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通常摄像管式彩色摄像机的最佳照明条件是:镜头光圈在F4位置,照度( )。

发布时间:2023-02-25 01:00:21

通常摄像管式彩色摄像机的最佳照明条件是:镜头光圈在F4位置,照度( )。

A 、800Lx

通常摄像管式彩色摄像机的最佳照明条件是:镜头光圈在F4位置,照度( )。

B 、1200Lx

C 、1600Lx

D 、2000Lx

参考答案:

【正确答案:D】

摄像机按光电转换器接尺寸划分为可以分为什么什么什么设想

一、摄像机的分类

按光电转换器件可分为光电导摄像管、固体光电传感器CCD、互补金属氧化物半导体CMOS。

二、CCD摄像机

1、定义

CCD是电荷耦合器件(Charge Coupled Device)的简称,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移,也可将存储的电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像机元件。以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

2、分类

(1)按成像色彩划分

u 彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣服或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大,信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。

u 黑白摄像机: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)按分辨率划分

u 低档型:25万像素左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率400线左右。

u 中档型:25~38万像素之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下。

u 高档型:38万像素以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率600线以上。

(3)按灵敏度划分

u 普通型:正常工作所需照度为1~3 LUX。

u 月光型:正常工作所需照度为0.1 LUX左右。

u 星光型:正常工作所需照度为0.01 LUX以下。

u 红外照明型:原则上可以为零照度,采用红外光源成像。

夏日阳光下

100,000 Lux

阴天室外

10,000 Lux

电视台演播室

1,000 Lux

黄昏室内

10 Lux

室内日光灯

100 Lux

夜间路灯

0.1 Lux

(4)按摄像元件CCD靶面的大小划分

摄像元件CCD靶面的大小分为1 英寸、2/3英寸、1/2 英寸、1/3 英寸、1/4 英寸等,其中以1/3 英寸和1/2 英寸最为常见,1/5 英寸靶面的CCD 正在开发中。

CCD尺寸

水平(mm)

垂直(mm)

对角线(mm)

1英寸

12.7

9.6

16

2/3英寸

8.8

6.6

11

1/2英寸

6.4

4.8

8

1/3英寸

4.8

3.6

6

1/4英寸

3.2

2.4

4

3、主要技术性能

(1)清晰度

清晰度数是衡量摄像机优劣的一个重要参数,它指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器上能够看到的最大线数。当超过这一线数时,屏幕上只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相间的线条。

工业监视用摄像机的分辨率通常在380~460 线之间。

清晰度是由摄像器件像素多少决定的,摄像器件的像素越多,清晰度越高,摄像机的档次越高。

(2)最低照度

最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。

一般彩色摄像机的最低照度为2~3 Lux,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明的最低照度。最低照度越小,摄像机档次越高。

相对于彩色摄像机而言,黑白摄像机由于没有色度处理而只对光线的强弱(亮度)信号敏感,所以黑白摄像机的照度比彩色摄像机照度要低,在F1.4 时一般可做到0.1 Lux,至于微光摄像机则更低。

(3)信噪比

信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。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,观察者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,观察者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,干扰噪点对画面的影响就越小。

信噪比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N 来表示。由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,且比值非常大。因此,实际计算摄像机信噪比的大小,通常都是对均方信号电压与均方噪声电压的比值取以10 为底的对数再乘以系数20,单位用dB表示。

一般摄像机给出的信噪比值均是在自动增益控制关闭时的值,因为当增益接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。CCD 摄像机信噪比的典型值一般为45~55dB。测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。

(4)自动增益控制(AGC)

所有摄象机都有一个将来自 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,需利用摄象机的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象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。具有AGC 功能的摄像机,在低照度时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。

(5)背光补偿(BLC)

也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在背光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。通常,摄象机的AGC 工作点是通过对整个视场的内容作平均来确定的,但如果视场中包含一个很亮的背景区域和一个很暗的前景目标,则此时确定的AGC 工作点有可能对于前景目标是不够合适的,背光补偿有可能改善前景目标显示状况。

