摄像机知识剪集

1、摄像机知识剪集镜头(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。镜头速度(Lens speed / f-number)：镜头的透光能力。F值是焦距（FL）与镜头直径的比值。比较快的镜头的值可能是f / 1.4，而f / 8的镜头其速度就相当低了。f值越大，镜头的速度越慢。线对(Line pairs)：定义电视清晰度所用的术语。一个电视线对一条黑线和一条白线组成。525线NTSC制的画面中共有485个线对。损耗(loss)：信号电平或强度的减少，通常用分贝表示。也指没有实际用途的功率耗散。 低频失真（Low

2、-frequency disortion）：低频率下发生的失真现象。电视系统中一般指15.75kHz以下的频率。低照度摄像机，低照度电视(Low light level/LLL camera and television)：可以在极其微弱的光照下工作的闭路电视摄像机。可以在低于正常视觉响应的光照情况下工作的闭路电视系统。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投影面积上的光照强度（光度）。单位为英尺朗伯

3、。 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。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M1）。焦距为2英寸的镜头的放大倍数为M2。微分增益(Differential gain)：当载有 3.58 -Mhz 彩色次载波的图像信号从消隐电平变成白色电平时，整个电路中彩色次载波振幅的变化。微分增益通常用dB或百分比来计量。动态范围( Dynamic range )：在电视系统中，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

4、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。红外辐射(Infrared radiation)：波长大于750纳米(可见光谱红色的一端)、小于微波波长不可见光。隔行扫描，2：1( Interlace,2 to 1)：闭路电视系统中使用的一种扫描技术。其中，每帧图像由两场组成，两个场以2比1的速率精确地同步扫描，相连场中相邻扫描行间的时间或相位关系是固定的。隔行扫描(Interlaced scanning)：一种扫描过程，其中扫描之间的距离是标称行间距的两倍或多倍，相邻的行属于不同的场。这是一个减少图像闪烁的扫描过程，在NTSC系统中为2：1。光

5、圈值 / F值(f-number)：镜头的透光能力。F值是物镜焦距（FL）与入射光瞳周长（D）的比值，即FFL / 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(FL)：透镜中心或其第二主平面到图像聚焦点处的距离。FL的单位一般为毫米或英寸。焦距，后(Focal length , back)：透镜后顶点到透镜焦平面间的距离。焦平面(Focal plane)：与透镜或反射镜的主轴成直角且通过聚焦点的平面；该平面上生成的图像效果最好。摄像机测试步骤 测试摄像机主要测试晰度和色彩还原性、照度、逆光补偿，其次是测其球型失真、耗电量、最低工作电压，下面先把清晰度和色彩还原性

6、以及照度、逆光补偿的测量步骤先介绍一下。1清晰度的测量：多个摄像机进行测试时，应使用相同镜头，（推荐使作定焦、二可变镜头），以测试卡中心圆出现在监视器屏幕的左右边为准，清晰准确的数出已给的刻度线共10组垂直线和10组水平线。分别代表着垂直清晰度和水平清晰度，并相应的一组已给出了线数。如垂直350线水平800线，此时最好用黑白监视器。测试时可在远景物聚焦，也可边测边聚焦。最好能两者兼用，可看出此摄像机的差异（对远近会聚）。2彩色还原性的测试：测试此参数应选好的彩色监视器。首先远距离观察人物、服饰，看有无颜色失真，拿色彩鲜明的物体对比，看摄像机反应灵敏度，拿彩色画册放在摄像机前，看画面勾勒得清晰程

7、度，过淡或过浓，再次应对运动的彩色物体进行摄像，看有无彩色拖尾、延滞、模糊等。测试条件如此摄像最代照度在50V时应在50+10V照度情况下测量，即每摄像机最代照度基础上加十伏，且光圈应保持最接近状态。3照度：将摄像机置于暗室，暗室前后为有源220V自炽灯，处设调压器，以调压器调节电压高代来调节暗室内灯的明暗，电压可以从0V调到250V。室内光照也可从最暗调至最明，测试时把摄像机光圈均开至最大时记录下一个最低照度值（把有源灯用调压器调暗至看不清暗室内置画面）再把光圈打至最小再记录下一个最低照度值，也可前后灯分别调压明灭。4逆光补偿：测试此参数有两种方法：一种是在暗室内，把摄像机前侧调压灯打开，调

