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1、视频安防监控系统讲解,第一部分 前言第二部分 视频监控系统发展历程第三部分 视频监控系统概述第四部分 前段系统,目 录,第一部分 前言,前言,安防监控系统是一门被人们日益重视的新兴专业，就目前发展看，应用普及越来越广，科技含量越来越高。几乎所有高新科技都可促进其发展，尤其是信息时代的来临，更为该专业发展提供契机。,前言,随着科技的日新月异，视频监控市场也得到了飞速发展。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着互联网的大范围普及，以及计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有长足的发展。视频监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆
2、、城市治安等多种领域。,第二部分 视频监控系统发展历程,视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统、基于PC的多媒体监控系统、基于Web服务器的远程视频监控系统等三个发展阶段。,一、本地模拟视频监控,本地模拟信号监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。,在20世纪90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于
3、小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。,传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大；有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分烦琐,二、基于PC的多媒体监控,20世纪90年代中期，基于PC的多媒体监控随着数字视频压缩编码技术的发展而产生。系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备，获取图像信息，通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上，然后再通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。监控终端机可以是一台PC机，也可以是专用的
4、工业控制机。,这类监控系统功能较强，便于现场操作；但稳定性不够好，结构复杂，视频前端（如CCD等视频信号的采集、压缩、通信）较为复杂，可靠性不高；功耗高，费用高；需要有多人值守；同时，软件的开放性也不好,传输距离明显受限。PC机也需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种方式不理想。,三、基于Web服务器的远程视频监控,20世纪90年代末，随着网络技术的发展，基于嵌入式Web服务器技术的远程网络视频监控，而产生网络视频监控技术。 其主要原理是：视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的Web
5、服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息，授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。这类系统可以直接连入以太网，省掉了各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点，同时，用户也无需使用专用软件，仅用浏览器即可。,基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有的广度。除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连
6、。,三个阶段的比较：,第三部分 视频监控系统概述,视频监控系统主要有前端系统、传输系统、终端系统这三部分组成。,第四部分 前端系统,一、摄像机的工作原理及应用,在前段设备中，摄像机视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛” 1 摄像机的概念和工作原理1.1 概念 在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD即电荷耦合器件。严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称。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
7、传感器的新型器件。,1.2 CCD的工作原理 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，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准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。,1.3 检测方法 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。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
8、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。,2 摄像机的分类2.1依成像色彩 彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明
9、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,2.2 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。,2.3 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。主要有一下几种：(1) l” 靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm(2) 2/3” 靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11
10、mm(3) 1/2” 靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm(4) 1/3” 靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm(5) 1/4” 靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm,2.4 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）。,2.5 依供电电源分类110VAC（NTSC制式多属此 类），220VAC，24VAC。12VDC或9VDC,2.6 按照度划分，摄像机又分为：普通型正常工作所需照度1
