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。
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↑
数字监控高清摄像机的五大显著特点 由于数字视频监控符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势，所以数字无线视频监控(https://www.doczj.com/doc/5b13559037.html,)正在逐步取代模拟监控，广泛应用于各行各业。 便于计算机处理 由于对视频图像进行了数字化，所以可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。通过视频分析，可以及时发现异常情况并进行联动报警，从而实现无人值守。 适合远距离传输 数字信息抗干扰能力强，不易受传输线路信号衰减的影响，而且能够进行加密传输，因而可以在数千公里之外实时监控现场。特别是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下，数字视频监控能达到亲临现场的效果。即使现场遭到破坏，也照样能在远处得到现场的真实记录。 便于查找 在传统的模拟监控系统中，当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录;而在数字视频监控系统中，利用计算机建立的索引，在几分钟内就能找到相应的现场记录。 提高了图像的质量与监控效率 利用计算机可以对不清晰的图像进行去噪、锐化等处理，通过调整图像大小，借助显示器的高分辨率，可以观看到清晰的高质量图像。此外，可以在一台显示器上同时观看16路甚至32路视频图像。 系统易于管理和维护 数字视频监控系统主要由电子设备组成，集成度高，无线视频传输可利用有线或无线信道。这样，整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。 数字无线视频监控系统不仅符合信息产业的未来发展趋势，而且代表了监控行业的未来发展方向，蕴藏着巨大的商机和经济效益，成为目前信息产业中颇受关注的数字化产品。特别是近年来，随着技术的进步和社会经济的不断发展，客观上对监控系统的准确性、有效性和方便性提出了更高要求。具体地讲，主要体现在以下两个方面： 一是需要实施视频监控的范围更加广阔，由传统的安防监控向管理监控和生产经营监控发展，而且对同一套系统的覆盖面和实施距离也提出了更高的要求，通俗地说就是要达到点多面广。 二是要求监控系统与管理信息系统、网络系统结合，实现对大量视频数据的压缩存储、传输和自动处理，从而达到资源共享，为各级管理人员和决策者提供方便、快捷、有效的服务。
模拟高清与数字高清摄像机之区别 在安防行业内，我们对高清摄像机的理解分为两种，一种为模拟高清摄像机，一种为数字高清摄像机。模拟摄像机受其本身性能的限制，其分辨率达到D1或4CIF的产品(4CIF分辨率：PAL制704×576，NTSC制704×480;D1分辨率：PAL制720×576，NTSC制720×480)我们便可以称之为高清。 而对于数字高清摄像机的定义，我们主要指分辨率为720P与1080P两种格式，其画面宽高比定义为16：9。720P即是1280*720分辨率，而1080P则是1920*1080，其中后缀“P”代表的是逐行扫描。 人们往往难以区别模拟高清摄像机与数字高清摄像机之间的区别，下面就让我们从分辨率、清晰度、色彩等几个方面进行区分对比。 1. 分辨率 传统模拟摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625线，去消隐后575线，最高达到540线左右已经是目前的极限，而数字高清摄像机最低可达800线以上，并且从分辨率上来看，传统模拟摄像机最高分辨率可以达到D1或者4CIF左右，约合(40万像素)，而数字摄像机则没有此项限制，可以达到百万级像素甚至千万级像素。 2. 清晰度 数字高清摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半,隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、出现并行现象及出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。 3..色彩 数字高清摄像机的色彩可以做到比模拟摄像机更加逼真，模拟视频信号中的亮度信号与色度信号由于占用了相同的频带，在由视频采集芯片做梳状滤波(亮色分离)时，很难将色度与亮度信号彻底分离，导致画面出现杂色斑点与色渗透现象，而数字高清摄像机则没有这个烦恼，色彩更加的逼真、更加富有层次感、画面饱和度更佳。
