第9节 摄像机

1、安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用制作人：刘桂芝安全防范技术应用安全防范技术应用课程课程安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用1.模拟摄像机 安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用1.1 摄像机的外形介绍摄像机的外形介绍安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用1.2摄像机摄像机的种类的种类安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.1 2.1 摄像机构成摄像机构成CCD/ Control signalsControl signalsData signalsData signalsBB镜头镜头滤光片滤光片CVBS信号输出信号输出监视器监视器DVR镜头：将景

2、物成像在传感器的感光面上；镜头：将景物成像在传感器的感光面上；图像传感器（图像传感器（CCD）：将光信号转化成电信号；）：将光信号转化成电信号；处理器（处理器（DSP）：进行模数转换，图像处理，实现各种功能，输出）：进行模数转换，图像处理，实现各种功能，输出CVBS信号信号模拟摄像机主要模拟摄像机主要由三部分组成：由三部分组成：镜头，传感器，处理器镜头，传感器，处理器安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(1)l摄像机：摄像机： 是一种把景物光像转变为电信号的装置，其结构大致可分为三部分：光学系统：主要指镜头光电转换系统：主要指摄像管或影像传感器件电路系统：主要指视

3、频处理电路安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(2)l 摄像机分类摄像机分类 按摄像机形状分：枪机、球机、针孔机 按感光芯片分：CCD摄像机、CMOS摄像机 按输出图像信号格式划分:模拟摄像机、数字摄像机 按成像色彩划分：彩色、黑白 按分辨率划分：330TVL、420TVL、480TVL、540TVL、Mega pixels 按灵敏度划分：普通、月光、星光、红外照明 按感光元件靶面大小划分：1inch、2/3inch、1/2inch、1/3inch、1/4inch安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(3)l 摄像机关键部件摄像机关键部

4、件 镜头 滤光片 感光元件 专用图像处理单元安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(4)l 滤光片滤光片 定义 光学低通滤波器（OLPF） 功用 滤除红外线：镀膜、蓝玻璃 修整光线：石英安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(5)l 感光元件感光元件 CCDCCD：电荷耦合器件：电荷耦合器件(Charge Coupled Device )(Charge Coupled Device )，传感器中每一行中，传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分

5、输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。 CMOSCMOS：互补性氧化金属半导体：互补性氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide (Complementary Metal Oxide Semiconductor )Semiconductor )，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及A/DA/D转换转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。电路，用类似内存电路的方式将数据输出。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(6) CCDCCD与与CMOSCMOS比较

6、比较分辨率分辨率灵敏度灵敏度信噪比信噪比集成度集成度功耗功耗成本成本CCD优优优优优优CMOS优优优优优优安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用产品产品的原理的原理(7) CCDCCD辨识辨识SONY CCDSHARP CCD松下松下 CCD安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数1.图像传感器 2.传感器的尺寸3.最低照度 4.水平解析度 5.信噪比 6.动态范围 7.扫描制式 8.摄像机电源 安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-图像传感器监控类摄像机使用的图像传感器分两

7、种：CCD目前占主流的市场份额COMS后起之秀，未来的发展趋势CCD与CMOS对比传感器类型功耗低照度效果色彩还原度动态范围噪声价格CCD较大较好较好较差较好较高CMOS较小较差较差较好较差较低安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用图像传感器CCD监控类模拟摄像机使用的CCD主要有SONY和SHARP两大品牌。 市场上的摄像机大多采用SONY的CCD，1/4” CCD大多使用在一体化摄像机，球机上； 1/3” CCD为市面绝大多数摄像机所使用； 1/2” CCD基本上用于低照度、道路监控等摄像机上 SHARP CCD大多在低端摄像机上使用，而且基本上是1/4” 尺寸的。因为其成本较低，

8、效果较差，为低端用户所钟爱。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用图像传感器CMOS CMOS图像传感器因其价格低廉，宽动态效果极佳而在监控摄像机领域占有一席之地。目前市场上PIXIM的宽动态方案，具有较好的口碑。 随着CMOS方案的不断优化，CCD将逐步被它替代。因为更加优良的系统集成、较低的功率要求、更加灵活的图像捕获、智能化程度更高的接口、更大的动态范围以及更高的感光度是人们最向往的特性。 安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-传感器的尺寸图像传感器的尺寸基本决定了摄像机的档次传感器尺寸对照表（mm）尺寸长宽对角线应用1英

9、寸12.79.616百万像素，工业检测2/3英寸8.86.611百万像素，工业检测1/2英寸6.44.88交通监控，工业检测1/3英寸4.83.66普通摄像机1/4英寸3.22.44低端监控或者一体机安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-最低照度 最低照度是用来衡量摄像机在多暗的环境下能看清物体的一个指标，该数字越低，说明摄像机灵敏度越高，性能越好 。国家标准对彩色摄像机亮度灵敏度的特性说明为：“摄像机产生的亮度输出电平为额定电平的一半时，物体的最小照度。”拍摄条件规定相关色温为3100100K（卤钨灯照明），白平衡应手动或自动置于32

10、00K，照度为2000lx5% 。 测量方法：测量方法：在不改变被观察的光的相关色温的情况下模拟物体照度的下降，可在摄像机镜头前加中性密度滤光片。增加中性滤光片的密度（D），直到视频输出电平减小到额定输出电平的一半（350mv/50IRE）为止。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-最低照度 有四项主要的参数决定结果 ：F值 (用来测试摄像机用的镜头F值) 色温 (光源的色温，也就是光谱内容) IRE (视频振幅的IRE等级) 反射率 (目标的反射率和背景) 安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数

