焦距（光圈）鏡頭自動光圈鏡頭和電動變焦距鏡頭之分。定焦距（光圈）鏡頭，一般與電子快門攝像機配套，適用于室內(nèi)監(jiān)視某個固定目標的場所作用。定焦距鏡頭一般又分為長焦距鏡頭，中焦距鏡頭和短焦距鏡頭。中焦距鏡頭是焦距與成像尺寸相近的鏡頭；焦距小于成像尺寸的稱為短距鏡頭，短焦距鏡頭又稱廣角鏡頭，該鏡頭的焦距通常是28mm以下的鏡頭，短焦距鏡頭主要用于環(huán)境照明條件差，監(jiān)視范圍要求寬的場合，焦距大于成像尺寸的稱為長焦距鏡頭，長焦距鏡頭又稱望遠鏡頭，這類鏡頭的焦距一般在150mm以上，主要用于監(jiān)視較遠處的景物。手動光圈鏡頭，可與電子快門攝像機配套，在各種光線下均可使用。自動光圈鏡頭，(EF)可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，特別用于被監(jiān)視表面亮度變化大、范圍較大的場所。為了避免引起光暈現(xiàn)象和燒壞靶面，一般都配自動光圈鏡頭。電動變焦距鏡頭，可與任何CCD攝像機配套，在各種光線下均可使用，變焦距鏡頭是通過遙控裝置來進行光對焦，光圈開度，改變焦距大小的。7、鏡頭的主要性能指標有以下幾個：焦距：焦距的大小決定著視場角的大小，焦距數(shù)值小，視場角大，所觀察的范圍也大，但距離遠的物體分辨不很清楚；焦距數(shù)值大，視場角小，觀察范圍小，只要焦距選擇合適，即便距離很遠的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一一對應的，一個確定的焦距就意味著一個確定的視場角，所以在選擇鏡頭焦距時，應該充分考慮是觀測細節(jié)重要，還是有一個大的觀測范圍重要，如果要看細節(jié)，就選擇長焦距鏡頭；如果看近距離大場面，就選擇小焦距的廣角鏡頭。2光闌系數(shù)：即光通量，用F表示，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個鏡頭上都標有最大F值，例如6mm/F1.4代表最大孑L徑為4.29毫米。光通量與F值的平方成反比關系，F(xiàn)值越小，光通量越大。鏡頭上光圈指數(shù)序列的標值為1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，其規(guī)律是前一個標值時的曝光量正好是后一個標值對應曝光量的2倍。也就是說鏡頭的通光孔徑分別是1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一數(shù)值是后一數(shù)值的根號倍，因此光圈指數(shù)越小，則通光孔徑越大，成像靶面上的照度也就越大。另外鏡頭的光圈還有手動(MANUALIRIS)和自動光圈(AUTOIRIS)之分。配合攝像頭使用，手動光圈適合亮度變化不大的場合，它的進光量通過鏡頭上的光圈環(huán)調(diào)節(jié)，一次性調(diào)整合適為止。自動光圈鏡頭會隨著光線的變化而自動調(diào)整，用于室外、入口等光線變化大且頻繁的場合。自動光圈鏡頭：自動光圈鏡頭目前分為兩類：一類稱為視頻(VIDEO)驅動型，鏡頭本身包含放大器電路，用以將攝像頭傳來的視頻幅度信號轉換成對光圈馬達的控制。另一類稱為直流(DC)驅動型，利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含電流計式光圈馬達，要求攝像頭內(nèi)有放大器電路。對于各類自動光圈鏡頭，通常還有兩項可調(diào)整旋鈕，一是ALC調(diào)節(jié)(測光調(diào)節(jié))，有以峰值測光和根據(jù)目標發(fā)光條件平均測光兩種選擇，一般取平均測光檔；另一個是LEVEL調(diào)節(jié)(靈敏度)，可將輸出圖像變得明亮或者暗淡。4變倍鏡頭：變倍鏡頭分為手動(MANUALZOOMLENS)和電動(AUTOZOOMLENS)兩種，手動變倍鏡頭一般用于科研項目而不用在閉路監(jiān)視系統(tǒng)中。在監(jiān)控很大的場面時，攝像頭通常要配合電動鏡頭和云臺使用。電動鏡頭的好處是變焦范圍大，既可以看大范圍的情況，也可以聚焦某個細節(jié)，再加上云臺可以上下左右的轉動，可視范圍就非常大了。電動鏡頭有6倍、10倍、15倍、20倍等多種倍率，如果再知道基準焦距，就可以確定鏡頭焦距的可變范圍。例如一個6倍電動鏡頭，基準焦距為8.5毫米，那么其變焦范圍就是8.5到51毫米連續(xù)可調(diào)，視場角為31.3到5.5度。電動鏡頭的控制電壓一般是直流8V?16V，最大電流為30毫安。