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監控攝像機的參數介紹

監控攝像機的作用是對監視區域進行攝像並將其轉換成電信號,按規格可分為1/3″、1/2″和2/3″等種類,安裝方式有固定和帶雲臺二種。

· CCD(CMOS)尺寸,亦即攝像機靶面。原多為1/2英寸,1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

· CCD(CMOS)像素,是CCD(CMOS)的主要性能指標,它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高,圖像細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每壹個元素稱為像素,像素越多,圖像越清晰。市場上大多以25萬和38萬像素為劃界。38萬像素以上都為高清晰度攝像機。

· 水平分辨率。彩色攝像機的典型分辨率是在 320到500電視線之間,主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。分辨率是用電視線(簡稱TV LINES)來表示,彩色攝像頭的分辨率在330線~500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關,還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關,通常規律是1MHz的頻帶寬度相當於清晰度為80線。頻帶越寬,圖像越清晰,線數值相對越大。

· 最小照度,也稱為靈敏度。是 CCD(CMOS)對環境光線的敏感程度,或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(Lux),數值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。月光級(0.1Lux左右)和星光極(0.01Lux以下)等高增感度攝像機可工作在很暗條件,2~3Lux屬壹般照度。

· 掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。

中國采用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標準為625行,50場,只有醫療或其它專業領域才用到壹些非標準制式。日本為NTSC制式,525行,60場(黑白為EIA)

· 攝像機電源。交流有 220V、110V、24V,直流為12V或9V。

· 信噪比。所謂信噪比指的是信號電壓對於噪聲電壓的比值,通常用 S/N來表示。

當攝像機攝取較亮場景時,監視器顯示的畫面通常比較明快,觀察者不易看出畫面中的幹擾噪點;而當攝像機攝取較暗的場景時,監視器顯示的畫面就比較昏暗,觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的幹擾噪點。幹擾噪點的強弱(也即幹擾噪點對畫面的影響程度)與攝像機信噪比指標的好壞有直接關系,即攝像機的信噪比越高,幹擾噪點對畫面的影響就越小。

由於在壹般情況下,信號電壓遠高於噪聲電壓,比值非常大,因此,實際計算攝像機信噪比的大小通常都是對均方信號電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對數再乘以系數20。典型值為46db。若為50db,則圖像有少量噪聲,但圖像質量良好;若為60db,則圖像質量優良,不出現噪聲。

壹般攝像機給出的信噪比值均是在AGC(自動增益控制)關閉時的值,因為當AGC接通時,會對小信號進行提升,使得噪聲電平也相應提高。

· 視頻輸出。多為 1Vp-p、75Ω,均采用BNC接頭。

· 鏡頭安裝方式。有 C和CS方式,二者間不同之處在於感光距離不同。 (1) AGC ON/OFF(自動增益控制)

攝像頭內有壹個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,其放大即增益,等效於有較高的靈敏度,然而在亮光照的環境下放大器將過載,使視頻信號畸變。當開關在ON時,在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈,自動增加增益以獲得清晰的圖像。開關在OFF時,在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。

(2) AWB ON/OFF(自動白平衡)

開關撥到ON時,通過鏡頭來檢測光源的特性/色溫,從而自動連續設定白電平,即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍色信號的增益。

(3) ALC/ELC(自動亮度控制/電子亮度控制)

當選擇ELC時,電子快門根據射入的光線亮度而連續自動改變CCD圖像傳感器的曝光時間(壹般從1/50到1/10000秒連續調節)。選擇這種方式時,可以用固定或手動光圈鏡頭替代ALC自動光圈鏡頭。

需要註意的是:在室外或明亮的環境下,由於ELC控制範圍有限,還是應該選擇ALC式鏡頭;在某些獨特的照明條件下,可能出現下列情況:

(1)在聚光燈或窗戶等高亮度物體上有強烈的拖尾或模糊現象。

(2) 圖像顯著地閃爍和色彩重現性不穩定。

(3) 白平衡有周期性變化,如果發生這些現象,應使用ALC鏡頭。

以固定光圈鏡頭采用ELC方式時,圖像的景深可能小於使用ALC式鏡頭所獲得的景深。因此,攝像頭在完全打開固定光圈鏡頭而采用ELC方式時。景深會比使用ALC式鏡頭時小,而且圖像上遠處的物體可能不在焦點上。

當鏡頭是自動光圈鏡頭時,需要將開關撥到ALC方式。

(4)BLC ON/OFF(背光補償開關)

當強大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時,應該把開關撥到ON位置。註意: ① 當與雲臺配用或照明迅速改變時,建議把該開關放在OFF位置,因為在ON位置時,鏡頭光圈速度變慢; ② 如果所需物體不在圖像中間時,背光補償可能不會充分發揮作用。

(5)LL/INT(同步選擇開關)

