安防系统工程教学课件作者董娜项目一

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1、项目一 视频监控系统,项目知识 摄像机的主要参数与选型 项目知识 镜头的主要参数与选型 项目知识 后端设备的功能与选型 项目知识 视频监控系统设计与工程实施 (实训项目),返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,摄像机的主要工作原理如图. 所示。 外界物体反射的光信号通过镜头折射后将光线传送到图像传感器 芯片上, 芯片将光信号转换为电信号, 通过处理后, 将可被显示设备识别的视频信号传输出去, 人们就可以通过监视器看到摄像机采集的视频图像信息了。 随着视频监控系统技术的发展, 摄像机形成了一个庞大的家族, 根据传感器芯片、输出信号种类、制式、用途等方面的不同, 摄像机可以分成许多种类, 大体上

2、摄像机可以分为模拟摄像机、数字摄像机和专用摄像机, 其中数字摄像机产品中产品规模、市场使用率较大的是网络摄像机。,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,每一类摄像机又有多款不同功能特点的产品, 以海康威视系列产品为例, 该生产商旗下的摄像机产品的大致分类情况如图. 图. 所示。 下面将对市场上最常见的模拟摄像机与数字化网络摄像机分别进行介绍。 一、摄像机分类 在选取摄像机时, 人们会以摄像机的外形、成像方式、灵敏度、清晰度、成像色彩、 靶面尺寸等不同的性能指标为出发点, 考虑如何选取合适的摄像机, 根据这些参数特点, 对摄像机进行如下分类。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主

3、要参数与选型,. 按外观分类 按照摄像机的外观特点可以把摄像机分为以下几种类型。 () 枪式摄像机: 图. 所示为市场上最普通的类型, 外观长方体、不含镜头, 在使用时需要加装合适的镜头, 通常将镜头装于护罩内。 () 半球形摄像机: 如图. 所示, 外形如半球, 通常含镜头及护罩, 多用于环境美观、隐蔽处。 () 飞碟形摄像机: 如图. 所示, 外形如飞碟, 通常含镜头及护罩, 多用于电梯内。 () 微型摄像机: 如图. 所示, 体积小, 外形有纽扣形、笔形和针孔形, 多为无线, 用于采访、偷拍等隐蔽场所。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,() 全球形摄像机: 如图.

4、 所示, 体积大、为球体, 内含云台和摄像机, 多为高速球, 用于开阔区域。 () 一体化摄像机: 如图. 所示, 摄像机的部件、镜头、镜头控制电路全部制作成一体。 用于监控开阔区域, 往往与云台配套使用。 . 按图像传感器类型分类 目前市场上见到的摄像机所采用的图像传感器基本上分为两种, 即 图像传感器与 图像传感器, 目前市场上的主流产品都采用 图像传感器, 而 图像传感器是后起之秀, 也是未来的发展趋势, 表. 中对两种摄像机的主要性能进行了对比。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,() 摄像机: 采用高感光半导体材料作为电耦合器件, 感光后形成视频电信号。目前监控

5、用途的摄像机主要采用 和 两大品牌的。 公司生产的被更多的摄像机生产厂商所使用, 而 公司生产的 因为较低的成本, 大多使用在低端摄像机上。 () 摄像机: 摄像机所采用的图像传感器是一种互补金属氧化物半导体利用光电技术原理制造的图像传感元件。 图像传感器价格低廉、宽动态效果极佳, 虽然目前市场占有率不高, 但随着 技术的不断成熟, 在未来的视频监控市场中 技术将逐渐被 技术取代。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,. 按成像色彩分类 按照摄像机成像色彩, 可将摄像机分为彩色摄像机、黑白摄像机、彩色/ 黑白自动转换摄像机。 () 彩色摄像机: 可以输出彩色视频图像信号,

6、对景物细节分辨度高, 包含信息量较大(一般为黑白图像的 倍左右), 但对环境光线要求较高, 需在较高的光照度条件(多数彩色摄像机要求光照度大于 ) 下才可以正常工作。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,() 黑白摄像机: 输出视频图像信号为黑白信号, 虽然黑白图像信号不如彩色图像丰富、生动, 但画面内景物的外形特点仍然可以准确地表现出来, 并且黑白摄像机在工作时对环境的光线要求相对彩色摄像机来说要低得多, 在光照度很低的时候(一般产品为. . ) 仍然可以获得较好的图像信息。 () 彩色/ 黑白自动转换摄像机: 近几年来随着摄像机技术的高速发展, 一些较大的摄像机生产厂家

7、(如海康威视、大华等) 推出了具备彩色、黑白自动转换功能的摄像机, 在光照条件较好的情况下输出彩色视频信号, 提供色彩丰富的图像信息, 在光线条件变差时自动转换输出黑白视频信号, 提供可进行外形特征分辨的图像信息, 目前很多工程项目中在选取枪式摄像机时将具有彩色/ 黑白自动转换功能的摄像机作为首选。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,. 按摄像机扫描制式进行分类 电视制式是指一个国家的电视系统所采用的特定制度和技术标准。 现在世界上共有三种电视制式。 () ( ) 制: 供电频率为 、场频为每秒 场、帧频为每秒 帧、扫描线为 行, 目前全世界大部分国家(包括欧洲多数国家、