光圈使用技巧

光圈调整技术及使用技巧

摘要:正确掌握光圈的调整技术,是拍摄理想画面的重要一环。本文就彩色摄像机光圈调整的重要性以及自动、手动光圈的调整技术进行论述,提出在特殊条件下光圈调整的几种方法。 关键词:光圈 调整 亮度

对于各类彩色电视节目,重现亮度处理的得当与否,将直接影响电视节目内容的表达,电视制作质量的高低。重现图像的逼真度,是彩色摄像机的重要指标之一,这不仅决定于摄像机本身,而且还决定于照明光源的照度和方法以及光圈调整等技术。可以说,光圈调整是拍摄理想画面的关键。

1、光圈的作用

通常摄像管式彩色摄像机的最佳照明条件是:镜头光圈在F4位置,照度( )。

光圈控制是摄像机的基本功能之一,摄像机所面对的景物亮度变化范围很大,因此要随时随地调整光圈,才能保证图像质量,否则就会破坏画面的彩色平衡,失去度层次的变化。

景物重现的亮度不仅与本身特征有关,而且与照明光源的照度有关。由于摄像机中的CCD器件所能承受的明暗强度是有限的,而且这个限度远远小于自然界景物亮度和光线的变化范围。为适应不同的照明条件,在摄像机的变焦距镜头中装有限制入射光束大小的可变的圆形光阑(俗称光圈),通过改变光阑孔径控制进光量。光阑孔径越大,进光量越多,反之进光量越少。进光量的多少与孔径的面积成正比。此外,投射到CCD器件上的实际亮度还与镜头的焦距有关。在一定的照度下,焦距长则亮度低,焦距短则亮度高。通常用光圈的实际孔径与焦距之比来表示镜头的实际透光系数(即相对光圈,用F值的分数表示)。F值有F1.4、F2、F2.8、F4、F5.6、F8、F11、F16、F22,并按平方根的倍数递增,相应的光圈面积每档减少一半,进光量也减少一半,也就是说,摄像机镜头所成像的照度与光圈值的平方成反比,光圈值越小,照度越大,像就越亮。为满足F值的要求,变焦距镜头中就光圈与变焦距环是连动的,只要光圈F值相同,投射到CCD器件上的亮度就相等。此外,光圈也影响着景深的表现,光圈小景深范围大,光圈大景深范围小。由于有了一系列的光圈值控制着镜头的进光量,因此摄像机能在亮度变化较大的范围内灵活选择和正常工作。

2、调整原理及方法

摄像机有自动光圈和手动光圈两种控制方式。自动光圈的基本原理是:根据被摄景物的照度,利用视频信号的反馈,使光圈作相应的扩大或缩小,保持合适的进光量,从而得到规定的输出信号强度,使摄像机视频信号的白色电平保持在规定的数值上。当所摄取的景物照度大时,摄像机的视频信号幅度随之增大,若超过规定的信号电平,自动光圈电路将产生相应的电压去控制镜头光圈,使其关小,直至视频信号输出幅度符合要求为止;若景物照度变低,自动光圈电路将调整光圈使其开大,增加视频信号的输出幅度。

被摄取的光像通过分色棱镜成为红、绿、蓝三个基色光,经各自的CCD器件转换为基色信号,通过信号处理电路后,将红、绿、蓝三个视频信号同时送入非相加电路,选其电平最大值作为自动光圈控制的输入视频信号,然后送到检测电路,利用峰值检波或平均值检波测其最大幅度或平均值,并转换成相应的直流电压(因拍摄环境千变万化,检测电路的输出多数采用以平均值为主,峰值为辅的折中值),最后送往比较电路,将检测电路输出的直流电压与基准电压进行比较,用其误差信号来控制光圈的电动机进行光圈调整。若高于基准电压,误差信号为负,使光圈关小,直至误差值为零;反之,误差信号为正,光圈变大,从而使视频信号保持在预定的标准电平上。