高清摄像机的工作原理与分类 高清摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此，在电视监控系统中使用的高清摄像机仍为CCD摄像机。摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头。 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。 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、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，因此是理想的摄像元件。 CCD的工作原理 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、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摄像机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无制造能力，市场上大部分高清摄像机的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，而且不需要其他专用仪器。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 可以很好地还原景物的色彩，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，如果高清摄像机用于此类工作，一定要仔细挑选。
全高清摄像耳鼻喉内镜技术参数 一、全高清摄像机技术参数 TV系统：PAL和NTSC可切换 ﹡像素：1920（水平）×1080（垂直）（208万像素） 扫描标准：逐行扫描1125线 纵横比：16：9 视频输出：视频输出：BNC插座×2 1.0V[p-p]混合视频75Ω Y/C（S-VIDEO）输出：S端子插座×1 Y: 0.7V[p-p]照度电平75Ω C: 0.3V[p-p]定向电平 RGB/YPbPr输出：BNC插座×3 R，G，B；0.7V[p-p]各75Ω Y: 0.7V[p-p]照度电平75Ω Pb，Pr：0.525V[p-p]色度电平，各75Ω高清视频输出输出：HDMI×2（可输出1080P信号） 最低照度：5Lux at F5.5, 视频输出清晰度：1080P 信噪比：54dB 白平衡：AWC（自动白平衡）、ATW(自动追踪白平衡)和MENU（手动白平 衡）
电子快门：AUTO：可调范围1/50-1/10000S STEP：可调范围1/50（OFF），1/120，1/250，1/500，1/1000， 1/2000，1/4000，1/10000S 增益选择：AGC增益提高可选择 灵敏度增强：OFF，AUTO（×2/×4/×8），MANU（×2/×4/×8） 特殊功能：图像冻结（FREEZE） 电子放大（ZOOM） 遥控控制：摄像头具有四种遥控控制功能 电源：AC100～240V 功率：40VA 尺寸：400×360×132mm（L×W×H） 重量： 4.8KG 使用环境温度：0℃~+45℃ 使用环境湿度：30%~90% 分辨率达到1920×1080 12bit数字图像处理提供最佳清晰度 逐行扫描模式，1080P全高清图像输出 ﹡7寸液晶屏幕，实时显示图像 具有图像冻结和电子放大功能 可选择AWC、ATW或MANU三种颜色控制 自动增益控制（AGC）和电子亮度控制（ELC） 具有HDMI、RGB、S-VIDEO和复合视频输出
数字摄像机与模拟摄像机的区别
摄像机的数与模 方案中心 如今视频监控领域已经进入数字、高清、智能时代，可是何为数字？其与模拟系统的本质区别是什么？优势在哪里？其与网络摄像机又有何关系？为什么到现在为止数字摄像机的发展总是不瘟不火？此文将为你解答。 数字摄像机，其前端多数采用的是百万像素CMOS感光器，由百万像素CMOS将光信号转换成数字信号，然后由DSP进行图像处理与压缩，最后将压缩视频通过网络输出。波粒的百万高清摄像机就是采用了数码相机里500万像素感光器与DSP，制成了安防行业摄像机，让安防监控的画质如数码相机般清晰。 模拟摄像机前端采用隔行扫描感光器将光信号转换成模拟电信号，接着由DSP进行 A/D转换与色彩处理后，再做D/A转换，最后调制成PAL/NTSC制式电视标准视频信号输出 由此可见，网络摄像机并非数字摄像机或者模拟摄像机，它只是反映了视频信号的传输方式，无论前端摄像机是数字还是模拟，只要是通过网络传输的摄像机都叫网络摄像机。 明白了数字与模拟以后我们对两者的优缺点进行比较：
