2006第7讲闭路电视监控系统摄像机

闭路电视监控系统摄像机云台监听器报警探测器视频信号矩阵切换控制器显示器视频分配器画面分割器前端设备主控系统传输系统一闭路电视监控系统的基本组成后端设备分控器问题1:电视监控系统实现的主要功能有哪些?摄像前端装置摄像机枪式摄像机半球摄像机半球摄像机一体化快球摄像机图片见Word左图：常见的DV级别的数字式摄像机右图：演播室内的专用摄像机1镜头(1)光学成像的基本概念镜头物象CCD靶面像空间或像方具有特定的数值物空间或物方空间很大QQ’HH’B’F’像方焦面像方焦点f’焦点与焦平面----焦点是光轴上无限远处点的共轭点(F’)焦面B’F’主点与主平面——主面是横向放大率（像高与物高比）为1的一对共轭面QH与Q’H’,主点H与H’焦距——主点到焦点的距离称为焦距。与光线方向相同为正QQ’HH’BF物方焦面物方焦点-f焦点与焦平面----焦点是光轴上无限远处点的共轭点(F’)焦面B’F’主点与主平面——主面是横向放大率（像高与物高比）为1的一对共轭面QH与Q’H’,主点H与H’焦距——主点到焦点的距离称为焦距。与光线方向相同为正(2)理想光学系统的物像位置关系求解FF’M’MNN’BAyF-x-f-lMPQHB’A’y’F’x’f‘l’M’P’Q’H’BAyF-x-f-lMPQHB’A’y’F’x’f‘l’M’P’Q’H’(1)轴向放大率α——物面沿光轴移动dx（或dl）时，像面相应地移动dx′(或)，则轴向放大率定义为：dxxddlld或(3)理想光学系统的放大率BAyF-x-f-lMPQHB’A’y’F’x’f‘l’M’P’Q’H’(2)横向放大率（垂轴放大率）——定义为垂直于光轴的平面上像高与物高之比yyBAyF-x-f-lMPQHB’A’y’F’x’f‘l’M’P’Q’H’（3）角放大率——A、A´是光轴上的共轭点，AQ，Q´A´为共轭光线，与光轴所成的孔径角分别为-U与U´，角放大率定义为U´的正切与U的正切之比-UUUtUtggγβα（3）焦距在摄像镜头中，物、像空间都是处于相同介质（空气）中，镜头的焦距即指的是|f|（或f´）值。ffVDvfHDhf决定景物在画面中的大小,取决于所用镜头的焦距f：镜头焦距；v和h：CCD靶面垂直尺寸和水平尺寸；D：镜头到目标距离；V和H：能看到的最大景物的垂直和水平尺寸。手动光圈CS接口自动光圈直流驱动CS型接口手动变倍镜头-手动光圈电动变倍镜头CS型接口三可变(4)光圈光圈F值=镜头的焦距/镜头口径的直径相对孔径与光圈数FN相对孔径A大，光圈数F小，镜头放入的光量多，CCD芯片成像面上的照度大。镜头的进光量与光圈数F的平方成反比，因此在调光圈数的圆环时，总是标记为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、…等比值。数值以倍递增，即每增大一档光圈数，进光量减少1/2，亮度变小一倍。F越小的镜头，入射到CCD靶面的光通量越大，CCD输出的信号幅度也越大。也就是镜头越亮。2感光器件目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。(1)CCD成像尺寸镜头规格（英寸）1/41/31/22/31CCD对角线长（mm）4.5681116靶面尺寸H（水平）3.64.86.48.812.8V（垂直）2.73.64.86.69.6有时可用大规格的镜头与较小规格的CCD芯片尺寸配套使用。此时镜头成像的视场角将比它的标称值小。（a）但成像尺寸规格小的镜头，不能用于CCD芯片尺寸大的摄像机，这样将使电视画面四角像质很差，乃至出现黑角，因为镜头太小时，不能完全覆盖CCD芯片的全部有效像素（b）(2)CCD成像尺寸与镜头的配合：(3)视场角视场角即镜头视野的张角。αh=2tg－1（h/2f）水平方向的称为水平视场角αv=2tg－1（v/2f）垂直方向的称为垂直视场角(4)光学变焦焦距与视角的关系例如，使用1/3″CCD摄像机，h=4.8㎜，v=3.6㎜,距离镜头中心5m处，要将1.80m高的人全部摄入画面，应用焦距为几毫米的摄像镜头？mm106.380.15VDvf必须选用焦距f≤10mm的镜头。以较接近该值为好，如小很多则在屏上显示的人像将很小。5．镜头安装接口镜头总是被固定在标准的镜座上，镜座包围着传感器CCD，镜头与CCD受光面保持着一定的距离，使得镜头的像面与其一致，以使镜头对焦微调后成像最清晰。有几种标准的安装接口：C接口、CS接口和S接口。电动变倍镜头CS型接口安装接口类型螺纹规格使用场合C1—32后凸缘至像面距离17.526mm(CCTV中通用)CS1—32后凸缘至像面距离12.5mm(CCTV中常用)SM12×0.5个人计算机摄像机中通用C与CS安装镜头接口尺寸S安装接口适用于小摄像机，但S接口的小镜头比同等的C、CS接口镜头在品质上常常低级些，像质有些损失。