目前,专业级或广播级的摄像机采用自动光圈调整和手动光圈调整以及即时自动光圈调整等控制方式,以处理不同条件下的景物亮度变化。

自动光圈调整是将光圈选择开关置于自动(A)处,摄像机则根据被摄景物的亮度及时跟踪,自动调整光圈,控制镜头的进光量,避免图像的亮处失去灰度层次和破坏彩色平衡,能适应一般条件下的景物亮度变化。手动光圈调整是将光圈选择开关置于手动(M)处,并根据画面的需要调整光圈环,对于逆光、亮度突变、对比度极强以及画面要求特殊效果等情况,能获得较好的效果。即时自动光圈调整是将光圈选择开关置于手动(M)处时,持续按下即时自动光圈调整钮,光圈将临时性地切换成自动光圈调整方式,利用自动光圈调整电路检测被测景物的亮度变化来调整光圈,松开按钮后返回手动状态,光圈将固定在被调整好的数值上。

3、调整技巧

光圈的调整是摄像人员在拍摄过程中的一项基本操作。摄像人员肩扛摄像机,右手操作变焦和录制开关,左手调整聚焦环,既要对焦又要构图,在难以顾及环境亮度的变化情况下进行实地拍摄。由于拍摄环境和条件的复杂性,摄像人员往往采用自动光圈控制方式来处理被摄景物的亮度变化。

特殊条件下自动光圈调整技巧

自动光圈不需要事先进行测光来调整光圈,解决了摄像人员在拍摄过程中难以随时把握环境亮度变化而及时调整光圈的矛盾,有助于集中精力寻找拍摄角度。特别是对于不同亮度的景物进行缓慢的推、拉、摇、移等技巧性拍摄时,能根据被摄景物的亮度变化自动调整光圈;对于人物的特写或者反差不大的景物进行顺光、侧光或逆光拍摄时,能获得曝光质量很好的画面效果。但是,自动光圈调整电路是根据一般的拍摄条件来确定视频信号平均值检测和峰值检测的折中值。在实际使用中,因受设备条件和工作环境的限制,两者的比值不能随意调整,而且它不能检测前景与背景亮度反差的面积比(即在同一画面中亮度高的面积与亮度低的面积之比)。在同样亮度反差的环境下,若面积比不同,光圈的调整也不同,所以自动光圈很难适应同一画面中出现亮度反差过大的情况。

在被摄主体亮度低而周围景物亮度高的环境下,若使用自动光圈进行拍摄,主体将曝光不足,色彩损失。例如,拍摄以阴天为背影的树木,由于天空的亮度很高,树木的亮度很低,因而树木严重曝光不足,色彩损失殆尽而变黑,绿色的树木将是黑白图像。在被摄主体亮度高而周围景物亮度低(如舞台上演员的亮度比背景的亮度通常高出3~4倍)的环境下,则主体曝光过度,色彩损失殆尽而变白。在运用推、拉、摇、移等技巧拍摄平均亮度不一致的景物时,光圈将随着景物的亮度变化而作相应的扩大或缩小,使画面的亮度不断变化,造成忽明忽暗的效果。例如,镜头从室外转向室内,画面将出现先暗一下再重新亮起来的现象;在拍摄谈话场面过程中,若一个穿着白色服装的人进入,光圈就会缩小,好像环境中的亮度突然下降,从而影响画面的艺术效果。由此可见,自动光圈不适应在任何环境下使用,它存在以下不足:①因为是以平均亮度来控制光圈,所以当拍摄高反差的景物或进行逆光拍摄时,会有一部分景物明显曝光不足,画面的色调层次受到破坏;

②当表现运动的情景时,由于某些浅色物体的移动会使光圈忽大忽小,画面的亮度不能达到稳定状态;

③由于是利用反馈信号进行比较放大再通过驱动电机来改变光圈的大小,因此当景物的亮度发生变化时,光圈也随之改变,这个变化过程影响了艺术的表现效果。所以,近期生产的摄像机采取如下方法来提高拍摄图像的质量。

(1)设立自动光圈检测窗口。在自动光圈检测电路之前加入有关检测窗口,即仅检测窗口以内的视频信号的平均值或峰值,而忽略窗口以外的景物,有利于提高逆光拍摄的图像质量。但在拍摄运动的明亮物体时,若主体进出检测窗口的瞬间,会使窗口区域的亮度发生变化,造成光圈的改变,从而导致画面的亮度也出现较大的变化。