11、3LUX；月光型正常工作所需照度0.1LUX左右；星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。,2.7 按外观分：传统标准型：枪型机板型：鱼眼，针孔镜头伪装型：半球型，灯饰型，侦烟型等子弹型简单型（机板型加铁壳）一体型：一体机，红外线型。,2.8按制程划分ANALOG：模拟信号处理ASP：半数字信号处理DSP：数字信号处理,3、摄像机主要特性3.1内置报警输入（7路）输出（2路），实现报警联动（调用预置点或启动自动巡航、花样扫描、自动扫描、显示区域等）。3.2内置OSD屏幕菜单，通过菜单显示和更改球机信息及参数，可设定和调用预置点、自动扫描。3
12、.3定时自动激活功能，可设定球机空闲一段时间后，自动调用预置点或启动自动巡航、 花样扫描、自动扫描和显示区域等。3.4支持RS485/422总线、曼彻斯特码、BI-PHASE码、同轴视控控制。3.5内置多协议转换全面兼容以下协议：SAE、AD、PELCO-D、PELCO-P、UNIVISION(V1、V2）、VICON、VCL、MOLYNX、DIAMOND、KALATEL、PHILIPS、SENSORNT等。3.6采用安普插座，安装更简便，配有黑色内罩，监视更具隐蔽性。3.7内置3000V，防雷、防浪涌和防突波保护。3.8采用IP66全天候防护罩，内置自动恒温装置。,4 低照度摄像机在中国低照
13、度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步：白天彩色/晚上黑白；低速快门及超感度摄像机,4.1照度：亮度单位，是指摄像机在摄取影像时，对周围环境照明亮度的需求。4.2最低照度： 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，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。4.3一般情况：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1000
14、LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）1015LUX。,5.白天彩色/晚上黑白摄像机 5.1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由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。5.2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，并且摄像机摄像的距离会受到红外照射距离的限
15、制。,6.低速快门 6.1此类的摄影机获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧累积方式增加CCD在单帧图像的爆光量，从而提高摄像机对单帧图像的灵敏度。这种方式也可以获得较低的照度指针，但是需要降低图像的连贯程度，所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用，否则会造成丢失画面的现象。在获得低照度下图像上还有一些其它的办法，但都不能从根本上解决照度问题。,6.2此类摄像机又称为（画面）累积型摄像机，是利用计算机内存的技术，连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来，成为一个影像清晰的画面，运用SLOW SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2（128），并且画面能够累积的
16、帧数 (128帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆，夜间生物活动观察，夜间军事海岸线监视等，属性较静态场所的监视。,7.超感度摄像机（EXVIEW/HAD） 7.1一般的超低照度摄像机大都采用Exview HAD 技术，采用Exview HAD CCD的摄像机， 对外界光线的敏感程度会大大提高，在近红外区域，其感度可以提高到普通摄像机的4倍。因此，即使在非常暗的环境下，这种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体，这一技术的出现受到了监控市场的欢迎，对各种光照环境下均可表现出最佳的效果，特别是配合专用的红外照明设备，可以得到高清晰度的黑白图像，
17、实现0照度的监控（完全无光的情况下）。在近红外760mm-1100mm的近红外区域，如果配合合适波长的红外照明，就可以实现清晰的黑白图像。,7.2 超感度摄像机（EXVIEW/HAD），又称24小时摄像机，其彩色照度可达0.05LUX，黑白则可达0.003-0.001LUX（亦可搭配红外线以达 0LUX）不仅能清晰的辩识影像，更是实时连续的画面。,6.CCD彩色摄像机的主要技术指标6.1CCD尺寸：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。6.2CCD像素：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
18、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。,6.3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TVLINES）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。,6.4最低照度，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
19、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。6.5扫描制式：有PAL制和NTSC制之分,6.6摄像机电源：交流有220V、110V、24V，直流为12V或9V。6.7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。6.8视频输出。多为1Vp-p、75，均采用BNC接头。,7.CCD彩色摄像机的可调整功能7.1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
20、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。,7.2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，
21、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。,7.3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。（1）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。（2） 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1/10000秒的范围。,（3）当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚
