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1、2022/12/1,1,视频监控系统摄像机产品培训手册各种类型,2022/12/1,2,培训内容,一、摄像机产品介绍二、摄像机基础知识三、摄像机场景演示四、摄像机产品效果对比五、摄像机镜头的使用六、工程问题检讨,2022/12/1,3,第一章摄像机产品介绍,2022/12/1,4,1.1 摄像机的外形介绍,2022/12/1,5,2022/12/1,6,1.3摄像机的种类,红外高速球形摄像机,2022/12/1,7,第二章摄像机基础知识,2022/12/1,8,镜头：将景物成像在传感器的感光面上；图像传感器（CCD）：将光信号转化成电信号；处理器（DSP）： DSP先把模拟信号转成数字信号,再
2、做一大堆的运算(颜色,亮度,白平衡.),然后再把数字转模拟信号输出,模拟摄像机主要由三部分组成：镜头，传感器，处理器,摄像机构成,2022/12/1,9,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,2022/12/1,10,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种：CCD目前占主流的市场份额COMS后起之秀，未来的发展趋势,2022/12/1,11,CCD与COMS对比,2022/12/1,12,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
3、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，效果较差，为低端用户所钟爱。,2022/12/1,13,按照CCD 靶面尺寸划分 摄像机摄像器件（CCD）的尺寸分为1 英寸、1/2 英寸、1/3 英寸、1/4 英寸等。其中以1/3” ，1/4” ，1/2”，最为常见。CCD 尺寸 水平（mm） 垂直（mm） 对角线（mm） 1 英寸 12.7 9.6 162/3 英寸 8.
4、8 6.6 111/2 英寸 6.4 4.8 81/3 英寸 4.8 3.6 61/4 英寸 3.6 2.4 4 一般来说，大的CCD 芯片，其相应的象素面积也较大，接收所摄光的面积增大，必然使象素输出电荷增多，灵敏度上升，在弱光条件下具有较好的拍摄能力，容易使摄像机整体质量提高，图像细部明显细腻自然。,2022/12/1,14,2022/12/1,15,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
5、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。,2022/12/1,16,2.2 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3200K，照度为2000lx5% 。 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
6、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。,2022/12/1,17,2.2 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),效果对比,2022/12/1,18,2.2 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。水平分辨率取决于CCD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
7、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,2022/12/1,19,2.2 摄像机的基本参数-水平解析度,水平解析度也就是清晰度，它是衡量摄像机优劣的一个重要参数，它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的条数。 工业监视用摄像机的分辨率通常在420650线之间,2022/12/1,20,2.2 摄像机的基本参数-信噪比S/N,是
8、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。 通常用符号S/N来表示 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。,2022/12/1,21,2.2 摄像机的基本参数-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。,宽动态效果对比,2022/12/1,22,2.2 摄像机的基本参数-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：采用25fps帧率，目前全世界大部分国家（包括欧洲多数国家
