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網(wǎng)絡攝像機基礎知識 網(wǎng)絡攝像機基礎知識介紹網(wǎng)絡攝像機是一種結合傳統(tǒng)攝像機與網(wǎng)絡技術所產生的新一代攝像機,它可以將影像通過網(wǎng)絡傳至地球另一端,且遠端的瀏覽者不需用任何專業(yè)軟件,只要標準的網(wǎng)絡瀏覽器即可監(jiān)視其影像。網(wǎng)絡攝像機內置一個嵌入式芯片,采用嵌入式實時操作系統(tǒng)。視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮,通過網(wǎng)絡傳送到Web服務器。網(wǎng)絡上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機圖像,授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或對系統(tǒng)配置進行操作。網(wǎng)絡攝像機的分類 防爆 低速 球機(按云臺速度可分為) 勻速 半球高速按外觀樣式分 槍機 紅外防水機 低速聚焦網(wǎng)絡攝像機 一體機(按聚焦速度可分為)高速聚焦 有線IP網(wǎng)絡攝像機超高速聚焦按網(wǎng)絡類型分 3G網(wǎng)絡 無線IP網(wǎng)絡攝像機 WIFI網(wǎng)絡 球機 半球機 槍機 一體機 紅外防水機一體機是一款電動三可變攝像機,通常是裝入球機外殼中,作為球機的機芯來使用。網(wǎng)絡攝像機的組成網(wǎng)絡攝像機一般由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、處理器、圖像、聲音編碼器,外部報警、網(wǎng)絡接口等部分組成。 1、鏡頭名詞解釋:鏡頭有兩種解釋,一是指由多片透鏡組成,用來生成影像的光學部件。二是指開機到關機所拍攝下來的一段連續(xù)的畫面,或兩個剪接點之間的片段。通常我們所提到的鏡頭是第一中解釋,即光學鏡頭,簡稱鏡頭。 固定光圈 按光圈分 手動光圈 二可變(可調焦距、聚焦、自動光圈)鏡頭 自動光圈 手動變焦 三可變(可調焦距、調聚焦、調光圈) 變焦鏡頭 二可變(可調焦距、聚焦、自動光圈) 按焦距分 電動變焦 定焦鏡頭 三可變(可調焦距、調聚焦、調光圈)1.1焦距名詞解釋:指從透鏡的光心到光聚集之焦點的距離。亦是照相機中,從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。光心:可以把凸透鏡的中心近似看作是光心。攝像機的鏡頭是一組透鏡,當平行于主光軸的光線穿過透鏡時,會會聚到一點上,這個點叫做焦點,焦點到透鏡中心的距離,就稱為焦距。焦距固定的鏡頭,即定焦鏡頭;焦距可以調節(jié)變化的鏡頭,就是變焦鏡頭。相機它成的最清晰的像一般不會正好落在焦點上,而是略大于焦距。物距越大,像距就越小。 自動光圈手動調焦 手動光圈手動變焦 針孔(定焦) 定焦鏡頭 固定光圈定焦 自動光圈定焦 手動光圈定焦 手動二/三可變 電動二/三可變1.2光圈名詞解釋:光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入機身內感光面的光量的裝置,它通常是在鏡頭內。表達光圈大小我們是用f值,光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑完整的光圈值如下,且上一級的進光量剛是下一級的一倍。f1.0,f1.4,f2.0,f2.8,f4.0,f5.6,f8.0,f11,f16,f22,f32,f44,f64F后面的數(shù)值越小,光圈越大。光圈的作用在于決定鏡頭的進光量,光圈越大,進光量越多;反之,則越小。簡單的說就是,在快門不變的情況下,光圈越大,進光量越多,畫面比較亮;光圈越小,畫面比較暗。1.3鏡頭的規(guī)格鏡頭的規(guī)格通常有1/4、1/3、1/2、2/3、1等,鏡頭的規(guī)格必須大于等于CCD。例如:1/3CCD配的鏡頭可以配1/3、1/2、2/3、1的鏡頭,但不能用1/4的鏡頭。1.4鏡頭的接口攝像機鏡頭均是螺紋口的,CCD攝像機的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標準,即C安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同,但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。