8、非洲、澳洲和中国) 都使用 制式。 () ( ) 制: 供电频率为 , 场频为每秒 场, 帧频为每秒 帧(精确地讲为. ), 扫描线为 行, 美国、日本、加拿大等国使用此制式。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,() ( ) 制: 按顺序进行色彩传输与存储, 采用 帧率, 主要用于法国、俄罗斯及东欧国家。 . 按摄像机感光元件靶面尺寸分类 目前市场上绝大多数摄像机的感光芯片都采用, 按照 感光元件的靶面尺寸可以将摄像机进行如下分类, 如表. 所示。 一般情况下, 摄像机 靶面尺寸越大, 摄像机输出的图像效果会越好; 靶面尺寸小的摄像机可以将机器尺寸缩小, 成本降低; 在使

9、用时如果为摄像机配备同样的光学镜头, 靶面尺寸大的摄像机会获得更大的视场角度。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,在市场上最常用的 靶面尺寸为/ 英寸。 . 按灵敏度对摄像机进行分类 灵敏度是指摄像机对监控景物可分辨的最低环境照度的反应能力, 所以最低照度是用来衡量摄像机在多暗的环境下能看清物体的一个指标, 该数字越低, 说明摄像机灵敏度越高、性能越好。 在国家标准中对彩色摄像机亮度灵敏度的特性说明如下: 摄像机产生的亮度输出电平为额定电平的一半时, 物体的最小照度为该摄像机的灵敏度。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,环境光照度强弱(光照强度) 的

10、描述以 (勒克斯) 为单位, 勒克斯等于 流明(, ) 的光通量均匀分布于 面积上的光照度, 可用专用的仪器进行测量。 也有一些根据使用经验对实际环境进行估算的方法, 如表. 所示。 根据摄像机的正常工作环境照度需求可将摄像机分为以下几类: () 普通型: ; () 月光型: . 左右; () 星光型: . 以下; () 红外型: , 采用红外照明。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,红外摄像机: 为摄像机加装了红外光源, 摄像机在一定距离范围内可以在无光条件下正常工作。 一般摄像机的灵敏度参数由三部分组成, 即摄像机色彩、摄像机最小照度值和光圈值。 . 按输出图像信号进

11、行分类 按照摄像机输出的图像信号种类, 可以将摄像机分为模拟摄像机与数字摄像机(网络摄像机属于数字摄像机)。 () 模拟摄像机: 模拟摄像机通过 传感器对光信号进行处理后, 向传输线缆输出模拟视频信号, 如想将该视频信号进行数字化存储, 则必须将模拟视频信号经过视频捕捉卡转换成数字信号, 并按一定的格式压缩后才能由计算机进行存储、处理。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,() 数字摄像机: 被摄物体经镜头成像在影像传感器表面, 形成微弱电荷并积累, 在相关电路控制下, 积累电荷逐点移出, 经过滤波、放大后输入, 进行图像信号处理和编码压缩, 最后形成数字信号输出, 输出的

12、数字信号可以直接被计算机接受、处理、存储。 . 按清晰度分类 摄像机的清晰度是摄像机的一个重要指标, 由摄像机像素数() 与摄像机水平分辨率() 两种形式进行描述。 () 像素数: 是指摄像机中 传感器所具备的最大像素数, 传感器靶面上有很多感光元素, 每一个独立的感光元素称为一个像素, 一般情况下像素数量越多, 图像越清晰。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,一般像素的表示是由“水平像素数” “垂直像素数” 得到的, 例如一款摄像机像素一栏参数标为 / , 则这款摄像机的像素可估算为 万, 表示逐行扫描, 表示隔行扫描; 有时像素一栏的参数只标出纵向像素数的值, 如/

13、, 则该摄像机的像素可以根据摄像机输出图像的水平与垂直尺寸比例推算出来。 一般图像水平/ 垂直比分为 与 两种. () 分辨率: 摄像机的分辨率一般指摄像机的水平分辨率, 反映摄像机成像后可以分辨出多少对黑白像素对, 单位为 (电视线)。 一般由专用的图像检测卡进行检测, 检测效果如图. 所示。,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,现阶段常见的分辨率参数有: 、 、 ; 、 ; 、 。 另外, 像素与分辨率之间也存在着一种换算关系, 可以根据摄像机的水平像素数大致计算出摄像机的水平分辨率, 具体方法如下: 黑白摄像机: 水平像素数 分辨率近似值 彩色摄像机:,上一页,下一页

14、,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,水平像素数 分辨率近似值 二、摄像机的主要性能、参数 为了令视频监控系统可以根据用户需要更好地完成视频监控任务, 在进行系统设计时要根据不同的视频监控场合、环境、特殊要求等选择合适的摄像机。 一般在对摄像机进行选择时主要从摄像机图像传感器类型、传感器尺寸、摄像机最低照度、摄像机水平解析度(摄像机像素)、摄像机输出信号信噪比、摄像机图像动态范围、摄像机扫描制式、摄像机电源等几个方面进行综合考虑, 来选择摄像机类型。 . 摄像机图像传感器,上一页,下一页,返回,项目知识 摄像机的主要参数与选型,目前市场上监控类摄像机使用的图像传感器主要有两种, 即 芯片与 芯片。其中 芯片在目前的市场上占绝大多数份额, 目前的主流摄像机品牌旗下, 绝大多数型号的摄像机产品都使用 图像传感器芯片; 而 芯片属于后起之秀, 其相对 芯片功耗低、价格便宜, 但是因为目前技术原因在许多性能上还无法达到 芯片的高度,所以 芯片在业界被认为是未来摄像机图像传感器技术的发展方向。 因采用 芯片的摄像机的价格会比采用 芯片的摄像机低, 所以在进行摄像机选型时往往会在两种摄像机之间进行选择, 因为在工程实施过程中需要综合考虑成本与产品性能之间的平衡, 所以在一些监控环境好、监控