●清晰度对比 彩色模拟摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625扫描线，去消隐后575线，目前最高达到540线左右已经是极限了，分辨率上比较，模拟摄像机接如后端监控录像设备，分辨率最高为4CIF或D1，约40万像素，而数字摄像机则可以高达百万像素以上。 ●扫描方式对比 数字高清摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。 而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半,隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。 ●视频处理对比 模拟摄像机输出模拟视频信号到后端DVR等设备。DVR通过最前端的DOCODE（采集芯片）将模拟信号转成数字信号，首先得到的是half D1分辨率画面, 再进行压缩后得到CIF画面。 数字摄像机采用逐行扫描，后端是完整的一帧接一帧图象接受.不需要将不同时刻奇偶场画面拼接合成视频，不需要为了消除锯齿进行视频反交错处理，清晰度没有损伤，数字摄像机最后输出给后端混合DVR\PDVR\NVR\PC电脑的是已经压缩过的数字视频，不需要视频采集芯片进行A/D转换，直接由后端设
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制式，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。(勒克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在2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0.1;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0.2。 (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() 所有摄像机都有一个将来自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
高清网络摄像机的监控系统设计原理 说道视频监控系统，大家而今都不不熟悉，在中国安防行业发展的早期，我们起头接触的即是监控摄像机。随着安防行业在中国的发展，今朝，国内的视频监控也曾有了很大的发展。而今的视频监控系统也曾相当幼稚，视频监控系统采用前端摹拟摄像大约或许数字高清摄像机+矩阵+数字硬盘录相机+远程网络接见访问会面的机关，主要席卷图形工作站、矩阵主机、硬盘录相机及平安防御服务器、算计机网络换取设备、玄色监督器等设备;总核心设在安保核心的智能化控制核心;单体平安防御系统核心配置在生打造区的监控室，大约实现对现场图像信号的席卷、生活生活、切换、控制记录等效用。系统应具有开放的通信协议。打造品支持标准的数据换取协议，具有很好的开放性和兼容性。 随着3G时期的到来，以及网络妙技的快捷发展，网络IP化的妙技发展趋势正带动着新一轮安防财富链的过量。 网络视频监控应用也曾广泛智能交通、政府工作、公共平安、平安家居、智能消防、财打造监测、老人关照、团体安康等多个领域。安防网络视频监控即是指通过有线大约或许无线IP网络把视频消息以数字化的形式来进行传输，只假如网络大约达到的地方就未必大约实现视频监控和记录，并且网络视频监控同时还大约和许多其它类型的系统进行圆满的分离。 据权势巨子数字统计，将来两年，安防行业的网络视频监控市场范畴将达到700亿，其中，安防消息化中的网络监控市场的宏壮商机也曾展露，相对古板视频监控系统来讲，网络视频监控系统垄断更加简单，价钱也更加高贵，而这两个特性同是网络视频监控系统的优势地址。其中，现阶段国内针对民用的监控市场固然繁荣起步，却具有很是辽阔的市场蓝图。 业内人士指出，将来的民用视频监控系统妙技将会随着有线及无线网络妙技的发展得到奔驰，民用视频监控的遍布将会窜改人们的日常生活。从将来发展来看，民用视频监控业务在团体用户市场的发展后劲将大要和行业用户市场工力悉敌。 1.前端规画
海康威视整体解决方案 XX安防监控系统 编号：
目录 XX安防监控系统 (1) 1. 项目概述 (4) 1.1 项目概述 (4) 1.2 需求分析 (4) 1.3 建设容 (5) 2. 方案总体设计 (6) 2.1 系统总体构架 (6) 2.2 系统网络结构 (6) 2.3 监控中心结构 (7) 3. 系统详细设计 (9) 3.1 安防前端点位设计 (9) 3.2 安防监控存储设计 (13) 3.3 安防监控中心设计 (14) 3.4 安防监控平台设计 (16) 3.5 主要设备技术参数 (29) 3.5.1 室外高清红外网络快球 (29) 3.5.2 室高清网络快球 (31) 3.5.3 高清网络筒机 (32) 3.5.4 高清网络半球 (33) 3.5.5 电梯模拟半球 (33) 3.5.6 16路视频编码器 (34) 3.5.7 4路视频编码器 (35) 3.5.8 磁盘阵列 (35) 3.5.9 核心交换机 (36) 3.5.10 接入交换机 (36) 4. 项目清单 (36) 5. 海康威视简介 (51) 5.1 公司介绍 (51) 5.2 研发实力 (52) 5.3 制造优势 (52)