9、、非洲、澳洲和中国）使用；NTSC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：采用25fps帧率，主要用于法国、前苏联及东欧国家。,2022/12/1,23,2.2 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：DC 12VAC 24VAC 220V,2022/12/1,24,2.3 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,2022/12/1,25,2.3 摄像机功能介绍-日夜切换电子式日夜切换：采用双通滤光片，摄像机内部程序实现彩色转黑白功能机械式日夜切
10、换：采用两块滤光片，日用与夜用分开，由马达或者线圈控制其来回切换，从而达到更好的图像效果日夜转换对比图：,2022/12/1,26,2.3 摄像机功能介绍-自动增益控制AGC,AGC适用于较暗的环境中调试：备注：自动增益越高，画面越亮，但是噪点越大！,2022/12/1,27,2.3 摄像机功能介绍-电子快门 1/1000s 1/4s说明：用于拍摄快速移动中的物体；1.电子快门设置越高，拍摄移动中的物体的边缘会清晰，但低照效果会差；2.当设置为固定的电子快门时，必须使用自动光圈镜头；,2022/12/1,28,2.3 摄像机功能介绍-背光补偿(BLC) 所谓BLC：实质为根据图像的亮度，恰当的
11、调整摄像机的增益和CCD的电荷积累时间（同电子光圈的作用）。不过这时所测的亮度，不是整幅图像的平均亮度，而是选定的某些部分（“窗口”）的亮度。说明： 适用于逆光的场景，为突显前景特征，设置背光补偿，提升前景亮度。当然因为亮度是整个画面提升，故提升后，前景亮度合适，背景亮度却曝光过度。,2022/12/1,29,2.3 摄像机功能介绍-白平衡白平衡（自动白平衡、自动追踪白平衡和手动白平衡）：根据场景的光线的色温来自动调节还原图像的主色彩。自动白平衡是以白色为基准色彩，如果画面之中没有白色场景，则有可能白平衡效果不是很理想，出现画面偏色。,白平衡调整分为手动白平衡调整（MWB)和自动白平衡调 整(
12、AWB)，而自动白平衡调整又分为自动跟踪白平衡 （ATW)和自动白平衡控制（AWC),2022/12/1,30,2.3 摄像机功能介绍-白平衡,自动跟踪白平衡1-色温调节范围在2200-9500K适合颜色单一的场景；自动跟踪白平衡2-色温调节范围在2200-15000K适合颜色丰富的场景；自动控制白平衡手动设定标准白；手动白平衡手动调节色彩比例；,2022/12/1,31,白平衡,所谓白平衡，就是摄像机对白色物体的还原。,上图中中间的图像彩色还原是正常的，而右侧的图像明显偏蓝，左侧图像则偏红，因此左侧及右侧的图像都为白平衡不正常的图像。,2022/12/1,32,宽动态其实就是加强型的BLC，
13、扩大了画面的适用范围。主要应用于同时清晰地表现室内及室外的画面的场合。,2022/12/1,33,+,=,+,=,2022/12/1,34,2.3 摄像机功能介绍-强光抑制 当强光（如车灯）进入监控范围时，摄像机开启PLC（强光抑制）功能，可以降低自动光圈对强光的敏感度，避免光圈快速的闭合，而使得画面快速变暗，达到强光抑制的效果。,2022/12/1,35,2022/12/1,36,第三章摄像机场景演示,2022/12/1,37,3.1普通监控场景调试OSD摄像机说明：用户可以根据不同场景通过操作OSD菜单完成各项设置,2022/12/1,38,3.1普通监控场景调试拨码式摄像机,用户可通过这
14、些拨码来完成相应的功能操作。,2022/12/1,39,3.2逆光的监控场景演示背光补偿功能,监控的注意点：1.典型的逆光环境；2.要求能分辨出人脸和基本特征；,2022/12/1,40,3.2逆光的监控场景演示背光补偿功能,调试步骤：1.根据镜头类型选择自动光圈或手动光圈模式；2.进入菜单操作，选择背光补偿选项，设置补偿区域；3.根据画面效果，适当设置光圈值；,2022/12/1,41,3.3环境亮度对比度大的监控场景演示宽动态功能,监控注意点：1.典型的逆光环境；2.需要看清窗外的物体，也要看清室内的物体；说明：右图是普通摄像机只能看到窗外的物体的，室内的物体无法看清楚。,2022/12/
15、1,42,3.3环境亮度对比度大的监控场景演示宽动态功能,调试步骤：1.打开摄像机的OSD菜单，选择“宽动态”选项；2.进入宽动态设置选项后，有数值1，数值2和对比度供用户根据不同需要进行设置；3.最后保存设置即可完成整个设置过程；备注：数值1调节亮处数值，数值2调节暗处数值，对比度调节亮暗对比度的数值，一般宽动态适用于室内并且亮度对比较大的场景，如银行柜台。,2022/12/1,43,3.4路口的车辆监控演示强光抑制功能,监控注意点：1.汽车缓慢行驶；2.需要在白天和晚上都能看清楚车牌；3.特别在晚上汽车开启车灯时，摄像机也能正常监控。备注：此时可选择具备强光抑制功能的摄像机。,2022/1
