1、监控系统综合业务培训 视频监控系统 作者：麦永恒 目录1、安全防范系统、安全防范系统 v安全防范系统（安防系统）：指以维护社会公共安全，保护人身财产安全、信息与通讯安全，达到损失预防与犯罪预防的目的，其是运用安全防范产品和其他相关产品的组合或集成的电子系统，全称为公共安全防范系统。（定义）v安防五大系统 ： 1、防盗报警系统 ； 2、视频监控系统 ；（地位） 3、出入口控制系统 ； 4、楼宇对讲系统 ； 5、电子巡更系统 。2、视频监控系统发展历程、视频监控系统发展历程v第一代第一代：模拟时代。视频信号由同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。v第二代第二代：半数字时代。视频信号由同轴电缆
2、进行传输，由多媒体控制主机或数字硬盘录像机（DVR）进行数字处理与存储。v第三代第三代：全数字时代。视频从前端图像采集设备输出即为数字信号，并以网络为传输媒体，基于网络TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟（数字）矩阵控制主机来实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。能与弱电系统中其他各子系统前端设备输出的数字信号通过多网合一网络复用进行传输，实现在同一操作平台上进行管理与控制。 第第3.1代代：现场工控机插卡方式 (非嵌入式)； 第第3.2代代：通过网络视频编解码器方式； 第第3.3代代：现场采用网络监控产品(直接输出全数字信号)
3、。3、视频监控系统组成、视频监控系统组成v视频监控系统由摄像采集，信号传输，图像显示、存储、控制等三部分组成。v摄像采集部分摄像采集部分：视频采集设备是指系统前端采集视频信息的设备。操作者通过前端设备获取必要的图像等需要被监视的信息。视频采集设备主要包括摄像机和镜头，其附属设备主要有支架，云台，护罩，解码器，补光灯等。v信号传输部分信号传输部分：是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和，包括传输图像信号、声音信号、控制信号以及电源供给。v显示、存储、控制部分显示、存储、控制部分：一般由几台或多台监视器组成电视墙（通过拼接大屏）对前端图像一一显示或轮换显示，并通过硬盘录像机进行存储，同时由总控制
4、台（或还有副控制台）对前端设备进行控制。3、视频监控系统组成、视频监控系统组成3、视频监控系统组成、视频监控系统组成3、视频监控系统组成、视频监控系统组成960H模拟高线监控系统模拟高线监控系统3、视频监控系统组成、视频监控系统组成IP网络高清监控系统网络高清监控系统3、视频监控系统组成、视频监控系统组成HD-SDI高清监控系统高清监控系统4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备 1. 采集及附属设备采集及附属设备v摄像机 v镜头v补光灯v护罩v支架v云台v解码器采集采集设备设备传输传输设备设备控制控制设备设备显示显示设备设备存储存储设备设备4、视频监控系统各部分主要设备、视
5、频监控系统各部分主要设备1.1 摄像机摄像机v模拟摄像机大部分采用的是CCD （电荷耦合器件）感光元件，它是一种半导体成像器件。被摄物体的图像经过镜头聚焦至 CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。 4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.1摄像机感光元件摄像机感光元件1.按照成像色彩划分v彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像
6、机的10倍。v黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区。在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。2.按照分辨率划分 v按照分辨率划分为 25 万像素左右，对应彩色 330 线/黑白 400 线；v25 万至 38万像素之间，对应彩色 420 线/黑白 500 线；v38 万像素以上，对应彩色大于或等于彩色480 线/黑白 570 线以上。3.按照摄像机灵敏度划分 v普通型：正常工作所需照度为1至3Lux（一般照度）；v月光型：正常工作所需照度为0.1Lux 左右；v星光型：正常工作所需照度为0.01Lux以下；v红外照明型：原则上可视为0Lux
7、，采用红外光源成像（黑白）。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.1摄像机感光元件摄像机感光元件4.按照 CCD 靶面尺寸划分v1 inch靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mmv2/3inch靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mmv1/2inch靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mmv1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mmv1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mmv在模拟监控中以1/4,1/3 英寸的CCD最为常见。 4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设
