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行业相关

监控摄像机的识别以及指标的判定方式

对于在安防监控领域工作的人们的来说,无论是谁,恐怕在初入行业时都有着被一堆眼花缭乱的数据弄得一头雾水的经历,到底什么样的摄像机才算是好的摄像机?什么样的成像标准才能够满足我们的拍摄需求?或者什么样的镜头才能够保证更好的成像质量?也许这都是困扰一个安防新人的专业问题,在这里我们则通过摄像机的主要性能指标,来细致的认识摄像机的一些特性,以帮助安防人士能够更好的判断一款摄像机的特点。

    像素值

    像素是安装在成像器件上的微小光敏物质,像素越多,则图像分辨率越高、越清晰。因此,像素的多少是衡量摄像机成像质量的一个主要指标。由于摄像机的工作原理与照相机有很大差异,二者间也有着“动态像素”和“静态像素”的区分,因此,与照相机动辄几百万甚至上千万的像素配置不同,一般情况下普通摄像机的像素数达到40W已经能够满足基本的拍摄需求。而对于高清型的摄像机来说,200W的像素也能够满足特殊环境下的拍摄需求了。

    水平分辨率

    水平分辨率是衡量图像清晰度的标准,通常用线数表示(即电视线,TVL)。隔行扫描时一条电视线为1.33像素。在监控摄像头中,像素值和水平分辨率都是衡量画面清晰度的主要指标。一般情况下,只有水平清晰度指标超过1080i(200万像素)和720p(92万像素)的才可称为高清成像。

    最低照度

    最低照度又称之为灵敏度,它是测量摄像机光感度的一种方法。直白的说,就是监控摄像机能在多黑的条件下看到图像,它的成像效果与镜头的光圈的大小有关。其实最低照度的表示方法让我们很好判断。比如当我们使用F1.2的镜头时,如果拍摄环境光亮度最低到0.04lx时,摄像机输出的视频信号幅值为最大幅值的50%,即达到350mV,因此,这款摄像机的最低照度就为0.04lx/F1.2。一般情况下,最低照度低于0.lx/F1.2的摄像机就可称为具有低照度功能的摄像机了。

    摄像靶面

    摄像靶面又被称为扫描区域,即成像器件的尺寸。目前靶面尺寸都用英寸来表示,即图像传感器的对角长度。到今天,摄像靶面已经由1/2英寸逐渐进步到了1/4英寸。虽然理论上来讲,靶面的尺寸越小技术含量就越高,但是与1/4英寸的靶面比,1/2英寸的则有更多的通光量,1/4英寸的器件则会有更大的景深,因此,具体的优劣要根据拍摄环境而定。

    监控摄像机指标的判定

    扫描制式

    这是指摄像机输出图像的扫描格式,国际上扫描格式通常有PAL、NTSC两种,在我国通常为PAL制。标准为625行、每秒25帧(25fps)。而美国、日本等国实行的是NTSC制(29.97fps)。它的大小影响着画面的播放速度。

    镜头安装方式

    镜头安装方式分为C和CS方式。
二者间的不同之处在于到感光表面的距离不同。CS型(17.5mm)是C型(12.5mm)的升级版本,它的优势是价低制造成本和减小传感器尺寸。一般情况下摄像机的接口都是CS型。

    信噪比

    信噪比通常是指摄像机输出图像信号与干扰信号间的比率。信噪比越高,成像效果就越清晰,一般情况下信噪比的值为46dB。如果信噪比达到50以上那么成像效果一般会非常的不错。

    宽动态

    宽动态功能是在有着非常强烈光照的对比的环境下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。同一时间曝光两次,再进行合成使得能够同时看清画面上亮与暗的物体。大大降低背景画面与主体画面的主观亮度差,但保证了画面质量。对有强对比度光照下拍摄环境的用户有很大帮助。

    背景光补偿

    它是利用数字信号处理技术,通过自动调正“光圈”和“增益”两个因素来达到最佳配合,以此解决强烈的背景光使物体产生阴影的问题。

    白平衡

    白平衡是视频摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题,提升画面的真实性。

    其实,与电脑等数码产品一样,上述几点也是决定监控摄像头成像质量的主要因素。在我们挑选摄像头的时候,只要关注了这些问题,基本上也就能对摄像头的成像效果、应用环境有了更加明确的把握,从而帮助我们做出正确的选择。

摄像机镜头是视频监视系统的关键设备,它相当于我们眼睛中的晶状体结构,负责把外面的景象影射到一个平面上。如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像,就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出。与近视眼或远视眼同理,摄像头与镜头的配合也有类似现象,当镜头的成像平面不能正好位于摄像头的CCD芯片上时,图像就会变得不清楚。

    由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距,施工人员经常进行现场调试,其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。

