oh夜间视频监控技术手册.doc
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1、闭路视频监控产品目录 大型监控器材批发商打造安防产品超级市场 提供一站式综合解决方案夜间视频监控技术手册前 言随着我国智能建筑行业的发展,安保技术在智能建筑中的地位与作用也与日俱增。闭路监控电视(简称CCTV)系统作为一种安保技术,在星级宾馆、涉外办公楼、银行、政府机关等场所越来越发挥着它的重要作用,包括现在的智能小区亦将CCTV系统作为安保及物业管理的一个重要手段。夜间视频监控是闭路电视监控非常重要一环,夜间闭路电视监控质量,已经成为衡量一个视频监控工程是否合格的重要指标。只有掌握夜间监控技术,选择使用恰当的器材,才能保障夜间视频监控的效果。第一部分 名词解释CCD是受光元件(像素)的集合体
2、,接收透过镜头的光并将其转换为电信号。单个象素的面积越大,成像的效果就会越好,因此在总的像素数相同的情况下,CCD尺寸越大、那么单个像素的面积就越大,就可以收集更多的光线。理论上可以说CCD越大有利于提高画质。镜头 (Lens) :由一片或多片弧面(通常为球面)光学玻璃组成的透明光学部件。它可以用来聚集或分散被摄物发出的光,从而生成被摄物的实像或虚像。流明 (Lumen / Im) : 光通量的单位。相当于一烛光的均匀点辐射源穿过一个立体角(球面)的通量,也相当于一烛光的均匀点辐射源等距的所有点所在的表面上的光通量。照度 (Luminance) : 从同一方向看,在给定方向上的任何表面的每单位
3、投影面积上的光照强度(光度)。单位为英尺朗伯。 亮度信号( Luminance signal ): NTSC 彩色电视信号中涉及场景照度或亮度的那部分信号。光通量 (Luminous flux) : 光通过的时率。勒克斯 (Lux) : 国际单位制中的照明单位,其中涉及到的长度单位为米。 1 勒克斯等于每平方米 1 流明。放大倍数 (Magnification) : 表示被摄物与图像之间的尺寸差异的数字。通常以焦距为 1 英寸 镜头和靶面尺寸为 1 英寸 的传感器为基准(放大倍数 M 1 )。焦距为 2 英寸 的镜头的放大倍数为 M 2动态范围 ( Dynamic range ) : 在电视系
4、统中,指摄像机的实用照度范围。在这种情况下,被摄视场中同时存在强光区和阴影区,而所有细节均可看清。数量上一般以允许的最大照度水平与最小照度水平的电压差或功率差来衡量。光圈值 / F 值 (f-number) : 镜头的透光能力。 F 值是物镜焦距( EFL )与入射光瞳周长( D )的比值,即 F EFL / D 。 F 值与焦距成正比,与透镜周长成反比。 F 值越小,透镜的透光性能越好。焦距 (EFL) : 透镜中心或其第二主平面到图像聚焦点处的距离。 EFL 的单位一般为毫米或英寸。红外辐射 (Infrared radiation) : 波长大于 750 纳米 ( 可见光谱红色的一端 )
5、、小于微波波长不可见光。对焦 :调节镜头,使距离摄象机一定距离的景物清晰成像的过程。那个景物所在的点,称为对焦点,因为“清晰”并不是一种绝对的概念,所以,对焦点前(靠近摄象机)、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的,这个前后范围的总和,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(数值越大,例如 f16 的光圈比 f11 的光圈小),景深就越大;光圈越大(数值越小,例如 f2.8 的光圈大于 f5.6 )景深就越大。其次,前景深小于后后景深,也就是说,精确对焦之后,对焦
6、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。红眼: 由于被摄者眼底血管的反光,使人的眼睛中有一个红点的现象。 白平衡 由于不同的光照条件的光谱特性不同,摄象机得到出的图象常常会偏色,例如,在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏,摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置,以使图象颜色尽量不失真,使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准,故称白平衡。第二部分 摄像机的分类及选择目前的摄像机都不可能在无可见光的情况下,拍摄到有价值的图像。当夜间监控主要依赖于红外灯的使用,由于红外灯的波长为850nm和940nm,如何选配摄像机,则显
7、得尤为重要。一般而言,当某个监控点的监控距离确定后,首先应考虑它对应的红外灯距离,然后再考虑摄像机机型及相应的镜头 。黑白摄像机 它的CCD波长一般在750-930nm之间,与红外灯850nm的波长基本吻合。红外灯工作时能量基本被CCD感应接受。千分之几的照度便能成像。线数越高,照度越低,效果越佳。一般情况下,现场实际效果与红外灯型号标称基本吻合。彩色摄像机 彩色低照度摄像机、彩色转黑枪机,一体机,配置红外灯时,要考虑它们的CCD是否带红外感应功能。彩色CCD波长在400nm左右,有的摄像机,虽然照度很低,但它也不能感应红外。即使是彩转黑机型,差异也很大,原因还是出在CCD的波长上。由于虽然晚
8、上零照度成黑白状态,机型本身只是进行了模块转换,400nm左右的波长并没有改变,CCD只能接受部分红外能量,距离较纯黑白机型缩短了不少。以一般厂家100米红外灯为例:进口品牌彩转黑枪机,一体机,100米能看到60-70米:国产(OEM)枪机,一体机,能看30-40米,有的甚至看得更近,鼎信通公司的红外灯,都以彩色转黑白摄像机为准。在彩色转黑白状态下,启动红外灯,效果较为明显;同样,线数越高,黑白状态下的照度越低,图像效果越清晰。红外一体机 红外一体机,由于它内置了红外灯,分单板镜头,自动光圈镜头和变焦镜头三种。这种形式既简洁美观又经济实用,受到越来越多客户的青睐。第三部分 镜 头为了让CCTV