所以在選控制器時，要充分考慮傳輸線纜長度，如果距離太遠，線路產(chǎn)生的電壓下降會導致鏡頭無法控制，必須提高輸入控制電壓或更換視頻矩陣主機配合解碼器控制。二、提高圖像清晰的根本在于提高攝像機的感光能力1、感光元件的作用目前，主流監(jiān)控攝像機的感光元件采用CCD元件，實際上就是光電轉換元件。和以前的CMOS感光元件相比，CCD的感光度是CMOS的3到10倍，因此CCD芯片可以接受到更多的光信號，轉換為電信號后，經(jīng)視頻處理電路濾波、放大形成視頻信號輸出。接受到的光信號越強，視頻信號的幅值就越大。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機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的感光能力。2、鏡頭與CCD感光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的尺寸規(guī)格決定了攝像機的規(guī)格。CCD的成像尺寸，也就是攝像機畫面寬度和高度的比例與電視機畫面寬度和高度比例一樣，通常為4：3。這樣保證了攝像機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；而1/3英寸的鏡頭只能用于1/3英寸的攝像機，不能用于1/2英寸的攝像機，這是因為1/3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英寸的攝像機的光通量要求。三、如何在光照條件很差的環(huán)境中拍攝到清晰的圖像監(jiān)控攝像機要求能在夜晚光照條件很差甚至是沒有光的環(huán)境中，也能拍攝到清晰圖像。在攝像機的指標中，我們常?？梢钥吹降驼斩冗@一項。1、照度的概念照度是測量攝像機感光度的單位，用勒克司（Lux）表示，也就是攝像機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。我們知道攝像機產(chǎn)生的視頻信號標稱值為1v，標準值為700mv，比如采用光圈為F1.2的鏡頭，當被拍攝景物的照度值為0.02Lux時，攝像機輸出的視頻信號幅值為標準幅值700mv的33%-50%，這時攝像機的最低照度為0.02Lux/F1.2。測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、實現(xiàn)低照度攝象的方案我們知道CCD攝像機可以分為彩色與黑白攝像機，普通攝像機的最低照度見下表。6?黃「顒低靜JOT癥用我色擡頤13*暈立刪ILL環(huán)用〒尤賽誘井我弟陽場腫普通攝像機的最彳氐照度可見光的波長范圍為380nm?780nm，可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅外光長的稱為紅外光。CCD傳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。普通彩色攝像機的CCD芯片上有紅、綠、藍三色濾光條，所以彩色攝像機不能感受紅外光。而普通CCD黑白攝像機的光譜范圍很寬，不僅能感受可見光，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。、普通低照度CCD黑白攝像機+紅外燈在監(jiān)控現(xiàn)場安裝紅外燈輻射“照明”，產(chǎn)生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光，通過CCD黑白攝像機可以實現(xiàn)夜間拍攝。、彩色轉黑白攝像機+紅外燈所謂彩色轉黑白攝像機就是指白天是彩色攝像機，到了晚上光照條件很差的時候，利用黑白圖像對紅外線感度較高的特點，自動切換為黑白方式,在紅外線的配合下進行拍攝。和紅外燈配合時候，低照度攝像機必須滿足紅外燈支持的最低照度。、紅外低照度彩色攝像機紅外低照度彩色攝像機的紅外感度比一般攝像機高4倍以上，可以在零照度(0Lux)下工作。低速快門攝像機低速快門攝像機又稱畫面累積型攝像機，通過電腦連續(xù)存儲多幀（最多達128幀）因光線不足而較模糊的畫面，并累積起來，成為清晰的畫面，借助SLOWSHUTTER技術，實現(xiàn)在0.008LUX/F1.2照度下進行拍攝。這種低照度攝像機適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館、夜間生物活動觀察、夜間軍事海岸線監(jiān)視等。（5）、超低照度攝像機超低照度攝像機采用EXVIEWHAD技術大大提高了感光度，其彩色照度可達0.05LUX，黑白則可達0.003-0.001LUX。