主頁（http://www.130131.com）：監(jiān)控?cái)z像機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 【中國集群通信網(wǎng)】隨著視頻監(jiān)控在民用領(lǐng)域的使用越來越廣泛，應(yīng)用的環(huán)境也越來越復(fù)雜，其中一個(gè)最重要的應(yīng)用要求就是24小時(shí)不間斷監(jiān)控。由于彩色成像一般需要較高的亮度，而實(shí)際環(huán)境不一定能夠滿足這個(gè)要求，所以攝像機(jī)低照度技術(shù)(也叫夜視技術(shù))就相應(yīng)地出現(xiàn)了。由于監(jiān)控需求不同，因此也就出現(xiàn)了不同的應(yīng)用技術(shù)。面對(duì)眾多的攝像機(jī)產(chǎn)品，用戶該用什么方法來進(jìn)行監(jiān)控?cái)z像機(jī)的測試呢?本文為大家講解其常識(shí)問題。 監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用常識(shí) 攝像機(jī)是獲取監(jiān)視現(xiàn)場圖像的前端設(shè)備，它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，外加同步信號(hào)產(chǎn)生電路、視頻信號(hào)處理電路及電源等。近年來，新型低成本MOS圖像傳感器有了較快速的發(fā)展，基于MOS圖像傳感器的攝像機(jī)已開始被應(yīng)用于對(duì)圖像質(zhì)量要求不高的可視電話或會(huì)議電視系統(tǒng)中。由于MOS圖像傳感器的分辨率和低照度等到主要指標(biāo)暫時(shí)還比不上CCD圖像傳感器，因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用攝像機(jī)仍為CCD攝像機(jī)。 攝像機(jī)具有黑白和彩色之分，由于黑白攝像機(jī)具有高分辨率、低照度等優(yōu)點(diǎn)，特別是它可以在紅外光照下成像，因此在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，黑白CCD攝像機(jī)仍具有較高的市場占有率。順便指出，在列出的閉路電視監(jiān)控器材清單中的攝像機(jī)通常都是不帶鏡頭的(一體化攝像機(jī)除外)，因此在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境及用戶要求，為攝像機(jī)配合適的鏡頭攝像機(jī)的使用很簡單，通常只要正確安裝鏡頭、連通信號(hào)電纜，接通電源即可工作。但在實(shí)際使用中，如果不能正確地安裝鏡頭并調(diào)整攝像機(jī)及鏡頭的狀態(tài)，則可能達(dá)不到預(yù)期使用效果。應(yīng)注意鏡頭與攝像機(jī)的接口，是C型接口還是CS型接口(這一點(diǎn)要切記，否則用C型鏡頭直接往CS接口攝像機(jī)上旋入時(shí)極有可能損壞攝像機(jī)的CCD芯片)。 安裝鏡頭時(shí)，首先去掉攝像機(jī)及鏡頭的保護(hù)蓋，然后將鏡頭輕輕旋入攝像機(jī)的鏡頭接口并使之到位。對(duì)于自動(dòng)光圈鏡頭，還應(yīng)將鏡頭的控制線連接到攝像機(jī)的自動(dòng)光圈接口上，對(duì)于電動(dòng)兩可變鏡頭或三可變鏡頭，只要旋轉(zhuǎn)鏡頭到位，則暫時(shí)不需校正其平衡狀態(tài)(只有在后焦聚調(diào)整完畢后才需要最后校正其平衡狀態(tài))。 調(diào)整鏡頭光圈與對(duì)焦 關(guān)閉攝像機(jī)上電子快門及逆光補(bǔ)償?shù)乳_關(guān)，將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)欲監(jiān)視的場景，調(diào)整鏡頭的光圈與對(duì)焦環(huán)，使監(jiān)視器上的圖像最佳。如果是在光照度變化比較大的場合使用攝像機(jī)，最好配接自動(dòng)光圈鏡頭并作攝像機(jī)的電子快門開關(guān)置于OFF。如果選用了手動(dòng)光圈則應(yīng)將攝像機(jī)的電子快門開關(guān)置于ON，并在應(yīng)用現(xiàn)場最為明亮(環(huán)境光照度最大)時(shí)，將鏡頭光圈盡可能開大并仍使圖像為最佳(不能使圖像過于發(fā)白而過載)，鏡頭即調(diào)整完畢。裝好防護(hù)罩并上好支架即可在以上調(diào)整過程中，若不注意在光線明亮?xí)r將鏡頭的光圈盡可能開大，而是關(guān)得比較小，則攝像機(jī)的電子快門會(huì)自動(dòng)調(diào)在低速上，因此仍可以在監(jiān)視器上形成較好的圖像;但當(dāng)光線變暗時(shí)，由于鏡頭的光圈比較小，而電子快門也已經(jīng)處于最慢(1/50s)了，此時(shí)的成像就可能是昏暗一片了。 數(shù)字慢快門技術(shù) 數(shù)字慢快門技術(shù)(digital slow shuttle)，實(shí)際上它并不是一種快門，只是它的功能在某種程度上類似于快門而已，快門(shuttle)和光圈(IRIS)都是攝像機(jī)上控制光線通過鏡頭，達(dá)到光捕捉效果的一個(gè)部件。也可以這樣理解，光圈是光線通過鏡頭時(shí)能夠進(jìn)入的一個(gè)孔，孔的大小就是光圈的大小，孔越大，相同情況下通過的光就越多，而快門是掌握光圈開關(guān)的部分，控制光圈是處于一直開啟狀態(tài)還是按照一定時(shí)間間隔定時(shí)開關(guān)。 我們知道，根據(jù)人眼的視覺暫留特性，為了確�？