5.4 营销网络 (53) 5.5 服务体系 (54) 1.项目概述 1.1项目概述 本次工程需要建设XXXXXXXX视频监控系统，结合业界最新的安防技术手段，配合人防为用户提供持续安全防护。系统采用数字化图像网络化传输、数字化存储、管理工作站任意扩充、远端操控管理等几个重要技术优势。 1.2需求分析 XX视频安防监控系统对视频图像具有较高的品质要求，所采用摄像机采用国知名品牌网络摄像机，视频分辨率要求支持720P以上低照度要求在0.01Lux以下，以获得更为可靠清晰的视频监控效果； 摄像机的布点、选型和安装要求合理，既能保证重点目标的清晰度，又能兼顾周围区域，覆盖外区域，突出夜间监控效果，避免监控盲点； 前端摄像机供电选择合适的方案，对于室点位采用POE供电，室外点位采用单独供电并做好电源防雷设施，所有摄像机均采用UPS进行集中供电。 采用嵌入式存储设备记录视频图像，录像存储分辨率支持720P以上，图像记录时间不小于30天； 监控中心建设电视墙，可以对摄像机画面进行实时显示，可以支持画面分割显示模式和大屏拼接显示模式，另外要求支持视频回放上墙显示功能。
高清摄像系统技术参数 1.高清摄像机 1. 分辨率：1920（水平）×1080（垂直）。 2. 输出清晰度：1080线，全高清图像输出。 3. 扫描标准：1125线，50场，25帧。 4. TV系统：PAL和NTSC可切换。 5. 同步系统：内部可切换。 6. 最低照度：5Lux atF5.5。 7. 白平衡：AWC（自动白平衡控制）和手动控制. 8. 视频输出：2路复合信号（BNC）；1路S-Video；1路RGB。 9. 高清视频输出，HDMI×2（可输出1080P信号）。 10. 电子快门：AUTO：1/50~1/10000S。 *11. 特殊功能：图像冻结、2.5倍电子放大. 12. 电源：AC100~240V，FUSE2*2A。 13. 功率：25VA。 *14. 带5寸液晶屏幕，实时显示图像。 15. 逼真的色彩还原能力 2.高清监视器 1. 索尼21英寸，全高清分辨率1920X1080, 16:9。 2. 标配接口：模拟复合，Y/C，；分量/RGB输入/输出接口；HDMI 输入接口；可选配SD-SDI输入接口。 3. 10比特信号处理引擎，高精度灰度再现。 4. 高精细液晶，宽视角，高亮度，对比度和响应速度。 5. 分量和HDMI接口可接入高清信号。 6. 内置单声道扬声器0.5W。 7. 外同步输入/输出，并行遥控。 8. 可选色温，纯蓝模式。 9. 先进的标示设定功能。 10. 三色TALLY指示灯。 11. 19英寸EIA标准机架安装和VESA各种安装。
3.高清摄像头 混合防水型，输出1080线高清图像，防水摄像头配冻结、白平 衡、亮度值增减四按键，摄像头具有四种遥控手柄功能键，操作 方便，设计更人性化 4.光学接口 1.高清光学接口，可适用于具有1000TV Line高清摄像机使用。 全视场透亮，成像不变形，畸变小。全防腐蚀结构设计。 2. 适配各种医用内镜摄像机，标准C型摄像机接口。可化学浸 泡消毒.煮沸消毒.直至134℃压力蒸汽灭菌消毒。 5.台车 铝合金多功能台车。整体组合，装卸自如，层板可调，空间多重组 合，带放硬镜和软镜支架。 6.冷光源 1. 使用电源:AC220V±22V（AC110V±22V）50HZ±1HZ（60HZ±1HZ）。 2. 输入功率：氙灯冷光源不大于400W 3. 氙灯冷光源照度值≥2000000Lx 4. 氙灯冷光源：显色指数Ra≥90；色温≥5600k。 5. 冷光源在工作条件下，整机噪声不大于55dbA。 6. 冷光源整机外表面温度最高处不大于50℃ 市场价：497480.00
摄像机的数与模 方案中心 如今视频监控领域已经进入数字、高清、智能时代，可是何为数字？其与模拟系统的本质区别是什么？优势在哪里？其与网络摄像机又有何关系？为什么到现在为止数字摄像机的发展总是不瘟不火？此文将为你解答。 数字摄像机，其前端多数采用的是百万像素CMOS感光器，由百万像素CMOS将光信号转换成数字信号，然后由DSP进行图像处理与压缩，最后将压缩视频通过网络输出。波粒的百万高清摄像机就是采用了数码相机里500万像素感光器与DSP，制成了安防行业摄像机，让安防监控的画质如数码相机般清晰。 模拟摄像机前端采用隔行扫描感光器将光信号转换成模拟电信号，接着由DSP进行A/D 转换与色彩处理后，再做D/A转换，最后调制成PAL/NTSC制式电视标准视频信号输出 由此可见，网络摄像机并非数字摄像机或者模拟摄像机，它只是反映了视频信号的传输方式，无论前端摄像机是数字还是模拟，只要是通过网络传输的摄像机都叫网络摄像机。 