3.2 摄像机的光学系统
摄像机光学系统是摄像机重要的组成部分，它是决定图像质量的关键部件之一，也是摄像师拍摄操作最频繁的部位。摄像机的光学系统由内、外光学系统两部分组成，外光学系统便是摄像镜头，内光学系统则是在机身内部的分光系统和各种滤色片组成。图3—7所示为三片摄像机光学系统的基本组成。
图中：1—镜头；2—色温滤色片；3—红外截上滤色片；
4—晶体光学低通滤色片；5—分光棱镜；6—红、绿、蓝谱带校正片。
一.透镜成像的误差及其补偿
除了平面反射镜之外，任何光学系统成像都是有误差的。因此，我们要了解透镜成像的误差性质及其补偿方法。进而了解摄像机光学系统如何解决了透镜质量问题。
1.球差
为凸透镜孔径较大时，从轴上物点P发出的单色光束。通过透镜时，由于凸透镜的边缘部分比中心部分弯曲的厉害些，所以通过边缘部分的光线比近轴光线折射的严重，致使边缘部分的光线含聚于焦点F之前的F的点，因此在焦点处形成了一个中心亮、边缘模糊的小图盘，而不是很清晰的小亮点，这样的像差称为球差。如图3—8。
图3—8
2.色差
如图3—9，轴上一点P发出的光为复色光，由于玻璃对不同波长的光折射率略有不同，因此不同波长的光不能会聚于一点，如图上蓝光因波长较短成像于Q F点，而红光因波长较长成像于Q C点。这样形成的像差称为色差，表现为图像边缘有彩色镶边。
图3—9
3.像的几何失真
这种失真影响像与物的几何相似性，一般有桶形失真和枕形失真。（1）桶形失真
这种失真也称正失真，它是由于在物与透镜之间放置了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向中心收拢，显得中间向外凸，如图3-10。
（2）枕形失真
这种失真也称负失真，它是固在透镜与像点之间放了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向外拉伸，与桶形失真真正相反，如图3—11所示。
4. 球差和色差的补偿
凹透镜也会产生球差和色差，但其性质与凸透镜形成的像差正好相反。如凹透镜对边缘光线的外折射较大，正好可以补偿凸透镜的球差，如图3—12。
又如凹透镜对复色光中的波长较短的光向外折射大，正好补偿凸透镜的色差，如图3—13。
因此，只要将凹透镜与凸透镜适当的组合起来，既可以消除像差，又不含改变透镜成像的功能。如图3—14，为实际使用的双透镜组和胶合双透镜。
5.几何失真补偿
我们看到，当光阑位置不同时，透镜产生的失真正相反。如果把光阑放在两个透镜中间，则两个透镜产生的失真相互抵消。
二．变焦距镜头
用摄像机拍摄景物时，既要看到它的全貌，又要看到它的细节，这就要求摄像系统能提供全景和特写等不同的场面；有时要跟踪拍摄活动的图像时，又希望活动的图像大小不变，这就需要摄像系统具有可变焦距的功能。近年来彩色摄像机均采用焦距在大范围内可变的变焦镜头，特别是便携式摄录一体机一般都具有十几倍到二十几倍的变
焦镜头。
根据已掌握的有关光学透镜的知识，有：
1.成像面与焦距的关系为：
1/f=1/s=1/s’
式中：s—物距；s’—像距；f—焦距。
由于一般物距s>>焦距f,所以上式近似为：
s’= f （3—1）
即摄像管的靶面位置 s’近似等于焦点f,而且当f改变时，s’也变，即成像面改变。
2.成像大小与焦距的关系为：
m=s’/s
式中：m—透镜放大率
将（3—1）式代入，则有：
m=f/s (3—2)
即放大率是焦距与物距的函数。当s=常数时，m与f成正比，即像大小随焦距f变化。因此在拍摄活动景物时，为使成像大小不变，在景物远时（s大），拉长焦距（f↑）；当景物近时（s小），应缩短焦距（f↓）
3.视场角与焦距的关系
视场角即拍摄范围，它是在镜头主平面的轴心处看景物或像的线长度（H1或H2）时所张的角度，如图3—15中的θ角。
由正切函数和反函数的关系，求出θ角：
θ=2tg-1H1/2S=2tg-1H2/2S’
已知S’= f代入：则
θ=2tg-1H2/2f (3—3)
即当成像大小H2确定后，视场角θ就只于焦距f有关。若f短，则视场角θ大，拍摄范围大，相当于拍全景；若f长，则θ小，拍摄范围小，相当于拍特写。
4.像面照度与焦距和透镜孔径的关系
当物距s=常数，透镜孔径也不变时，则进入的光道量不变，根据m=f/s 可知，f越长，像m则越大，分配到像面上的照度就越小。
另一方面，像面照度与镜头孔径有关。孔径大则透光强，照度就大，反之则小。为了控制光通量的大小，人们设计了光阑（即光圈）。光圈由多片弯月形的薄钢片组成，调节镜头外部的光圈环可改变这些钢片所组成的光圈孔径的大小，如图3—16所示。
图3—16
光圈与镜头的关系如图3—17所示。光圈的直径d 使镜头实际有效孔径变为D（又称入射光瞳），d越大，D也越大，则光通量越大。
图3—17
综合上述两方面因素，可以的到像平面照度E与（D/f）的平方成正比，
即E∝(D/f)2（3—4）
D/f——称为透镜的相对孔径。
由于一般情况下f>D,所以习惯上用D/f 的倒数f/D来标记光圈大小，称为光圈指数F。则有
E∝(D/f)2∝1/F2（3—5）
上式说明F值越小（光圈越大），透光能力越强。
5.景深与焦距的关系
光学镜头能把景物空间中一定范围内的物体，在像平面上都形成较清晰的像，这个范围所对应的“空间深度”称为景深，如图3—18
中的△S.
图3—18
图中△S=△S1+△S2，△S1—前景深，△S2—后景深。若被摄景物平面在A处，则像面A’前后的B’～C’的范围都可得到清晰的像，B’～C’这段距离称为焦深。
设y等于像平面上尚可被认为是一个点的最大直径，当S>>f时，有
△S’=ys2/Df (3—6) 同样可以求出△S2，而△S=△S1+△S2.