(2)增加逆光和聚光功能。在复杂的环境下,摄像人员难以掌握好手动光圈的调整技术,有些摄像机增加了逆光和聚光的自动光圈补偿功能。在背景明亮的逆光环境拍摄时,按下逆光补偿钮,光圈将在自动光圈的基础上加大一档左右。在高亮度的聚光灯前拍摄时,按下聚光补偿钮,就能得到亮度电平减少的图像,以免亮度过强而出现白热化的效果。

(3)附加自动光圈微调功能。演播厅中使用的摄像设备常具有自动光圈微调功能。在自动光圈的基础上,通过选择视频峰值和平均值的比例,用遥控单元进行光圈调整,有助于提高图像质量,但这只能在拍摄在条件和工作性质允许的情况下使用。

特殊条件下手动光圈调整技巧

在特殊条件下拍摄要求较高的电视节目时,大多数采用手动光圈并根据实践经验来调整光圈。为使明暗变化降低到不易察觉的范围,通常采用以下几种方法确定光圈值。

(1)自动确定法:确定机位、对焦并进行画面构图。先采用自动光圈方式,光圈将根据景物的平均亮度进行检测,并停留在一相应的F值上,然后将光圈方式选择开关拔至手动位置再进行拍摄,光圈将不再随着景物的明暗发生变化。笔者在获全国党员电教片红星二等奖的专题片《无悔的选择》中拍摄群众看望主人翁的场景时,采用这种方法进行拍摄,避免因人物来往行走所引起的亮度变化而影响画面质量。

(2)折衷法:对于推、拉、摇、移等技巧性镜头,画面的内容通常是一段连续过程。先将自动光圈方式时起幅的光圈值与落幅的光圈值进行折衷处理,然后用手动光圈方式进行拍摄,此时起幅与落幅的画面质量略有下降,但画面的总体效果趋于一致。笔者在获全国党员电教片红星三等奖的专题片《闯海的学者》中摇拍海边椰林一景时,把光圈选择开关置于自动(A)处,测起幅时的光圈值为F11,落幅时为F5.6,用手动光圈方式将光圈值设在F8位置后进行拍摄,获得了较好的画面效果。

(3)落幅为主:因为落幅画面通常是表现内容的归宿和小结,所以对于画面效果要求较高且有推、拉的技巧性镜头,应以落幅画面构图的平均亮度来确定光圈值,并采用手动光圈方式进行拍摄。笔者在四集电视系列片《特区先锋》中拍摄主人翁攻关科研项目的场景时,既要拍出人物所处的工作环境,又要表现人物的专注神态,运用推的技巧,并以脸部特写作为落幅来确定光圈值,获得了较好的表现效果。

(4)人脸测量法:在自然环境中,无论光线的强弱,黄种人类的皮肤反光率约为70%,相当于景物中由明到暗亮度变化的中间等级。在拍摄人物的场景时,以这个中间灰度等级来确定光圈值,有利于暗部分画面的重现。先把光圈方式选择开关拔至自动(A)处,将人物的特写为依据,待光圈稳定后再拔至手动(M)处,然后进行拍摄。

另外,在拍摄对比度极强的景物时,应充分利用摄像机所提供的斑马谱作为调整光圈的参考标准,以保证画面中有意义的部分曝光准确和色彩饱和.在强烈阳光下,拍摄突出前景而又需要背景模糊时,自动光圈方式会使光圈缩小,景深变大。为此,可在镜头前加入中性灰阻光片,使各个波长的光按相同的比例减弱,使进光量减少,光圈开大,减小景深。

模拟拍摄的调整技巧

根据拍摄环境采用常规的方法调整光圈,能使景物的影调层次逼真地还原和重现,但有时为了方便组织拍摄,可以利用早晨、下午或者傍晚的时间来进行夜景的模拟拍摄。

偏振镜具有减弱或消除偏振光的作用,因而可以用来控制和选择光线,削弱天空的强光,使其影调变暗,也就是说,利用偏振镜能在白天拍摄模拟夜景的画面。其方法是:在镜头的前方安装偏振镜,让镜头方向与太阳方位成90º角,偏振镜的偏振化方向(即允许通过的光振动的方向)的标记指向太阳,同时采用手动光圈控制进光量,以获得合适的画面亮度。