明白了数字与模拟以后我们对两者的优缺点进行比较： ●清晰度对比 彩色模拟摄像机采集垂直分辨率，PAL制式下625扫描线，去消隐后575线，目前最高达到540线左右已经是极限了，分辨率上比较，模拟摄像机接如后端监控录像设备，分辨率最高为4CIF或D1，约40万像素，而数字摄像机则可以高达百万像素以上。 ●扫描方式对比 数字高清摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。 而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半,隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。 ●视频处理对比
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；
芜 湖 德 盛 镁 监 控 视 频 解 决 方 案 芜湖德峰电子科技责任有限公司 二零一二年
目录 第 1 章需求分析 第 2 章系统总体设计 2.1 设计原则 2.2 设计依据 2.3系统综述 2.4 系统拓扑图 第 3 章系统详细设计 3.1 系统特点 3.1.1 真正全高清 3.1.2 海量存储 3.1.3 720P高清画质 3.1.4 多码流 3.1.5 维护便捷 3.1.6 扩容简单 3.2 硬件架构 3.2.1 需求分析 3.2.2前端接入部分 3.2.3 传输部分 3.2.4显示部分 第 4 章配置清单 4.1.1配置清单 第一章需求分析1.项目需求分析： 德盛镁厂区道路监控。
2.根据高清视频监控系统建设的需要，提出以下系统需求： 1) 系统的全面高清性 要求前端信息采集点全部采用高清摄像机，若需要 PTZ 功能，采用高清摄像机方式实现。要求存储系统以高清图像质量实现视频数据的保存。要求采用高清解码器进行图像解码，包括解码实时图像和录像文件。要求采用高清显示器呈现解码后的视频图像，解码器与高清显示器之间采用支持高清分辨率的传输接口。 2) 系统的全面 IP 化 要求高清摄像机以 IP 方式接入监控系统，利用网络传递高清视频信号、报警信号和控制信号。要求存储系统以 IP 方式为高清摄像机提供存储服务，并对外提供点播服务。要求解码器和客户端以 IP 方式获取实时高清码流/回放高清码流进行解码输出。 3) 系统的技术优越性 要求高清摄像机采用低功耗设计、先进的视频编码技术在满足图像质量要求的情况下充分保障前端信息采集点的可靠性。要求存储系统提供多样化的存储方式，可根据具体使用环境进行合理选择，保障存储系统的可靠性和易用性。 4) 解决多级监控系统互连互通，包括控制权限和流媒体转发 实现分控中心与总控中心之间的信令交互和数据流转发功能。为其它业务部门使用监控系统提供信息出口，并要求权限验证和访问权限分配功能。 5) 系统的可操作性和简捷实用 高清视频监控系统在应用功能上不应与标清视频监控系统有差别。系统的设计需确保具体功能的可操作性，操作界面布局合理、操作流程直观简捷，整体上体现系统的实用性。 第二章系统总体设计 设计原则 根据招标文件技术部分要求，在本方案设计时，将秉承以下设计原则：
高清摄像机的使用技巧 使用标清摄像机拍摄时，通常是先固定镜头、校准后焦，再将镜头推到最远端并聚实焦点， 然后拉回到所需要的景别，从而实现了焦点聚实。在使用标清摄像机时，这对许多摄像师来说都不是问题。 但是，在使用高清摄像机进行拍摄时，如果还是使用这种传统方法，往往达不到最佳的效果，原因在于不能准确聚焦， 结果导致图像模糊。从景深角度进行分析，在拍摄图片时，对同一景别，在焦距相同、曝光组合相同时，在大幅底片上所产生的景深比小幅底片要小。 为什么具有相同尺寸CCD的高清和标清摄像机，在同一景别中高清所产生的景深会小呢？这是由高清图像的清晰度所引起的。由于高清图像清晰度高， 水平视角比标清的要大，产生的景深自然要小。所以，如果我们按标清摄像机的常规操作进行高清拍摄，聚焦时一定要注意这个问题，否则就会出现对焦不准的现象。 所以在高清拍摄时，要想得到清晰度高的画面，必须控制景深，使得拍摄主体前后清晰的范围变大。 光圈的调整 其实就是准确地控制曝光量。曝光量直接影响到画面的层次、细节、
