闭路电视监控系统基础知识培训.ppt
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1、闭路电视监控系统闭路电视监控系统基础知识培训基础知识培训20122012年年3 3月月2HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number为什么叫闭路电视为什么叫闭路电视 我们是通过镜头和摄像机成像,由视频电缆把信号传输给我们是通过镜头和摄像机成像,由视频电缆把信号传输给监视器显示,相对于广播电视来说,这是个封闭的链路,监视器显示,相对于广播电视来说,这是个封闭的链路,所以我们称其为闭路电视。所以我们称其为闭路电视。3HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number闭路电视监控系统的组成部分闭路电视监控系统的组成部分1 1、摄像部分、摄像部分 摄像机、镜头、云
2、台、解码器、防护罩等。摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩等。2 2、传输部分、传输部分 同轴电缆、光纤等。同轴电缆、光纤等。3 3、控制部分、控制部分 矩阵、硬盘录像机等。矩阵、硬盘录像机等。4 4、显示部分、显示部分 监视器、显示器等。监视器、显示器等。4HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number典型闭路电视监控系统的结构典型闭路电视监控系统的结构5HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机-分类(图像种类)分类(图像种类)黑白固定摄像机黑白固定摄像机固定摄像机固定摄像机 彩色固定摄像机彩色固定摄像机 日夜转换型固定摄像机日夜转换型
3、固定摄像机 黑白云台摄像机黑白云台摄像机云台摄像机云台摄像机 彩色云台摄像机彩色云台摄像机 日夜型云台摄像机日夜型云台摄像机6HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机-成像传感器成像传感器 CCD CCD 电荷耦合器件(主流)电荷耦合器件(主流)CMOS CMOS 互补金属氧化物半导体互补金属氧化物半导体 (CCDCCD图像传感器在分辨率和低照度等主要指标上要大大强图像传感器在分辨率和低照度等主要指标上要大大强于于CMOSCMOS图像传感器)图像传感器)7HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机CCDCCD尺寸尺寸 C
4、CD CCD的尺寸即摄象机靶面的大小。目前采用的芯片大多数为的尺寸即摄象机靶面的大小。目前采用的芯片大多数为1/31/3”和和1/41/4”。选择摄像机时,特别是对摄像角度有比较。选择摄像机时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,严格要求的时候,CCDCCD靶面的大小,靶面的大小,CCDCCD与镜头的配合情况与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。相同的光学镜将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。相同的光学镜头下,成像尺寸越大,视场角越大。头下,成像尺寸越大,视场角越大。11靶面尺寸靶面尺寸 宽宽12.7mm12.7mm高高9.6mm 9.6mm 对角线对角线16mm16mm2
5、/32/3靶面尺寸靶面尺寸 宽宽8.8mm8.8mm高高6.6mm6.6mm 对角线对角线11mm11mm1/21/2靶面尺寸靶面尺寸 宽宽6.4mm6.4mm高高4.8mm 4.8mm 对角线对角线 8mm8mm1/31/3靶面尺寸靶面尺寸 宽宽4.8mm4.8mm高高3.6mm 3.6mm 对角线对角线 6mm6mm1/41/4靶面尺寸靶面尺寸 宽宽3.2mm3.2mm高高2.4mm 2.4mm 对角线对角线 4mm4mm8HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机CCDCCD像素像素CCD的像素是的像素是CCD的主要性能指标。的主要性能指标。它决定了显
6、示图像的清晰程度,分辨率越高,图像细节它决定了显示图像的清晰程度,分辨率越高,图像细节 的表现越好。的表现越好。CCD是由面阵感光元素组成,每一个元素称为像素,像是由面阵感光元素组成,每一个元素称为像素,像素越多,图像越清晰。素越多,图像越清晰。现在市场上大多以现在市场上大多以25万和万和38万像素为划界,万像素为划界,38万像素以万像素以上者为高清晰度摄象机上者为高清晰度摄象机。9HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机分辨率分辨率分辨率是用电视线(简称线分辨率是用电视线(简称线TV LINES)来表示的。彩色)来表示的。彩色摄象机的典型分辨率是在摄象机
7、的典型分辨率是在320到到500电视线之间,主要有电视线之间,主要有380线、线、420线、线、460线、线、480线、线、500线等不同档次。线等不同档次。分辨率与分辨率与CCD和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带和镜头有关,还与摄像头电路通道的频带宽度直接相关,通常规律是宽度直接相关,通常规律是1MHz的频带宽度相当于清晰的频带宽度相当于清晰度为度为80线。线。频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。频带越宽,图像越清晰,线数值相对越大。10HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机照度照度照度又称灵敏度,是照度又称灵敏度,是CCDCCD对环境光线的敏感程
8、度,或者说对环境光线的敏感程度,或者说是是CCDCCD正常成像时所需要的最暗光线。正常成像时所需要的最暗光线。照度的单位是勒克斯(照度的单位是勒克斯(LuxLux),数值越小,表示需要的光),数值越小,表示需要的光线越少,摄像头也越灵敏。线越少,摄像头也越灵敏。照度是反映光照强度的一种单位,单位是每平方米的流照度是反映光照强度的一种单位,单位是每平方米的流明数,明数,1Lux1Lux大约等于大约等于1 1烛光在烛光在1 1米距离的照度米距离的照度1Lux=1Lm/m21Lux=1Lm/m2(LmLm是光通量的单位)。是光通量的单位)。黑白摄像机的灵敏度大约是黑白摄像机的灵敏度大约是0.020.