16、2/1,44,3.4路口的车辆监控演示强光抑制功能,调试步骤：1. 三种监控模式：其中 MODE A 适用于卡口等车速较慢场合 , MODE B 用于道路等车速较快场合 ； 另可依现场环境自行设置 USER MODE ；2.内部参数主要可以选择快门，自动增益， 调整画面亮度 ， 调节光圈敏感度 等几个性能参数来达到最佳监控效果；,2022/12/1,45,3.5地下车库监控演示超低照度,监控注意点：1.地下车库环境昏暗，光线不足；2.需要能看清人物和车辆的基本特征。备注：可选择超低度的摄像机,2022/12/1,46,3.5地下车库监控演示超低照度,调试步骤：首先镜头方面的选择，建议选择光圈数
17、值小的；2.内部参数主要调节快门，将快门调制最佳值，最后再调节自动增益参数， 达到最佳监控效果；,2022/12/1,47,第四章摄像机产品效果对比,2022/12/1,48,4.1摄像机产品效果对比分辨率细测,测试说明：使用小焦距的镜头，可以是分辨率看起来更高一些。,2022/12/1,49,4.2摄像机产品效果对比分辨率粗测,1.比较时，注意细节丰富的 地方； 2. 看线条简单的地方； 3.最后还有注意整体画面。 测试说明： 测试时尽量将焦距调大一点，如果是手动光圈，可以将镜头的光圈值略微调小些，建议使用日本的镜头，性能方面更优越。,2022/12/1,50,4.3摄像机产品效果对比色彩,
18、1.看白色处，这部分主要是看白平衡是否处理的好；2.看颜色鲜艳处，这部分主要看红，黄，绿等同实物比对，是否偏色；3.看整体，这部分主要看整体的颜色是否偏冷色或暖色，色彩浓淡是否真实；,测试说明： 测试时尽量在日光灯下照明的场景测试，应尽量避免在白炽灯，高汞灯等低色温下测试。,2022/12/1,51,4.4摄像机产品效果对比宽动态,1.看前景亮度和后景亮度是否均匀，层次感是否好； 2.看亮和暗的边缘，毛刺感的强弱。,测试说明：尽量使用大口径的镜头，如f0.95(在室内环境较暗的场景测试用处大）,2022/12/1,52,4.4摄像机产品效果对比低照度,1.看画面亮度；2.看画面噪点；,测试说明
19、：1.尽量使用大口径的镜头（日本名牌的镜头，如f0.95);2.要保证摄像机在同一种模式下测试，如帧积累，AGC等重要设置一致。,2022/12/1,53,4.5摄像机产品效果对比红外机晚上监控效果,1.看整体画面的亮度是否够，是否均匀，在画面的四周是否有暗角或光斑； 2.画面对比度表现如何，是否有发白，发蒙的现象； 3.看画面的噪点； 4.看当物体离摄像机3M远的时候，是否有过曝的现象。,2022/12/1,54,第五章摄像机镜头的使用,2022/12/1,55,5.1镜头的基本概念-组成,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
20、选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。,2022/12/1,56,5.1镜头的基本概念-参数介绍,我们在评价镜头质量时一般会从分辨率、明锐度和景深等几个实用参数判断，另外从镜头的光学特性方面来说，还包括了：成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等四个参数，下面为大家简单介绍以上参数的概念 。分辨率（Resolution）： 又称鉴别率、解像力，指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力，制约镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射光斑（爱里斑）。分辨率的单位是“线对/毫米“ （lp/mm）。 镜头分辩率指的是在像平面处1毫米内能分辨开的黑白相间的线条对数 。明锐度（Acutance）： 也称对比度
21、，是指图像中最亮和最暗的部分的对比度。,2022/12/1,57,景深（DOF）： 在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆叫做弥散圆。如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。 这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深。,以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。,2022/12/1,58,影响因素 景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。 这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)： (
22、1)、镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；(2)、镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；(3)、拍摄距离距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。 F5.6,200mm,1/200s F11,120mm,1/30s,2022/12/1,59,超焦距 物距的大小也影响景深，一般物距越大景深也越大，通常在一个特定的物距之后到无限远的物体都可以清晰成像（具体物距由镜头的焦距和通光孔径决定，当然控制光圈的大小也可以决定这个物距的具体大小），这段景深称之为“超焦距”。,2022/12/1,60,5.1镜头的基本概念-参数介绍,成像尺寸 镜头一般可分为25. 4mm（1lin）、
