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 监控摄像机基础知识
发布日期:[2012-1-26]   

    视频监控系统主要由前端部分、传输部分、控制部分、显示与记录四大部分所组成。

    前端部分就是安装在现场的摄像装置,包括各类摄像机、镜头、防护罩、支架;摄像机根据图像的种类、所适用的照度、摄像器件的种类、适用光谱的范围、摄像机的使用环境和摄像机的用途分成很多种,现场设备进行造型时应充分考虑各种环境因素合理配置、选择摄像机。

    1 、摄像机部分

    1)摄像机的核心部件是图像传感器,目前比较广泛的图像传感器分CCD图像传感器和CMOS图像传感器这两类;

    CCD图像传感器分辨率高、灵敏度高、信噪比高、动态范围宽,具有很高的成像质量;因此,长期以来视频监控系统中的摄像机大部分都是CCD摄像机。

    CMOS图像传感器体积小、功耗低等许多优点,但其最大的弱点是光照灵敏度低,即光线昏暗时,图像质量严重恶化,这也是CMOS摄像机在监控系统中应用比较少的根本原因。

    2)摄像机依成像色彩划分可分为彩色摄像机和黑白摄像机两种

    彩色摄像机:比较适用景物辨别,如人的衣着和景物的颜色。

    黑白摄像机:比较适用于夜间无法安装照明系统和光线不充足的地方。

    3)按摄像机的功能来划分

    普通型摄像机:不含镜头的摄像机,一般用在没有特别要求,有足够光线的场所。一体化变倍摄像机:含镜头,一般有16倍、22倍、27倍等变倍镜头,也分为普通型和日夜型;它是由电子放大和光学变倍组成,光学变倍越大,摄像机看的距离就越远,图像就越清晰,它是通过镜片移动来放大与缩小需要收取的景物;电子放大又称为数码变焦,它实际上是画面的电子放大技术,虽然图像有所放大,但 是清晰度会有一定程度的下降,所以电子放大的实际意义不大。

    红外灯摄像机:含镜头及红外灯,在夜间无灯光照明时也能看清楚实物;可分为普通型和变倍型红外灯摄像机;具有防水防尘的功能,安装也比较方便,红外灯是当照度低于1Lux时,红外灯自动启动,图像就会从彩色转变成黑白;对电源要求比较 高,所以在工地安装时,电源一般都采用就地接AC 220V再外接一个DC 12V电源,或者用大功率电源来进行集中供电;在晚上没有看实物,只是看空旷地时效果比较差,另外不能安装在球罩里面,这样会反光。

    超低照度日夜两用摄像机:在环境很暗的情况下,也能看到高清晰度画面,如果借助红外灯可实现零照度下监看,在照度低于0.01Lux时,会自动转成黑白,在光线很暗的情况下,就可以清晰的监看画面,它除了照度比较低外,还有对摄像机的白平衡和背光补偿作了一些改进。

    超宽动态摄像机:功能是可消除强烈背景光影响,特别适用于明暗交合处,银行柜员机等场所;在收费站处,晚上由于车都开着灯,一般的摄像机很难看到车牌,这个摄像机它能屏蔽车前大灯,再来看清楚车牌。

    智能球摄像机:含云台、一体化摄像机、可旋转、变倍控制,有128个预置位,用于大范围区域。

    红外灯匀速球:含云台、一体化摄像机、红外灯、可旋转、变倍控制,用于晚上没有灯光大范围区域。

    4)按摄像机的外观来划分

    枪式摄像机:普通型,外观长方体,不含镜头,装于护罩内。

    半球型摄像机:外形如半球,美观、隐蔽,通常含镜头及护罩,多用于酒店等场所。  

    飞碟型摄像机:外形如飞碟,美观、隐蔽,通常含镜头及护罩,多用于电梯。

    微型摄像机:体积小,外形有纽扣型、笔型、针孔,多为无线,用于采访、偷拍等隐蔽场所。

    全球型摄像机:体积大,球体,内含云台、摄像机,多为高速球,用于大范围区域。

    5)按摄像机的分辨率划分

    黑白摄像机的分辨率一般为380~600线,彩色为420~660线,其数值越大成像越清晰;一般的监视场合,用480线左右的彩色或黑白摄像机就可以满足要求,而对于医疗等特殊场合,用600线的摄像机能得到更清晰的图像。

    6)按摄像机灵敏度划分

    灵敏度也就是最低的环境照度,黑白摄像机的灵敏度大约是0.02~0.5Lux,彩色摄像机多在1Lux以上。1Lux的摄像机用于普通的监视场合;在夜间使用或环境光线较弱时,推荐使用0.02Lux的摄像机。与与红外灯配合使用时,也必须使用低照度的摄像机。

