监控基础知识培训

这种镜头用于监视固定目标，且光照度变 化较小的场合。焦距越大，视场角越小，监视 范围越窄；焦距越小，视场角越大；监视范围 越宽。 b、自动光圈定焦镜头
当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD成 像面上产生的电荷也相应变化，使视频信号电 平发生变化，产生一个控制信号，驱动镜头内 的微型电机正向或反向转动，从而调整光圈的 大小。当视场照度变化在100倍以上时，选这 种镜头。
摄像机分为以下几大类：
目前在闭路监控系统中常用摄像机可分为CCD系列 摄像机和CMOS系列摄像机两种,
而随着电子技术不断的发展,CMOS系列摄像机因其 灵敏度低,分辨率差等原因已逐渐被淘汰.下面将 以CCD系列摄像机为例分别介绍各种摄像机的功能.
摄像机的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、
夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux 20cm处烛光 10-15Lux 夜间路灯 0.1Lux
有PAL制和NTSC制之分。NTSC和PAL属于全球两 大主要的电视广播制式，但是由于系统投射颜色影 像的频率而有所不同 。
b、对于多摄像机系统，希望所有的视频输入 信号是垂直同步的，这样在变换摄像机输出时， 不会造成画面失真，但是由于多摄像机系统中 的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同 相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时 可采取的措施有： 均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信 号送入各台摄象机的外同步输入端来调节同 步。 调节各台摄像机的“相位调节”电位器，因摄 像机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升 沿正过零点同相的，故使用相位延迟电路可使 每台摄象机有不同的相移，从而获得合适的垂 直同步，相位调整范围0~360度。
以球型防护罩区分，有全球型和半球型；
以球型摄像机的性能区分为定焦镜头球型摄像 机或定焦镜头球罩型摄像机和内置摄像机、变 焦镜头、云台、解码器等设备的一体化智能球 机；
以安装方式区分，有悬吊式、吸顶式和嵌入式 等；以应用环境区分为室内型和室外型。
球型摄像机造型美观、安装隐密、使用方便、 功能齐全，深受广大用户的青睐。特别是一 体化智能球机以单一设备取代了传统的摄像 机、变焦镜头、快速云台、遥控解码器等设 备的组合，在性能价格比上占有很大的优势， 成为球型摄像机的主流，因此我们常说的球 机实际上是指这种智能球机。
在电视监控系统中如何根据现场被监视环境，正确 选用摄像机镜头是非常重要的，因为它直接影响到 系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视画 面的效果能否满足系统的设计要求（就画面范围或 图像细节而言），所以正确的选用摄像机镜头可以 使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。
（1）根据应用场合分类 ： a、广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处
图像有变形。 b、标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。 c、长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米
或上百毫米。
d、变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广 角变到长焦，焦距越长则成像越大。
e、针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天 花板或墙壁等地方。
（2）按实际控制方式又可分为： a、手动光圈定焦镜头
2-1依成像色彩划分
黑白摄像机：主要用于光线不足地区及夜间无法安装 照明设备的地区。
彩色摄像机：主要用于景物细部辨别，如辨别衣着或 景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一 般认为是黑白摄像机的10倍
a 、普通枪式摄像机 b 、红外夜视防水型摄像机 c 、一体化摄像机 d 、球型摄像机
多为1Vp-p、75Ω，均采用BNC接头。
有C和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。 C型是从镜头安装基准面到焦点的距离是17. 562 mm。 CS型是从镜头安装基准面到焦点的距离是 12.5 mm。大多数摄像机的镜头接口则做成CS型， 因此将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一 个5 mm厚的接圈，而将CS镜头安装到C接口的摄 像机时就不需接圈。
在目标物体的背后有较强的光源射向摄像机,虽然没 有(也许)直接进入摄像机,但是因为其光线较强,造成 摄像机提高快门速度,所以目标物体相对会比较暗, 而逆光补偿的作用就是把背景光亮度通过算法补偿 到目标物体上,使其变的更亮,这样暗的东西就能够 被看清楚.