當配用專用的紅夕卜設備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實現(xiàn)0Lux下拍攝。四、攝像機的控制為了擴大監(jiān)控范圍，要求監(jiān)控攝像機能實現(xiàn)旋轉、變焦、變放大倍數(shù)，自動聚焦等。這些功能的實現(xiàn)，需要數(shù)字硬盤錄象機通過控制器對攝像機進行控制。1、旋轉控制工程師們利用云臺來安裝和固定攝像機，云臺分為固定云臺和電動云臺。固定云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺上安裝好攝像機后，調(diào)整攝像機的水平和俯仰角度，達到最好的工作狀態(tài)后鎖定調(diào)整機構就可以了。電動云臺安裝了步進電機，電機接受來自控制器的信號，帶動攝像機旋轉實現(xiàn)精確定位，適用于大范圍監(jiān)控。云臺根據(jù)其回轉的特點可分為只能左右旋轉的水平旋轉云臺和既能左右旋轉又能上下旋轉的全方位云臺。一般來說，水平旋轉角度為0°?350。，垂直旋轉角度為+90。。恒速云臺的水平旋轉速度一般在3°?10°/s,垂直速度為4°/s左右。變速云臺的水平旋轉速度一般在0。?32°/s,垂直旋轉速度在0。?16°/s左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺的水平旋轉速度高達4807s以上，垂直旋轉速度在120°/s以上。2、實現(xiàn)電動變焦、變倍、自動聚焦（1）所謂一體化攝像機就是使鏡頭、CCD芯片、視頻處理電路、電源、機殼整合為一個整體，可以實現(xiàn)電動變焦、變倍、自動聚焦功能。能否快速、準確的實現(xiàn)自動聚焦是評價一體化攝像機品質(zhì)的關鍵。好的產(chǎn)品可以一次性準確聚焦，而品質(zhì)不好的產(chǎn)品，在聚焦時會來回往復，需要多次才能定焦。目前的一體化攝像機以16、18、20、22、27、32倍變倍為主流，發(fā)展趨勢是照度越來越低，光學倍數(shù)越來越高。注意這里的變焦倍數(shù)是指光學變倍。一體化攝像機的關鍵技術是鏡頭、CCD和DSP處理模塊。高檔鏡頭主要被日本廠商所掌握，如Canon、Camputar、Avenir等。CCD芯片以日本Sony為主，SonyCCD分為SuperHAD和Exview兩種類型，其中Exview是最新技術，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在捕光模式和對焦上比較好。(2)采用電動變焦鏡頭+普通攝像機把電動變焦鏡頭和普通攝像機結合起來，利用普通攝像機視頻驅動的原理，實現(xiàn)鏡頭焦距、光圈、聚焦的自動控制。目前有些廠家開發(fā)出了超高倍率的60倍電動變焦鏡頭"D60x12.5"。其750mm(使用變焦擴展鏡時可達1500mm)的焦距可以鮮明地識別3公里遠處的人物。五、視頻圖像的網(wǎng)絡傳輸1、 模擬攝像機+數(shù)字硬盤錄像機+計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)這是目前應用最廣泛的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過設定端口、網(wǎng)關和路由，現(xiàn)場的數(shù)字硬盤錄像機作為服務器，在遠程客戶的計算機上安裝專用監(jiān)控軟件或插件，用戶便可以通過互聯(lián)網(wǎng)看到數(shù)千里之外的現(xiàn)場，實現(xiàn)單路、多路視頻遠程監(jiān)控和錄像。2、 模擬攝像機+網(wǎng)絡視頻服務器+計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)模擬攝像機輸出的信號是模擬信號，計算機處理的信號是數(shù)字信號，在網(wǎng)絡中傳輸?shù)囊彩菙?shù)字信號，網(wǎng)絡視頻服務器(VideoServer)把模擬攝像機的模擬信號轉換成數(shù)字信號，再經(jīng)過高效壓縮芯片壓縮、編碼，輸出可以在計算機網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)字信號，實現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡中以數(shù)字信號的形式傳輸。因此，也可以把網(wǎng)絡視頻服務器稱為視頻編碼器(VideoCoder)。