    在灯光比较亮的情况下,一般使用的照度为1~3Lux;

    在晚上灯光稍暗的情况下,一般使用的照度为0.1Lux左右;

    在晚上灯光比较暗的情况下,一般使用照度为0.01Lux以下;

    在没有光线,有红外灯补偿的情况下,一般使用感红外灯的摄像机。

    2、 镜头部分

    1)按应照场所分类

    广角镜头:视角90度以上,观察范围较大、近处图像有变形;小于4毫米镜头;

    标准镜头:视角30度左右,使用范围较广,6-8毫米之间;

    长焦镜头:镜头焦距连续可变,集中可以从广角变到长焦,焦距越长则成像越大,大于8毫米;

    针孔镜头:用于隐蔽观察,经常被安装在如天花板或墙壁等地方;

    2)按焦距来分类

    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,就相应调节光圈的大小;光圈的大小可通过手动或自动调节,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,主要用于摄像机自带电子快门的情况。

    变焦距:焦距可能根据需要进行调整,使被摄物体的图像放大或缩小,像精工的六倍2可变或者3可变镜头,这些镜头可通过光学倍数变大,看的距离就越远。

    3、护罩部分

    防护罩分为室内型和室外型两种。室内防护罩主要是防尘,有的也有作隐蔽作用,使监视场合和对象不易察觉受监视;室外防护罩的功能主要有防晒、防雨、防尘和 防冻等作用。一般的室外防护罩都配有温度继电器,在温度高时自动打开风扇冷却,温度低时自动加热;下雨时可以人工控制雨刷刷雨;有的室外防护罩的玻璃还可 以加热,当防护罩上有结霜时,可以加热除霜。

    4、解码器部分

    解码器一般与矩阵控制主机或者DVR配套使用,主要作用为通过数据线缆接收来自矩阵主机和DVR的控制信号,对主机的控制码进行解码,放大输出,驱动云台的旋转、以及变焦镜头的变焦和聚焦。

    5、云台部分

    1)按环境划分

    可分为室内云台及室外云台两种:室内云台承重小,没有防雨装置;室外云台承重大,有防雨装置。

    2)按承重划分

    为适应安装不同的摄像机及防护罩,云台的承重也是不同的。应根据选用的摄像机及防护罩的总重量来选用合适承重的云台。室内云台的承重量较小,云台的体积和 自重也较小;室外云台因为要在它的上面安装带有防护罩(有些还是全天候防护罩)的摄像机,所以承重量都较大,它的体积和自重也较大。

    3)按监测范围划分

    可分为固定云台和电动云台两种(电源供电电压:目前常见的交流24V和220V两种;云台的耗电功率,一般是承重量小的功耗小,承重量大的功耗大):

    固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平角度,达到最好的工作状态后锁定就可以了。

    电动云台适用于对大范围进行扫描监视,它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台工作状态由两台电机来实现,电机接受来自控制器的信号来进行定位。在控制信号 的作用下,云台上的摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。 电动云台按控制方式又可分为:

    有线控制:控制线的输入端有五个,其中一个为电源的公共端,另外四个分为上、下、左、右控制端。如果将电源的一端接在公共端上,电源的另一端接在“上”时,则云台带动摄像机向上转,其余类推。

    继电器控制:云台有六个控制输入端。一个是电源的公共端,另四个是上、下、左、右端,还有一个是自动转动端。当电源的一端接在公共端,电源另一端接在“自动”端,云台将带摄像机按一定的转动速度进行上、下、左、右的自动转动。?

    目前大多数云台仍采用有线遥控方式。云台的安装位置距控制中心较近,且数量不多时,一般从控制台直接输出控制信号进行控制。而当云台的安装位置距离控制中心较远且数量较多时,往往采用总线方式传送编码的控制信号并通过解码器解出控制信号再去控制云台的转动。

    4)按安装方式分

    可分为侧装和吊装,即安装在天花板上还是安装在墙壁上。

    5)按外形分

    可分为普通型和球型,球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中,除了防止灰尘干扰图像外,还隐蔽、美观、快速。

    6)按回转特点分

    可分为只能左右旋转的水平云台和能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说,水平旋转角度为0°~350°,垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平 旋转速度一般在3°~10°/s,垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°~32°/s,垂直旋转速度在0°~16°/s左右。在一些 高速球中,云台的水平旋转速度高达300°/s以上,垂直旋转速度在120°/s以上。

 
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