色彩饱和度，所以只有准确把握曝光量，才能得到更完美的图像。我们暂不考虑“冷”调和“暖”调的情况，从中间色调的画面来说明高清摄像机光圈的调整。 因为高清摄像机水平清晰度提高，其画面宽容度更接近电影胶片，层次比标清更加丰富。在拍摄景物时，需认真观察被摄景物的明暗程度及明暗部分的分布范围，根据亮部和暗部的取舍及与拍摄主体的关系，确定曝光量并调整光圈的大小。高清摄像机还提供了伽玛曲线的调整。当拍摄的景物高亮度部分比较大且超过了CCD所能表现的范围时，图像的高光部分就会出现泛白现象， 导致高光部分层次和细节丢失。当被摄景物处于比较暗的环境中，如果超过CCD的最低照度范围，图像暗部就会层次减少甚至丢失，表现为画面一片漆黑。这时可以通过调整拐点、 伽玛曲线和黑伽玛曲线进行画面的补偿和修饰。色温电子色温控制。其实就是人为地手动调节画面色温，但必需借助标准的高清监视器。在“Paint”菜单中的 WHITEZ第一项COLOR TEMP，允许操作者手动任意调节。打开这项功能，就可以开始随意创作了。画面的构图高清主要采用16∶9的画幅比例，而标清主要 采用4∶3的画幅比例。初用高清摄像机的时候，我们第一感觉就是视角很宽， 16∶9的构图方式显得大气，而且包含了更多的信息量，这在拍摄大场面或大全景时非常有表现力，更接近电影的视觉效果。
高清网络监控摄像机监控系统设计方案
目录 第一章公司简介 第二章什么是高清网络监控摄像机 (7) 一、高清网络摄像机的发展历史 (8) 1、高清百万像素网络摄像机的描述： (8) （1）、高清的释义： (8) 2、高清百万像素网络摄像机的定义： (8) 3、高清网络摄像机的运行特征： (9) 二、高清百万像素网络摄像机的优势： (9) 三、高清网络摄像机的发展历程和趋势： (10) 四、高清网络摄像机的类型 (11) 1、感光芯片（Sensor）的重要性： (11) 2、高清百万像素网络摄像机传输、编码压缩方式： (11) （1）、现今，高清百万像素网络摄像机的信号传输 (11) （2）、现今网络摄像机编码压缩方式主要有： (12) 五、高清网络摄像机选型注意事项 (14) 1、安防监控镜头的选择： (14) 2、选购镜头时注意的因素： (14) 六、高清百万像素网络摄像机选购要点： (15) 七、高清网络摄像机应用 (15) 1、网络新技术的发展为百万像素高清传输提供带宽保证： (16) 2、海量存储技术的发展让存储不再是百万像素高清的应用瓶颈： (17) 3、液晶显示器成为高清视频监控新宠： (18) 4、标准的H.264压缩技术提升视频管理中心平台兼容能力： (19) 第三章数字高清网络摄像机方案 (20) 一、概述 (20) 二、高清在安防行业的应用分析 (22) 三、高清技术现状及未来发展趋势 (23) 第四章高清网络摄像机 (25) 一、高清网络摄像机的技术优势 (26) 二、高清红外网络摄像机 (26)
三、选择高清网络摄像机的理由 (26) 四、高清网络摄像机的特点 (27) 五、高清网络摄像机的组成 (28) 六、高清网络摄像机的应用 (29) 1、高清网络摄像机在视频会议中的应用 (29) 2、高清网络摄像机在教学系统上的应用 (29) 3、高清网络摄像机在安防监控系统上的应用 (30) 4、高清网络摄像在其他方面的应用 (30) 七、技术参数 (30) 八、高清网络摄像机的发展趋势 (31) 1、分辨率不断提高 (31) 2、COMS逐渐取代CCD (31) 3、ISP(ImageSignalProcessing) (32) 4、智能分析功能更加实用 (32) 5、标准化 (32) 九、高清网络摄像机选型注意事项 (33) 1、安防监控镜头的选择 (33) 2、选购镜头时注意的因素 (33) 3、高清百万像素网络摄像机选购要点 (33) 第五章高清摄像机监控系统的功能和设计原则略解 (35) 一、系统概述 (35) 1、监控系统设计原则 (35) 2、系统功能需求 (36) 二、系统功能描述 (37) 三、系统构成及功能 (38) 1、系统设计 (38) （1）、摄像机技术要求 (38) （2）、硬盘录像数字编码机技术要求 (39) （3）、中心服务器 (39) （4）、中心数字管理平台软件 (40) （5）、解码主机及液晶电视 (40) 四、激进方案介绍 (41) 五、百万高清纯数字方案 (42) 第五章高清网络摄像机方案介绍 (43) 一、基于模组+SOC（DSP）的应用方案 (44) 二、基于SENSOR+SOC（DSP）的应用方案 (45) 三、高清整体解决方案介绍 (45) 第六章六大标准指标考察高清摄像机性能 (46) 1、考察发热量 (46) 2、考察延时 (47) 3、考察低照度 (48) 4、考察拖尾 (48) 5、考察红外 (49) 6、考察价格 (49)