此開關用以選擇攝像頭同步方式,INT為內同步;LL為電源同步。有些攝像頭還有壹個LL PHASE電源同步相位控制器。當攝像頭使用於電源同步狀態時,此裝置可調整視頻輸出信號的相位,調整範圍大概是壹幀。(調整需要專業人員進行)

(6)VIDEO/DC(鏡頭控制信號選擇開關)

ALC自動光圈鏡頭的控制信號有兩種,當需要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時,應該選擇DC位置,需要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時,應該選擇VIDEO位置。

當選擇ALC自動光圈視頻驅動鏡頭時,還會有壹個視頻電平控制(VIDEO LEVEL L/H)可能需要調整,該控制器調節輸出給自動光圈鏡頭的控制電平,用以控制鏡頭光圈的開大和縮小(凹進光亮)。

在攝像頭的配件中,有壹個黑色的小插頭,插頭有四個針,聯接攝像頭上的黑色插座。如果用DC驅動的自動光圈鏡頭,鏡頭上已經做好了插頭,只要插在插座上,把選擇開關撥到DC即可;如果用視頻驅動的自動光圈鏡頭,需要用戶根據說明書上的標註,用烙鐵焊好。由於廠家定義不同,所以焊法也有區別,請安裝時留意。

(7)SOFT/SHARP(細節電平選擇開關)

該開關用以調節輸出圖像是清晰(SHARP)還是平滑(SOFT),通常出廠設定在SHARP位置。

(8)FLICKERLESS(無閃動方式)

在電源頻率為50Hz的地區,CCD積累時間為1/50秒,如果使用NISC制式攝像機,其垂直同步頻率為60Hz,這樣將造成視覺影像不同步,在監視器上出現閃動;反之,在電源為60Hz的地區用PAL制式攝像機也會有此現像。為克服此現像,在電子快門設置了無閃動方式檔,對NISC制式攝像機提供1/100秒,對PAL制式攝像機提供1/120秒的固定快門速度,可以防止監視器上圖像出現閃爍。手動電子快門:有些用戶使用CCD攝取運動速度比較快的物體,如果以1/50秒速度拍攝,會產生拖尾現像,嚴重影響圖像質量。有些攝像頭給出了手動電子快門,使CCD的電荷偶合速度固定在某壹值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此時CCD的電荷偶合速度提高,這樣采集下來的圖像相對來說會減少拖尾現像,而且對於觀測高速運動或電火花壹類物體,必須使用此設置。所以,某些專用攝像頭給出了手動電子快門,提供給特殊用途的用戶。 隨著監控系統在商用民用的日漸普及,監控攝像機(監控攝像頭)被廣泛應用在各個領域,為社會治安保駕護航。視頻監控攝像機廣泛應用於居民住宅、樓盤別墅、商場店鋪、財務室。每個不同的應用領域,需要有不同類型的監控攝像機,攝像槍就是其中的壹種。根據不同的應用下文主要就講解了關於監控攝像機在數字電影拍攝的控制與流程:

1.監視器控制暴光

首先把監視器調整到相對標準狀態,並且要在拍攝中隨時調整這種狀態,高清監視器有壹個波形圖,對於控制暴光區分亮暗部的細節很有實際意義.

2.自動光圈控制暴光

這時是把自動光圈當作測光表使用,攝影師要對監控攝像機的動態範圍曲線有壹個特別清晰的了解。

3.斑馬線控制暴光

斑馬線通常指定在信號電平90%-95%的幅度上.高清監控攝像機設計了兩級斑馬紋.壹級設定在70%即700毫伏視頻信號電平幅度60%-65%,<基本上是黃種人皮膚反光率23%所對應的視頻信號的電平值>.另壹種是100%斑馬線,70%對應影象中灰區域,100%為亮部。

據統計,2006年數字設備拍攝的電影數量達到110部,占全國總產量1/3.數字電影與膠片電影在實際拍攝的技術差異主要是影調\色調\暴光的控制等諸多不同,拍攝流程也不同。

數字電影的暴光環節.鏡頭-分光濾鏡-CCD-A/D模數轉換-黑斑校正-增益調整-白平衡-雜散光校正-細節調整-色彩巨陣-拐點調整-GMA調整-白切黑切.膠片電影是通過測光表控制暴光.數字中壹些攝影師也用測光表.壹般數字攝影機都有等效感光度感光,對於SONYF900來說,在3200K色溫,快門1/48秒,24P模式下,相當於320度.在數字電影中很少用測光表,因為測光表針對膠片乳劑感光特性設置的.膠片對藍光和紫外光比較敏感,而數字和電影不同,它對紅光相對敏感。