8、至最亮时，然后在灯的下方放置一图画或文字，把摄像机迎光摄像，看图像和文字能否看清，画面刺不刺眼，并调节AL、AX拔档开关，看有无变化，哪种效果最好。另一种是在阳光充足的情况下把摄像机向窗外照，此时看图像和文字能否看清楚。5球型失真：看球型失真把测试卡置于摄像机前端使整个球体出现在屏幕上，看圆球形有无椭圆，把摄像机前移，看圆中心有无放大，再远距离测试边、角、框有无弧形失真等。6耗电量：最低工作电压，使用万用表测量电流，使用小稳压器调节电压看。 摄像机的选择和主要参数在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件。严格来说，摄像机是摄像头和镜

9、头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（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。是代替摄像管传感器的新型器件。CCD的工作原理是：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

10、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，通过摄像头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。 CCD摄像机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜

11、头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。 、依成像色彩划分 彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别

12、衣着或景物的颜色。 黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用黑白摄像机。 、依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。 影像像素在38万以上的高分辨率型。、按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸： 目前采用的芯片大多数为1/3"和1/4"。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。1英寸-靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16m

13、m。 2/3英寸-靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。 1/2英寸-靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。 1/3英寸-靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。 1/4英寸-靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。 、按扫描制式划分 PAL制。 NTSC制。 中国采用隔行扫描（PAL）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。另外，日本为NTSC制式，525行，60场（黑白为EIA）。 、依供电电源划分 110VAC（NTSC制式多属此类）， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VD

14、C（微型摄像机多属此类）。 、按同步方式划分 内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。 外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。 功率同步（线性锁定，line lock）：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。 外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。 多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄像机同步，这样即使其中一台摄像机转换到其他景物，同步摄像机的画面亦不会失真。 7、按照度划分，CCD又分为： 普通型 正常工作所需照度13LUX 月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右 星

15、光型 正常工作所需照度0.01LUX以下 红外型 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像 8、按外观分：有机板型、针孔型、半球型。 CCD彩色摄像机的主要技术指标 （）CCD尺寸，亦即摄像机靶面。原多为1/2英寸，现在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。 （）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。 （）水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320到500电视线之间，主

16、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，彩色摄像头的分辨率在330500线之间。分辨率与CCD和镜头有关，还与摄像头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。（）最小照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏。月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件，23lux属一般照度，现在也有低于1lux的普通摄像机问世。 （

17、）扫描制式。有PAL制和NTSC制之分。 （）摄像机电源。交流有220V、110V、24V，直流为12V 或9V。 （）信噪比。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。 （）视频输出。多为1Vp-p、75，均采用BNC接头。 （）镜头安装方式。有C和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。 、CCD彩色摄像机的可调整功能 （）同步方式的选择 A、对单台摄像机而言，主要的同步方式有下列三种： 内同步-利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。 外同步-利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄像机的外同步输入端来实

18、现同步。 电源同步-也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄像机和电源零线同步。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像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像机有不同的相移，从而获得合适的垂直同

19、步，相位调整范围0360度。 （）自动增益控制 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。 （）背景光补偿 通常，摄像机的AGC工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的，但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标，则此时确定的AGC工作

20、点有可能对于前景目标是不够合适的，背景光补偿有可能改善前景目标显示状况。 当背景光补偿为开启时，摄像机仅对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点，此时如果前景目标位于该子区域内时，则前景目标的可视性有望改善。 （）电子快门 在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄像机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC摄像机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄像机，则为1/50秒。当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄像机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到

21、1/10000秒的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个"停顿动作"效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨率。 （）白平衡 白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。 A、自动白平衡 连续方式-此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为28006000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色

22、效果。 按钮方式-先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为230010000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。B、手动白平衡 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或兰色状况有多达107个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少兰色各一个等级。除次之外，有的摄像机还有将白平衡固定在3200K