9、020.5Lux(0.5Lux(勒克斯勒克斯),彩,彩色摄像机多在色摄像机多在1Lux1Lux以上。摄像的灵敏度与镜头以上。摄像的灵敏度与镜头F F值有关,值有关,0.97Lux/F0.75=2.5Lux/F1.2=3.4Lux/F1.60.97Lux/F0.75=2.5Lux/F1.2=3.4Lux/F1.6普通型:正常工作所需照度普通型:正常工作所需照度13LUX 13LUX 月光型:正常工作所需照度月光型:正常工作所需照度 0.1LUX0.1LUX左右左右 星光型:正常工作所需照度星光型:正常工作所需照度0.01LUX0.01LUX以下以下 11HONEYWELL-CONFIDENTIA
10、LFile Number摄像机摄像机信噪比信噪比信噪比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号信噪比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/NS/N来表示。来表示。由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,信噪比的单位用常大,信噪比的单位用DBDB来表示。一般摄像机给出的信噪来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在比值均是在AGCAGC(自动增益控制)关闭时的值,因为当(自动增益控制)关闭时的值,因为当AGCAGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为
11、信噪比的典型值为454555db55db,若为,若为50db50db,则图像有少量,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为噪声,但图像质量良好;若为60db60db,则图像质量优良,不,则图像质量优良,不出现噪声。出现噪声。12HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机制式摄像机制式 CCIR CCIR50HZ 62550HZ 625行行 5050场场 2525帧帧/秒(中国)秒(中国)黑白黑白 EIAEIA60HZ 52560HZ 525行行 6060场场 3030帧帧/秒秒 PALPAL50HZ 62550HZ 625行行 5050场场 2525帧帧/秒(中国
12、)秒(中国)彩色彩色 NTSCNTSC60HZ 52560HZ 525行行 6060场场 3030帧帧/秒秒13HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机同步方式摄像机同步方式u内同步利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号内同步利用摄像机内部的晶体振荡电路产生同步信号来完成操作。来完成操作。u外同步利用一个外同步信号发生器产生的同步信号送外同步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来实现同步。到摄像机的外同步输入端来实现同步。u电源同步也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄像机电源同步也称之为线性锁定或行锁定,是利用摄像机的交流电源来完成垂直
13、推动同步,即摄像机和电源零线同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。步。14HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机视频输出摄像机视频输出1Vp-p1Vp-p、7575采用采用BNCBNC接头接头15HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机电源摄像机电源交流有交流有220V220V、24V24V直流有直流有12V 12V 16HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机镜头安装方式摄像机镜头安装方式有有C C和和CSCS方式,两者的螺纹均为每方式,两者的螺纹均为每1 1英寸英寸3232牙
14、,直径为牙,直径为1 1英英寸,差别是镜头距寸,差别是镜头距CCDCCD靶面的距离不同。靶面的距离不同。C C式安装座从基准面到焦点的距离为式安装座从基准面到焦点的距离为17.56217.562毫米,毫米,CSCS式距焦点距离为式距焦点距离为12.512.5毫米。毫米。17HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机自动增益控制摄像机自动增益控制所所谓谓自自动动增增益益AGCAGC,是是利利用用摄摄像像机机的的自自动动增增益益控控制制AGCAGC电电路路去去探探测测视视频频信信号号的的电电平平,适适时时地地打打开开增增益益电电路路,从从而而使使摄摄像像机机能能够够在