視頻監控攝像機.產品具有圖像清晰,色彩逼真,線數高,照度低等特點。技術研發不斷投入,監控攝像機將隨著其CCD技術與圖像傳感器解決方案陣容的增長,推動市場上的創新進程。 攝像機完成圖像分解和光電信號轉換的器件。圖像分解是把壹幅完整圖像分解成若幹獨立的像素(構成電視圖像畫面的最小單元)的過程。壹般說,像素的數目愈多,圖像愈清晰。每個像素只用單壹的顏色和亮度表示。攝像器件能把圖像中各像素的光信號轉變成相應的電信號,再按壹定的順序傳送到輸出端。攝像器件分攝像管和固體(半導體)攝像器件兩大類。

①攝像管、電子束器件,又分為析像管、光電倍增析像管、超正析像管和光導攝像管等幾種。新型攝像機中多使用小巧的氧化鉛光電攝像管。各種攝像管都有壹個真空玻殼,裏面裝有靶面和電子槍。被攝景物透過玻殼上自動光圈控制暴光的窗成像於靶面,利用靶面的光電發射效應或光電導效應將靶面各點的照度分布轉化為相應的電位分布,將光圖像變成電圖像。在管外偏轉線圈驅動下,電子束逐點逐行掃描靶面,把掃描路徑上各像素的電位信號按序輸出。

②固體攝像器件。壹種新型的電荷耦合器件 (CCD)。幾十萬個器件單元排列成陣面,表層具有光敏特性。被攝景物成像於陣面,各單元存儲電荷量和照度成正比。利用時鐘脈沖和移位控制信號,將陣面各單元信號按壹定順序移出,即可得到強度隨時間變化的圖像電信號。

預放器 把攝像器件輸出的微弱信號放大到規定幅度的視頻放大器。為保證良好的信噪比,要求預放器有盡可能小的噪聲系數。 測試監控攝像機主要測試晰度和色彩還原性、照度、逆光補償,其次是測其監控攝像機失真、耗電量、最低工作電壓,下面先把清晰度和色彩還原性以及照度、逆光補償的測量步驟先介紹壹下。

1 .清晰度的測量:

多個監控攝像機進行測試時,應使用相同鏡頭,(推薦使作定焦、二可變鏡頭),以測試卡中心圓出現在監視器屏幕的左右邊為準,清晰準確的數出已給的刻度線*** 10 組垂直線和 10 組水平線。分別代表著垂直清晰度和水平清晰度,並相應的壹組已給出了線數。如垂直 350 線水平 800 線,此時最好用黑白監視器。測試時可在遠景物聚焦,也可邊測邊聚焦。最好能兩者兼用,可看出此攝像機的差異(對遠近會聚)。

2 .彩色還原性的測試:

測試此參數應選好的彩色監視器。首先遠距離觀察人物、服飾,看有無顏色失真,拿色彩鮮明的物體對比,看監控攝像機反應靈敏度,拿彩色畫冊放在監控攝像機前,看畫面勾勒得清晰程度,過淡或過濃,再次應對運動的彩色物體進行攝像,看有無彩色拖尾、延滯、模糊等。測試條件如此攝像最代照度在 50V 時應在 50+10V 照度情況下測量,即每監控攝像機最代照度基礎上加十伏,且光圈應保持最接近狀態。

3 .照度:

將監控攝像機置於暗室,暗室前後為有源 220V 自熾燈,處設調壓器,以調壓器調節電壓高代來調節暗室內燈的明暗,電壓可以從 0V 調到 250V 。室內光照也可從最暗調至最明,測試時把攝像機光圈均開至最大時記錄下壹個最低照度值(把有源燈用調壓器調暗至看不清暗室內置畫面)再把光圈打至最小再記錄下壹個最低照度值,也可前後燈分別調壓明滅。

4 .逆光補償:

測試此參數有兩種方法:壹種是在暗室內,把攝像機前側調壓燈打開,調至最亮時,然後在燈的下方放置壹圖畫或文字,把監控攝像機迎光攝像,看圖像和文字能否看清,畫面刺不刺眼,並調節 AL 、 AX 拔檔開關,看有無變化,哪種效果最好。另壹種是在陽光充足的情況下把攝像機向窗外照,此時看圖像和文字能否看清楚。

5 .監控攝像機失真:

看監控攝像機失真把測試卡置於攝像機前端使整個球體出現在屏幕上,看圓球形有無橢圓,把攝像機前移,看圓中心有無放大,再遠距離測試邊、角、框有無弧形失真等。

6 .耗電量:

最低工作電壓,使用萬用表測量電流,使用小穩壓器調節電壓看

安全防範系統中,圖像的生成當前主要是來自CCD攝像機,CCD是電荷耦合器件(charge coupled deice)的簡稱,它能夠將光線變為電荷並將電荷存儲及轉移,也可將存儲之電荷取出使電壓發生變化,因此是理想的攝像機元件,以其構成的CCD攝像機具有體積小、重量輕、不受磁場影響、具有抗震動和撞擊之特性而被廣泛應用。

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