9、技术在智能建筑中发挥更好的作用,在每项闭路监控工程中,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控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。一、 镜头的分类根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为: 1 、广角镜头:视角在 90 度以上,一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所; 2 、标准镜头:视角在 30 度左右,一般用于走道及小区周界等场所; 3 、长焦镜头:视角在 20 度以内,焦距的范围从几十毫米到上百毫米,用于远距离监视 4 、变焦镜头:镜头
10、的焦距范围可变,可从广角变到长焦,用于景深大,视角范围广的区域; 5 、针孔镜头:用于隐蔽监控。二、 镜头的选择定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小,以及所要求被监视场景画面的清晰程度。 镜头规格 ( 镜头规格一般分为 1/3 、 1/2 和 2/3 等 ) 一定的情况下,镜头焦距与镜头视场角的关系为:镜头焦距越长,其镜头的视场角就越小;在镜头焦距一定的情况下,镜头规格与镜头视场角的关系为:镜头规格越大,其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知:在镜头物距一定的情况下,随着镜头焦距的变大,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小,但画面细节越来越清晰;而随着镜头规格的增大
11、,在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大,但其画面细节越来越模糊。 在镜头规格及镜头焦距一定的前提下, CS 型接口镜头的视场角将大于 C 型接口镜头的视场角。 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。 在狭小的被监视环境中如电梯轿箱内,狭小房间均应采用短焦距广角或超广角定焦镜头,如选用镜头规格为 1/2 , CS 型接口,镜头焦距为 3.6mm 或 2.6mm 镜头,这些镜头视场角均不小于 99 或 127 ,这对于摄像机在狭小空间里一般标高为 2.5m 左右时,其镜头的视场角范围足
12、以覆盖整个近距离狭小被监视空间。也可根据现场实际情况选用手动变焦镜头如日产 Computar T2Z2814CS 2 镜头,这种镜头为 1/3 CS 型接口手动光圈镜头,其焦距 2 倍可调 ( 手动调焦 ) 。调焦范围为 2.8 6 .0mm ,视场角变化范围为 96 47.2 ,这种镜头非常适合在狭小的被监视环境中使用,在使用时可方便地根据实际需要,灵活实现对被监视场景的“点”或“面”的监视效果。 对于一般变焦 ( 倍 ) 镜头而言,由于其最小焦距通常为 6.0mm 左右,故其变焦 ( 倍 ) 镜头的最大视场角为 45 左右,如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中,其监视死角必然增大,虽然可
13、通过对前端云台进行操作控制,以减少这种监视死角,但这样必将会增加系统的工程造价 ( 系统需增加前端解码器、云台、防护罩等 ) ,以及系统操控的复杂性,所以在这种环境中,不宜采用变焦 ( 倍 ) 镜头。 在开阔的被监视环境中,首先应根据被监视环境的开阔程度,用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度,以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据,在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下,应尽量考虑选用长焦距镜头,这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦 ( 倍 ) 镜头 ( 电动三可变镜头 ) ,这可根
14、据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定,在选用时也应考虑两点: (1) 在调节至最短焦距时 ( 看全景 ) 应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求; (2) 在调节至最长焦距时 ( 看细节 ) 应能满足观察被监视场景画面细节的要求。通常情况下,在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用 6 倍或者 10 倍镜头即可满足要求,而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中,可根据实际要求选用 10 倍、 16 倍或 20 倍镜头即可 ( 一般情况下,镜头倍数越大,价格越高,可在综合考虑系统造价允许的前提下,适当选用高倍数变焦镜头 ) 。 三、 选用镜头的理论计算摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数,镜头
15、视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化 ( 其变化关系如前所述 ) ,覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算: f=uD/U 或者 f=hD/H f :镜头焦距、 U :景物实际高度、 H :景物实际宽度、 D :镜头至景物实测距离、 u :图像高度 (被摄物体在 ccd 靶面上成像高度) 、 h :图像宽度 (被摄物体在 ccd 靶面上成像宽度) 举例说明: 当选用 1/2 镜头时,图像尺寸为 u= 4.8mm , h= 6.4mm 。镜头至景物距离 D= 3500mm ,景物的实际高度为 U= 2500mm ( 景物的实际宽度可由下式算出 H=1.333U ,这种关系由摄像机取景器 CCD 片
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