由公式（3—6）分析：当物距S一定，D为一定值时，f越小（短焦距），景深△S越大；f越大（长焦距），景深越小。又知，△S与S2成正比，既物越远，景深越大。还有，当f不变、S不变时，D越小（光圈越小，F数值大），景深越大。
6.变焦距镜头
最简单的变焦透镜是由两个凸透镜组成的，如图3—19，两个单透镜的焦距分别为f1和f2,两者之间距离为d，根据几何光学原理可知组合透镜的等效焦距f由f1、f2和d三者共同决定，并有如下关系：1/f=1/f1+1/f2-d/f1·f2（3—7）虽然f1、f2是定值，但是改变它们之间的距离d即可达到f的目的，这就是变焦镜头的理论依据。
图3—19
为了直观反映镜头变焦能力的大小，我们把最长焦距与最短焦距之比称为变焦比，n=最长焦距/最短焦距-变焦比。并用变焦比和最短
焦距来表示变焦特性。如佳能公司的J14×9BIE镜头：J14—变焦比；9BIE—最短焦距为9mm；最长焦距可算出来，14×9=126mm；即变焦范围9mm～126mm。
实际的摄像机变焦镜头是由很多片透镜组成的，如图3—20。它是由几组透镜组构成的，具体可分为调焦组、变焦组、补偿组和移项组等四组。
（1）调焦组
图中“1”的部分，该组镜片与镜头外部的聚焦环相连接，调节聚焦环时镜片位置改变，从而改变成像景物的物距。
图3—20
（2）变焦组
变焦组用来改变镜头的焦距，转动镜头外部的变焦环，可以使变焦组镜头有规律移动，通过改变与第一组镜头的距离d达到使焦距f发生变化。具体说，当景物与摄像机之间距离不变时，转动变焦环使f变长，则景物范围减小，像变大似乎摄像机被推近景物；反之，当f变短，则景物范围扩大，像变小，似乎摄像机被拉远了景物。（3）补偿组
变焦只改变焦距，但不希望改变景物的聚焦状态，即在变焦过程中似乎要保持图像清晰。但是移动变焦时，虽然f发生变化，但成像的位置也发生变化，即焦距发生变化。为解决这个问题，加入补偿组镜片，使其随变焦镜片移动而作相应的移动，以保持像平面基本不变，使人查觉不出图像清晰度的变化。
（4）移像组
因为在镜头的最后一片镜片与摄像管成像面之间要安装分光棱镜系统，所以需要加一组镜片将成像面后移一段距离（也称后焦距），这就是增加移像组镜片的目的。
思考题：
1.系统电视摄像机有哪几个部分组成？每个部分的组成和功能。
2.透镜成像误差有几种？产生的原因是什么？如何补偿？
3、证明为什么要用一个凸透镜和一个凹透镜来组成变焦镜头？（设f1=1,f2=-1,代入（3-7）式求证）
三.分色镜及其原理
由被摄景物来的光通过变焦镜头后就进入了分光系统，分成红、绿、蓝三束光，并在适当位置上为摄影口件接收。常用的分色系统有两种型式，一种是把分色薄膜镀在透明平板玻璃上，称为平板分色系统；另一种是把分色薄膜完全埋入玻璃里变成棱镜结构，称为棱镜分光系统。
1.平板分色系统
如图3—21所示，镜片I是镀有多层色膜Mb的分色镜，利用光波干涉原理使镜片I反射蓝色光谱，而让红色和绿色光谱完全通过。镜片II是镀有多层色膜Mr的分色镜片，它反射红色红色光谱，透过绿色光谱。这样入射光中的蓝色光谱被镜片I反射，在平面反射镜III 处再次反射后，进入蓝色摄像管靶面；同样，红色光谱在镜片II处被反射，再在平面反射镜IV处反射，进入红色摄像管靶面；穿过镜片II的绿色光谱则直射进入绿色摄像管靶面。
平板分色系统虽然结构简单，但其光学结构松散，光能损失较大，因此在三管机或三片机中通常采用结构牢固的分光棱镜系统。
图3—21
2.分光棱镜系统
如图3—22所示，分光棱镜由三快或四块棱镜粘合而成，其中在两处粘接面上蒸镀了多层色膜Mg和Mb，同时在棱镜IV与棱镜I、棱镜I与棱镜II之间均加入空气隙。
当入射光F投射到多层分色膜Mg上时，只有绿色光被反射，而其它光谱透过，被反射的绿光在界面（1）上固入射角大于临界角而发生全反射，于是绿光经过绿色片Fg（或叫谱带校正片）再次过滤后进入摄像管G。
当透过Mg的光投射到分色膜Mb上时，蓝光B被反射而余下的红光透过，被反射的蓝光在界面（2）上全反射后经滤色片FB过滤到达摄像管B。
透过Mb的红光直接穿过滤色片FR到达摄像管R，为使红、绿、蓝三路光程一样长，所以在Mb之后加了棱镜III。
由于两个分色薄膜的分光特性不可能完全符合设计要求，所以在分光棱镜的三个出口处分别加了FR、Fg、Fb三片谱带校正滤色片，其主要作用是吸收指定谱带口处的光波。
图3—22
四.色温滤色片与中性滤色片
1.色温滤色片
人眼所观察到的物体的颜色除了与物体表面反射特性有关外，还与照射该物体的照明光源的色温有关。为了适应不同照明条件下，使重现色彩正确，目前摄像机采用在变焦距镜头与分色棱镜之间加入几片滤色片，利用它们的光谱特性来补偿因光源色温不同引起光谱特性的变化。
图3—23，表示校正原理。目前的彩色摄像机都是按照3200K照明色温调整的，其光谱特性如图中直线①，当光源色温为4800K时，其光谱中蓝色成分偏高，则摄像光谱特性如曲线②；如果插入光谱特性如曲线③的色温滤色片，则电视图像的色彩就会得到补偿而不会长生颜色失真。
图3—23
2.中性滤色片
中性滤色片的作用是减弱进入光学系统的光强度，并不改变光谱特性，相当于墨镜，用于扩展摄像机在高照度下的使用范围，如在夏天阳光下或高原雪景等情况下拍摄时，因光线太强，即使光圈关到最小，画面还是因太亮而限幅，这时就要考虑用中性滤色片了。中性滤色片还常常用来控制景深，以达到一定的艺术效果。中性滤色片的透光率有100%、25%、10%、1.5%等几种。D↓→景深↑
监控系统摄像机选型标准 镜头是摄像机的眼睛，其性能的优劣直接关系到摄像机成像画面是否清晰。因而若要实现摄像机的效能最大化。 一、安防监控系统镜头选用 1.镜头焦距：方案设计人员在考虑镜头指标时需要根据监控目标的位置、距离、CCD规格，以及监控目标在监视器上的图像效果等综合地来进行考虑，以选择最合适的焦距的镜头。比如，生产线监控，一般需要监看比较近的物体，而且对清晰度要求较高。这种情况，定焦镜头的效果一般要比变焦的好，所以通常会选择短焦距定焦镜头。如 2.8mm、4mm、6mm、8mm等。 又如监控室内目标时，选择的焦距不会太大，一般会选择短焦距的手动变焦镜头，如3.0-8.2mm、2.7-12.5mm等;道路监控中，多车道监控要用焦距短一些的，如6-15mm;十字路口的红绿灯车牌监控要用相应长一些的焦距，如6-60mm;城市治安监控一般就要用到焦距更长一些的电动变焦镜头，如6-60mm、8-80mm、7.5-120mm等;高速公路、铁路、河道、环境检测、森林防火、机场、边海防等，一般要用到大变倍长焦距的电动变焦镜头，如10-220mm、13-280mm、10-330mm、15-500mm及10-1100mm等。 2.视场角范围：视场角范围计算是有公式的，知道镜头的焦距、CCD尺寸，视场角就可以推算出来。镜头有这样的规律：焦