C安裝座:從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。 CS安裝座:其鏡頭安裝基準面到焦點的距離是12.5mm。如果要將一個C安裝座鏡頭安裝到一個CS安裝座攝像機上時,則需要使用鏡頭轉接圈,反之則需要取下轉接圈。定焦鏡頭的接口一般是M12的螺紋,一般需要配相應的鏡頭座使用。1.5攝像機鏡頭的選擇1.5.1手動、自動光圈鏡頭的選用手動、自動光圈鏡頭的選用取決于使用環(huán)境的照度是否恒定。 對于在環(huán)境照度恒定的情況下,如電梯轎箱內、封閉走廊里、無陽光直射的房間內,均可選用手動光圈鏡頭,這樣可在系統(tǒng)初裝調試中根據(jù)環(huán)境的實際照度,一次性整定鏡頭光圈大小,獲得滿意亮度畫面即可。 對于環(huán)境照度處于經常變化的情況,如隨日照時間而照度變化較大的門廳、窗口及大堂內等,均需選用自動光圈鏡頭(必須配以帶有自動光圈鏡頭插座的攝像機),這樣便可以實現(xiàn)畫面亮度的自動調節(jié),獲得良好的較為恒定亮度的監(jiān)視畫面。 對于自動光圈鏡頭的控制信號又可分為DC及VIDEO控制兩種,即直流電壓控制及視頻信號控制。這在自動光圈鏡頭的類型選用上,攝像機自動光圈鏡頭插座的連接方式上,以及選擇自動光圈鏡頭的驅動方式開關上,三者注意協(xié)調配合好即可。1.5.2定焦、變焦鏡頭的選用定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場景范圍的大小,以及所要求被監(jiān)視場景畫面的清晰程度。 在鏡頭規(guī)格一定的情況下,鏡頭焦距與鏡頭視場角成反比關系;在鏡頭焦距一定的情況下,鏡頭規(guī)格與鏡頭視場角的成正比。在鏡頭規(guī)格及鏡頭焦距一定的前提下,CS型接口鏡頭的視場角將大于C型接口鏡頭的視場角。 鏡頭視場角可分為圖像水平視場角以及圖像垂直視場角,且圖像水平視場角大于圖像垂直視場角,通常我們所講的視場角一般是指鏡頭的圖像水平視場角。 根據(jù)民用建筑的應用場合鏡頭的種類大致可分為: 廣角鏡頭:視角在90度以上,一般用于電梯轎箱內、大廳等小視距大視角場所;標準鏡頭:視角在30度左右,一般用于走道及小區(qū)周界等場所;長焦鏡頭:視角在20度以內,焦距的范圍從幾十毫米到上百毫米,用于遠距離監(jiān)視;變焦鏡頭:鏡頭的焦距范圍可變,可從廣角到長焦,用于景深大,小視距大視角的區(qū)域;針孔鏡頭:用于隱蔽監(jiān)控。1.5.3鏡頭焦距的理論計算攝取景物的鏡頭視場角是極為重要的參數(shù),鏡頭視場角隨鏡頭焦距及攝像機規(guī)格大小而變化(其變化關系如前所述),覆蓋景物鏡頭的焦距可用下述公式計算: (1) f=u*D/U (f:鏡頭焦距、u:圖像寬度、D:物距、U:景物實際高度)(2) f=h*D/H (f:鏡頭焦距、h:圖像高度、D:物距、H:景物實際寬度)舉例說明:當選用1/2鏡頭時,圖像尺寸為u=4.8mm,h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm,景物的實際寬度為U=2500mm(景物的實際高度可由下式算出H=1.333U,攝像機CCD感光器的寬高比為4:3)。 將以上參數(shù)代入公式(1)中,可得f=4.83500/2500=6.72mm,故選用6mm定焦鏡頭即可下表是常見CCD傳感器靶面尺寸CCD尺寸(in)1/41/31/22/31靶面尺寸寬(mm)3.24.86.48.812.7靶面尺寸高(mm)2.43.64.86.69.6靶面對角線(mm)46811161.6特殊鏡頭接口VCCVDDNC地光圈小焦距遠聚焦遠自動光圈電動變焦紅黑綠屏蔽白-視頻信號綠+黑-黃+紅-電動三可變白+棕-綠+黑-黃+紅-2、圖像傳感器、聲音傳感器2.1 CCD圖像傳感器電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一種高感光度的半導體材料制成,能把光線轉變成電荷,通過模數(shù)轉換器芯片轉換成數(shù)字信號,轉換后的數(shù)字信號經壓縮處理后存入內存或其它存儲介質中。CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在組件上,所有的感光單位所產生的信號加在一起,就構成了一幅完整的畫面。2.1.1衡量CCD傳感器的指標1. CCD尺寸,指攝像機靶面對角線的長度,單位為英寸(in)。原多為1/2,現(xiàn)在常用3,1/4和1/5的CCD。2.CCD像素,是CCD的主要性能指標,它決定了顯示圖像的清晰程度。