當視頻服務器的一端連接著模擬攝像機的輸出信號，另一端插上計算機網(wǎng)線，然后在互聯(lián)網(wǎng)中的任一臺計算機中設置好網(wǎng)關、路由，打開IE瀏覽器，輸入IP地址或者域名就可以在電腦中看到監(jiān)控的畫面了。如果模擬攝像機配置有云臺，我們還可以通過電腦對攝像機進行變焦、變倍、旋轉等控制操作。在網(wǎng)絡視頻服務器中還得嵌入實時操作系統(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)絡視頻服務器可以選擇和配備不同的攝像機，具有更多的靈活性。3、 網(wǎng)絡攝像機+計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)絡攝像機就是將模擬攝像機與網(wǎng)絡視頻服務器整合在一起。在攝像機里面內(nèi)置模/數(shù)轉換、視頻服務器功能，和網(wǎng)絡視頻服務器一樣，按照網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊和數(shù)據(jù)傳輸，還可以接收報警信號及向外發(fā)送報警信號。這更方便了，只要把網(wǎng)絡攝像機安裝好，插上網(wǎng)線就可以瀏覽了。4、 CDMA無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)上面介紹的傳輸是有線傳輸，但是在移動的交通工具（汽車）、偏遠的礦山、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線通訊技術。這里的代表產(chǎn)品有中國聯(lián)通的移視通。移視通CDMA無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是把CDMA數(shù)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。它把攝像機圖像經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通訊終端發(fā)射到CDMA網(wǎng)絡，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、編解碼，鏈路的控制維護等功能。該系統(tǒng)可以把實時動態(tài)圖像傳到距離用戶最近的聯(lián)通通信網(wǎng)絡?？梢酝ㄟ^Internet從系統(tǒng)中控端得到實時圖像信息。系統(tǒng)整合了CDMA網(wǎng)絡和Internet網(wǎng)絡的優(yōu)勢，隨時隨地的進行遠程監(jiān)控管理。六、常用技術指標解釋1、分辨率圖像分辨率簡單說就是指屏幕水平和方向垂直方向所顯示的點數(shù)。比如1024x728,其中“1024”表示屏幕上水平方向顯示的點數(shù)，“768”表示垂直方向顯示的點數(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、清晰度攝像機的清晰度用線表示，分為水平線和垂直線，在實際的工程應用中我們常常以水平線作為攝像機清晰度的評估指標，線數(shù)越多，則清晰度越高。常用的黑白攝像機的清晰度一般為450-600，而彩色攝像機的清晰度一般為330-480，其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場合，用450線左右的攝像機就可以滿足要求，對于醫(yī)療、圖像處理等特殊場合，用600線的攝像機能得到更清晰的圖像。3、自動增益控制(AGC)為了使攝像機能在不同的照度條件下輸出標準視頻信號，在視頻處理電路中引入了自動增益控制(AutoGainControl),通過檢測視頻信號的平均電平值而實現(xiàn)增益反饋控制。具有AGC功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但同時也放大了干擾信號，使圖像看上去有雜波。4背光補償(BLC)當攝像機處于逆光環(huán)境中拍攝時，畫面會出現(xiàn)黑色的圖像，然而在安防中逆光環(huán)境是難以避免的，這個時候就需要進行背光補償。當引入背光補償功能時，攝像機如果檢測到拍攝圖像一個區(qū)域中的視頻電平比較低，通過上面介紹的AGC電路改善和提升該區(qū)域的視頻電平，提高輸出視頻信號的幅值，使圖像整體清晰明亮。如果你想看的主題因明亮的背景而顯得暗淡，可以把BLC設置到ON狀態(tài)，從而補償強烈的背光。5、 電子快門(EE/AI)切換在攝像機的后部端子我們常?？