吹降膱D像是連續(xù)的，PAL制電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)是25幀/秒隔行掃描，就是說，每一秒種經(jīng)過我們眼前的圖像實(shí)際是由25個(gè)畫面構(gòu)成的連續(xù)畫面，在拍攝目標(biāo)的時(shí)候，每隔1/25秒，一個(gè)點(diǎn)才能夠被掃描到一次，因?yàn)槭歉粜袙呙�，�?個(gè)場才能構(gòu)成一個(gè)幀，所以每1秒鐘，PAL制的圖像是50場，1場的時(shí)間就是快門的間隔，每一秒鐘，快門必須要工作50次，才能確保輸出的圖像是50場/秒的PAL制圖像，所以PAL制的最低快門速度是1/50秒(此時(shí)光圈實(shí)際上是一直打開的)，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榄h(huán)境中光線可能會(huì)很強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候可能會(huì)需要控制進(jìn)光量，就需要控制快門速度，速度越快時(shí)，光線能夠進(jìn)入的時(shí)間就越少，進(jìn)光量就越少，相對(duì)來說，圖像就會(huì)顯得比較暗，反之快門速度越慢，圖像就會(huì)越亮，當(dāng)光線照度不足時(shí)，即使使用1/50秒圖像仍然不夠亮，這就需要運(yùn)用其他技術(shù)了。根據(jù)光學(xué)理論，光是可以疊加的，雖然在很暗的環(huán)境下每個(gè)點(diǎn)要1/25秒后才能被掃描到1次，被掃描的時(shí)間也非常短，其亮度非常弱，如果把前后一段時(shí)間內(nèi)該點(diǎn)的亮度都保存并疊加后再輸出的話，這個(gè)點(diǎn)就可以變亮了。所以數(shù)字慢快門的技術(shù)原理就是按照要求把相應(yīng)一段時(shí)間內(nèi)的多個(gè)影像疊加后再輸出，以此來提高信號(hào)強(qiáng)度。 這種技術(shù)因?yàn)椴恍枰獙?duì)外部環(huán)境進(jìn)行任何變化，所以在滿足監(jiān)控要求的條件下可以說是最理想的方案，但是這種技術(shù)實(shí)際上能夠應(yīng)用的范圍是非常窄的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)逐點(diǎn)累加的前提是同一個(gè)點(diǎn)不同時(shí)間的亮度累加，而一旦拍攝的物體發(fā)生變化或者移動(dòng)的時(shí)候，前后兩個(gè)時(shí)間在一起累加的可能并不是同一個(gè)像素點(diǎn)，這樣在整體圖像上移動(dòng)物體就會(huì)出現(xiàn)“拖影”現(xiàn)象，如果物體移動(dòng)過快而幀累積時(shí)間過長的話，移動(dòng)物體甚至?xí)兂商撚�。所以，幀累積技術(shù)一般應(yīng)用于在弱光環(huán)境中監(jiān)控靜止的場景。 彩色轉(zhuǎn)黑白技術(shù) 在光線不夠的時(shí)候?qū)D像切換為黑白圖像，去掉色載波和色同步干擾，并且將AGC加大，在一定程度上能夠提高低可視光環(huán)境下的圖像質(zhì)量，但是這種方案能夠解決的也只是部分非常特殊的環(huán)境，不能解決弱光環(huán)境，而且能夠提升的圖像質(zhì)量也非常有限，一般此技術(shù)都要和其他技術(shù)配合使用。 在一定的光源條件，利用線路切換的方式將圖像由彩色轉(zhuǎn)為黑白。在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進(jìn)過程中，早期曾采用2顆感光元件Sensor(1顆彩色、1顆黑白)共用一組電路再行切換，目前此類攝像機(jī)已采用單一CCD(彩色)設(shè)計(jì)，在白天或光源充足時(shí)為彩色攝像機(jī)，當(dāng)夜晚降臨或光源不足時(shí)(一般在1LUX?3LUX)即利用數(shù)字電路將彩色信號(hào)消除掉，成為黑白圖像，此種作法雖可在夜晚達(dá)到“低照度”的目的，白天卻有圖像模糊，色彩不自然的缺點(diǎn)。 被動(dòng)紅外成像技術(shù) 被動(dòng)紅外成像技術(shù)的應(yīng)用前提是光捕捉器件除了要能采集可見光信號(hào)以外，還要能夠采集到紅外信號(hào)，并且信號(hào)處理能夠?qū)⒃t外信號(hào)處理成灰度信號(hào)(就說常說的黑白信號(hào))。黑白攝像機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能并且靈敏度非常高。目前所有基于數(shù)字處理技術(shù)的攝像機(jī)也都能夠完成這個(gè)工作，但是由于還有可見光環(huán)境下的彩色成像，矛盾也開始出現(xiàn)了。在處理彩色信號(hào)的時(shí)候，因?yàn)镈SP處理都需要將視頻信號(hào)分離成灰度信號(hào)和色度(或者色差)信號(hào)進(jìn)行分別處理，而紅外信號(hào)本身是人眼不可見的，但是在光捕捉器采集和DSP處理之后已經(jīng)變成了人眼可以識(shí)別的灰度信號(hào)，兩個(gè)灰度信號(hào)(可見光和紅外光的)進(jìn)行疊加，必然會(huì)使圖像在進(jìn)行灰度和色度合成的時(shí)候無法按照理想的情況進(jìn)行合成，這將會(huì)造成圖像的灰度和色度失真，最典型的例子就是如果紅外光過強(qiáng)，會(huì)使得整個(gè)圖像發(fā)灰。目前關(guān)于被動(dòng)紅外成像在視頻監(jiān)控中的主要方案有以下四種：
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