8、备1.1.2摄像机的分类摄像机的分类v1、从外观分：枪机，半球，球机，红外机，一体机等；v2、从防水性能分；防水机和室内机（不防水机） v3、从功能分：普通摄像机（无红外灯的）；红外摄像机（有红外灯）；照车牌摄像机；宽动态摄像机；高清摄像机v4、从传输信号分：模拟摄像机；网络摄像机；v5、从传输方式分：有线摄像机、无线摄像机。v除了彩色标准枪式摄像机需要另外配备镜头使用外其他摄像机都已经标配相应镜头。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（1）清晰度v清晰度的决定因素：图像清晰度=信号源的图像质量X处理电路的处理水平X显像方
9、式的显像质量。即使提高了处理电路性能或显像性能，也要相应的信号源配合，才会有高的图像清晰度。摄像机CCD像素越多，图像越清晰，对图像细节的表现越好。v清晰度是以水平分辨率来衡量的，分辨率是用电视线（TVL）来表示，分辨率除与CCD和镜头有关，还与摄像机电路通道的频带宽度直接相关，通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰度为80线。 频带越宽，图像越清晰，线数值相对越大。视频监控用摄像机的分辨率通常在 420540 线之间，广播级摄像机的分辨率则可达到700 线左右。v分辨率的高低不用专业的测试工具一般肉眼很难分辨。 客户对画质的要求较高或者需要通过公安技防办验收的则配置480线以上摄像机。 （地
10、方）4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（2）最低照度v最低照度，也称为灵敏度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯（LUX），一般彩色摄像机的最低照度为 1LUX， 照度的测定是以在一定的镜头光圈系数为前提，因此不能只看摄像机说明书中标称的最低照度，应以摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小为准。最低照度数值越小，表示需要的光线越少，摄像头也越灵敏，摄像机档次越高。月光级和星光级等高感度摄像机可工作在很暗条件下。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备
11、1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（3）信噪比v所谓“信噪比”指的是信号电压与噪声电压的比值，通常用符号 S/N 来表示。典型值为44-55db，通常我们会见到48db、52db。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。信噪比数值越大图像质量越好。v当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪
12、点对画面的影响就越小。 4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（4）自动增益控制（AGC）v所有摄像机都有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关 AGC，从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。v具有 AGC 功能的摄像机，在低照度时
13、的灵敏度会有所提高，但此时的噪点也会比较明显。这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（5）宽动态v在一些明暗反差过大的场合，一般的摄像机由于CCD的感光特性所限制，摄取的图像往往出现背景过亮或前景太暗的情况，这时采用宽动态技术，在同一时间曝光两次，一次快，一次慢，再进行合成使得能够同时看清画面上亮与暗的物体。传统的摄像机一般会采取背光补偿功能来适应光线反差大的场合。虽然二者都是为了克服在强背光环境条件下，看清目标而采取的措施，但背光补偿是以牺牲画面的对比度为代价，所以从某种意义上说，宽动态
14、技术是背光补偿的升级。v传统摄像机只能看到室内的景物，室外的景物全被过滤掉了；宽动态模式下，入口内外的景物均清晰可见，且保证了景物真实色彩的还原。传统摄像机传统摄像机具有宽动态功能的摄像机具有宽动态功能的摄像机4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（6）电子快门v由于 CCD 感光的实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度），即可实现控制 CCD 感光时间的功能。 v电子快门控制摄像机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对
15、NTSC摄像机，其CCD累积时间为1/60秒；对于PAL摄象机，则为1/50秒。v当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60秒到1/10000秒的范围；对于PAL型摄像机，其电子快门则以311步覆盖从1/50秒到1/10000秒的范围。v当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，然而，较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨率。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（7）白平衡v白平衡