22、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。,7.4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。（1）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效果。,（2）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蓝色状况有多达107
23、个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少蓝色各一个等级。除次之外，有的摄像机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令。（3）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。,7.5补充说明有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控，请注意：由于CCD摄像头是靠光线反射来成像，如果没有光，它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到图像呢？一种方法是加可见光照明，如路灯、探照灯；一种是加红外灯（特别是要求不能安装可见光源的场合），对于彩色CCD摄像头，对红外灯响应不够，有一些日夜两用彩色摄像头在夜间会
24、自动转换成黑白模式。所以，你的监控系统要求夜间使用，一定要采用黑白CCD摄像头。,红外灯有室内、室外，短距离和长距离之分，一般常用室内10-20米范围的红外灯，由于墙壁的反射，图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想，而且价格昂贵，不到必要时一般不采用。,8.一体化智能快球 8.1主要特性8.11216倍变焦(18倍光学12倍电子变焦)或采取22倍光学+12倍电子。8.1.2水平分辨率：480线；最低照度：彩色0.7 Lux，黑白0.01 Lux。8.13屏幕显示云台的水平和垂直位置，人性化的焦距/速度自动匹配技术。,8.14最多220个预置点(标题可设），可根据预置点自动巡航，
25、4条巡航路线。8.15水平360连续旋转，垂直90旋转，带自动翻转，手动速度：0.5160/秒。8.168个可设标题的显示区域，支持在区域内自动扫描；4条PATTERN模式路线(花样扫描)，每条记录时间不少于180秒；4条自动扫描路线，支持在左右限位间以指定的速度水平自动扫描(此时球机仍支持变焦、垂直操作）,二 镜头的选择和主要参数,摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像机的整机指标，因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。镜头相当于人眼的晶状体，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，
26、没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置），可以将模糊的图像变得清晰。,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。,、镜头的分类按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分球面镜头1
27、”25mm自动光圈电动变焦长焦距镜头非球面镜头1/2”3mm手动光圈手动变焦标准镜头针孔镜头1/3”8.5mm固定光圈固定焦距广角镜头鱼眼镜头2/3”17mm,（）以镜头安装分类:所有的摄象机镜头均是螺纹口的，摄象机的镜头安装有两种工业标准，即安装座和安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。安装座：特种安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个安装座镜头安装到一个安装座摄象机上时，则需要使用镜头转换器。,（）以摄象机镜头规格分类:摄象机镜头规格应视摄象机的尺寸
28、而定，两者应相对应。即摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。摄象机的靶面大小为英寸时，镜头应选英寸。如果镜头尺寸与摄象机靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。,（）以镜头光圈分类:镜头有手动光圈（manualiris）和自动光圈（autoiris）之分，配合摄象机使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄象机输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄象机上的直流电压来直接控制光圈，称
29、为输入型。,自动光圈镜头上的（自动镜头控制）调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮度，也可以画面中最亮部分（峰值）来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。一般而言，已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标时，明亮目标物之影像可能会造成白电平削波现象，而使得全部屏幕变成白色，此时可以调节来变换画面。,另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈，一般用表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：f（焦距）（镜头实际有效口径），值越小，则光圈越大。采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：在诸如太阳光直
30、射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。,（）以镜头的视场大小分类:标准镜头：视角度左右，在英寸摄象机中，标准镜头焦距定为mm，在英寸摄象机中，标准镜头焦距定为mm。广角镜头：视角度以上，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。变倍镜头：也称为伸缩镜头，有手动变倍镜头和电动变倍镜头两类。,可变焦点镜头：它介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变，即
31、可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头可通过设置自动聚焦于最小焦距和最大焦距两个位置，但是从最小焦距到最大焦距之间的聚焦，则需通过手动聚焦实现。针孔镜头：镜头直径几毫米，可隐蔽安装。,（）从镜头焦距上分短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视的尺寸而定。长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。变焦距镜头：通常为电动式，可作广角、标准或远望等镜头使用。,1)定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过