距越大，监控得越远，视场角就越小;焦距越小，监控距离就近，视场角就大，焦距和视场角是反比关系。如在一些有手动变焦镜头需求的项目中，视场角范围是最先需要考虑的，所以一般会根据视场角范围来确定所选焦距范围。电动变焦镜头因为是可以根据现场环境随时用键盘控制变焦、聚焦的，所以视场角范围不是太需要考虑。但是当电动变焦镜头的起始焦距过大(比如起始焦距超过20mm)时，是无法实现大范围监控的。 3.镜头的光圈：镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量(F=f/D)，以F标记。每个镜头上均标有其最大F值，F 值越小，则光圈越大。对于恒定光照条件的环境，可以选用固定光圈的镜头，这种一般为实验室环境;对于光照度变化不明显的环境，常会选用手动光圈镜头，即将光圈调到一个比较理想的数值后固定下来就可以了;如果照度变化较大，需24小时的全天候室外监控，应选用自动光圈镜头。 二、监控镜头的应用场所 固定光圈镜头：定焦且固定光圈，主要用于环境光线固定的场所； 手动光圈镜头：定焦但光圈可调，主要用于环境光线固定但明暗不定的场所； 自动光圈镜头：固定焦距，使用DC电压驱动用于环境光线变化性的固定范围场所；
高清全景监控系统 广东百泰科技有限公司高清全景监控系统，是一套基于全景图像采集获取、拼接生成及浏览交互等技术的“点-面智能联动摄像机系统”，结合海量视频数据智能分析技术，可实现高清全景视频图像信息处理及交互应用。系统采用了高清全景监控系统、超高分辨率图像实时处理、ISP智能图像算法设计、海量图像分布式存储等多种前沿技术，通过一台180°高清全景摄像机与一台1080P全高清高速球有机嵌合，匹配专用软件，组成一套点面联动的智能化高清全景监控系统系统。通过单台摄像机就能对180°或360°度范围进行成像，并实现对成像区域内所有目标进行从点到面的同步高清监控，达到无缝监控、点面兼顾的效果。 本产品及技术可应用于各种需要了解城市地理信息，以及不同细节层次的准实时动态真实影像情况的可视化城市管理应用场合，能够基于GPS信息将其与GIS地理信息系统相结合，可提供给安防、城管、交通、消防、城市规划等各类具有城市地理信息及可视化城市管理需求的行业人员使用。 一、技术特色 全景：单台摄像机就能对180°或360°度视角范围进行成像。 高清：1080P全高清视频传输和录像。 超微光感知技术：采用双阶 3D 去噪算法、自动增益控制、自动背光补偿等技术，超低照度、超低噪声、全彩色，宽动态全景摄像，在光线暗淡的情况下依然能呈现彩色画面。 一键式点面联动：针对目前监控摄像机“看得清却看不全”“看得全却看不清”的矛盾，将高清高速球的“点”与全景摄像机的“面”搭配组合，实现由“面”及“点”的一键式操控，点击全景画面的任何一个位置，系统可立即调度高速球转到预定监视点，配准精度高达0.05°，响应时间小于0.1秒，使监控全局与局部细节一览无遗。 支持多分辨率采集和多码流传输。 IP66高防护等级，全天候室内外应用。 二、实景视频演示 低照度效果演示
摄像机的性能指标 更新日期:2009-10-24 14:58 在常用的摄像机中，根据数据接口的不同，可分为常规摄像机和数字式摄像机，前者输出标准的AV和S端子信号，后者以USB和IEEE1394为通信标准。 1. 常规摄像机的主要性能指标 （1）CCD尺寸（Image Sensor） 由于生产工艺的不同，CCD所采用的原材料可接受的刻蚀精度也不同，厂家常用的CCD尺寸有1/4寸和1/3寸两种规格，近期出现了1/2.7寸和1/1.8寸规格。 （2）CCD有效像素（Effective Pixels） 有效像素指CCD感光元件可受光信号、并转换成电信号的最大区域。PAL制下的CCD一般有效像素为：752（H）×585（V）。 （3）水平扫描线（Horizontal Resolution） 由于CCD元件的电信号采样是采用垂直和水平两方向交叉定位的方式来提取单点元素的RGB数值，所以水平和垂直扫描的精度直接影响着图像的精度。人们常以水平扫描的线数来衡量镜头的精度等级，作为通信用的专业摄像机，该数值一般要求在450以上，目前市面上的产品以480线为主流。 （4）光学变焦倍数（Lens Zoom） 目标物体的反射的光信号，需要经过光学镜头组，才能聚焦在CCD上，形成清晰的图像，光学镜头组所采用的玻璃透光性、滤光性是各厂家需要保证的根本要素。 此外，光学镜头组在超声波电机的带动下，能够实现的光学变焦倍数成为了一个面对用户最主要的指标。常见的倍数有8x、10x和12x，某厂家推出来的产品，该参数可以达到22x。 （5）数字变焦倍数（Digital Zoom）
数字变焦是采用软件差值计算的方式，将CCD形成的当前的图像进行局部取样，形成指定像素的信号。数字变焦倍数的数值依赖于CCD的有效像素和内置DSP芯片的处理能力，各厂家一般都提供10x和12x两档常规指标。 （6）信号制式（Video Signal） 信号制式一般有NTSC和PAL两种。根据中国的电视广播及通信的规范，中国地区适用PAL制。 （7）信号输出格式（Signal Output Format） 大家常见的视频信号都是采用AV Video复合信号，以及S-Video分离信号两种，后者相对来说信号质量较前者稳定。 （8）信噪比（Signal Noise Ratio） 衡量视频信号的指标是信号的信噪比，表示了信号中，能够提取的有效信号的比率，市面的各款摄像机的SNR都大于45dB。 2. USB1.1/2.0以及IEEE1394界面摄像头的性能指标 近年来，随着个人桌面视频会议系统的普及，采用USB和IEEE1394作为图像摄像机（俗称摄像头）输入界面的产品层出不穷。 USB的摄像头目前的市场占有率超过95％，其中采用USB1.1的产品占大部分，这类产品的性能可以从以下几个方面考量。 （1）感光元件（Image Sensor） 市面上的USB摄像头多采用CMOS，现在的CMOS生产工艺经过优化后，基本消除了元件老化的缺陷，并行输出的数据流量大，我们称之“二代CMOS”。 个别厂家亦推出了采用CCD为感光元件的产品。 （2）有效像素（Effective Pixels）
AR鹰眼： 1600万360°蓝宝石AR鹰眼，光学透镜采用蓝宝石玻璃; S系列1600万360°全景一体式网络高清摄像机 全景摄像机有8个1/1.8" 2MP Progressive Scan CMOS，最高分辨率及帧率可达2X4096×1800@30fps，星光级超低照度，0.005Lux/F2.0（彩色），0.0005Lux/F2.0（黑白）； 特写摄像机支持4K，4096×2160@30fps；星光级超低照度：0.002Lux/F1.5(彩色),0.0002Lux/F1.5(黑白)，0 Lux with IR；焦距：7.5 -277mm，37倍光学，200m红外照射距离； 支持区域入侵、越界、进入区域、离开区域事件侦测功能； 系统支持检测直径300米范围内运动目标，可同时检测60个目标； 系统支持点击联动功能、目标自动跟踪功能、手动跟踪功能； 支持强光抑制、3D数字降噪； 系统支持基于交通平台8600实现交通云图立体防控； 系统支持在摄像机的实时视频画面中添加最多500个AR标签，且可实现标签与标签联动的功能； 系统内置7路报警输入、2路报警输出、1路音频输入、1路音频输出，支持光口（FC）+电口(RJ-45)网络接口设计 采用一体化设计，可快捷安装； H.265/H.264/MJPEG； 支持防雷、防浪涌、防突波，IP66防护等级。