23、（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令。 （）色彩调整 对于大多数应用而言，是不需要对摄像机作色彩调整的，如需调整则需细心调整以免影响其他色彩，可调色彩方式有： 红色-黄色色彩增加，此时将红色向洋红色移动一步。 红色-黄色色彩减少，此时将红色向黄色移动一步。 兰色-黄色色彩增加，此时将兰色向青兰色移动一步。 兰色-黄色色彩减少，此时将兰色向洋红色移动一步。 、数字化式的调整控制方法 新型摄像机对前述各项可选参数的调整采用数字式调整控制，此时不必手动调节电位计而是采用辅助控制码，而且这些调整参数被储存在数字记忆单元中，增加了稳定性和可靠性。 DSP摄像机 在模拟制式的基础上引入部分数字

24、化处理技术，称为数字信号处理（DSP，DIGITAL SIGNAL PROCESSOR）摄像机。该种摄像机具有以下优点： 、由于采用了数字检测和数字运算技术而具有智能化背景光补偿功能。常规摄像机要求被摄景物置于画面中央并要占据较大的面积方能有较好的背景光补偿，否则过亮的背景光可能会降低图像中心的透明度。而DSP摄像机是将一个画面划分成48个小处理区域来有效地检测目标，这样即使是很小的、很薄的或不在画面中心区域的景物均能清楚地呈现。、由于DSP技术而能自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪"白色"，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩。传统的摄像机因系对画面上的全部色彩作

25、平均处理，这样如果彩色物体在画面上占据很大面积，那么彩色重现将不平衡，也就是不能重现原始色彩。DSP摄像机是将一个画面分成48个小处理区域，这样就能够有效地检测白色，即使画面上只有很小的一块白色，该摄像机也能跟踪它从而再现出原始的色彩。 在拍摄网格状物体时，可将由摄像机彩色噪声引起的图像混叠减至最少。 低照度摄像机的正确认识何谓照度？照度（LUX）数值达到多少为低照度？多少数值能适应摄取影像的周围环境？ 照度为一亮度单位，顾名思义，是指摄像机在摄取影像时，对周围环境照明亮度的需求，1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATI

26、ON），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。 一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）1015LUX。 目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商，对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.0004LUX1LUX，黑白摄像机从0.00030.1LU

27、X均有，（若搭配红外线，则均可达0LUX），这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。 行业内人士强调，照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小（F值），更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值，否则只是流于数字的游戏罢了！以光圈大小（F值）而言，光圈愈大则其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外电子灵敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）是否提高，单一画面累积帧数为多少？红外线是ON还是OFF？等都应了解清楚，才不致被规格所标示的照度数值所混淆。 低照度摄像机在中国市场的演进过程 低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步：白天彩色/

28、晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快门（SLOW/SHUTTER）及超感度摄像机（EXVIEW/HAD ） 。 一、白天彩色/晚上黑白（昼夜型摄像机COLOR/MONO） 此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群，国内市场在广州光润电子 推出博凯微光夜视摄像机PC-360D之前，夜视摄像机一直以此类型摄像机为夜视主流产品。 昼夜型（COLOR/MONO）摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0LUX，我们不禁要问：“摄像机乃光学原理制成，0照度下如何成像？” 白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点，在一定的光源条件，利用线路切换的方式将影像

29、由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。 在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中，早期像PHILIPS（飞利浦）、IKEGAMI（池上）曾采用2颗SENSOR（1颗彩色、1颗黑白）共用一组电路再行切换，目前此类摄像机已采用单一CCD（彩色）设计，在白天或光源充足时为彩色摄像机，当夜晚降临或光源不足时（一般在1LUX3LUX）即利用数位电路将彩色信号消除掉，成为黑白影像，且为了搭配红外线，亦拿掉了彩色摄像机不可或缺的红外线滤除器，此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的，白天却有影像模糊，色彩不自然的缺点，并且摄像机的摄像距离会受到红外灯照射距离的限制。据厂商表示，为了弥补此一缺点，日本SANYO曾推出利