高清数字摄像机 ——组成原理、主要附件以及接口的功能 组成原理： 六大组成系统 1.光学系统：光学系统分为外部光学系统和内部光学系统。外部光学系统主要指镜头，镜头由聚焦环，变焦，微距，光圈等组成。内部光学系统由色温滤色片和分光系统组成。 2.光电转换系统：主要指摄像管或固体摄像器件。固体摄像器件主要是CMOS、CCD、CPD 等。 3.信号处理系统：主要是视频处理电路，信号处理系统对摄像器件输出的图像信号进行预放大（一般放大到0.7V）后，对三基色图像信号进行各种矫正、补偿处理。经过处理加工处理的红、绿、蓝三基色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度信号的彩色全电视信号，然后向外输出。亮度信号携带色彩信息，这样就能够实现彩色电视与黑白电视兼容。 4.自动控制系统：分为自动黑平衡调整，自动白平衡调整，自动增益调整，自动增益控制，自动光圈，自动变焦，自动聚焦，自动复原等。 5.录像系统：在摄录一体化的摄像机上，还设置了磁记录/重放系统。当摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后，便
形成了被记录的信号源。录像系统就是把信号源送来的的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记录在录像带上。如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成电信号，在经过放大处理后送发到电视机的屏幕上成像。 6.附件：主要的附件有话筒和寻像器等附件，根据具体的拍摄情况，还会有一些特殊的效果镜，例如多棱镜头，星光镜头，柔光镜头等。 工作的流程：镜头采集光学信号，通过分光系统将RGB三路通道输入，再由CCD等传感器把光学图象信号转变为电信号，再经视频放大器将信号放大，接着编码器将输入的RGB信号量化编码以Y/R-Y/B-Y的形式输出到接口电路，向外界进行输出或者存储到相关的介质。 当拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件
高清摄像机技术解决方案 随着红外高清摄像头在商用民用的日渐普及，监控摄像头(监控摄像头)被广泛应用在各个领域，为社会治安保驾护航。视频监控摄像头广泛应用于居民住宅、楼盘别墅、商场店铺、财务室。每个不同的应用领域，需要有不同类型的监控摄像头，球型网络摄像头就是其中的一种。根据不同的应用下文主要就讲解了关于监控摄像头在数字电影拍摄的控制与流程： 高清摄像头的红外灯管的消耗的电能一部分转换为有效的光能量，一部分则转换为热能，这是不可避免的，问题是对产生的热能要进行合理的控制和处置。当产生的热能太多，或没有采取适当的降温措施时，机内温升过高，导致了灯管的过快老化引起照射距离的过快下降。特别是一些生产者，没有健康的经营理念，片面追求交货时的性能，忽视产品的使用寿命，在没有解决发热和温升过高问题的情况下，拼命追求亮度和距离，更是使其使用寿命急速下降。 濮阳市在前期规划监控网络建设的阶段就明确提出，监控网络系统要兼有“交通违章监控”和“城市安全监控”两方面功能，要做到两种功能同等重要，互为补充。 目前，高清的定义只出现在广电行业，按照有关的标准，一般显示比例为16∶9，至少能解析1080i(分辨率1920×1080)的数字信号，或扫描线数垂直和水平方向都必须达到720P的数字信号，只有满足或超过以上标准的产品才能被归类为高清产品。 就单个高清球型摄像机而言，其高分辨率和高清解析度要取决于该摄像机是否满足SMPTE(美国电影电视工程师协会)标准，即达到720P(1280×720，逐行扫描)、1080i(1920×1080，隔行扫描)、1080P(1920×1080，逐行扫描)三种分辨率中的一种，并且具16∶9显示模式和全帧速，否则即使是号称百万像素摄像机，也不一定是高清的。 百万高清监控系统，不会再像过去标清、模拟系统那样单单买套方案就够了。由于百万高清的特殊性，以及后端IT厂商的大举进入，使得目前百万高清比传统监控门槛高出许多，需要在高清数字图像采集和处理技术、图像编解码、后端传输管理以及软件平台建设上掌握着一定的核心技术，需要更强大的综合实力尤其是大量的研发力量。 IP高清摄像头通过网络传输，远程后端采用高清视频监控平台统一管理，如需对前端摄像头进行设置与控制，都可以通过操作后端平台既可控制摄像头对焦，节省了大量的人力物力，使交警在后方轻松获得清晰稳定的监控画面。同时，IP高清监控摄像头可以加入智能分析功能，在交通压线报警中具有较高准确率。濮阳市采用了IP高清监控摄像头与第三方电子警察相结合的路口监控方案，可为交警执法提供有力的证据。
监控摄像头参数详细介绍 一、不可小瞧的镜头 镜头是摄像机的眼睛，为了适应不同的监控环境和要求，需要配置不同规格的镜头。比如在室内的重点监视，要进行清晰且大视场角度的图像捕捉，得配置广角镜头；在室外的停车场，既要看到停车场全貌，又要能看到汽车的细部，这时候需要广角和变焦镜头，在边境线、海防线的监控，需要超远图像拍摄。 1、镜头的主要参数 焦距（f）：焦距是镜头和感光元件之间的距离，通过改变镜头的焦距，可以改变镜头的放大倍数，改变拍摄图像的大小。当物体与镜头的距离很远的时候，我们可用下面公式表达：镜头的放大倍数≈焦距/物距。增加镜头的焦距，放大倍数增大了，可以将远景拉近，画面的范围小了，远景的细节看得更清楚了；如果减少镜头的焦距，放大倍数减少了，画面的范围扩大了，能看到更大的场景。 镜头的主要参数 视场角：在工程实际中，我们常用水平视场角来反映画面的拍摄范围。焦距f越大，视场角越小，在感光元件上形成的画面范围越小；反之，焦距f越小，视场角越大，在感光元件上形成的画面范围越大。 光圈：光圈安装在镜头的后部，光圈开得越大，通过镜头的光量就越大，图像的清晰度越高；光圈开得越小，通过镜头的光量就越小，图像的清晰度越低。通常用F（光通量）来表示。F=焦距（f）/通光孔