16、只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。 vA、自动白平衡 连续方式此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为28006000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。 按钮方式先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再次执行被改变
17、为止，其范围为230010000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。vB、手动白平衡 开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或蓝色状况有多达107个等级供调节。有的摄像机将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（曰光水平）的档次选择。 4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（ 8 ）视频输出。v多为1Vp-p、75，均采用BNC接头。（ 9 ）摄像机电源。v交流有220V、110V、24V，直流12V 或9V。（10）镜头安装方式。v有C
18、和CS方式，二者间不同之处在于感光距离不同。（11）扫描制式。v有PAL制和NTSC制之分。 中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外，曰本为NTSC制式（黑白为EIA） ，525行，60场。（12）日夜切换（自动ICR）。vICR的中文名称叫“双滤光片切换器”，是用于让滤光片白天切换到不感红外滤光片、晚上切换到感红外滤光片的红外摄像机配件。CCD都有感红外的功能。v白天白天：不感红外滤光片的主要功能是只让可见光通过，包括红外光在内的 其他所有波段的人眼不可视光都会被滤掉。v晚上晚上：感红外滤光片的主要功能是滤掉
19、一些杂光只让红外光和可见光通过。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.3摄像机的主要技术指标摄像机的主要技术指标（13）同步方式 v内同步内同步INT-利用摄像机内部的晶体振荡电路发生同步信号来完成操作，即由本机自带的时钟来锁定工作状态，如拍摄帧率和速度等值。v外同步外同步EXT-利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送到摄像机的外同步输入端。因为对于多摄像机系统做多机位现场切换，需要有一个共有的同步信号来协同各摄像机的工作状态，否则就会出现总是有一条黑道的画面的不同步现象。如果视频输入信号是垂直同步的，这样在变换摄像机输出时不会造成画面失真，但是由于多摄像机系统中
20、的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同相位，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可采取的措施有：1、均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄像机的外同步输入端来强迫调节同步。这个同步信号可以由一台同步信号发生器提供，也可以由某一台摄像机来提供。（现在的一些切换台具有自动锁定的功能，不需要摄像机接同步信号。）2、调节各台摄像机的相位调节电位器。因摄像机在出厂时，其垂直同步是与交流电的上升沿正过零点同相的，故使用相位延迟电路可使每台摄像机有不同的相移，从而获得合适的垂直同步。v电源同步电源同步LL-利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄像机和电源零线同步。也称之为线性锁定（lin
21、e lock）或行锁定。由于视觉时差，图像进行时序切换时，在屏幕上有个水平黑影在向上或向下滚动，就是电源不同步的现象。此时可采取的措施是使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使监控摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。这是交流（含AC24V）的优点，采用交流24V供电比用直流12V供电的另一优点是交流24V可通过电源同步获取白平衡，实现自动调整色温。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.4其他摄像机介绍其他摄像机介绍（1）DSP摄像机v在模拟制式的基础上引入部分数字化处理技术，称为DSP数字信号处理 。DSP芯片提高了摄像机
22、的视频处理及操作性能 。v普通型DSP摄像机具有智能化背光补偿功能，自动跟踪白平衡，即可以在任何条件检测和跟踪“白色”，并以数字运算处理功能来再现原始的色彩 。v智能型DSP摄像机还具有可编程的背景光补偿，视频动态检测，通过串行数据接口可进行遥控，内置字符发生器，屏幕菜单等功能。 智能分析+风光互补+E1无线网桥（2）HD-SDI摄像机vHD-SDI摄像机是实时无压缩的高清广电级摄像机，经无损传输，可以直接上大屏显示。采用通用同轴电缆能传输100米左右，工程中一般配合HD-HDI光端机使用。v另有光纤HD-SDI摄像机，其构成和一般HD-SDI摄像机不同的地方是后端的传输部分除了BNC头输出H