32、手动或自动调节。人为手工调节光圈的，称为手动光圈；镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。2)变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。,、选择镜头的技术依据（）镜头的成像尺寸应与摄象机靶面尺寸相一致，如前所述，有英寸、英寸、英寸、英寸、英寸、英寸等规格。,（）镜头的分辨率描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变，但对拥护而言，需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：镜头分辨率画幅格式的高度。由于摄
33、象机靶面大小已经标准化，如英寸摄象机，其靶面为宽6.4mm高4.8mm，英寸摄象机为宽4.8mm高3.6mm。因此对英寸格式的靶面，镜头的最低分辨率应为对线mm，对英寸格式摄象机，镜头的分辨率应大于对线，摄象机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。,（）镜头焦距与视野角度首先根据摄象机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距f确定后，则由摄象机靶面决定了视野。（）光圈或通光量镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以为标记，每个镜头上均标有其最大的值，通光量与值的平方成反比关系，值越小，则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。,、变焦镜头（zoo
34、mlens）变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被成为变倍镜头。典型的光学放大规格有倍、倍、倍、倍、倍等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。,为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚焦和变倍的调整，则只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动，而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样可以免除成像必须逐次调整的过程，可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位
35、的伸缩镜头。另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能，它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。,4、镜头与摄像机CCD尺寸的关系1/2镜头既可用于1/2摄像机，也可用于1/3摄像机，但视角会减少25%左右。1/3镜头不能用于1/2摄像机，只能用于1/3摄像机。,5、不同种类镜头的应用范围（1）手动、自动光圈镜头的应用范围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一个环调节。旋转此圈可使光圈收小或放大。在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈的动作
36、由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。,（2）定焦距（光圈）镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头，短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽的场合，焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距一般在150mm以上，主要用于监视较远处的景物。,（3）手动光圈镜头，
37、可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。（4）自动光圈镜头，（EF）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。（5）电动变焦距镜头，可与任何CCD摄像机配套，在各种光线下均可使用，变焦距镜头是通过遥控装置来进行光对焦，光圈开度，改变焦距大小的。,6、镜头的主要性能指标有以下几个：(1)焦距：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
38、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。,(2 )光阑系数：即光通量，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/F1.4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.
39、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。另外镜头的光圈还有手动（MANUAL IRIS）和自动光圈（AUTO IRIS）之分。配合摄像头使用，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，用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。,(3)自动光圈镜头：自动光圈镜头目前分为两类：一类称为视频（VIDEO）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。
40、另一类称为直流（DC）驱动型，利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈。这种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。对于各类自动光圈镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节（测光调节），有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择，一般取平均测光档；另一个是LEVEL调节（灵敏度），可将输出图像变得明亮或者暗淡。,(4)变倍镜头：变倍镜头分为手动（MANUALZOOMLENS）和电动（AUTOZOOMLENS）两种，手动变倍镜头一般用于科研项目而不用在闭路监视系统中。在监控很大的场面时，摄像头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