黑光球机： 特色功能： 支持深度学习算法，提升Smart功能和跟踪功能，并支持去误报和目标分类 支持区域入侵侦测、越界侦测、移动侦测等智能侦测功能 支持手动跟踪、全景跟踪、事件跟踪，并支持多场景巡航跟踪 支持车牌捕获及检索、混行检测、多场景巡航检测、云存储服务功能 人脸抓拍：支持同时抓拍30张人脸，支持对运动人脸进行检测、跟踪、抓拍、评分、筛选，输出最优的人脸抓图 支持智能雨刷:自动感应雨水并联动雨刷 图像传感器：1/1.8＂progressive scan CMOS，双sensor架构 最低照度：彩色：0.0005Lux @ (F1.5，AGC ON)；黑白：0.0001Lux @(F1.5，AGC ON) ； 0 Lux with IR 分辨率及帧率：主码流50Hz: 25fps (2688×1512,2560×1440) 60Hz: 30fps (2688×1512,2560×1440) 视频压缩：H.265/H.264/MJPEG 红外照射距离：250米 焦距：5.9-206.5mm，35倍光学 Smart图像增强：120dB超宽动态、光学透雾、强光抑制、电子防抖、Smart IR水平及垂直范围：水平360°；垂直-25°-90°（自动翻转） 水平速度：水平键控速度：0.1°-210°/s,速度可设;水平预置点速度：280°/s 垂直速度：垂直键控速度：0.1°-150°/s,速度可设;垂直预置点速度：250°/s 电源接口：DC36V 网络接口：RJ45网口，自适应10M/100M网络数据 音频输入/输出：1路音频输入；1路音频输出 报警输入/输出：7路报警输入；2路报警输出 RS485控制接口：采用半双工模式，支持自适应HIKVISION，PELCO-P和PELCO-D(可添加)协议 SD卡接口：内置Micro SD卡插槽，支持Micro SD(即TF卡)/Micro SDHC/Micro SDXC 卡（最大支持256G） 功耗：105W max（其中红外灯18W max） 工作温度和湿度：-40℃-70℃；湿度小于90% 防护等级：IP67;抗干扰能力强，适用于严酷的电磁环境，符合GB/T17626.2/3/4/5/6四级标准 尺寸：Φ293×422mm重量：12Kg
360度全景摄像技术原理介绍 通常只有在必须的情况下，我们才费尽周折地试图在狭小空间安装视频监控设备。就当人们开始将要习惯忍受这样的架设行为时(固有的需求矛盾所制)，悄然产生一种新生力量---- 360度全景摄像。 以往我们在狭小空间试图构建监控系统，无外乎会采用几种方案：短焦距镜头摄像机、调整安装位置、或多摄像机联动对射等。但以上几种方式都存在着不同的应用缺陷;选择短焦距镜头摄像机时，水平可视范围小于80度(广角也超不过90度)，因而监控范围较小;调整安装位置，往往受到客观环境的制约而影响稳定安装(例如一面是玻璃、一面是门、顶上有电线或无法承重的装饰吊顶等等);选择多摄像机联动对射，不仅增加了设备投入的成本，也使得施工变得更加繁琐。 一360度全景摄像技术简介 顾名思义，360度全景摄像就是一次性收录前后左右的所有图像信息，没有后期合成，更没有多镜头拼接。其原理依据仿生学(鱼眼构造如图1)采用物理光学的球面镜透射加反射原理一次性将水平360度，垂直180度的信息成像(如图2)，再采用硬件自带的软件进行转换，以人眼习惯的方式呈现出画面。 图1 鱼眼结构 图2 鱼眼镜头的硬件示意图 鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头，其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物。鱼的眼睛类似人眼构造，但是相对于扁圆形的人眼水晶体，鱼眼水晶体是圆球形，虽然只能看到比较近的物体，但却拥有更大的视角。 图3中，人眼看水中实物，由于实物反射的光线在水中发生折射，使人误以为物体处于虚像的位置(例如水中筷子弯曲现象)。根据折射原理，光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角;光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。也可以概括为，光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化。鱼眼镜头就是利用折射原理，本着拥有更大的球面弧度(类似鱼眼的球形水晶体)，成像平面离透镜更近(鱼眼的水晶体到视网膜距离很近)的设计思想，进行开发制造的。 一般来说，焦距越短，视角越大，而视角越大，因光学原理产生的变形也就越强烈。为了达到水平360度，垂直180度的超大视角，鱼眼镜头允许桶形畸变合理存在，除了画面中心的景物保持不变，其他本应水平或垂直的景物都发生了相应的变化。为了把畸变后的图象转化为适合于人眼观看的正常图像，需要通过软件对图像进行坐标变换，并进行图像修正等处理。 图4是以日本FXC鱼眼镜头为例，简要介绍360摄像头软件处理的基本流程：
关键字：监控监控摄像机摄像机 CCD摄像机监视器CCD摄像机常见性能和主要性能指标 （一）摄像机清晰度 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（应比摄像机的分辨率高）上能够看到的最多线数。当超过这一线数时，屏幕上就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，广播级摄像机的分辨率则可达到700线左右。清晰度是由摄像器件像素多少决定的，显然摄像器件的像素越多，得到的图像越清晰，反之也然。清晰度越高，说明摄像机档次越高，反之越低。（二）摄像机最低照度 最低照度是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2～3LUX，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，应按摄像机在同一光圈系数下其照度值的大小。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，一般可做到
0.1LUX在F1.4时，至于微光摄像机则更低。有关光圈系数的知识请参阅镜头一节。 视频信号的标称值为1Vp-p，标准值为0.7Vp-p，最低照度时的视频信号值为1/3到1/2的标准植。所以摄像机在最低照度时的图像，决不会“如同白昼一样”。另外，摄像机在最低照度时产生的图像清晰度，是用电视信号测试卡进行测式的，其黑白相间的条纹，要求黑色反射率近于0%，白色反射率大于89.9%。而我们在现场观察时有时不具备这样的条件，比如：树叶和草地的反射率很低，反差很小，就不易获得清晰图像。因此实际使用当中不能以摄像机标称的最低照度作为衡量现场环境照度的标准。 （三）摄像机信噪比 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（也即干扰噪点对画面的影响程度）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。 所谓“信噪比”指的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，比值非常大，因此，实际计算摄像机信噪比的大小通常