30、用马达控制滤光片开合(即随着彩色/黑白影像的切换,开合滤光片)的机种,但此机种似乎也已于市场消失。 然而,COLOR MONO摄像机是否属于“低照度”摄像机,仍相当具争议性,专家指出,真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身(所采用的元件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机 红外灯的原理选择与应用一、概述 在电视监控系统工程中，过去很少应用红外灯，近年来,不但金库、油库、军械库、图书文献库、文物部门、监狱等重要部门采用，而且也在一般监控系统中都被采用。甚至居民小区电视监控工程也应用了红外灯。这说明人们对电视监控系统工程的要求愈来愈规范、愈来愈高。不但要求白天和夜间可见光照明监控，而且

31、要求夜间隐蔽性监控。 随着电视监控系统工程技术的发展，购买红外灯用户的迅猛增加，也出现不少问题，例如：某用户购买了十几个红外灯，说一个都不亮，经过询问了解才知道，他采用的是普通彩色摄像机，而普通彩色摄像机是不感受红外光的；有的用户说你们的红外灯达不到标称的照射距离，经过了解，他们缺乏红外灯对摄像机、镜头、防护罩和供电系统配套性要求的认识，在电视监控工程设计中没有作为一个红外低照度低照度假夜视系统工程来总体考虑；有的用户对红外灯自以为了解，自行增加DC12V红外灯供电电压，以此增加红外灯的辐照功率，或采用不稳压直流电源给DC12V红外灯供电造成红外灯烧毁；有的用户反映它们按红外灯要求的照度选配了

32、摄像机，在红外灯标称的照射距离内却不能获得清晰图象，而不知有的摄像机生产厂家给出的最低照度有水分，或有意无意地使用了含糊的最低照度概念，以所谓的靶面照度代替景物照度；此外，有的用户对摄像机照度之外影响获得清晰图像的因素，如摄像机和镜头的标称尺寸、镜头光圈F、焦距f、对摄像机功能要求等不十分了解。我们认为现在向电视监控器材经销商、工程商和用户介绍一些红外灯的原理、选择和应用方法是有益的。 实现夜视的方法，可以采用常规的可见光照明，但此法不仅不能隐蔽，反而更加暴露监控目标（在居民小区还有扰民问题）。隐蔽的夜视监控，目前都是采用红外摄像技术。红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。被动红

33、外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射，人体和热机发出的红外光较强，其它物体发出的红外光很微弱，利用特殊的红外摄像机可以实现夜间监控。但是，这种特殊的红外摄像机造价昂贵，而且不能反映周围环境状况，因此在夜视系统中不被采用。在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术，即采用红外辐射“照明”，产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光，辐射“照明”景物和环境，应用普通低照度黑白摄像机、白天彩色夜间自动变黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机，感受周围环境反射回来的红外光实现夜视。 二、红外灯的原理及其特性 光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见

34、的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。 普通CCD黑白摄像机可以感受光的光谱特性，它不仅能感受可见光，而且可以感受红外光。这就是利用普通CCD黑白摄像机，配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。而普通彩色摄像机的光谱特性不能感受红外光，因此不能用于夜视。 红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二级管）红外灯和热辐射红外灯两种。其原理及特性我们介绍如下： 1. 红外发射二极管（LED）红外灯的原理及特性 由红外发光二级管矩阵组成发光体。

35、红外发射二级管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用940950nm波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。 红外发光二极管的发射功率用辐照度W/m2表示。一般来说，其红外辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。

36、 当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。 红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方，并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的50%的角度称为半强度辐射角。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。 2. 热辐射红外灯的基本原理及其特性 热辐射现象是极为普通的,物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外

37、光，所以人眼不能直接观察到。当加热500度左右时，才会产生暗红色的可见光，随着温度的上升，光变得更亮更白。在热辐射光源中通过加热灯丝来维持它的温度，供辐射继续不断的进行。维持一定的温度而从外部提供的能量与因辐射而减少的能量达到平衡。 辐射体在不同加热温度时，辐射的峰值波长是不同的，其光谱能量分布也是不同的。 根据以上原理，经特殊设计和工艺制成的红外灯泡，其红外光成分最高可达9295%。国外生产的这种红外灯泡的技术性能为: 功率100375W；电源电压 230250V；使用寿命5000小时、辐射角度6080度。 普通黑白摄像机感受的光谱频率范围也是很宽的，且红外灯泡一般可制成比较大的功率和大的辐