电子快门（Electronic Shutter）是比照照相机 的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制 CCD图像传感器的感光时间。由于CCD感光的 实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号 电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也 就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即 调整时钟脉冲的宽度），即可实现控制CCD感 光时间的功能。
CCD器件由硅材料制成，对近红外比较敏感，光 谱响应可延伸至1.0um左右。其响应峰值为绿光 (550nm)，分布曲线如右图所示。夜间隐蔽监视
时，可以用近红外灯照明，人眼看不清环境情况， 在监视器上却可以清晰成像。由于CCD传感器表 面有一层吸收紫外的透明电极，所以CCD对紫外
不敏感。彩色摄像机的成像单元上有红、绿、兰 三色滤光条，所以彩色摄像机对红外、紫外均不 敏感。
CCD的成像尺寸常用的有1/2、1/3、1/4等，成像尺
寸越小的摄像机的体积可以做得更小些。在相同的
光学镜头下，成像尺寸越大，视场角越大。芯片规
格
成像面大小 （宽X高） 对角线
1/2
6.4mmx4.8mm 8mm
1/3
4.8mmx3.6mm 6mm
1/4
3.2mmx2.4mm 4mm
普通枪式摄像机分为彩色枪式摄像机和黑白枪式摄 像机。
随着科学技术不断的进步，以往单品种的摄像机 已不能满足现代的安全防范需要所以开发出带红 外夜视防水型摄像机，红外探测距离从15米、 30米、50米、更远达到100米200米。再加特
有红外夜视防水功能可以把摄像机安装在室外及 光线很弱的地区满足各种安全防范要求。
调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。
2-2：自动光圈镜头，可与任何CCD摄像机配套， 在各种光线下均可使用，特别用于被监视表面 亮度变化大、范围较大的场所。为了避免引起 光晕现象和烧坏靶面，一般都配自动光圈镜头。
CCD像素，是CCD的主要性能指标，它决定了显示 图像的清晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越 好。CCD是由面阵感光元素组成，每一个元素称为 像素，像素越多，图像越清晰。现在市场上大多以 25万和38万像素为划界，38万像素以上者为高清 晰度摄像机。
彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线 之间，主要有330线、380线、420线、460线、 500线等不同档次。 分辨率是用电视线（简称 线TV LINES）来表示的，彩色摄像机的分辨率在 330~500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还 与摄像机电路通道的频带宽度直接相关，通常规 律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频 带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。
中国采用隔行扫描PAL (Phase Alternating Line)制式（黑白为CCIR），标准为625行，50
场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准 制式。
日本为NTSC (National Television System Committee)制式，525行，60场（黑白为EIA）。
在分辨率上PAL稍稍占有优势。但PAL制式每秒帧 数为25帧，NTSC制式每秒帧数为30帧
交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V、 3.3v（一般用于微型机）。
典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声， 但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良， 不出现噪声
畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无 残影等特点，CCD是电荷藕合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电
荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取 出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。
被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到 CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经 周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过 滤波、放大处理，通过摄像机的输出端子输出一个 标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用 的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样 的，所以也可以录像或接到电视机上观看。
图像。
c-2：一般型则是从原有的传统摄像机造型而来，
同样具备四方外表，而镜头内建，体积较小。相 较于特殊型或传统摄像机，目前一般型的一体化 摄像机皆具备各式基本功能，如自动光圈、自动 变焦、460电视线以上的清晰度、自动白平镜头等设备组合内置在 球型防护罩内的摄像设备。
所有摄像机都有一个将来自CCD的信号放大到可 以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等 效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然 而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号 畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制 （AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开 关AGC，从而使摄像机能够在较大的光照范围内 工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄 像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得 清晰的图像。
物体颜色会因投射光线颜色产生改变，在不同光线 的场合下拍摄出的图像会有不同的色温。例如以钨 丝灯(电灯泡)照明的环境拍出的照片可能偏黄，一 般来说，CCD没有办法像人眼一样会自动修正光线 的改变。所以通过白平衡的修正，它会按目前画像 中图像特质，立即调整整个图像红绿蓝三色的强度， 以修正外部光线所造成的误差。
c、自动光圈电动变焦镜头
此镜头与自动光圈定焦镜头相比增加了两个 微型电机，其中一个电机与镜头的变焦环啮合， 受控转动时，可改变镜头的焦距；另一个电机与 镜头的聚焦环啮合，受控转动时完成镜头的聚焦。 由于增加了两个微型电机，这种镜头的价格较贵。
2-1：手动光圈镜头是的最简单的镜头，适用于 光照条件相对稳定的条件下，手动光圈由数片 金属薄片构成。光通量靠镜头外径上的—个环