3.2 摄像机的光学系统 摄像机光学系统是摄像机重要的组成部分，它是决定图像质量的关键部件之一，也是摄像师拍摄操作最频繁的部位。摄像机的光学系统由内、外光学系统两部分组成，外光学系统便是摄像镜头，内光学系统则是在机身内部的分光系统和各种滤色片组成。图3—7所示为三片摄像机光学系统的基本组成。 图中：1—镜头；2—色温滤色片；3—红外截上滤色片； 4—晶体光学低通滤色片；5—分光棱镜；6—红、绿、蓝谱带校正片。 一.透镜成像的误差及其补偿 除了平面反射镜之外，任何光学系统成像都是有误差的。因此，我们要了解透镜成像的误差性质及其补偿方法。进而了解摄像机光学系统如何解决了透镜质量问题。 1.球差 为凸透镜孔径较大时，从轴上物点P发出的单色光束。通过透镜时，由于凸透镜的边缘部分比中心部分弯曲的厉害些，所以通过边缘部分的光线比近轴光线折射的严重，致使边缘部分的光线含聚于焦点F之前的F的点，因此在焦点处形成了一个中心亮、边缘模糊的小图盘，而不是很清晰的小亮点，这样的像差称为球差。如图3—8。 图3—8 2.色差
如图3—9，轴上一点P发出的光为复色光，由于玻璃对不同波长的光折射率略有不同，因此不同波长的光不能会聚于一点，如图上蓝光因波长较短成像于Q F点，而红光因波长较长成像于Q C点。这样形成的像差称为色差，表现为图像边缘有彩色镶边。 图3—9 3.像的几何失真 这种失真影响像与物的几何相似性，一般有桶形失真和枕形失真。（1）桶形失真 这种失真也称正失真，它是由于在物与透镜之间放置了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向中心收拢，显得中间向外凸，如图3-10。 （2）枕形失真 这种失真也称负失真，它是固在透镜与像点之间放了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向外拉伸，与桶形失真真正相反，如图3—11所示。
白皮书 星光级超低照度高清网络摄像机
目录 1、前言 (1) 2、何为低照度 (1) 3、超低照度摄像机的主要特征 (2) 4、超低照度摄像机的优势 (3) 5、超低照度摄像机的实用需求 (4) 6、应用场所 (5) 7、高清永无止境 (9)
1、前言 高清网络摄像机在白天都能够呈现出较好的效果，虽然部分摄像机在夜间也基本能满足要求，但是效果不甚理想，比如在对细节、人脸、数字等体现不佳，又因为在光线不充足的夜间突发的情况居多，我们怎么来保障夜间的人生和财产安全呢？这势必会加大各厂商对夜间监控摄像机研发的投入，又尤其是超低照度摄像机是夜间监控的重要组成部分。 近年来随着“平安城市”项目的不断增多，相关部门对夜间的低照度监控效果也越来越重视，尤其是夜间画面的明亮程度、能否抓拍到高清的车牌，已经成为衡量低照度效果的重要指标之一，因此不少厂商纷纷推出了“星光级超低照度”摄像机，那么，什么样的摄像机才能称为“超低照度”摄像机？“超低照度”摄像机有哪些重要的优势？超低照度摄像机应该怎么用？超低照度摄像机呈现的效果如何？ 2、何为低照度 在弄清楚什么是“超低照”度摄像机之前得先明白什么是最低照度？ 照度是指单位面积上面接收到可见光的光通量，通常以Lux（勒克斯）为单位，在安防行业中，通常用“最低照度”值来衡量摄像机的感光度和灵敏度，换言之：就是指摄像机能够在多黑的环境中仍然可以看见有用的图像，具体的测试方法是在一间全黑的房间里，把摄像机对准被测试物体，然后把灯光逐渐调暗，直到监视器上看不到清物体为止，此时照度计上显示的数值则为该摄像机的最低照度值。
3、超低照度摄像机的主要特征 超低照度摄像机是一种在极低照度下全彩色实时的摄像机，由于采用了超灵敏度图像传感器和独有的电子倍增和噪点控制技术能够极大的提高亮度，并且具有24小时全彩色实时效果，绝无普通低照度的拖尾现象，星光级光线照度下（彩色：0.002Lux@F1.2，黑白：0.00002Lux@F1.2）具有极佳的表现能力，一定程度上可以代替红外摄像机。 210万像素超低照度高清网络枪式摄像机机 210万像素超低照度高清网络半球
监控摄像头焦距与距离一、监控摄像头镜头可视角度表 二、监控摄像头镜头可视距离表
1、镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下； f=w*D/W f=h*D/h f：镜头焦距w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度） W：被摄物体宽度 D：被摄物体至镜头的距离 h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度 H：被摄物体的高度 ccd靶面规格尺寸：单位mm 规格W H 1/3" 4.8 3.6 1/2" 6.4 4.8 2/3"8.8 6.6 1"12.79.6 由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3, 当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。 镜头大小的主要区别是:镜头越小看的越近,但是视觉范围越宽;镜头越大看的越远,但是视觉范围越窄. 选择镜头要点:
1、镜头大小可以自由选择. 根据摄像头监控的实际距离,参照上表选择相对合适的镜头毫米数.同系列产品镜头大小不影响价格。例如:宝贝名称为10米摄像机,而您的实际距离是25米.那么您可以选择8MM的镜头,产品价格不变，同样,宝贝名称为50米摄像机,而您的实际距离是35米,那么您可以选择12MM的镜头,产品价格不变。 2、镜头毫米数所对应的最佳距离,指的是发现距离.有客户问3.6MM的镜头,能看清10米内的人吗?回答是肯定的.这里说的"看清",是说的看清人的大致面貌和活动.如果要求看清楚人脸的话,选择更大的镜头.如图: 图中3个人的大致面貌和活动可以清楚的看到,如果是您熟悉的人,您一眼就可以认出来.如果是陌生人,您就没办法清楚的辨认五官。这个镜头是3.6MM的,看的距离是在10米左右。如果您换成16MM的镜头,就可以清楚的看出。但是视觉范围就很窄。上图右边的部分就看不到了。这也就是大镜头与小镜头的根本区别。如所需监控的范围较小,建议对照表格选择大一个规格的镜头。这样在清晰度(芯片线数)相同的情况下,目标物体看起来放的更大,细节看的更清楚,视觉效果更好;如您所需监控的范围较广,建议您对照表格选择规格相对大的镜头。在清晰度(芯片线数)相同的情况下,这样您会感官上觉得目标物体更清晰。
振芯科技 全景视觉系统技术方案 2014年5月
目录 第1章全景视觉摄像机技术描述 (3) 1.1全景视觉摄像机系统 (3) 1.2系统功能及主要技术指标 (4) 1.2.1系统主要功能 (4) 1.2.2主要技术指标 (4) 第2章适用场景展示 (4) 第3章设备清单 (6)