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,圖像細節(jié)的表現(xiàn)越好?,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像機。2.2 CMOS圖像傳感器CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),中文名為互補金屬氧化物半導體,它本是計算機系統(tǒng)內一種重要的芯片,保存系統(tǒng)引導最基本的資料。CMOS的制造技術和一般計算機芯片沒什么差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體,使其在CMOS上共存著帶N(帶-電)和P(帶+電)級的半導體,這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。后來發(fā)現(xiàn)CMOS經過加工也可以作為數(shù)碼攝影中的圖像傳感器,CMOS傳感器也可細分為被動式像素傳感器(Passive Pixel Sensor CMOS)與主動式像素傳感器(Active Pixel Sensor CMOS)。2.3 CCD和CMOS圖像傳感器的區(qū)別CCD與CMOS傳感器兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電轉換,將圖像轉換為數(shù)字數(shù)據(jù),而其主要差異是數(shù)字數(shù)據(jù)傳送的方式不同。CCD傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中,由最底端部分輸出,再經由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出;而在CMOS傳感器中,每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉換電路,用類似內存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。因此CCD與CMOS傳感器在效能與應用上也有諸多差異,這些差異如下表。靈敏度分辨率噪聲點功耗成本CCDCCD與CMOS相同尺寸下高CCD與CMOS相同尺寸下高少大高CMOS低低多CCD 1/3低2.4聲音傳感器聲音傳感器是將聲音信號轉化成電信號的器件。俗稱麥克風、話筒、微音器,由Microphone翻譯而來。攝像機的聲音傳感器有內置麥克風和外置麥克風兩種方式。內置式的一般使用一個駐極體話筒;外置方式通常是留一個音頻輸入接口,用戶通過連接外置式的麥克實現(xiàn)現(xiàn)場的音頻錄制,或現(xiàn)場通話功能。3、A/D轉換器 AD轉換就是模數(shù)轉換,顧名思義,就是把模擬信號轉換成數(shù)字信號。網(wǎng)絡攝像機就是把圖像、聲音傳感器所采集到的模擬信號通過A/D轉換器,變成數(shù)字信號,便于后期的壓縮處理和數(shù)據(jù)傳輸。 4、圖像、聲音編碼器經A/D轉換后的圖像、聲音數(shù)字信號,按一定的格式或標準進行編碼壓縮。編碼壓縮的目的是為了便于實現(xiàn)音/視信號與多媒體信號的數(shù)字化;便于在計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡上不失真地傳輸上述信號。 目前,圖像編碼壓縮技術有兩種:一種是硬件編碼壓縮,即將編碼壓縮算法固化在芯片上;另一種是軟件編碼壓縮,即軟件運行時進行圖像的編碼壓縮。其壓縮標準有JPEG,M-JPEG,MPEG4, H.264等格式。聲音的壓縮亦可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮來完成,其編碼標準有MP3等格式。由于MPEG4, H.264等格式中包含了音頻壓縮處理,所以在實際使用中音頻信號不是單獨傳輸?shù)摹?.1圖像的編碼標準4.1.1 JPEG圖像壓縮JPEG是Joint Photographic Experts Group(聯(lián)合圖像專家組)的縮寫,文件后輟名為jpg或jpeg,是最常用的圖像文件格式,是一種有損壓縮格式,能夠將圖像壓縮在很小的儲存空間,圖像中重復或不重要的資料會被丟失,因此容易造成圖像數(shù)據(jù)的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮后恢復的圖像質量明顯降低,如果追求高品質圖像,不宜采用過高壓縮比例。