38、照角度，因此可用于远距离红外灯，这是它最大的优点。其最大不足之处是包含可见光成份，即有红暴，且使用寿命短，如果每天工作10小时，5000小时只能使用一年多，考虑散热不够，寿命还要短。而对于客户来讲，更换灯泡是麻烦和不愉快的事情。 在克服热辐射红外灯缺点方面进行了许多努力，首先是研制和应用了高通红外滤波钢化玻璃。波长愈长，红暴愈小，甚至可达到全无红暴，但是，红外光的效率愈低，红外灯发热就愈高。红外玻璃的波长可根据用户对红暴要求高低加以选择，一般而言，相同有效辐照距离时，对红暴要求愈高，造价愈高。红外玻璃经过钢化，可以耐受急冷急热的变化，在内部红外灯泡由于可见光滤除的部分，转化产生热量，温度会很高

39、，外部冷风及雨雪的突袭下，急冷而不致损坏。为提高热辐射红外灯的寿命，采用了光控开关电路，以减小其工作时间；采用了变压稳压整流电路，使其发光功率得以充分发挥而且提高了红外灯的寿命；而更重要的是考虑灯丝冷阻是非常小的，如100W红外灯泡，灯丝热阻为529，这时的工作电流只有0.4348A，而冷阻只有36，红外灯接通电源瞬间为6.39A瞬时功达到1470W，这一瞬间灯丝负荷过载达几十倍，这对灯丝寿命有非常大的影响。人们研制的灯丝保护电路，相信红外灯灯泡的工作寿命会成倍增长。此外，还增加了延时开关电路以防环境的光干扰。 三红外灯的选择和使用 红外灯的选择最重要的问题是成套性，即红外灯与摄像机、镜头、防

40、护罩、供电电源等的成套性。在设计方案时对所有器材综合考虑设计，把它作为一个红外低照度夜视监控系统工程来考虑设计。有的人买完了摄像机、镜头、防护罩、电源之后甚至安装之后才去考虑购买红外灯，这是不正确的，在考虑成套性时，特别要注意以下几个问题。 1. 使用黑白摄像机或特殊彩色摄像机 CCD图象传感器具有很宽的感光光谱范围，其感光光谱不但包括可见光区域，还延长到红外区域，利用此特性，可以在夜间无可见光照明的情况下，用辅助红外光源照明也可使CCD图象传感器清晰的成像。而普通彩色摄像机为了能传输彩色信号，从CCD器件的输出信号中分离出绿蓝红三种基色视频信号，然后合成彩色电视信号，其感光光谱只在可见光区域

41、。 随着技术的进步出现白天彩色晚上黑白摄像机，它采用两个CCD进行切换或采用一个CCD利用数位电路的切换来实现，但是存在黑白照度偏高、有的对彩色色彩的不利影响等缺点。而红外低照度彩色摄像机红外感度比一般摄像机高4倍以上，随着成本的降低，会成为发展趋势的。 2. 要求选用低照度摄像机 摄像机的最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时，还应特别注明镜头的光圈F的大小。例如使用F1.2的镜头， 当被摄影景物的照度值低到0.02Lx时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的50%-33%，则称此摄像机的最低照度为0.02L

42、x/F1.2。有的摄像机生产厂家给出不同光圈F时的最低照度。当选择摄像机最低照度高于红外灯要求时， 红外灯的有效距离将受到一定影响。应当提醒用户的是市场上出售的摄像机技术性能标出的最低照度有两种不正常情况，一种是摄像机制造商所标的最低照度是所谓的靶面照度，即CCD图象传感器上的光照度，它比景物照度低10倍左右；另一种是有个别摄像机制造商或销售商虚报最低照度。目前市场上比较经济的黑白摄像机（售价在700元左右，有的最低照度标为0.010.02Lx） 它们的实际最低照度仅为0.10.2Lx， 如果，使用的红外灯要求摄像机的最低照度为0.02Lx，必然影响红外灯的有效照射距离，而购买最低照度0.02