23、D-SDI信号，还可通过光传输模块，把HD-SDI信号转换成光信号通过光纤发送出去，不必另配HD-SDI光端发射器，直接解决视频信号防雷问题，提高了设备的稳定性。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.4其他摄像机介绍其他摄像机介绍（3）网络摄像机（IPC）v网络摄像机将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口或WIFI WLAN无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面 。 智能周界+太阳能滤波+专用光网+集成平台v另有光纤网络摄像机，是以光纤为传输介质，通过内置光纤收发器，有效解决了网络摄像机传输距离短的问题，
24、使得网络摄像机前端距离增加。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.5摄像机的选择摄像机的选择（1）CCD检测v检测CCD芯片：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大。v打开光圈，看一个静物，最好是一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。 v残次品CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光时，细小的灰尘也会造成不良
25、的后果。 港水/S/10%（2）三种情况v第一：只需白天监控，或者夜间监控也有充足光线等场合，由于光线比较充足， 可选用普通照度摄像装置；v第二：日夜都要监控，但夜间能提供一定的灯光补偿，可选用低照度摄像机；v第三：日夜都要监控，夜间没有光线，只能选用红外补偿的方式：一是感红外摄 像机另加红外灯，二是用红外一体机。（考虑到售后，红外灯使用寿命一 般为 1年，用红外一体机安装固然方便，但维修、更换红外灯时会影响到 白天的正常使用，所以同种情况下优先考虑感红外摄像机加红外灯方式。）4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.1.5摄像机的选择摄像机的选择（3）一些出入口等需要辨别
26、人员特征的场合只能选用低照度摄像机加灯光补偿的方式。v红外效果是黑白图像，有一定的泛白，画质较差，并受到环境的影响，绿色植物会吸收红外光，所以往往室外的监控效果更差，只能实现看到有没有人，不能看清细节。所以日夜都要监控主推低照度摄像机加灯光补偿的方式（第二种情况）。感红外摄像机加红外灯感红外摄像机加红外灯红外一体机红外一体机4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2 镜头镜头v摄像机镜头的作用是把被观察目标的光像呈现在摄像机的靶面上，也称光学成像。v将各种不同形状、不同介质（塑料、玻璃或晶体）的光学零件（反射镜、透射镜、棱镜）按一定方式组合起来，使得光线经过这些光学零件的
27、透射或反射以后，按照人们的需要改变光线的传输方向而被接收器件接收，即完成了物体的光学成像过程。v光学镜头应满足成像清晰、透光率强、像面照度分布均匀、图像畸变小、光圈可调等要求。v工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，把镜头调整到最佳状态。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类镜头的分类v按功能和操作方法分为常用镜头和特殊镜头两大类。v特殊镜头是根据特殊工作环境而专门设计的，一般有广角镜头、针孔镜头、光纤、分像、拐角、中继、管道镜头等。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部
28、分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（1）按焦距分（焦距决定视场角）v短焦距镜头：广角镜头，焦距可小于几毫米，入射角较宽，视角90度以上，可提供一个较宽广的视景。v中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视CCD的尺寸而定。在/英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为12mm，在/英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为mm。视角30度左右，约是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角，从标准镜头中观察的感觉与我们平时所见的景物基本相同。v长焦距镜头：远望镜头，焦距可达几米甚至几十米，入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离 ，可在远距离情况下将拍摄的物体放大，
29、但观察范围会变小。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（2）按焦距是否可变分v定焦距：焦距固定不变。v变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。 变焦方式有手动或自动，通常为电动式，可作广角、标准或远 望等镜头使用。 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 两可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。 单可变镜头：手动焦距、自动聚焦、自动光圈。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（3）按光圈种类分v定光圈
