如何用一般的攝像頭監(jiān)控

在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)又稱攝像頭或CCDCharge Coupled Device即電荷耦合器件。嚴(yán)格來說，攝像機(jī)是攝像頭和鏡頭的總稱，而實(shí)際上，攝像頭與鏡頭大部分是分開購買的，用戶根據(jù)目標(biāo)物體的大小和攝像頭與物體的距離，通過計算得到鏡頭的焦距，所以每個用戶需要的鏡頭都是依據(jù)實(shí)際情況而定的，不要以為攝像機(jī)頭上已經(jīng)有鏡頭。 攝像頭的主要傳感部件是CCD，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點(diǎn)，CCD是電耦合器件Charge Couple Device的簡稱，它能夠?qū)⒐饩€變?yōu)殡姾刹⒖蓪㈦姾蓛Υ婕稗D(zhuǎn)移，也可將儲存之電荷取出使電壓發(fā)生變化，因此是理想的攝象元件。是代替攝像管傳感器的新型器件。 CCD的工作原理是:被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷，經(jīng)周期性放電，產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，經(jīng)過濾波、放大處理，通過攝像頭的輸出端子輸出一個標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。這個標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號同家用的錄像機(jī)、VCD機(jī)、家用攝像機(jī)的視頻輸出是一樣的，所以也可以錄像或接到電視機(jī)上觀看。 CCD攝象機(jī)的選擇和分類 CCD芯片就像人的視網(wǎng)膜，是攝像頭的核心。目前我國尚無能力制造，市場上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片，現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn)，但質(zhì)量就要稍遜一籌。 因?yàn)樾酒a(chǎn)時產(chǎn)生不同等級，各廠家獲得途徑不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在購買時，可以采取如下方法檢測:接通電源，連接視頻電纜到監(jiān)視器，關(guān)閉鏡頭光圈，看圖像全黑時是否有亮點(diǎn)，屏幕上雪花大不大，這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法，而且不需要其它專用儀器。然后可以打開光圈，看一個靜物，如果是彩色攝像頭，最好攝取一個色彩鮮艷的物體，查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色彩，使物體看起來清晰自然；而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象，即使面對一張白紙，圖像也會顯示藍(lán)色或紅色。個別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵，CCD靶面上會有雜質(zhì)，在一般情況下，雜質(zhì)不會影響圖像，但在弱光或顯微攝像時，細(xì)小的灰塵也會造成不良的后果，如果用于此類工作，一定要仔細(xì)挑選。 1、依成像色彩劃分 彩色攝象機(jī):適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝象機(jī):適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動時，可選用黑白攝象機(jī)。 2、依分辨率靈敏度等劃分 影像像素在38萬以下的為一般型，其中尤以25萬像素512*492、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。 影像像素在38萬以上的高分辨率型。 機(jī)板型。 針孔型。 半球型。 3、按CCD靶面大小劃分 CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸: 目前采用的芯片大多數(shù)為1/3”和1/4”。在購買攝像頭時，特別是對攝像角度有比較嚴(yán)格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。 1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm，對角線16mm。 2/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm，對角線11mm。 1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm，對角線8mm。 1/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm，對角線6mm。 1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm，對角線4mm。 4、按掃描制式劃分 PAL制。 NTSC制。 中國采用隔行掃描PAL制式黑白為CCIR，標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場，只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。另外，日本為NTSC制式，525行，60場黑白為EIA。 5、依供電電源劃分 110VACNTSC制式多屬此類， 220VAC， 24VAC。12VDC或9VDC微型攝象機(jī)多屬此類。 6、按同步方式劃分 內(nèi)同步:用攝象機(jī)內(nèi)同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來完成操作。 外同步:使用一個外同步信號發(fā)生器，將同步信號送入攝象機(jī)的外同步輸入端。 功率同步線性鎖定，line lock:用攝象機(jī)AC電源完成垂直推動同步。 外VD同步:將攝象機(jī)信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。 多臺攝象機(jī)外同步:對多臺攝象機(jī)固定外同步，使每一臺攝象機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè)，因各攝象機(jī)同步，這樣即使其中一臺攝象機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物，同步攝象機(jī)的畫面亦不會失真。 