(1)模拟月景。在太阳偏斜的下午进行逆光拍摄。确定机位、对焦和构图后,仔细旋转偏振镜,同时调整光圈,把景物的亮度压暗,使明与暗的色阶拉开,画面的前景成为黑色剪影,而远景的轮廓模糊,表现出“月夜朦胧”的效果。当太阳躲藏在薄云后面时,可烘托“月夜”的气氛。因为景物中的太阳所造成的强光部分已变成为由“月光”所造成的强光部分,所以画面有较强的自然感和真实感。笔者在专题片《在希望的田野耕耘希望》中拍摄主人翁晚上看望村民的场景时,就采用这种方法加以实现。

(2)模拟夜景。在早晨和傍晚的时间进行拍摄。确定机位、对焦和构图后,调整偏振镜和光圈,然后将色温滤色片设于3200K,使画面的总体效果偏蓝。在早晨拍摄时,应尽量使场景处于深色的背景之中,如建筑物的阴影下等等;在傍晚拍摄时,应充分利用路灯和车灯作为“夜景”的陪体,同时控制好背景明暗区域的分布,以求达到近似的效果。

在模拟拍摄的过程中还要注意,不能采用摇、移、跟等技巧性拍摄方式,否则光线与摄像机之间的夹角将发生变化,画面中天空的颜色将随之变化,从而影响视觉效果,同时要采用彩色监视器进行现场监视画面效果,并及时加以调整,就能够加深画面的意境。

综上所述,在拍摄人物景观中,由于摄像机所面对的景物亮度变化范围很大,所有的视频信号都要通过放大和加工处理,因此在一定的动态范围内变化是不可避免的,它不可能从根本上解决画面出现平均亮度变化的问题。但只要掌握光圈控制的基本原则和应用技术,熟悉设备的功能,按照不同的情况灵活处理,就能够逼真地再现被摄景物,提高艺术的表现力,从而达到电视创作最理想的要求。

摄像机的一般常识

1.摄像机镜头知识有哪些

镜头的种类(根据应用场合分类) 广角镜头:视角90 度以上,观察范围较大近处图像有变形。 标准镜头:视角30 度左右,使用范围较广。

长焦镜头:视角20 度以内,焦距可达几十毫米或上百毫米。 变焦镜头:镜头焦距连续可变,焦距可以从广角变到长焦,焦距越长则成像越大。

针孔镜头:用于隐蔽观察,经常被安装在如天花板或墙壁等地方。 2。

被摄物体的大小、距离与焦距的关系 假设被摄物体的宽度和高度分别为W。H,被摄物体与镜头间的距离为L,镜头的焦距为F。

3。相对孔径 为了控制通过镜头的光通量的大小,在镜头的后部均设置了光圈。

假定光圈的有效孔径为d,由于光线折射的关系,镜光实际有效的有效孔径为D,比d 大,D 与焦距f 之比定义为相对孔径A,即A=D/f,镜头的相对孔径决定被摄像的照度,像的照度与镜头的相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小。 F 值越小,光圈越大,到达CCD 芯片的光通量就越大。

所以在焦距f 相同的情况下,F 值越小,表示镜头越好。 4。

镜头的焦距 1)定焦距:焦距固定不变,可分为有光圈和无光圈两种。 有光圈:镜头光圈的大小可以调节。

根据环境江照的变化,应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节,人为手工调节光圈的,称为手动光圈。

镜头自带微型电机自动调整光圈的,称为自动光圈。 无光圈:即定光圈,其通光量是固定不变的。

主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。 2)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。

常用的变焦镜头为六倍、十售变焦。 三可变和二可变镜头 三可变镜头:可调焦距、调聚焦、调光圈。

二可变镜头:可调焦调、调聚焦、自动光圈。 。

2.求监控摄像机基本知识

在闭路监控系统中,摄像机又称摄像头或CCD(Charge Coupled Device)即电荷耦合器件。

严格来说,摄像机是摄像头和镜头的总称,而实际上,摄像头与镜头大部分是分开购买的,用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离,通过计算得到镜头的焦距,所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的,不要以为摄像机(头)上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是CCD,它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点,CCD是电耦合器件(Charge Couple Device)的简称,它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移,也可将储存之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄象元件。