30、：即无光圈，其通光量是固定不变的。主要用光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。v手动光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，人为手工相应调节光圈的大小。适合于亮度变化不大的应用场合。v自动光圈：镜头自带微型电机，当亮度变化时可对光圈作自动调整，适用于室外、入口等光线变化大且频繁的场合。驱动方式有DC驱动、视频驱动（视频驱动是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制；DC驱动是利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像机内有放大器电路）。4、视频监控系统各部分主要
31、设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（4）按接口类型分v所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离（后截距）不同。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄像机上时，则需要使用接口接配环进行转换。但CS接口镜头不可安装C接口摄像机上。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（5）按镜头规格分v摄像机镜头规格应视摄像机的CCD尺寸而定，两者应相对应。 即
32、摄像机的CCD靶面大小为1/2英寸时，镜头应选1/2英寸。 摄像机的CCD靶面大小为1/3英寸时，镜头应选1/3英寸。v如果镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。v 1/2镜头既可用于1/2摄像机，也可用于1/3摄像机，但视角会减少25%左右。1/3镜头不能用于1/2摄像机，只能用于1/3摄像机。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.1镜头的分类（常用镜头的分类）镜头的分类（常用镜头的分类）（6）按特殊功能分v感红外镜头：可见光范围是400-700nm，红外光是850nm。 由于玻璃对不同波长光线的折射率不同
33、，故聚焦点的位置会有所差别，目前的普通镜头可以做到把相差250nm左右波长的光线聚集到同一平面上，即430-650nm 或者 650-900nm 范围内的光可以聚焦成功，呈现出清晰的图像。而专业感红外镜头，采用特殊的镜片，能做到把430-900nm 波段范围的光线都聚集到同一平面上，保证夜间的红外光照射下能呈现出清晰的图像，使白天和晚上图象质量同样清晰，不会偏焦 。v透雾镜头：利用近红外光线可绕射微小颗粒原理，在薄雾天气采用近红外滤色片、镀膜技术及电子图像增强技术，能穿透薄雾。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.2镜头的主要性能指标镜头的主要性能指标（1）焦距v简
34、单的说焦距就是焦点到透镜的顶点之间的距离。 v焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。v镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质（胶片或CCD等）上成像的大小，也就是相当于物和像的比例尺。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时，镜头焦
35、距长的所成的像大，镜头焦距短的所成的像小。较常见的有3.6mm，4mm，6mm，8mm，12mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等，2500mm超长焦望远镜头。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.2镜头的主要性能指标镜头的主要性能指标（1）焦距v焦距的计算： vf=v*D/Vvf=h*D/H f为镜头焦距（mm） h 为CCD靶面成像高度 v为CCD靶面成像水平宽度 H为被测物体高度 V为被测物体水平宽度veg: 1/3inchCCD宽4.8mmX高3.6mm，5
36、米外宽6米X高3米物体的焦距： f=v*D/V=4.8mm*5m/6m=4mm f=h*D/H=3.6mm*5m/3m=6mm 此时要看全此物体应选用4mm镜头。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.2镜头的主要性能指标镜头的主要性能指标（2）光阑系数（值、光圈值、光圈指数、光圈数）v每个镜头上都标有最大值，以镜头焦距 f 和通光孔径D的比值来衡量（例如6mm/F1.4代表最大孔径为4.29毫米），值越小，则通光孔径D越大，成像靶面上的照度也就越大。v光圈或通光量与值的平方成反比关系，值越小，则光圈越大。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.