43、Lux的摄像机，价格可能比0.10.2Lx摄像机最少高一倍左右。这时有两种选择，在摄像机上多花钱，在红外灯上就少花钱；在摄像机上少花钱,在红外灯上就多花钱。经验表明室外特别是距离较远时，选择前者是比较经济的。 3. 要求摄像机的尺寸规格 摄像机标称尺寸日趋小型化，目前市场上的摄像机尺寸规格有1/2" 1/3" 1/4"，摄像机尺寸大,接受的光通量大,摄像机尺寸小,接受的光通量少,如红外灯标称的有效距离是在1/2"摄像机条件下试验的,如采用1/3"或者1/4"摄像机,有效距离也将受到一定影响。1/3"摄像机光通量只有1/2”摄

44、像机光通量的44% 4. 镜头的尺寸规格 与摄像机的尺寸规格同理，不再赘述 5. 摄像机和镜头的功能要求 摄像机有自动电子快门功能，AGC自动增益控制功能，镜头有自动光圈，以适应昼夜照度很大的变化。 6. 电源供应 电视监控系统前端设备的电源供应要统一考虑设计。红外灯的电源供应，考虑到红外管的工作电流对供电电压十分敏感，而电缆长度不同对直流电压衰减不同。在多个红外灯距控制室的距离相差较大时，采用DC12V集中供电可能使距控制室近的红外灯供电电压高，距控制室远的红外灯供电电压低。加之电源电压调整上的偏差，可能造成电压过高的红外灯寿命缩短甚至烧坏，电压低的红外灯发射功率不足。因此建议尽可能采用AC

45、220V供电或配一对一的直流稳压电源，这种直流稳压电源有的在电网电压波动在AC100V-245V时输出直流电压都是稳定的，保证红外灯红外辐射功率都是稳定可靠的。 除配套性外，还要考虑到以下因素，选择红外灯时，在选择红外灯辐照距离时留有余地。 1.摄像机给出的最低照度。这里的最低照度概念是什么？摄像机产生的视频信号标称值为1V，标准值为0.7V，而最低照度时的视频信号值为1/3-1/2标准植。所以摄像机在最低照度时的图像，决不会“如同白昼一样”。 2.摄像机在最低照度时产生的图像清晰度，是用电视信号测试卡进行测式的，其黑白相间的条纹，要求黑色反射率近于0%，白色反射率大于89.9%。而我们在现场

46、观察时有时不具备这样的条件，比如：树叶和草地的反射率很低，反差很小，就不易获得清晰图像。 3.给出摄像机最低照度的同时，还要给出光圈F的要求值，而变焦镜头一般只给出1：F的最大值，即光圈F的最小值（光圈实际尺寸最大值），F=f/D,那么D为定值，在f焦距拉大10倍时，F变得很大（即光圈实际尺寸变得很小）。光通量将受到很大影响。 4.在使用自动光圈镜头、自动增益控制或自动电子快门摄像机时，镜头光圈F值也会发生变化。例如，在摄像机近处有景物，反射回强光给摄像机，或附近有灯光照射摄像机，这时摄像机的灵敏度将减小、自动光圈的尺寸将被关小，光通量也将受到很大影响。 5.防护罩对红外灯的效果也有影响，红外

47、光在传输过程中，通过不同介质，透射率和反射率也不同。不同的视窗玻璃，特别是自动除霜镀膜玻璃，对红外光的衰减也不同。 6.有的器材生产或销售商，不给出红外灯的辐照距离，只给出功率数，这样对生产、销售商来说麻烦可能少一些，但是这是非常含糊的概念，因为功率消耗除转化为红外光能外，还有电源热损耗、电路热损耗、光源热损耗、滤光玻璃片红外光效率等等。相同功率的红外灯，其辐照距离可能相差很远。 随着红外夜视系统的迅速发展，红外灯生产供应厂家也会增加，但红灯产品并非象有的人想象的那样容易，在技术、检测仪器设备等方面条件也不同，希望用户多多加比较，慎重选择。 用户使用红外灯首先要仔细阅读使用说明书，特别是为保证