是代替摄像管传感器的新型器件。 CCD的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头,经镜头聚焦到CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号,经过滤波、放大处理,通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。

这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的,所以也可以录像或接到电视机上观看。 CCD摄象机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。

目前我国尚无能力制造,市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。

在购买时,可以采取如下方法检测: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,这些是检测CCD芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取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。个别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,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果,如果用于此类工作,一定要仔细挑选。

1、依成像色彩划分 彩色摄象机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。 黑白摄象机:适用于光线不充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,可选用黑白摄象机。

2、依分辨率灵敏度等划分 影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512*492)、分辨率为400线的产品最普遍。 影像像素在38万以上的高分辨率型。

机板型。 针孔型。

半球型。

3、按CCD靶面大小划分 CCD芯片已经开发出多种尺寸: 目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。

在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD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。 1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。

2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。 1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。

1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。 1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。

4、按扫描制式划分 PAL制。 NTSC制。

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,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。

5、依供电电源划分 110VAC(NTSC制式多属此类), 220VAC, 24VAC。12VDC或9VDC(微型摄象机多属此类)。

6、按同步方式划分 内同步:用摄象机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。 外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄象机的外同步输入端。

功率同步(线性锁定,line lock):用摄象机AC电源完成垂直推动同步。 外VD同步:将摄象机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。

多台摄象机外同步:对多台摄象机固定外同步,使每一台摄象机可以在同样的条件下作业,因各摄象机同步,这样即使其中一台摄象机转换到其他景物,同步摄象机的画面亦不会失真。

7、按照度划分,CCD又分为: 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 红外型 采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像 CCD彩色摄象机的主要技术指标 (1)CCD尺寸,亦即摄象机靶面。

原多为1/2英寸,现在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。

(2)CCD像素,是CCD的主要性能指标,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。

CCD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。现在市场上大多以25万和38万像素为划界,38万像素以上者为高清晰度摄象机。

(3)水平分辨率。彩色摄象机的典型分辨率是在320到500电视线之间,主要有330线、380线、420线、460线、。

3.求监控摄像机基本知识

镜头是电视监控系统中必不可少的部件,镜头与CCD摄像机配合,可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。

镜头的种类繁多,从焦距上分类,可分为短焦距、中焦距、和焦距和变焦距镜头;从视场的大小分类,可分为广角、标准、远摄镜头;从结构上分类,还可分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头、自动光圈定焦镜头、手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头(指光圈、焦距、聚焦这三者均可变)等类型。由于镜头选择得合适与否,直接关系到摄像质量的优劣,因此,在实际应用中必须合理选择镜头。

1、镜头的参数 镜头的光学特性包括成像尺寸、焦距、相对孔径和视场角等几个参数,一般在镜头所附的说明书中都有注明,以下分别介绍。 A、成像尺寸 镜头一般可分为25.4mm(lin)、16.9mm(2/3in)、12.7mm(1/2in)、8.47mm(1/3in)和6.35mm(1/4in)等几种规格,它们分别对应着不同的成像尺寸,选用镜头时,应使镜头的成像尺寸与摄像机的靶面尺寸大小相吻合。

表2-1列出了几种常见CCD芯片的靶面尺寸,表中单位为mm。 标称芯片尺寸 CCD感光靶面尺寸 25.4 16.9 12.7 8.47 6.35 对角线 16 11 8 6 4.5 垂直 9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 水平 12.7 8.8 6.4 4.8 3.6 表2-1 几种常见CCD芯片的靶面尺寸 由表2-1可知,12. 7mm(1/2in)的镜头应配12. 7mm(1/2in)靶面的摄像机,当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸大时,不会影响成像,但实际成像的视场角要比该镜头的标称视场角小(参见图2-2),而当镜头的成像尺寸比摄像机靶面的尺寸小时,就会影响成像,表现为成像的画面四周被镜筒遮挡,在画面的4个角上出现黑角。