37、2.2镜头的主要性能指标镜头的主要性能指标（3）关于景深v景深是指在摄影机镜头或其他成像器前，沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围，通俗说就是摄像画面的层次感 。在焦点的前后各有一个景深，后景深前景深。v一般情况下，监视目标都是远离镜头的，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求有关：（假定其他的条件都不改变） 镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大； 镜头焦距：焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大； 拍摄距离：距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.3镜头的调试镜头的调试v为了尽可能宽
38、地使径向范围内的目标物体都能在监视器上清晰地显示出来，在安装摄像机并调整镜头焦距以获得清晰图像时，应尽可能在较大的光圈下进行调试，然后对所监视区域内在径向方向处于中间位置的目标物体进行精确对焦调整，最后收缩光圈，使镜头以尽可能小的光圈工作，从而获得最大的景深。v对于自动光圈镜头，当监视现场的光照强度变化时，镜头的光圈会自动调整，因而镜头的景深也会发生相应的变化，所以自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。v对于手动光圈镜头，当监视现场的光照强度变弱时，镜头的通光量将下降，但摄像机的电子快门在上述尽可能小的光圈状态下已经处于最慢档，无法再通过降低电子快门速度来增加图像传感器的曝光程度，因而会使图
39、像的信噪比变差。因此，对于光照强度变化较大的监控场合，为了保证一定的图像信噪比，并不能一味地为提高景深而缩小光圈，而是应在信噪比和景深之间进行权衡选择。v对于变焦镜头应注意其在整个变焦距范围内是否能保持最小光圈数不变，如不认真调试，就会出现聚焦不好或在三可变镜头的各种操作时发生散焦等问题。对摄像机后截距的调整如下： 1. 打开摄像机自动电子快门功能。2. 用控制器将镜头光圈调到最大。3. 将摄像机对准30米以外的物体，聚焦调至无穷远处（大部分镜头是面对镜头 面的聚焦调节环顺时针旋转到头）。4. 用控制器调整镜头变焦将景物推至最远，调整镜头后截距使景物最清楚。5. 用控制器调整镜头变焦将景物拉至
40、最近，微调镜头聚焦使景物最清楚。6. 重复45步数遍，直至景物在镜头变焦过程中始终清楚。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.4镜头的选择镜头的选择（1）镜头的成像尺寸：应与摄像机CCD靶面尺寸相一致，如1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等规格。（2）镜头的分辨率：由于摄像机CCD靶面大小已经标准化，如1/2英寸摄像机，其靶面为宽6.4mm高4.8mm，1/3英寸摄像机为宽4.8mm高3.6mm。因此对1/2英寸格式的CCD靶面，镜头的最低分辨率应为38对线/mm，对1/3英寸格式摄像机，镜头的分辨率应大于50对线/mm ，摄像机的靶面越小，对镜头的分辨率越高。（3
41、）镜头焦距与视野角度：首先根据摄像机到被监控目标的距离，计算镜头的焦距，镜头焦距 f 确定后，则由摄像机靶面决定视野。焦距越大，监视角度越小，看的范围越小，但相对监视器中占的比例变大，所以看的更清楚。习惯上说焦距越大看的越远。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.4镜头的选择镜头的选择（4）根据被监控部分的光线变化程度来选择用手动光圈还是用自动光圈镜头。自动光圈镜头能最大程度的在一定范围内调节进光量，使画质达到最佳。v光圈的大小决定了摄像机的进光量在光线刺眼的环境中应该适当调小光圈可以使画面不会出现发白；在光线昏暗的环境中应适当调大光圈可以使图像不会出现发暗发黑。（
42、5）一般镜头只能通过近红外，经过不同的镀膜会增加或减少近红外的透过率。可根据现场环境选择是否感红外镜头。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.2.4镜头的选择镜头的选择（6）使用场所及角度选择1、广角镜头：视角在90度以上，一般用于 电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所 （ 2.5MM、2.8MM ）2、视角在60度以上用于5*5米左右场所 （ 3.6MM、4MM ）3、视角在50度以上用于8-10米左右场所 （ 6MM ） 4、视角在40度以上用于10-18米左右场所 （ 8MM ） 5、视角在30度以上用于20-30米左右场所 （ 12MM、16MM ）6、视角在20
43、度以上用于30-50米左右场所 （ 25MM ） 简单的计算方法：可视距离2就相等于所需镜头，再参考视角。7、长焦镜头：视角在20度以内，焦距的范围从几十毫米到上百毫米，用于远距离监视 8、变焦镜头：焦距范围可变，可从广角变到长焦，用于景深大，视角范围广的区域； 9、针孔镜头：用于隐蔽监控。v镜头越小，监控的面积越大，而图像物体相对较小。镜头越大，监控的面积越小 （窄），而图像物体相对较大。v常见镜头视场角4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.3 补光灯补光灯1.3.1补光灯的分类补光灯的分类v补光灯是在光线昏暗的情况给摄像机提供辅助光源的设备可分为红外灯和白光灯两类。