7、按照度劃分，CCD又分為: 普通型 正常工作所需照度1~3LUX 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 紅外型 采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像 CCD彩色攝象機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 1CCD尺寸，亦即攝象機(jī)靶面。原多為1/2英寸，現(xiàn)在1/3英寸的已普及化，1/4英寸和1/5英寸也已商品化。 2CCD像素，是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。CCD是由面陣感光元素組成，每一個元素稱為像素，像素越多，圖像越清晰?，F(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界，38萬像素以上者為高清晰度攝象機(jī)。 3水平分辨率。彩色攝象機(jī)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線TV LINES來表示的，彩色攝像頭的分辨率在330~500線之間。分辨率與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。 頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大。4最小照度，也稱為靈敏度。是CCD對環(huán)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(shù)值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝象機(jī)可工作在很暗條件，2~3lux屬一般照度，現(xiàn)在也有低于1lux的普通攝象機(jī)問世。 5掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。 6攝象機(jī)電源。交流有220V、110V、24V，直流為12V 或9V。 7信噪比。典型值為46db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量優(yōu)良，不出現(xiàn)噪聲。 8視頻輸出。多為1Vp-p、75Ω，均采用BNC接頭。 9鏡頭安裝方式。有C和CS方式，二者間不同之處在于感光距離不同。 2、CCD彩色攝象機(jī)的可調(diào)整功能 1同步方式的選擇 A、對單臺攝象機(jī)而言，主要的同步方式有下列三種: 內(nèi)同步——利用攝象機(jī)內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號來完成操作。 外同步——利用一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送到攝象機(jī)的外同步輸入端來實(shí)現(xiàn)同步。 電源同步——也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機(jī)的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機(jī)和電源零線同步。 B、對于多攝象機(jī)系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝象機(jī)輸出時，不會造成畫面失真，但是由于多攝象機(jī)系統(tǒng)中的各臺攝象機(jī)供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取的措施有: 均采用同一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝象機(jī)的外同步輸入端來調(diào)節(jié)同步。 調(diào)節(jié)各臺攝象機(jī)的“相位調(diào)節(jié)”電位器，因攝象機(jī)在出廠時，其垂直同步是與交流電的上升沿正過零點(diǎn)同相的，故使用相位延遲電路可使每臺攝象機(jī)有不同的相移，從而獲得合適的垂直同步，相位調(diào)整范圍0~360度。 2自動增益控制 所有攝象機(jī)都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信號畸變。為此，需利用攝象機(jī)的自動增益控制AGC電路去探測視頻信號的電平，適時地開關(guān)AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動態(tài)范圍，即在低照度時自動增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。 3背景光補(bǔ)償 通常，攝象機(jī)的AGC工作點(diǎn)是通過對整個視場的內(nèi)容作平均來確定的，但如果視場中包含一個很亮的背景區(qū)域和一個很暗的前景目標(biāo)，則此時確定的AGC工作點(diǎn)有可能對于前景目標(biāo)是不夠合適的，背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。 當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時，攝象機(jī)僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點(diǎn)，此時如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。 4電子快門 在CCD攝象機(jī)內(nèi)，是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門。電子快門控制攝象機(jī)CCD的累積時間，當(dāng)電子快門關(guān)閉時，對NTSC攝象機(jī)，其CCD累積時間為1/60秒；對于PAL攝象機(jī)，則為1/50秒。當(dāng)攝象機(jī)的電子快門打開時，對于NTSC攝象機(jī)，其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍；對于PAL型攝象機(jī)，其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當(dāng)電子快門速度增加時，在每個視頻場允許的時間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝象機(jī)的靈敏度，然而，較高的快門速度對于觀察運(yùn)動圖像會產(chǎn)生一個“停頓動作”效應(yīng)，這將大大地增加攝象機(jī)的動態(tài)分辨率。 5白平衡 白平衡只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動白平衡和自動白平衡兩種方式。 A、自動白平衡 連續(xù)方式——此時白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時，連續(xù)的白平衡 。