但是JPEG壓縮技術十分先進,它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù),在獲得極高的壓縮率的同時能展現(xiàn)十分豐富生動的圖像,換句話說,就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像品質。而且 JPEG是一種很靈活的格式,具有調節(jié)圖像質量的功能,允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮,支持多種壓縮級別,壓縮比率通常在10:1到40:1之間,壓縮比越大,品質就越低。4.1.2 M-JPEG圖像壓縮M-JPEG(Motion- Join Photographic Experts Group)技術即運動靜止圖像(或逐幀)壓縮技術,廣泛應用于非線性編輯領域,可精確到幀編輯和多層圖像處理,把運動的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理,這種壓縮方式單獨完整地壓縮每一幀,在編輯過程中可隨機存儲每一幀,可進行精確到幀的編輯,此外M-JPEG的壓縮和解壓縮是對稱的,可由相同的硬件和軟件實現(xiàn)。但M-JPEG只對幀內的空間冗余進行壓縮。不對幀間的時間冗余進行壓縮,故壓縮效率不高。采用M-JPEG數(shù)字壓縮格式,當壓縮比7:1時,可提供相當于Betecam SP質量圖像的節(jié)目。M-JPEG的優(yōu)點是:可以很容易做到精確到幀的編輯、設備比較成熟。缺點是壓縮效率不高,M-JPEG這種壓縮方式并不是一個完全統(tǒng)一的壓縮標準,兼容性不好。4.1.3 MPEG-4 圖像壓縮MPEG全稱是Moving Pictures Experts Group,它是“動態(tài)圖象專家組”的英文縮寫。MPEG-4采用基于對象的編碼理念,即在編碼時將一幅景物分成若干在時間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對象,分別編碼后,再經過復用傳輸?shù)浇邮斩?,然后再對不同的對象分別解碼,從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既方便我們對不同的對象采用不同的編碼方法和表示方法,又有利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合,并且這樣也可以方便的實現(xiàn)對于各種對象的操作及編輯。MPEG-4是為在國際互聯(lián)網(wǎng)絡上或移動通信設備(例如移動電話)上實時傳輸音/視頻訊號而制定的最新MPEG標準,MPEG4采用Object Based方式解壓縮,壓縮比指標遠遠優(yōu)于以上幾種,壓縮倍數(shù)為450倍(靜態(tài)圖像可達800倍),分辨率輸入可從320 240到1280 1024,這是同質量的MPEG1和MJEPG的十倍多MPEG4使用圖層(layer)方式,能夠智能化選擇影像的不同之處,是可根據(jù)圖像內容,將其中的對象(人物、物體、背景)分離出來分別進行壓縮,使圖文件容量大幅縮減,而加速音/視頻的傳輸,這不僅僅大大提高了壓縮比,也使圖像探測的功能和準確性更充分的體現(xiàn)出來。MPEG-4優(yōu)點:基于內容的交互性、高效的壓縮性、通用的訪問性4.1.4 H.264圖像壓縮H.264,同時也是MPEG-4第十部分,是由ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC動態(tài)圖像專家組(MPEG)聯(lián)合組成的聯(lián)合視頻組(JVT,Joint Video Team)提出的高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標準。H.264是在MPEG-4技術的基礎之上建立起來的,其編解碼流程主要包括5個部分:幀間和幀內預測(Estimation)、變換(Transform)和反變換、量化(Quantization)和反量化、環(huán)路濾波(Loop Filter)、熵編碼(Entropy Coding)。4.2 H.264的優(yōu)勢:1低碼流(Low Bit Rate):和MPEG2和MPEG4 ASP等壓縮技術相比,在同等圖像質量下,采用H.264技術壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。