48、人身设备安全的注意事项。检查前面所讲述的配套性方面是否达到要求，应考虑到的影响因素是否考虑到，如未达到要求，可及时调整所用器材。 用户不应擅自提高供电电压，因为红外灯在设计时，既考虑到其辐照度的充分发挥，又考虑到其安全可靠性。提高供电电压，可能使红外灯烧毁，更不应擅自拆改红外灯。如果这样做，生产厂家可能不再负责维修。如果红外灯出现问题，应与生产厂家或供货商联系。 DVR数字硬盘录像机的选择数字硬盘录像机（DVR）集画面分割器、视频切换器、磁带录影机、控制器、远程传输器的全部功能于一体，本身可连接报警探头、警号，还可进行图像移动侦测、可通过解码器控制云台和镜头、可通过网路传输图像和控制信号等。

49、目前市场上出现了许多品牌和种类的数字硬盘录像机（DVR），但是面对市场上众多的数字硬盘录像机（DVR），人们应该如何选择呢？一、外观界面的选择大多数数字硬盘录像机（DVR）选择了工控机箱作为外壳，外观及丝印要精致美观，将软驱和电源开关用机械锁锁起来的款式对减少人为故障有一定帮助。如果能打开机盖，应注意观看一下用的什么风扇和电源，像奔腾CPU上的专用风扇平均无故障工作时间在3年以上，而一般风扇平均无故障工作时间可说不准，这对每天都连续开机的数字硬盘录像机（DVR）而言是一个故障隐患，另外，接线方式是否可靠便利。为了操作方便，界面应是汉化的，将主要功能都能一目了然地反映在主界面上，建议选择看上去专

50、业、漂亮、操作直观的界面。二、功能方面的考察按主要功能分为监视功能，录像功能，报警功能，控制功能，网络功能，身份识别功能，工作时间表功能及多功同时工作功能等，下面分别作一介绍。1、监视效果监视功能是矩阵主机和数字化主机最主要的功能之一，监视功能无非是看全、看清楚现场的景物，必要时应该有声音，主要通过清晰度、画面实时程度和显示形式来决定监视的效果。一般每秒图像超过17帧时肉眼看上去是比较实时的图像，而柜员制和一些特殊的监控场所要求每秒图像要达到25帧或更高，通常可做一些手的快速动作来观察此功能，比如快速数数、拍手等，还可以通过录像的逐帧回放来看二帧图像的时间间隔，帧数/秒=1/二帧图像的时间间隔

51、，25帧/秒对应于二帧图像的时间间隔0.04秒。显示形式一般有1、4、7、9、10、16等画面分割形式，也可将画面切到全屏。每一路的亮度、对比度、色彩、饱和度等参数都应是连续可调的，不然在多画面时因为光线不均等原因无法很好观看，这也是数字硬盘录像机（DVR）优于普通画面分割器的地方。全屏显示时，可以比较准确地反映画质、录像速度及显卡质量。2、录像效果：显视器上看去实时和清晰的图像，录下来回放效果不一定好，而取证效果最主要的还是要看录像效果，一般情况下录像效果比监视效果更重要。清晰度和实时程度的观察方法和监视效果相似。单位时间录像所用硬盘空间，及单幅画面的硬盘空间也是反映录像效果的最主要参数。该

52、指标对录像时间长短和网上传输图像的速率都有很大影响。一般标准MJPEG格式，每小时每路25帧/秒要录到450M，而MPEG格式需要250M。MJPEG方式是对每帧图像的全部信息进行压缩记录，其图像清晰度高，资料完整，可信度高，是国外厂家（三菱、松下、LG、三星、VISTA等）普遍采用的方式；MPEG方式只对前后二帧图像的变化部分进行压缩记录，其图像清晰度稍差，一帧完整的图像是前后合成得到的，可信度稍差，其录像格式通用，易被篡改，故英、法法庭不接受MPEG方式的录像作为陈堂证供，但这种方式占用空间小，建议用在工业监控等内部管理的场合，在保安等需要公正证据的场合采用MJEPG方式为好。另外有一些品