第1章全景视觉摄像机技术描述 全景视觉摄像机是一款水平视场接近180度的全景监控设备，它采用三个高清720p摄像机进行采集，全景分辨率最高可以达到2800 ×720，后端采用高端图形工作站进行图像处理，最终得到不低于20f/s的实时无缝全景视频。另外该全景还配备一个高清720p的18倍光学变焦球机，用于监控全景中的具体情况。 全景视觉摄像机参数要求： 全景分辨率2800×720 视频输出RJ45，10/100Base-T 视频编解码方式H.264 网络协议UDP/TCP 防护等级IP65 全景视觉摄像机技术特点： ?全景视角接近180 度，视频分辨率不低于2800×700； ?18 倍720P 高速球机（可升级到1080P）； ?全景中点击场景位置，球机可以快速定 ?位到对应位置，达到即点即所得； ?支持多屏显示功能 ?具有多种全景模型选择； ?具有去雾和微光增强功能 1.1全景视觉摄像机系统 系统组成 图1 全景视觉系统组成 全景视觉系统主要由视频采集系统，网络传输系统，图像处理系统(图形工作站)，全景显示设备四个部分组成。视频采集系统采用多台高清网络CCD摄像机实时采集视频数据，以完成对整个视场360度全方位侦查覆盖。网络传输系统则将采集的多路高清视频数据实时传输到后端PC全景图像处理系统，以便PC图像处理系统对多路高清视频数据进行实时无缝拼接。PC全景图像处理系统则将前端采集到的高清视频实时拼接形成全景画面，同时可以完成全景视频的存储。全景显示设备则可完成对全景不同显示方案的显示。
摄像机的发展速度很快，从摄像管到CCD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、具有抗震动和撞击等特点，同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被 广泛应用。CCD是Charge Coupled Device( 电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。 被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷， 各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号 输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。 一、CCD摄像机的分类 ㈠按照成像色彩划分 CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机两种。除色度处理方面不同外， 其它原理基本一致。主要有光学系统、光电转换系统、信号处理系统组成。其中光电转换系 统是摄像机的核心。 自然图像通过光学镜头成像于摄像机的光靶面上，彩色摄像机的光学系统中使用相干分 色棱镜或特殊条状滤色镜将光信号分成红、绿、蓝三色光信号，光电转换系统通过摄像管或 CCD元件利用电视扫描方法把光图像信号转换成随时间变化的视频电信号，再经放大、处理、 编码而成为全电视信号。 ㈡按照分辨率划分 按照分辨率划分为25万像素左右，对应彩色330线/黑白400线的低档型；25万至38 万像素之间，对应彩色420线/黑白500线的中档型;38万像素以上，对应彩色大于或等于 4 60线黑白570线以上的高档型。 ㈢按照摄像机灵敏度划分 按照灵敏度可分为最低照度1至3lux的普通型；0.1lux 左右的月光型；0.01lux 以下的 星光型以及原则上可以为0Lux，采用红外光源成像的红外照明型。 ㈣按照CCD靶面尺寸划分 摄像机摄像器件(CCD)的尺寸分为1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。
超高速摄像机基本依赖于进口设备，与高速相机最大的区别在于超高速摄像机极短的曝光时间、纳秒时间分辨率和纳秒级触发精度、纳秒级的帧间间隔时间（德国standford生产的超高速摄像机可达皮秒）以及数千倍的增益。而高速相机一般只能达到毫秒或微秒级，增益也是从几倍到数十倍左右。 虽然超高速摄像机拥有如此多极其优秀的特点，但超高速摄像机每次拍摄只能获得几张图像（单通道情况下），而高速相机一次拍摄可获得的图像数量可多达几万甚至数十万张。 超高速摄像机作为一种有着尖端科学技术含量的设备，在全球范围内能够生产出优质超高速摄像机的厂家并不多，而德国standford公司可以说是业内顶尖，下面以此公司的产品为例，简单介绍一下超高速摄像机的基本工作原理和特点。 超高速摄像机的超高速图像采集系统主要由相机主机、控制分析软件、图像处理仪组成。各部分示意图如下： 图像采集系统主机内主要由分光系统和ICCD通道系统组成，示意图如下：
在CCD上产生的增强的信号是由一个系列链产生的，通过以下一些部件： 超高速摄像机内部示意图： ICCD通道系统内的基本工作原理：通过透镜将拍摄的目标对像光信号传送到增强器的光阴极上，像增强器在高压窄脉冲控制下输出具有较短曝光时间的图像，并由后续CCD接收和记录。系统曝光时间和摄影频率由像增强器驱动源以及精密同步系统控制。
多通道图像分光耦合系统工作原理：传统的图像分割技术往往使用立方或半透膜分束器将一个图像分割成两个相同的低强度二级图像。由于一般图像都不是单频的，所以传统技术都不可能预测强度比率。XXRapidFrame系列相机使用全反射镜观察所有子图像，使得所有的强度分布都能在一个镜像几何函数中反映出来。这个方法可以很容易地扩展到紫外光谱区域。在每个光学路径的通道上都装有一个滤波器，它能产生一些特殊的效果，比如对一个实验生成三种颜色的图像。对于各种通道设置的不同延迟时间，它还可以用来恢复成3-D空间信息。下图为图像分光耦合系统示意图： Stanford Computer Optics的ICCD摄像机是独立的解决方案，可以通过RS232，Camera Link或USB连接远程操作和调整。4 Spec E软件可以作为一体化解决方案，以满足超高速ICCD摄像机系统的所有操作要求。
XX监控解决方案 一、系统架构 二、系统功能 1.已有的9个园区的模拟硬盘录像机、新建的每个园区的10个重点部位的摄像机、鹰眼等 前端设备都可以通过海康协议无缝接入新建的集控中心管理平台，通过管理平台可以远 程查看实时视频，调取前端录像，同时可以解码上墙到显示大屏。 2.考虑到后期还有新建园区的监控录像也要汇聚到集控中心，所以采用海康威视云储存方 案。云存储系统的建设在不同的阶段可能会有不同的容量要求。随着项目的不断扩大、 应用的不断加强，容量将会不断扩大。云存储可以提供动态扩展功能，可以在线系统增 加、减少设备时业务不中断。设备一旦融入云存储系统后立即可用作为整体存储资源的 一部分进行调用。 三、产品介绍 1.新建重点位置摄像机采用具有智能分析的星光级球机 DS-2DF7230IW系列 200万像素红外网络高清高速智能球机