44、（1）红外灯红外灯：按其红外光辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二极管）红外灯和热辐射红外灯两种 。v红外发射二极管（LED）红外灯，无可见光成分；v热辐射红外灯，可用于远距离红外灯，其最大不足之处是包含可见光成分。（2）白光灯白光灯：是节能环保的新型绿色照明灯具，是一种可见光，属于冷光源，广泛用于道路监控工程中卡口摄像机摄取过往卡口的机动车牌号的辅助照明工具，用于小区停车场出入口摄像机记录进出机动车牌号的辅助照明，因摄像机夜晚在白光灯的辅助照明情况下，摄取的图像是彩色的，所以也可以用于企事业单位大门口摄像机的辅助照明，特别适合同单彩摄像机配套使用 。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控
45、系统各部分主要设备1.3.2红外灯红外灯v红外灯把它电压调高（因红外灯对电源电压很敏感），短时间内效果就会很好，但是红外灯的寿命却是大大缩短了，基本上也就半年到一年的寿命，过了一年故障率会明显提高，效果也会大打折扣。 v红外灯要想达到效果，需要感红外性能出众的摄像机和性能优良的红外镜头，最好是搭配0.001LUX以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，配置红外透光率达到百分之九十五以上的红外镜头。问题是，这种摄像机大多价格昂贵，而真正红外透光率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难找。所以，在不影响寿命的前提下，能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的，我们要求做到即便是使用普
46、通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。（1）灵敏度的问题v摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。灵敏度越好，对红外线的感应能力也越强。当然，灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。v一般来讲，50米以内的红外夜视系统，选用0.10.01Lux的摄像机就比较好；v50米到100米范围的夜视系统应该选用0.01Lux或更低照度的摄像机；v100米以上的夜视系统应选用0.001勒克斯以上的摄像机。 4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.3.2红外灯红外灯（2）距离的问题v单纯对红外灯说，红外产品没有一个特定的照射距离。我们认为还是应该以满足客户的要求为标准。客户的标准就
47、是看清！不同档次的摄像机、镜头之间的匹配，对于同一盏红外灯发出的光线感应度可能相差几十倍。所以说，一盏红外灯的作用距离，只能与非常确定的摄像机和镜头共同测定，才能标定其作用距离。因此在定义红外灯的照射距离时应根据大多普遍使用的摄像机和镜头进行标定，这样才有意义。事实上，市面上大多红外灯厂家都是用特定的超低照度摄像机配置优良特定镜头，来定义红外灯的照射距离，这在一般工程的实际应用中，自然差别很大。（3）角度的问题v从某一个具体的红外灯来说，它的功率是额定的，也就是他的发光转换功率是固定的，如果想发光角度大，那自然会牺牲照射距离，相反，如果保证照射距离就会牺牲角度！另外，使用大角度的红外灯配合小角
48、度的镜头，存在光的浪费现象。一般情况下，红外灯的角度与镜头的角度一致，是最科学的搭配。并不是红外灯角度越大，画面效果越好。具体不同的应用环境，还会因为红外灯角度过大，影响成像效果，比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外灯角度大，近处边缘成像太亮，形成“光幕”现象，远处中心反而看不见，只有一片发白现象。所以，实际选择是要求走廊的红外灯应该比镜头的角度略窄，效果才会更加理想。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.3.2红外灯红外灯（4）寿命的问题v有的LED芯片级别很低，杂质超标；有的生产工艺不过关，有漏电；有的超功率使用，额定30mA，使用却在50mA以上，这样短时间内效
49、果很好，可是几个月后就会因过度劳累而衰竭坏掉，或发光功率衰减很多！红外灯大多没有做保护电路设计，或电路设计不够合理，这些都会导致LED红外灯很快坏掉。v要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级LED芯片，高等级芯片功率大，一致性好，发光效率高，发热量很小，一颗高等级LED比普通的LED好几十倍，当然价格也比较昂贵。其次，光学系统设计要合理，发光均匀，利用率高。第三，严格控制电压，LED对电压非常敏感，电压稍高，LED管内芯片就会烧掉；电压略低，发光量又会大大降低。最好在红外灯内就匹配好高质量的开关电源。根据中国的恶劣电源环境，最好从160伏到270伏电压输入都能稳定使用 。第四，依据红外灯的工作
50、原理，红外灯在不高于7080内的温度环境下都能正常工作。故红外灯密封不好，引入湿气，在高温高湿下，电路和元器件的寿命衰减很严重。此时，对红外灯影响寿命最大的是湿度，而不是散热！（5）焦点偏移问题v可见光与红外光由于波长不同，通过透镜后成像焦点也不在一个平面上，导致白天可见光条件下清晰，夜间红外线条件下模糊，或者夜间红外线条件下清晰，白天可见光条件下模糊。可以用两个办法解决。第一，采用自动聚焦一体机，第二，采用IR专用焦点不偏移镜头。4、视频监控系统各部分主要设备、视频监控系统各部分主要设备1.3.2红外灯红外灯（6）红曝的问题v有些厂家把能不能做出无红曝红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红曝