41、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，如果再知道基准焦距，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8V16V，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。,选配镜头原则:为了获得预期的摄像效果，在选配镜头时，应着重注意六个基本要素：A)被摄物体的大小B)被摄物体的细
42、节尺寸C)物距D)焦距E)CCD摄像机靶面的尺寸F)镜头及摄像系统的分辨率,焦距的计算：公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下；f=wL/W2、f=hL/hf；镜头焦距w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度）W：被摄物体宽度L：被摄物体至镜头的距离h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度H：被摄物体的高度,镜头后截距的调整 焦镜头后截距的调整使用摄像机自动电子快门功能，将镜头光圈调到最大，镜头聚焦环按景物实际距离调整，
43、然后调节镜头后截距直至图像最清晰。,变焦镜头后截距的调整1.打开摄像机自动电子快门功能。2.用控制器将镜头光圈调到最大。3.将摄像机对准30米以外的物体，聚焦调至无穷远处（大部分镜头是面对镜头面 的聚焦调节环顺时针旋转到头）。4.用控制器调整镜头变焦将景物推至最远，调整镜头后截距使景物最清楚。5.用控制器调整镜头变焦将景物拉至最近，微调镜头聚焦使景物最清楚。6.重复45步数遍，直至景物在镜头变焦过程中始终清楚。,云台控制器,云台（Pan&Tilt）云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动，将摄象机安装于其上，实现摄象机多个自由度运动的装置，满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围
44、监控环境的全景观察。对云台的选择可以按下列分类来加以区分。在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。,1、从能够承受负载能力划分轻载云台最大负重磅（9.08公斤）。中载云台最大负重磅（22.7公斤）。重载云台最大负重磅（45公斤）。防爆云台用于危险环境下、能够防爆和防粉尘点燃的云台，带高转矩交流电机和可调螺杆驱动，可负重磅。,、按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。、从运动方向划分水平旋转云台仅能实现水平旋转运动，故亦称为转台。全方位云台既能够作水平旋转运动，也能够作垂直俯仰运动，有的还能够做结合两者的复
45、合运动。、从回转范围划分水平旋转有度云台，两端设有限位开关，还有度自由旋转云台，可以作任意个度旋转。垂直俯仰均为度，现在已出现垂直可做度、并可在垂直回转至后方时自动将影响调整为正向）的新产品。,、从云台使用电压类型划分220VAC云台、24VAC云台、直流供电云台、从旋转速度划分恒速云台只有一档速度，一般水平旋转速度最小值为度秒，垂直俯仰速度为3.5度秒。但快速云台水平旋转和垂直俯仰速度更高。可变速云台水平旋转速度范围为度秒，垂直倾斜速度范围多为度秒，但已有最高达度秒的产品。,、按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。8、按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在
46、一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。9、从驱动部件划分以或二相感应型马达带动齿轮和链条机构。以二相感应马达带动可调螺杆传动装置。以并激式直流马达作驱动源，带动可调螺杆传动。交流单相瞬间反转感应型电机，带动Delrin螺杆驱动。对于变速旋转型云台，有的用步进马达。,防护罩,防护罩是监控系统中重要的组件。它是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。 防护罩一般分为两类。 一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单，价格便宜。其主要功能是防止摄像机落灰并有一定的安全防护作用，如防盗、防破坏等。 另一类是室外用防护罩，这种防护罩一般为全天候防护罩，即无论
47、刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。同时，为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。 目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体，既可自动加温，也可自动降温，并且功耗较小。另外，还有半球形、球形防护罩，这种防护罩内置万向可调支架，造型美观。,室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作
48、；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。摄象机防护罩的选择，首先是要包容所使用的摄象机加镜头，并留有适当的富余空间，其次是依据使用环境选择适合的防护罩类型，在此基础上，将包括防护罩及云台在内的整个摄像前端之重量累计，选择具有相应承重值的支架。还要看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等等。,在防护罩中，除了用于一体化摄像系统的球形防护罩外，还有圆柱形、长方形等不同形状，应用场合有室内型和室外型两大类。室内摄象机防护罩以装饰性、隐蔽性和防尘为主要目标，而室外型因属全天候应用，要能适应不同的使用环境。 防护罩的材料主要有铝质、合金、
49、挤压成型、不锈钢等。,10、支架普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力 。是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上由于种种原因，现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。制作支架的材料有塑料、金属镀铬、压铸。支架多种多样，依使用环境不同和结构不同，主要有以下类型：,（）天花板顶基支架，一端固定在天花板上，另一端为可调节方向的球形旋转头或可调倾斜度平台，以便摄象机对准不同的方位。有直管圆柱形和形之分。（）墙壁安装型支架，一端固定在
50、墙壁上，其垂直平面用于安装摄象机或云台，对于无云台的摄象机系统，其摄象机可以直接固定在支架上，也可以固定在支架上的球形旋转接头或可调倾斜平台上。（）墙用支架加上安装连板可构成墙角支架，墙角支架加上圆柱安装连板，可将其安装在圆柱杆上。,11、解码器在具体的闭路电视监控系统工程中，解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台及电动镜头的摄像机附近，有多芯控制电缆直接与云台及电动镜头相联，另有通信线（通常为两芯护套线或两芯屏蔽线）与监控室内的系统主机相联。同一系统中有很多解码器，所以每个解码器上都有一个拨码开关，它决定了该解码器在该系统中的编号（即ID号），在使用解码器时首先必须对拨码开关进行设置。