Smart功能 ●Smart跟踪：支持手动跟踪、全景跟踪、事件跟踪等多种跟踪方式 并支持多场景巡航跟踪功能 ●Smart侦测：支持人脸侦测、区域入侵侦测、越界侦测、进入区域 侦测、离开区域侦测、徘徊侦测、人员聚集侦测、快速移动侦测、 停车侦测、物品遗留侦测、物品拿取侦测、音频异常侦测、移动 侦测、视频遮挡侦测功能 ●Smart录像：支持断网续传功能保证录像不丢失，配合Smart NVR 实现事件录像的二次智能检索、分析和浓缩播放 ●Smart图像增强：支持透雾、强光抑制、电子防抖、Smart IR防 红外过曝技术 ●Smart编码：支持低码率、ROI感兴趣区域增强编码、SVC自适应 编码技术 ●Smart报警：支持网线断、IP地址冲突、存储器满、存储器错、 非法访问异常检测并联动报警的功能 红外功能： ●采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达180m ●红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节红外灯亮度和 角度，使图像达到理想的状态 ●内置热处理装置，降低球机内腔温度，防止球机内罩起雾 ●恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时 系统功能： ●支持H.265高效压缩算法，极大降低码率，最大支持 1920x1080@60fps实时画面输出 ●精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在 任何速度下图像无抖动 ●支标准的API开发接口，支持海康SDK、ONVIF、CGI、PSIA、 GB/T28181和E家协议接入 ●支持RS-485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别 ●支持三维智能定位功能，配合DVR/客户端软件/IE可实现点击跟 踪和放大 ●支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失 ●支持断电状态记忆功能，上电后自动回到断电前的云台和镜头状 态●防雷、防浪涌、防突波，IP66防护等级 ●支持定时任务功能，多种定时任务模式可选 机芯功能： ●30倍光学变倍，16倍数字变倍 ●支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿、宽动态、3D 数字降噪 ●支持区域曝光、区域聚焦功能 ●支持超低照度，0.02Lux/F1.6(彩色),0.002Lux/F1.6(黑白) ,0 Lux with IR ●支持隐私遮蔽，多区域可设 网络功能： ●支持以太网控制，同时支持模拟输出 ●最大支持128G的Micro SD/SDHC/SDXC卡存储 ●支持三码流技术，每路码流可独立配置分辨率及帧率 ●支持H.265/H.264/MJPEG视频压缩算法，支持多级别视频质量配 置 ●支持PCM高品质音频编码 ●支持NAS存储录像，录像可断网续传，最高可支持8个NAS盘 ●支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持HTTPS加 密和IEEE 802.1x网络访问控制、IP地址过滤 ●支持1路音频输入和1路音频输出 云台功能： ●水平方向360°连续旋转，垂直方向-2°-90°（-10°-90°可选）, 无监视盲区 ●水平预置点速度最高可达240°/s,垂直预置点速度最高可达 200°/s ●水平键控速度为0.1° -160°/s,垂直键控速度为0.1° -120°/s ●支持300个预置位,并具有预置点视频冻结功能 ●支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点 ●支持4条花样扫描,每条路径记录时间大于10分钟 ●支持比例变倍、守望功能 ●支持报警功能，内置7路报警输入和2路报警输出，支持报警联 动功能
监控镜头毫米数与距离对照表 摄像机拍摄的视角与镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分，下表为镜头毫米数与搭配的CCD拍摄视角的对应关系，可供大家参考： 镜头焦距搭配1/3" CCD 搭配1/4" CCD 二者的角度差异 2.8 mm 89.9°75.6°14.3° 3.6 mm 75.7 °62.2°13.5° 4 mm 69.9 °57.0°12.9° 6 mm 50.0 °39.8°10.2° 8 mm 38.5 °30.4°8.1° 12 mm 26.2 °20.5° 5.7° 16 mm 19.8 °15.4° 4.4° 25 mm 10.6 °8.3° 2.3° 60 mm 5.3 ° 4.1° 1.2° 1/3" CCD 搭配镜头拍摄范围的尺寸如下表所示： 镜头焦距距离5米距离10米距离15米距离20米距离30米 (毫米数) (宽×高) (宽×高) (宽×高) (宽×高) (宽×高) 2.8mm 13×9.8米26×19.5米39×29.3米52×39米78×58.5米 3.6mm 8.5×6.4米17×12.8米25.5×19米34×25.5米51×38.3米 4mm 8×6米16×12米24×18米32×24米48×36米 6mm 5.5×4.1米11×8.3米16.5×12.4米22×16.5米33×24.8米 8mm 3.5×2.6米7×5.3米10.5×7.9米14×10.5米21×15.8米 12mm 2×1.5米4×3米6××4.5米8×6米12×9米 16mm 1.5×1.1米3×2.3米 4.5×3.4米6×4.5米9×6.8米 25mm 1.3×1米 2.5×1.9米 3.8×2.9米5×3.8米7.5×5.6米 60mm 0.5×0.4米1×0.75米 1.5×1.1米2×1.5米3×2.3米 备注:同样毫米数的镜头搭配1/4"的CCD芯片拍摄的范围和角度稍微窄一点,但是拍摄画面中的物体看起来要大一点.表中的数据为水平方向的视场角度,如果摄像机装在高处往低处监看时,视场角和拍摄范围要稍微大一些,但拍摄画面中的物体要稍微小一点 镜头毫米数与对应距离的参数表 镜头参数 3.6/4MM 6MM 8MM 12MM 16MM 25MM 60MM 镜头角度75.7/69.6度50.0度38.5度26.2度19.8度10.6度 5.3度 最佳距离10米内20米内30米内40米内50米内60米内80米内 镜头大小的主要区别是:镜头越小看的越近,但是视觉范围越宽;镜头越大看的越远,但是视觉范围越窄. 我们宝贝分类里面,半球型摄像头可以选配3.6MM或者6MM的镜头; 30米以内红外防水摄像机可以选配3.6MM、6MM或者8MM的镜头; 30米以上红外防水摄像机可以选配4MM、6MM、8MM、12MM、16MM、25MM的镜头..(这些镜头都是全金属的
常用监控摄像机的一些主要技术参数 (1)色彩 监控摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白监控摄像机的水平清晰度比彩色监控摄像机高，且黑白监控摄像机比彩色监控摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。黑白监控摄像机的价格比彩色便宜。但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息. (2)清晰度 分为水平清晰度和垂直清晰度两种。垂直方向的清晰度受到电视制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直清晰度为400行。所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。 过去选用黑白监控摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色监控摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。目前，高清监控摄像机已经达到1080P. (3)照度 单位被照面积上接受到的光通量称为照度。Lux(勒克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在lm2面积上时的照度。监控摄像机的灵敏度以最低照度来表示，这是监控摄像机以特定的测试卡为摄取标，在镜头光圈为0.4时，调节光源照度，用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%，此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。 目前一般选用黑白监控摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.1Lux;选用彩色监控摄像机的最低照度，当相对孔径为F／1.4时，最低照度要求选用小于0.2Lux。