梢钥吹紼E/AI切換開關。EE就是指電子快門方式；AI就是指自動光圈鏡頭方式。攝像機的電子快門一般設置為自動電子快門方式，通過電子快門方式，根據(jù)入射光的強弱來調(diào)節(jié)CCD圖像傳感器的曝光時間，從而得到清晰的圖像，電子快門的時間在1/50-1/100000秒之間。6、 信噪比指信號電平與雜波電平的比，雜波包括電源雜波、隨機雜波、單頻雜波等。常常用分貝(dB)表示。信噪比越高表明它產(chǎn)生的雜波越少，圖像信號質(zhì)量越高。信噪比不得低于48dB。7、 白平衡(AWB)彩色攝像機要還原被攝物體的顏色，必須保持白平衡正常。彩色攝像機要還原被攝物體的顏色，必須保持白平衡正常。主要清晰度，高清一般在480線以上然后看是否需要寬動態(tài)，逆光監(jiān)控是一定需要寬動態(tài)的，其他普通監(jiān)控用高清即可其他一些功能很少用到的照度從同一方向看，在給定方向上的任何表面的每單位投影面積上的光照強度(光度)。單位為英尺朗伯。亮度信號(Luminancesignal)：NTSC彩色電視信號中涉及場景照度或亮度的那部分信號。照度(Luminosity)指物體被照亮的程度，采用單位面積所接受的光通量來表示，表示單位為勒克斯(Lux,lx)，即Im/m2。1勒克斯等于1流明(lumen,lm)的光通量均勻分布于1m2面積上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量為標準，若傾斜照射則照度下降。照度的計算照度的計算方法，有利用系數(shù)法、概算曲線法、比功率法和逐點計算法等。利用系數(shù)法1、 利用系數(shù)的概念照明光源的利用系數(shù)(utilizationcoefficient)是用投射到工作面上的光通量(包括直射光通和多方反射到工作面上的光通)與全部光源發(fā)出的光通量之比來表示，即u二申e/n甲禾I」用系數(shù)u與下列因數(shù)有關：、與燈具的型式、光效和配光曲線有關。、與燈具懸掛高度有關。懸掛越高，反射光通越多，利用系數(shù)也越高。、與房間的面積及形狀有關。房間的面積越大，越接近于正方形，則由于直射光通越多，因此利用系數(shù)也越高。、與墻壁、頂棚及地板的顏色和潔污情況有關。顏色越淺，表面越潔凈，反射的光通越多，因而利用系數(shù)也越高。2、 利用系數(shù)的確定利用系數(shù)值應按墻壁和頂棚的反射系數(shù)及房間的受照空間特征來確定。房間的受照空間特征用一個“室空間比"（roomcabinrate,縮寫為RCR）的參數(shù)來表征。如圖8-12所示，一個房間按受照的情況下不同，可分為三個空間：最上面為頂棚空間，工作面以下為地板空間，中間部分則稱為室空間。對于裝設吸頂燈或嵌入式燈具的房間，沒有頂棚空間；而工作面為地面的房間，則無地板空間。室空間比RCR=5hRC（l+b）/lb：公式中hRC，代表室空間高度；l，代表房間的長度；b，代表房間的寬度。根據(jù)墻壁、頂棚的反射系數(shù)（參看表8-1）及室空間比RCR，就可以從相應的燈具利用系數(shù)表中查出其利用系數(shù)。з、 按利用系數(shù)法計算工作面上的平均照度由于燈具在使用期間，光源本身的光效要逐漸降低，燈具也要陳舊臟污，被照場所的墻壁和頂棚也有污損的可能，從而使工作面上的光通量有所減少，所以在計算工作面上的實際平均照度時，應計入一個小于1的“減光系數(shù)”。因此工作面上實際的平均照度為Eav=uKn甲/A公式中：и, 代表利用系數(shù)；K,代表減光系數(shù)（亦稱維護系數(shù)），參考值如表8-3所列；n，代表燈的盞數(shù)；申，代表每盞燈發(fā)出的光通量；A，代表受照房間面積。為了對照度的量有一個感性的認識,下面舉一例進行計算,一只100W的白熾燈，其發(fā)出的總光通量約為1200Lm，若假定該光通量均勻地分布在一半球面上,則距該光源1m和5m處的光照度值可分別按下列步驟求得：半徑為1m的半球面積為2nd人2=6.28m2,距光源1m處的光照度值為：1200Lm/6.28m2=191Lux。同理，半徑為5m的半球面積為:2nx5人2=157m2,距光源5m處的光照度值為：1200Lm/157m2=7.64Lux。生活場所中照度的標準確定照度的原則應根據(jù)工作、生產(chǎn)的特點和作業(yè)對視覺的要求確定照度；對于公共建筑還要根據(jù)其用途考慮各種特殊要求,如商場除要求工作面適當?shù)乃秸斩韧?還要有足夠的空間亮度,給顧客一種明亮感和興奮感,不同商品銷售區(qū),要求不同照度,以渲染促銷重點商品；又