2高質量的圖像:H.264能提供連續(xù)、流暢的高質量圖像(DVD質量)。3容錯能力強:H.264提供了在不穩(wěn)定網(wǎng)絡環(huán)境下容易發(fā)生的丟包等錯誤的必要工具。4網(wǎng)絡適應性強:H.264提供了網(wǎng)絡抽象層(Network Abstraction Layer), 使得H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡上傳輸(例如互聯(lián)網(wǎng),CDMA,GPRS,WCDMA,CDMA2000等)。5、處理器處理器(Center Processing Unit,簡稱CPU)是網(wǎng)絡攝像機的核心部件,網(wǎng)絡攝像機中的微處理器類似計算機中的中央處理器(CPU),它是整個攝像機的控制中樞系統(tǒng),也是邏輯部分的控制核心。微處理器通過運行存儲器內的軟件及調用存儲器內的數(shù)據(jù)庫,達到對攝像機整體監(jiān)控的目的。凡是要處理的數(shù)據(jù)都要經過CPU來完成,攝像機各個部分管理等都離不開微處理器這個司令部的統(tǒng)一、協(xié)調指揮。 6、網(wǎng)絡接口對于網(wǎng)絡攝像機來說就是傳輸所攝圖像時所要遵守的一些規(guī)范,由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡都是在TCP/IP協(xié)議下的,所以大部分網(wǎng)絡攝像機都遵守這個協(xié)議。網(wǎng)絡協(xié)議就是網(wǎng)絡中(包括互聯(lián)網(wǎng))傳遞、管理信息的一些規(guī)范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規(guī)矩一樣,計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規(guī)則,這些規(guī)則就稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一臺計算機只有在遵守網(wǎng)絡協(xié)議的前提下,才能在網(wǎng)絡上與其他計算機進行正常的通信。網(wǎng)絡協(xié)議通常被分為幾個層次,每層完成自己單獨的功能。通信雙方只有在共同的層次間才能相互聯(lián)系。常見的協(xié)議有:TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、NetBIOS協(xié)議等等。在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛采用的是TCP/IP協(xié)議,在局域網(wǎng)中用得的比較多的是IPX/SPX.。用戶如果訪問Internet,則必須在網(wǎng)絡協(xié)議中添加TCP/IP協(xié)議。6.1 RJ-45端口RJ-45端口是我們最常見的端口了,它是我們常見的雙絞線以太網(wǎng)端口,因為在快速以太網(wǎng)中也主要采用雙絞線作為傳輸介質,所以根據(jù)端口的通信速率不同RJ-45端口又可分為10Base-T網(wǎng)RJ-45端口和100Base-TX網(wǎng)RJ-45端口、1000Base-TX三類。其中,10Base-T網(wǎng)的RJ-45 端口在路由器中通常是標識為“ETH”,而100Base-TX 網(wǎng)的RJ-45端口則通常標識為“10/100bTX”,這主要是現(xiàn)在快速成以太網(wǎng)路由器產品多數(shù)還是采用10Mbps/100Mbps帶寬自適應的。7、外部報警、控制接口網(wǎng)絡攝像機為工程應用提供了實用的外部接口,如控制云臺的485接口,用于報警信號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭發(fā)現(xiàn)有目標出現(xiàn),發(fā)報警信號給網(wǎng)絡攝像機,網(wǎng)絡攝像機自動調整鏡頭方向并實時錄像;另一方面,當網(wǎng)絡攝像機偵測到有移動目標出現(xiàn)時,也會向外發(fā)出報警信號。 8、網(wǎng)絡攝像機的一些技術參數(shù)8.1 攝像機的分辨率與解析度攝像機輸出的視頻信號的分辨率通常有以下幾種。QGIF:192*144GIF:320*288 FIELD:720*288 標清:D1:720*576(41.5萬)高清:分辨率在720*576以上的,一般是1280*720(92.2萬)全高清:分辨率在1920*1080(207.4萬)攝像機的水平解析度是指CCD基板輸出的模擬信號參數(shù)。