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监控摄像机基础知识
 

摄像机水平视场角近似值

   镜头焦距
 1/4英寸摄像机
 1/3英寸摄像机
 1/2英寸摄像机
 2.8 mm
  64
  80
  97
 3.5 mm
  51
  68
  84
 4.0 mm
  45
  60
 4.8 mm
  38
  40
  69
 6.0 mm
  30
  38
  57
 8.0 mm
  23
  30
  40
 12.0 mm
  15
  20
  30
 16.0 mm
  11
  15
  22
 25.0 mm
  7
  10
  14
 50.0 mm
  4
  5
  7
 75.0 mm
  2
  3
  5

通用镜头分类

  • 标准镜头:典型水平视场角为 30 度,与人类肉眼视场角相同,一般用于走道及小区周界等场所;
  • 广角镜头:典型水平视场角 64 度,短焦距镜头提供宽角度视场,一般用于电梯轿箱内、大厅等大视角场所;
  • 长焦镜头:典型水平视场角 15 度,长焦距镜头提 供高倍放大,用于远距离监视;
  • 变焦镜头:镜头焦距范围可变,可从广角变到长焦,视角范围广区域;
  • 针孔镜头:用于隐蔽监控。

现场照度条件与摄像机的选择

  在选择合适的摄像机进行安装时,一定要考虑现场的光亮度。 Lux ,是光亮水平的测试单位,用来表示指定区域光照度。照明较好地区,只要选用一般性能的摄像机就足够了。然而彩色系统对于光照度小于 2.0Lux 的地段,黑白系统对于光照度小于 0.2Lux 的地段选用较高性能的摄像机就显得十分必要了。使用照度计能测出光照度。如果手头没有照度计,下面表中所测光照水平可供参考。

室内
室外

仓库 20—75 Lux
紧急通道 30—75 Lux
楼梯走廊 75—200 Lux
商店 75—300 Lux
办公室及接待室 300—500 Lux
银行 200—1000 Lux
会议厅 300—1000 Lux


晴天 10000—1000000 Lux
阴天 100—10000 Lux
黎明黄昏 1—10 Lux
满月之夜 0.1—1 Lux
多云之夜 0.01—0.1 Lux
晴天时星光下 0.001—0.01 Lux
阴天时星光下 0.0001—0.001 Lux

C与CS接口

  C 与 CS 接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面(摄像机 CCD 光电感应器应处的位置)的距离不同, C 型接口此距离为 17.5mm., CS 型接口此距离为 12.5mm. 。 C 型镜头与 C 型摄像机, CS 型镜头与 CS 型摄像机可以配合使用。 C 型镜头与 CS 型摄像机之间增加一个 5mm 的 C/CS 转接环可以配合使用。 CS 型镜头与 C 型摄像机无法配合使用。

监控器的CCD/CMOS尺寸知识

  CCD,Charged Coupled Device的缩写,中文意思为电荷藕合器件。60年代末期由贝尔试验室发明。开始是作为一种新型的PC存储电路,很快便发现CCD具有许多其他潜在的应用,包括信号和图像(硅的光敏性)处理。如今,CCD的应用领域已经今昔对比,在我们熟习的数码相机上,他扮演着举足轻重的作用。他接收透过镜头的光,并将光讯号转换为电信号,再由模拟数字转换器(A/D)将这些电信号转变成数码相机能识别的数字信号,这些数字信号最后就会还原为我们最终期待的照片图像。在像素数一样的情况下,CCD尺寸越大单位像素就越大。这样,单位像素可以收集更多的光线,因此,理论上可以说有利于提高画质。CCD片的大小与摄像效果与密切的关系,CCD片越大在低照度下表现的越比较好,画面更清晰明亮。

按摄像元件的ccd靶面的大小划分
(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11mm
(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

此外ccd摄像机有pal制和ntsc制之分,还可以按图像信号处理方式划分或按摄像机结构区分。

  说到CCD的尺寸,其实是说感光器件的面积大小,这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大,也即CCD/CMOS面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件,相当于光学传统相机中的胶卷

  CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力,并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时,会将电荷反应在组件上,整个CCD上的所有感光组件所产生的信号,就构成了一个完整的画面。

  如果分解CCD,你会发现CCD的结构为三层,第一层是“微型镜头”,第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。

  第一层“微型镜头”

  我们知道,数码相机成像的关键是在于其感光层,为了扩展CCD的采光率,必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定,而改由微型镜片的表面积来决定。

  第二层是“分色滤色片”

  CCD的第二层是“分色滤色片”,目前有两种分色方式,一是RGB原色分色法,另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先,我们先了解一下两种分色法的概念,RGB即三原色分色法,几乎所有人类眼镜可以识别的颜色,都可以通过红、绿和蓝来组成,而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue,这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK,这是由四个通道的颜色配合而成,他们分别是青(C)、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中,CMYK更为适用,但其调节出来的颜色不及RGB的多。

  原色CCD的优势在于画质锐利,色彩真实,但缺点则是噪声问题。因此,大家可以注意,一般采用原色CCD的数码相机,在ISO感光度上多半不会超过400。相对的,补色CCD多了一个Y黄色滤色器,在色彩的分辨上比较仔细,但却牺牲了部分影像的分辨率,而在ISO值上,补色CCD可以容忍较高的感光度,一般都可设定在800以上

  第三层:感光层

  CCD的第三层是“感光片”,这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号,并将信号传送到影像处理芯片,将影像还原。

  传统的照相机胶卷尺寸为35mm,35mm为胶卷的宽度(包括齿孔部分),35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机,对角长度约接近35mm的,CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中,很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6,比起消费级数码相机要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm,达到了35mm的面积,所以成像也相对较好。

  现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD/CMOS尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的CCD/CMOS像素增加固然是件好事,但这也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量,就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难,成本也非常高。因此,CCD/CMOS尺寸较大的数码相机,价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小,而越专业的数码相机,CCD/CMOS尺寸也越大。

那么为何在镜头的选用中考虑ccd靶面的尺寸呢?

  为了从1/3″与1/2″ ccd摄像机中获取同样的视角,1/3″ ccd摄像机镜头焦距必须缩短;相反如果在1/3″ ccd与1/2″ ccd摄像机中采用相同焦距的镜头,情况又如何呢?1/3″ ccd摄像机视角将比1/2″ ccd摄像机明显地减小,同时1/3″ ccd摄像机的图像在监视器上将比1/2″ ccd的图像放大,产生了使用长焦距镜头的效果。   

  另外我们在选择镜头时还要注意这样一个原则:即小尺寸靶面的ccd可使用大尺寸靶面ccd摄像机的镜头,反之则不行。原因是:如1/2″ ccd摄像机采用1/3″镜头,则进光量会变小,色彩会变差,甚至图像也会缺损;反之,则进光量会变大,色彩会变好,图像效果肯定会变好。当然,综合各种因素,摄像机最好还是选择与其相匹配的镜头。

关键词: 摄像机 CCD CCD摄像机 镜头 1/3 1/2


 

 
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