11、摄像机的基本参数-水平解析度水平解析度是用来衡量摄像机清晰度的一个指标。n 水平分辨率取决于水平分辨率取决于CCD的水平像素数的水平像素数分辨率及清晰度黑白摄像机的水平分辨率(水平像素数) x 75% = 分辨率近似值示例：510 x 0.75 = 382.5 = 约合380线分辨率及清晰度彩色摄像机的水平分辨率(水平像素数) x 75% x 85% = 分辨率近似值示例 ： 768 x 0.75 x 0.85 = 489.6 = 约合480线安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-水平解析度测量方法：测量方法：1、分辨率检测卡+人眼观测

12、2、分辨率检测卡+分析仪安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-信噪比S/N 是指信号基带频率上的总亮度信号与信号带宽内全部噪声之比。测量方法：测量方法： 1、使用带均方根电压指示的噪声测量仪。 2、先进的视频仪器直接测量，显示屏显示测量结果。加权信噪比：加权信噪比： 限定测试带宽为100K-5M Hz安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数- -动态范围动态范围 动态范围表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。 安安

13、全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数- -扫描制式扫描制式 电视制式是指一个国家的电视系统所采用的特定制度和技术标准。现在世界上共有三种电视制式。PAL制：制：采用25fps帧率，目前全世界大部分国家（包括欧洲多数国家、非洲、澳洲和中国）使用；NTSC制：制：采用30fps帧率（精确地讲为29.97 fps），美国、日本、加拿大等国使用；SECAM制：制：采用25fps帧率，主要用于法国、前苏联及东欧国家。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.2 2.2 摄像机的基本参数摄像机的基本参数-摄像机电源目前监控类摄像机电源主要有三种：

14、DC 12VAC 24VAC 220V安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.3 摄像机功能介绍摄像机功能介绍1.日夜切换 2.自动增益控制-AGC3.电子快门 4.背光补偿-BLC5.白平衡 6.强光抑制安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用2.红外摄像机安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用 红外红外摄像机供电问题摄像机供电问题 供电问题导致红外效果很差如下图：原因：1、由于12V集中供电，经过较长距离（几十甚至上百米）的传输，压降很大，导致供电不足； 2、工程商使用了低品质的电源适配器引起，供电不足。 供电正常： 供电电压电流不足： 安安 全全 防防 范范 技技

15、 术术 应应 用用红外红外摄像机白天图像正常，夜间发白摄像机白天图像正常，夜间发白 此现象一般因机器使用环境有反射物或在范围很小的空间使用，因红外光反射导致，解决此现象首先应确定使用环境是否有反射物，尽可能改善使用环境，其次检查机器的有效红外距离与实际使用距离是否相应；若一台长距离红外机器在很小的空间使用会因红外光过强导致机器图像发白。 安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用ICR功能的正确使用功能的正确使用 在带ICR功能的摄像机使用时，客户经常会配合红外灯使用，增加夜视效果。使用中需要注意以下几个条件：1、在菜单中日夜模式一栏中选用外部触发模式；2、使用带有触发功能的红外灯；3、红

16、外灯触发信号需要正确连接。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用使用使用自动光圈镜头夜间虚焦问题自动光圈镜头夜间虚焦问题问题描述：问题描述：摄像机使用自动光圈镜头时白天清楚，晚上图像轻微模糊原因：原因：由于白天光线较强，光圈较小，所以白天进行调焦后，物体的景深较大，可能导致被监控物体清晰；但是在夜晚由于光线较弱，导致光圈变大，景深变短，导致被监控物体在镜头景深之外，而虚焦。解决办法：解决办法：建议客户在使用自动光圈镜头调焦时将摄像机设置成电子快门模式（此时自动光圈开到最大），把图像调节清楚后再改回自动光圈模式。活在在光线较暗的时候进行调焦安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用安

17、安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用12网络摄像机的主要功能网络摄像机的主要功能3内容提要内容提要4网络摄像机硬件构成网络摄像机硬件构成5网络摄像特色网络摄像特色网络摄像机网络摄像机 基本概念基本概念网络摄像机的应用优点网络摄像机的应用优点安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用网络摄像机的定义网络摄像机的定义 网络摄像机，也叫IP摄像机，即IP Camera，简称IPC. IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备，通常采用嵌入式架构，集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网络传输等多种功能，再结合网络视频存储录像系统及管理平台软件，就可以构建成大规模

18、、分布式的智能网络视频监控系统。IP摄像机LANInternetxDSLIP 摄像机IP 摄像机客户端浏览软件NET-i Viewer（CMS)管理浏览服务器 NVR前端网络摄网络摄像机安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用标清与高清标清与高清 对于“高清”和“标清”的划分首先来自于所有看到的视频效果。监控中的标清、高清和全高清概念基本沿用高清电视的一些叫法。标清SD 物理分辨率在720P（1280*720)以下的一种视频格式。720P是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。如：FULL D1（720*576）就是标清清晰度分辨率高清HD 物理分辨率达到720P以上侧称作为高清，（英文

19、表述High Definition)简称HD国际上公认高清标准：视频垂直分辨率超过720P或1080i；视频宽纵比为16：9全高清Full HD 物理分辨率高达1920*1080P显示（包括1080i和1080P),其中i(interlace)是指隔行扫描；P(Progressive)代表逐行扫描。安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用高清高清HDHD更广宽更广宽更宽的监控范围更宽的监控范围4:316:9安安 全全 防防 范范 技技 术术 应应 用用网络摄像机的主要功能网络摄像机的主要功能 视频编码：采集并编码压缩视频信号； 音频功能：采集压缩音频信号，实现音频实时播放或录音； 网络功能：编码压缩的视音频信号通过网口传输； 云台、镜头控制功能：通过网络控制云台、镜头的各种动作； 缓存功能：可以把压缩的视音频信号临