径。在摄像机的技术指标中，我们可以常常看到6mm/F1.4这样的参数，它表示镜头的焦距为6mm，光通量为1.4，这时我们可以很容易地计算出通光孔径为4.29mm。在焦距f相同的情况下，F值越小，光圈越大，到达CCD芯片的光通量就越大，镜头越好。 2、镜头的分类 按视角的大小分类 按光圈分类 二、提高图像清晰的根本在于提高摄像机的感光能力 1、感光元件的作用 目前，主流监控摄像机的感光元件采用CCD元件，实际上就是光电转换元件。和以前的CMOS感光元件相比，CCD的感光度是CMOS的3到10倍，因此CCD芯片可以接受到更多的光信号，转换为电信号后，经视频处理电路滤波、放大形成视频信号输出。接受到的光信号越强，视频信号的幅值就越大。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视频图像。提高图像清晰的根本就在于提高摄像机的感光能力。
HD-SDI数字高清摄像机 高清网络摄像机拥有网络摄像机所具备的所有优点，当然必可避免的带有网络摄像机的缺点。视频监控从小规模的传统CCTV闭路电视监控系统到本地的局域网络监控，再到目前流行起来的大范围远程网络监控，网络摄像机无疑最具备视频组网的条件。 作为网络摄像机，其本身即可以通过TCP/IP协议设置可以访问的IP地址，通过局域网连接到互联网来进行视频的网络访问，无论在世界任何地点，都可以访问与互联网联通的高清网络摄像机。但随之带来的问题是网络暴露在最前端，可能会遭到非法用户的网络入侵，网络管理人员必须要做相应的安全策略来避免黑客攻击。 高清网络摄像机由于要通过网络传输编码过的视频，其自身就具备编码功能，而凭借高效的MPEG4/AVCH.264压缩技术标准，编码后的视频数据码率相对原始视频数据流小了百倍以上，因此经过编码的视频可以直接通过本地SD/SDHC存储卡来存储或在网络访问视频流的同时来进行视频录像的存储。但是编码网传会带来明显的延时，和视频失真、色斑色块、清晰度下降、锐度不足等问题，各厂商的方案和网络环境的不同，网络延时从200ms到1-2s，而视频效果需要足够的码率来保证，这又需要足够的专用网络带宽。 视频参数与功能设置对于视频监控中的视频采集来源——摄像机是十分重要的，由于场景物体、建筑、光线等变化，需要重新调节视频参数或设置部分功能，高清网络摄像机由于其自身接入了网络，只要网络畅通，系统管理员可以随时访问摄像机，根据当前情况来重新配置摄像机。 伴随着视频监控，音频采集同样对事件监控有着一定的意义，监控场景的某些声音，场景内人物的对话，都可能是重要信息，而高清网络摄像机可以通过简单的音频采集，同步做音视频编码，封装成音频数据流，进行录像存储和网络音视频的传输预览。而音频采集的拾音器材成本很低，音频流码率也很低，所以有很多用户还是希望有声音伴随的真正音视频监控。 摄像机的镜头在不同焦距下观看的视场角和所能观看物体的远近也是不同的，监控行业中可能会使用到电动镜头，网络摄像机通过自身的RS-485接口即可控制镜头，配合云台，可实现实时转动与焦距变换。 新型的HD-SDI数字高清摄像机技术特点相对传统高清网络摄像机有很大不同： HD-SDI数字高清摄像机只能在同轴电缆上传输视频信号，无法在以太网中传输，传输距离一般在100米左右，如果需要更远距离传输，需要通过HD-SDI专用光端机，通过光缆传输视频信号。 HD-SDI传输的视频信号为未压缩的原始视频数字信号，不会因视频压缩而带来清晰度不足、色斑色块、锐度降低等问题。但是其数据量庞大，系统难以承受，必然还要做编码压缩处理来做更远距离的网络传输，编码后的视频数据与高清网络摄像机基本无差异，对于事后回放存储的录像，两者基本相同。 HD-SDI接口设计之初只为了无压缩视频的单向传输，摄像机一般也是有人操作的，很少需要远程反向操作摄像机；HD-SDI监控摄像机只能本地操作，在安装之初就调试好，或单独铺设控制信号线。如果配合云台和电动变倍镜头来使用，也需要单独铺设信号线。 HD-SDI摄像机的应用和当前的困难 HD-SDI的纯视频传输，也让监控摄像机对音质的需求难以满足而颇感尴尬，只有单独对音频布线传输，而无法融入为复合的音视频信号。目前行业中已经在开发把音频数据嵌入到HD-SDI视频信号中的技术，不过目前主要厂家的HD-SDI摄像机产品中还几乎没有得到实际应用。 HD-SDI摄像机的应用和当前的困难