在全電視信號中用水平解析度(TVLine)來表示電視信號的清晰度。通俗地說,我們可以把電視上的畫面以水平方向分割成很多很多“條”,分得越細,這些畫面就越清楚,而水平線數(shù)的數(shù)量就越多。這個單位就是“電視行”也稱線。常用的黑白攝像機的分辨率一般為380-600,彩色為380-480,其數(shù)值越大成像越清晰。一般的監(jiān)視場合,用400線左右的黑白攝像機就可以滿足要求。而對于醫(yī)療、圖像處理等特殊場合,用600線的攝像機能得到更清晰的圖像。像素在25萬左右、彩色分辨率為330線、黑白分辨率400線左右的為低檔型像素在25萬38萬、彩色分辨率為420線、黑白分辨率在500線左右的為中檔型像素在38萬以上、彩色分辨率480線、黑白分辨率600線以上的為高分辨率8.2 低照度攝像機通常用最低環(huán)境照度要求來表明攝像機靈敏度,黑白攝像機的靈敏度大約是0.02-0.5Lux(勒克斯),彩色攝像機多在1Lux以上。例如,使用F1. 2的鏡頭,當被景物的光亮度值低到0. 04lx時,攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的50%,即達到350mV(標準視頻信號最大幅起來 700mV),則稱此攝像機的最低照度為0. 04lx/F1. 2。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關,0.97Lux/F0.75相當于2.5Lux/F1.2相當于3.4Lux/F1.4參考環(huán)境照度照度:是指被光源照亮的物體,其單位面積上通過的光通量,通俗地說,就是物體被照亮的程度。單位是“勒克斯”,其符號為“Lux普通型:正常工作所需照度為13 Lux月光型:正常工作所需照度為0.1 Lux左右星光型:正常工作所需照度為0.01 Lux以下紅外照明型:原則上可以為零照度,采用紅外光源成像根據(jù)環(huán)境光照度可分為:超低照度,低照度,一般照度,高照度(單位:勒克斯)環(huán)境照度(Lux)2*10-52*10-47*10-43*10-33*10-23*10-155*1023*1035*1053*1043*1051060.000020.0030.03-0.3500環(huán)境條件舉例陰暗的夜晚星光圓月曙光日出/日落陰天晴天火焰超低照度低照度一般照度高照度8.3信噪比信噪比是攝像機的一個重要的性能指標。當攝像機攝取較亮場景時,監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快,觀察者不易看出畫面中的干擾噪點;而當攝像機攝取較暗的場景時,監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗,觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱與攝像機信噪比指標的好壞有直接關系,即攝像機的信噪比越高,噪點對畫面的影響就越小。 所謂“信噪比”指的是信號電壓對于噪聲電壓的比值,通常用符號S/N來表示。由于在一般情況下,信號電壓遠高于噪聲電壓,比值非常大,因此,實際計算攝像機信噪比的大小通常都是對均方信號電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘以系數(shù)20,單位用dB表示。 一般攝像機給出的信噪比值均是在AGC(自動增益控制)關閉時的值,因為當AGC接通時,會對小信號進行提升,使得噪聲電平也相應提高。CCD攝像機信噪比的典型值一般為45dB55dB。測量信噪比參數(shù)時,應使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機的視頻輸出端子上。8.4自動增益控制 (AGC)AGCAutomatic Gain Control的縮寫。所有攝像機都有一個將來自 CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,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,需利用攝像機的自動增益控制(AGC)電路去探測視頻信號的電平,適時地開關AGC,從而使攝像機能夠在較大的光照范圍內工作,此即動態(tài)范圍,即在低照度時自動增加攝像機的靈敏度,從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。