(4)同步 要求监控摄像机具有电源同步、外同步信号接口。对电源同步而言，使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电，使监控摄像机场同步信号与市电的相位锁定，以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。对外同步而言，要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步，电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号，复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。系统只有在同步的情况下，图像进行时序切换时就不会出现滚动现象，录、放像质量才能提高。 (5) 电源 监控摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。 (6) 自动增益控制(AGC) 所有摄像机都有一个将来自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，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄像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像机的灵敏度，从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。 (7)白平衡 白平衡只用于彩色摄像机，其用途是实现摄像机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。 A) 自动白平衡连续方式--此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为2800~6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，
摄像机的光学系统
3.2 摄像机的光学系统 摄像机光学系统是摄像机重要的组成部分，它是决定图像质量的关键部件之一，也是摄像师拍摄操作最频繁的部位。摄像机的光学系统由内、外光学系统两部分组成，外光学系统便是摄像镜头，内光学系统则是在机身内部的分光系统和各种滤色片组成。图3—7所示为三片摄像机光学系统的基本组成。 图中：1—镜头；2—色温滤色片；3—红外截上滤色片； 4—晶体光学低通滤色片；5—分光棱镜；6—红、绿、蓝谱带校正片。 一.透镜成像的误差及其补偿 除了平面反射镜之外，任何光学系统成像都是有误差的。因此，我们要了解透镜成像的误差性质及其补偿方法。进而了解摄像机光学系统如何解决了透镜质量问题。 1.球差 为凸透镜孔径较大时，从轴上物点P发出的单色光束。通过透镜时，由于凸透镜的边缘部分比中心部分弯曲的厉害些，所以通过边缘部分的光线比近轴光线折射的严重，致使边缘部分的光线含聚于焦点F之前的F的点，因此在焦点处形成了一个中心亮、边缘模糊的小图盘，而不是很清晰的小亮点，这样的像差称为球差。如图3—8。 图3—8 2.色差
如图3—9，轴上一点P发出的光为复色光，由于玻璃对不同波长 的光折射率略有不同，因此不同波长的光不能会聚于一点，如图上蓝光因波长较短成像于Q F点，而红光因波长较长成像于Q C点。这样形成的像差称为色差，表现为图像边缘有彩色镶边。 图3—9 3.像的几何失真 这种失真影响像与物的几何相似性，一般有桶形失真和枕形失真。（1）桶形失真 这种失真也称正失真，它是由于在物与透镜之间放置了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向中心收拢，显得中间向外凸，如图3-10。 （2）枕形失真 这种失真也称负失真，它是固在透镜与像点之间放了一个光阑而形成的像差。其特点是整个像面的四个角向外拉伸，与桶形失真真正相反，如图3—11所示。
全景高清摄像机在哪些领域使用？ 全景高清录像机，支持至少将4路高清摄像头采集的视频以及匹配的音频录制为一个视频文件，以多画面画中画的方式在屏幕展现出来。拷贝到移动硬盘在电脑播放的时候，无需特殊播放软件，用一般的视频播放器就可以播放出四画面组合画中画的音视频画面，可以同时观看安装在会议现场不同位置的四个摄像头拍摄的会议实况，真实再现整个会场的场景。由于传统录像机，只能保留一个摄像头拍摄的局部画面资料，全景录像机，则保留的是多个摄像头拍摄的全景画面资料。因此，全景录像机具有更高的使用价值。全景高清录像机，多用于中大型会议、教室讲课、医疗内窥腹腔镜手术、医疗培训、专家讲座、交流互动、团体聚会、视频会议以及重要场合的高清音视频监控录像使用。全景高清录像机可以将多个摄像头视频以及配套的音频录制为一个视频文件的特点，具有重要的意义。 1、在本地会议录像、教学培训录像中的应用 一般在会议室或者教室进行本地开会、授课录像的时候，常规方法是根据会议室面积大小和参会人数安装不同数量的摄像头，例如对着主讲台固定一个
HDMI摄像头，在会场左侧、右侧各安装一个HDMI 摄像头，为了配合主讲演示，主席台还有一台播放课件的台式机电脑。要想将三个摄像头分别拍摄的画面和电脑播放的课件画面都录制下来，如果用传统的监控录像机是难以实现的。而使用全景高清硬盘录像机，则完全可以做到。 将三个摄像头的HDMI（DVI）输出接口分别输入录像机的输入接口，电脑的VGA接口输入录像机的VGA输入接口，录像机的输出接入液晶电视机或者电脑显示器。开机后，屏幕上会同时显示出输入的四个画面。可以通过录像机前面板上的摇杆按键，调整四个画面的布局模式。既可以设置为四个画面一样大小的正方形布局，也可主席台画面在上、其他三个画面在下的布局模式。 音频方面，既可以设置只录制主讲人员的声音，也可设置录制主讲人员与参会人员讨论互动的音频，还可以设置只录制学员回答问题的音频，也可设置录制电脑播放课件的音频，还可以另外输入主持人的配音。 会议录制完毕后，不仅可以用本录像机播放录制到内置硬盘的视频，会同时显示四画面的音视频，拷贝到移动硬盘在电脑播放的时候，也是四画面的音视