23、16. 9mm（2/3in）、12. 7mm（1/2in）、8.47mm（1/3in）和6.35mm（1/4in）等几种规格，它们分别对应着不同的成像尺寸，选用镜头时，应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。,2022/12/1,61,焦距,透镜中心或其第二主平面到图像聚集点处的距离。单位一般为毫米或英寸。 当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距：f=w D/Wf=h D/H f：镜头焦距, 单位：毫米 w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度），单位：毫米W：被摄物体宽度，单位：米D：被摄物体至镜头的距离，单位：米h：图象高度（被摄物体在c
24、cd靶面上成像高度），单位：毫米H：被摄物体的高度，单位：米,2022/12/1,62,相对孔径,概念 控制镜头进光量，需要由镜头的所谓“孔径光阑”(Diaphragm)即光圈来控制。孔径光阑都是位于镜头内部，通常由多片可活动的金属叶片(称为光阑叶片)组成，可以使中间形成的(近似)圆孔变大或者缩小，以达到控制通过光量大小的目的。 对于不同的镜头而言，光阑的位置不同，焦距不同，入射瞳直径也不相同，用孔径来描述镜头的通光能力，无法实现不同镜头的比较。为了方便在实际摄影中计算曝光量和用统一的标准来衡量不同镜头的孔径光阑实际作用，采用了“相对孔径”的概念。相对孔径 = 镜头焦距 / 入射瞳直径 = f
25、/d,2022/12/1,63,视场角,镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。视场角与镜头的焦距f及摄像机靶面尺寸（水平尺寸h及垂直尺寸v）的大小有关，镜头的水平视场角ah及垂直视场角av可分别由下式来计算，即ah=2arctg（h/2f）av=2arctg（v/2f） 由以上两式可知，镜头的焦距f越短，其视场角越大，或者，摄像机靶面尺寸h或v越大，其视场角也越大。,2022/12/1,64,图1-2 不同焦距镜头所对应的视场角,2022/12/1,65,镜头焦距与视场角的对照表：,2022/12/1,66,5.2 镜头的接口,镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型
26、，工业摄像机常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徕卡接口、M42接口、M50接口，M12接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。 C接口和CS接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸32UN英制螺纹连接口，C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的，区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为12.5mm。 CS型接口的摄像机可以和C口及CS口的镜头连接使用，只是使用C口镜头时需要加一个5mm的接圈；C型接口的摄像机不能用CS口的镜头。,2022/12/1,67,5.2镜头的接口-匹配,
27、2022/12/1,68,5.3 镜头的选择,镜头的选用应考虑一下几点：1） 镜头尺寸应等于或大于摄像机成像面尺寸；2） 选用合适的镜头焦距；3） 考虑环境光线的变化。；4）考虑最佳监看范围；5） 镜头接口与摄像机接口要一致；,2022/12/1,69,第六章工程问题检讨,2022/12/1,70,6.1 红外摄像机供电问题,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、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：,2022/12/1,71,6.2 红外摄像机白天图像正常，夜间发白,
28、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。,2022/12/1,72,6.3 ICR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、红外灯触发信号需要正确连接。,2022/12/1,73,6.4 使用自动光圈镜头夜间虚焦问题,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：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：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,2022/12/1,74,谢谢！,