    一、摄像机镜头的分类

    视频监控系统摄像机镜头品种繁多,从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。

    二、摄像机镜头的主要参数

    1.焦距

    我们知道,平行光纤通过凸透镜会汇聚于一个焦点,这个焦点离透镜中心位置的长度就是焦距。现有镜头一般都可以看成凸透镜组,对于焦距固定的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节变化的镜头,就是变焦镜头。

    焦距的大小决定着视场角的大小,焦距数值小,视场角大,所观察的范围也大,但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大,视场角小,观察范围小,只要焦距选择合适,即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的,一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角,所以在选择镜头焦距时,应该充分考虑是观测细节重要,还是有一个大的观测范围重要,如果要看细节,就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面,就选择小焦距的广角镜头。

    焦距的大小不但决定着视场角的大小,也在一定程度上影响着图像的景深。对景深的理解我们可以从“对焦”说起,在调节摄像机时,我们通过调节相机镜头,使距离摄像机一定距离的景物清晰成像的过程,叫做对焦。那个景物所在的点,称为对焦点。景深就是保证对焦点前后景物成像清晰的范围的总和,就叫做景深,意思是只要在这个范围之内的景物,都能清楚地拍摄到。景深的大小,首先与镜头焦距有关,焦距长的镜头,景深小,焦距短的镜头景深大。其次,景深与光圈有关,光圈越小,景深就越大;光圈越大景深就越小。一般来说,前景深小于后后景深,也就是说,精确对焦之后,对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像,而对焦点后面很长一段距离内的景物,都是清晰的。

    (1)基于焦距的分类及应用

    依据镜头的焦距是否可变,支持哪种变化方式,我们可以将摄像机镜头分为定焦镜头、手动变焦镜头和电动变焦镜头。定焦和变焦镜头的选用一般取决于监视景物的特点和经济性。对于监视比较固定的地点,比如文物展台、收费窗口,使用定焦镜头具有一定的经济性,毕竟,定焦镜头比变焦镜头便宜。
  我们无法确定具体哪个位置为最佳的对焦点时,比如一些狭长的通道或区域,采用变焦镜头有更大的灵活性,可以依据现场情况来确定定位于何种焦距是最合适的。至于变焦的范围,则可以根据监视范围的长度来确定,常用的规格有2.8~13mm,3.5~8mm几种。

    电动变焦镜头用于监控很大的场面时,通常要配合电动镜头和云台使用。电动镜头的好处是变焦范围大,既可以看大范围的情况,也可以聚焦某个细节,再加上云台可以上下左右的转动,可视范围就非常大了。电动镜头有6倍、10倍、15倍、20倍等多种倍率,如果知道基准焦距,就可以确定镜头焦距的可变范围。例如一个6倍电动镜头,基准焦距为8.5毫米,那么其变焦范围就是8.5到51毫米连续可调,视场角为31.3到5.5度。电动镜头的控制电压一般是直流8V~16V,最大电流为30毫安。所以在选控制器时,要充分考虑传输线缆长度,如果距离太远,线路产生的电压下降会导致镜头无法控制,必须提高输入控制电压或更换视频矩阵主机配合解码器控制。

    摄像机镜头焦距的长短与其视场角是密切相关的。镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角,且图像水平视场角大于图像垂直视场角,通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。

    依据摄像机镜头水平视场角的大小,可以将摄像机镜头分为标准镜头(或称中焦镜头、)、广角镜头(或称短焦镜头)、远摄镜头。

    标准镜头:视角30度左右,在1/2英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为12mm,在1/3英寸CCD摄像机中,标准镜头焦距定为8mm,一般用于走道及小区周界等场所。

    广角镜头:视角90度以上,焦距可小于几毫米,可提供较宽广的视景。

    远摄镜头:视角20度以内,焦距可达几米甚至几十米,此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大,但使观察范围变小。

    2.光阑系数

    光阑系数即光圈指数,用F表示,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值,例如6mm/P1.4代表最大孔径为4.29毫米。光通量与F值的平方成反比关系,F值越小,光通量越大。镜头上光圈指数序列的标值为1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22等,其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的2倍。也就是说镜头的通光孔径分别是1/1.4,1/2,1/2.8,1/4,1/5.6,1/8,1/11,1/16,1/22,前一数值是后一数值的根号2倍,因此光圈指数越小,则通光孔径越大,成像靶面上的照度也就越大。

    视频监控系统的摄像机镜头光圈有手动和自动光圈之分。手动光圈适合亮度变化不大的场合,它的进光量通过镜头上的光圈环调节,一次性调整合适为止。自动光圈镜头会随着光线的变化而自动调整通光孔径,保证进入摄像机的亮度相对稳定,用于室外、人口等光线变化大且频繁的场合。

    自动光圈镜头目前分为两类:一类称为视频驱动型,镜头本身包含放大器电路,用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制。

点击次数:  更新时间:2012-08-28  【打印此页】  【关闭