53、牌的数字硬盘录像机（DVR）具备报警录像和画面动态侦测录像的功能，它可以将和报警无关的信息滤去不录，大大减低对存储容量的要求。有些主机还具备报警后自动增加录制帧数的功能，这对有效信息的存储也很有帮助。 3、报警功能：报警输入有二种：探测器报警和画面动态侦测报警，报警后系统会自动开启录像功能，并通过报警输出功能开启相应射灯，警号和联网输出信号。画面动态侦测报警是数字监视所独有的功能，他可以方便地设定视频触发区域和灵敏度，在一定意义上可以起到探测器的作用。按时间段进行自动布撤防功能，预置报警录像功能和自动对报警录像进行加帧是传统报警系统不具备的功能。报警信号的输出时间应是可调整的，同时各种报警结果

54、应在电脑中有明确记载。4、控制功能：主要指通过主机对于摄像机全方位云台，镜头进行控制，这一般要通过专用解码器完成，主要观察一下操作是否灵活可靠。5、网络功能：通过局域网或电话线等经过简单身份识别可以对主机进行各种监视录像控制的操作，主要观察接通速度和监视录像效果及是否影响其它软件的运行。这相当于矩阵系统的分控功能。6、密码授权功能：为减少系统的故障率，和非法进入，对于停止录像，布撤防系统及进入编程等程序需设密码口令，使未授权者不得操作。7、工作时间表：可对某一摄像机的某一时间段进行工作时间编程，这也是数字硬盘录像机（DVR）独有的功能，它可以把节假日，作息时间表的变化全部预排到程序中，可以在一

55、定意义上实现无人值守。 8、多功工作：系统可以具有同时监视、录像、回放、网络传输、备份的功能，互不影响。三、稳定性、耐久性方面的考察数字硬盘录像机（DVR）的稳定主要从两方面考察：1、从设计上来考察11硬体结构：硬盘录像机（DVR）均为多路输入，硬体可采用多卡或单卡方式。由于数字硬盘录像机（DVR）基本上都是基于PC机，且多以WINDOWS98为操作平台，因此采用单卡方式集成度高，稳定性会优于多卡方式；有时为了提高性能，如提高录影速度，必须采用多卡方式，但平均而言，使用的采集卡越少越好。目前银行柜员制用数字硬盘录像机（DVR）很多采用一路一卡的方式，很容易形成硬体冲突。此外，设备的散热问题也是

56、需要考量的因素。12、软体编程：必须透过长时间的运行和操作来验证， 数字硬盘录像机（DVR）的关键优点之一是无须不断更换存储介质，它会不断刷新硬碟，将过期资料清除，而将最新资料保存下来，然而，有些数字硬盘录像机（DVR）在进行这项处理时却存在问题。实际上，选择已广泛投入使用、且用户反映良好的产品可能是最简捷的办法。2、从使用上来考察任何产品随着时间、环境、批量等的变化都可能产生很多人们起先预想不到的问题，数字化主机也不能例外，尽量更多地向熟悉和使用过该机器了解如下情况。21、随着时间的推移a、 有无死机现象，这是很多数字硬盘录像机（DVR）致命的弱点b、 风扇、硬盘的寿命到底有多长时间c、 有

57、无莫明其妙地丢失信息的现象d、 整个系统的平均无故障时间是多长e、 是否会有误报警现象出现22、随着环境的变化a、 电压的不稳，180250V电压是否能正常工作。b、 电源电压的不干净对系统是否有影响c、 湿度、温度，尘埃对系统正常工作的影响d、 雷电是否造成内部电路损坏e、 各种周围电气干扰是否会影响主机正常工作f、 突然来电，断电，及不正常操作对系统的影响有多大3、随着批次的变化31是否机器质量有好有坏，哪些因素最容易引起批次质量的不一致 C与CS接口 C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面（摄像机 CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接口此距离为17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 C型镜头与C型摄像机，CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个 5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。 CCTV Monitor原理综述 当CCTV Mon