15、在较较大大的的光光照照范范围围内内工工作作。即即在在低低照照度度时时自自动动增增加加摄摄像像机机的的灵灵敏敏度度,从从而而提提高高图图像像信信号号的的强强度度(即即画画面的亮度)来获得较为清晰的图像。面的亮度)来获得较为清晰的图像。18HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机背光补偿(背光补偿(BLC)光光补补偿偿能能提提供供在在非非常常强强的的背背景景光光线线前前面面目目标标的的理理想想的的曝曝光光,无无论论主主要要的的目目标标移移到到中中间间、上上、下下、左左、右右或或者者荧荧幕幕的的任任一位置。一位置。传统摄像机传统摄像机 额外的区域选择额外的区域选
16、择 完美的曝光区域完美的曝光区域 19HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机超宽动态超宽动态超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。20HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机电子快门(摄像机电子快门(SHUTTERSHUTTER)这是一个类比于照像机的机械快门功能提出的一个术语,这是一个类比于照像机的机械快门功能提出的一个术语,相当于控制相当于控制CCDCCD图像传感受器的感光时间,感光时间越长,图像传感受器的感光时间,感光时间越长,电荷积累时间也就越长,输
17、出信号电流的强度也就越大。电荷积累时间也就越长,输出信号电流的强度也就越大。在照度较高的地方,感光时间要求短些,否则画面会偏在照度较高的地方,感光时间要求短些,否则画面会偏白。白。在照度较低的地方,感光时间要求长些,这样画面会积在照度较低的地方,感光时间要求长些,这样画面会积累较多的电荷,从而使图像变得清晰。累较多的电荷,从而使图像变得清晰。CCDCCD摄像机的电子快门还可以有效的防止高速移动物体的摄像机的电子快门还可以有效的防止高速移动物体的拖影现象。拖影现象。21HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机低速快门(低速快门(SLOW/SHUTTER)此类
18、的摄影机获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧此类的摄影机获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧累积方式增加累积方式增加CCDCCD在单帧图像的爆光量,从而提高摄像机在单帧图像的爆光量,从而提高摄像机对单帧图像的灵敏度,但降低图像的连贯程度,所以选择对单帧图像的灵敏度,但降低图像的连贯程度,所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用,否则会这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用,否则会造成丢失画面的现象。造成丢失画面的现象。22HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机摄像机白平衡白平衡所谓白平衡,就是摄像机对白色物体的还原。所谓白平衡,就是摄像机对白色物
19、体的还原。上图中中间的图像彩色还原是正常的,而右侧的图像明上图中中间的图像彩色还原是正常的,而右侧的图像明显偏蓝,左侧图像则偏红,因此左侧及右侧的图像都为显偏蓝,左侧图像则偏红,因此左侧及右侧的图像都为白平衡不正常的图像。白平衡不正常的图像。23HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机色温摄像机色温光源色温()光源色温()蜡烛蜡烛20002000钨丝灯钨丝灯2500-32002500-3200碳棒灯碳棒灯4000-55004000-5500荧光灯荧光灯4500-65004500-6500日光(平均)日光(平均)54005400有云天气下的日光有云天气下的日光65
20、00-70006500-7000阴天的日光阴天的日光12000-1800012000-18000从上表可见,不同光线下色温相差十分悬殊,造成摄像机在不同从上表可见,不同光线下色温相差十分悬殊,造成摄像机在不同的光线下彩色还原不同。为解决这个问题,摄像机都具有白平衡的光线下彩色还原不同。为解决这个问题,摄像机都具有白平衡校正功能,对不同的色温进行补偿,从而真实地还原拍摄物体的校正功能,对不同的色温进行补偿,从而真实地还原拍摄物体的色彩。色彩。24HONEYWELL-CONFIDENTIALFile Number摄像机白平衡功能分类摄像机白平衡功能分类图像的各种色彩是由红、绿、蓝三种颜色组成的,当
21、电图像的各种色彩是由红、绿、蓝三种颜色组成的,当电路中的红、绿、蓝三种色彩各自的的信号电压相等时,可路中的红、绿、蓝三种色彩各自的的信号电压相等时,可以在监视器上输出纯白色的被摄景物,此时称之为白平衡。以在监视器上输出纯白色的被摄景物,此时称之为白平衡。此时,摄像机能够显示最真实的被摄物体。白平衡如果未此时,摄像机能够显示最真实的被摄物体。白平衡如果未调节好,显示的画面将出现偏色(红、蓝、绿)的情况。调节好,显示的画面将出现偏色(红、蓝、绿)的情况。摄像机的白平衡功能分两种:自动白平衡及手动白平衡摄像机的白平衡功能分两种:自动白平衡及手动白平衡功能。功能。25HONEYWELL-CONFIDE
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