B、焦距 在实际应用中,经常会有用户提出该摄像机能看清多么远的物体或该摄像机能看清多么宽的场景等问题,这实际上由所选用的镜头的焦距来决定,因为焦距决定了摄取图像的大小,用不同焦距的镜头对同一位置的某物体摄像时,配长焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就大,反之,配短焦距镜头的摄像机所摄取的景物尺寸就小。当然,被摄物体成像的清晰度还与所选用的CCD摄像机的分辨率及监视器的分辨率有关。

理论上,任何一种镜头均可拍摄很远的物体,并在CCD靶面上成一很小的像,但受CCD单元(像素)物理尺寸的限制,当成像小到小于CCD传感器的一个像素大小时,便不再能形成被摄物体的像,即使成像有几个像素大小,该像也难以辨识为何物。 当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离,则可根据下两式估算所选取配镜头的焦距: f=hD/H f=vD/V 式中,D为镜头中心到被摄物体的距离;H和V分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸;v为靶面成像的高度;h为靶面成像的水平宽度。

成像场景的大小与成像物体的显示尺寸是互相矛盾的,举个例子来说,用同一支摄像机对同一个停车场进行监视,选用短焦距镜头可以对整个停车场的全景进行监视并看到出入口外的车辆进出,但却不能看清该辆车的牌照号码(该车在监视器屏幕上仅占据了很小的面积);而选用长焦距镜头虽可以看清该辆车的牌照号码(该车占据了屏幕上的大部分面积),却又不能监视到整个停车场的全貌。因此当需要既监视全景以要看清局部时,一般应考虑配用电动两可变或电动三可变镜头。

当然,在选定了镜头的前提下,选用高分辨率的摄像机及监视器则可以在被监视物体成像尺寸较小时也能看清局部细节。 C、相对孔径 为了控制通过镜头的光通量大小,在镜头的后部均设置了光阑(俗称光圈)。

假定光阑的有效孔径为d,由于光线折射的关系,镜头实际的有效孔径为D,D与焦距f之比定义为相对孔径A,即 A=D/f 镜头的相对孔径决定于被摄像的照度,像的照度E与镜头的相对孔径平方成正比,一般习惯上用相对孔径的倒数来表示镜头光阑的大小,即 F=f/D 式中,F一般称为光栏F数,标注在镜头光栏调整圈上,其标值为1. 4、2、2. 8、4、5. 6、8、11、16、22等序列值,每两个相邻数值中,后一个数值是前一个数值的倍。由于像面照度与光栏的平方成正比,所以光栏每变化一档,像面亮度就变化一倍。

通常摄像管式彩色摄像机的最佳照明条件是:镜头光圈在F4位置,照度( )。

F值越小,光栏越大,到达摄像机靶面的光通量就越大。 D、视场角 镜头有一个确定的视野,镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。

视场角与镜头的焦距f及摄像机靶面尺寸(水平尺寸h及垂直尺寸v)的大小有关,镜头的水平视场角ah及垂直视场角av可分别由下式来计算,即 ah=2arctg(h/2f) av=2arctg(v/2f) 由以上两式可知,镜头的焦距f越短,其视场角越大,或者,摄像机靶面尺寸h或v越大,其视场角也越大。如果所选择的镜头的视场角太小,可能会因出现监视死角而漏监;而若所选择的镜头的视场角太大,又可能造成被监视的主体画面尺寸太小,难以辨认,且画面边缘出现畸变。

因此,只有根据具体的应用环境选择视场角合适的镜头,才能保证既不出现监视死角,又能使被监视的主体画面尽可能大而清晰。 表2-2列出了几种常用镜头的水平视场角,表中的参数是以日本精工系列镜头为参考给出的。

焦距/mm 镜头尺寸/in 2.8 3.5 4.0 4.8 6.0 8.0 12.0 16.0 25.0 1/3 86.3 67.4 62.0 52.2 42.3 32.6 22.1 17.1 10.6 1/2 94.6 69.4 57.1 42.6 29.7 22.6 。

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