具有AGC功能的攝像機,在低照度時的靈敏度會有所提高,但此時的噪點也會比較明顯。這是由于信號和噪聲被同時放大的緣故。8.5背光補償 (BLC)BLCBackLight Compesation的縮寫,也稱作逆光補償或逆光補正,它可以有效補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。通常,攝像機的AGC工作點是通過對整個視場的內容作平均來確定的,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,則此時確定的AGC工作點有可能對于前景目標是不夠合適的,背景光補償有可能改善前景目標顯示狀況。 當引入背光補償功能時,攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域(如從第80行 200行的中心區(qū)域)進行檢測,通過求此區(qū)域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由于子區(qū)域的平均電平很低,AGC放大器會有較高的增益,使輸出視頻信號的幅值提高,從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮,但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低,整個視場的可視性得到改善。 當背景光補償為開啟時,攝像機僅對整個視場的一個子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點,此時如果前景目標位于該子區(qū)域內時,則前景目標的可視性有望改善。8.6 電子快門 (ES)電子快門的英文全稱為ElectronicShutter,是對比照相機的機械快門功能提出一個術語,它相當于控制CCD圖像傳感器的感光時間。由于CCD感光的實質是信號電荷的積累,則感光時間越長,信號電荷的積累時間就越長,輸出信號電流的幅值也就越大。通過調整光生信號電荷的積累時間(即調整時鐘脈沖的寬度),即可實現(xiàn)控制CCD感光時間的功能。8.7白平衡 (WB)白平衡(White Balance),只用于彩色攝像機,其用途是實現(xiàn)攝像機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。 自動白平衡(AWB,Automatic White Balance)有分為連續(xù)白平衡和自動控制白平衡。連續(xù)白平衡也稱為自動跟蹤白平衡(Automatic Tracking White balance,ATW),是隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調整,范圍為28006000K。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,如場景大部分是藍天白云或夕陽等高色溫物體及場景比較昏暗的場合下,連續(xù)的白平衡不能產生最佳的彩色效果。自動控制白平衡(Automatic White balance Control,AWC),需要先將攝像機對準諸如白墻、白紙等白色參考目標,然后將通過菜單或開關設置從手動改變?yōu)樽詣臃绞?,保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止,在白平衡被執(zhí)行后,將自動方式開關撥回手動位置以鎖定該白平衡的設置,此時白平衡設置將保持在攝像機的存儲器中,直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?,其范圍?30010000K,在此期間,即使攝像機斷電也不會丟失該設置。以按鈕方式設置白平衡最為精確和可靠,適用于大部分應用場合。 手動白平衡關閉自動白平衡,通過手動調節(jié)紅色或藍色調整裝置,以改變紅色或藍色狀況,一般可調等級多達107個,如增加或減少紅色各一個等級、增加或減少藍色各一個等級。除次之外,有的攝像機還有將白平衡固定在3200K(白熾燈水平)和5500K(日光水平)等檔次命令。8.8攝像機的安裝要求攝像機的設置位置、攝像方向及照明條件應符合下列規(guī)定:1、攝像機宜安裝在監(jiān)視目標附近不易受外界損傷的地方,安裝位置不應影響現(xiàn)場設備運行和人員正?;顒印0惭b的高度,室內宜距地面2.55

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