監控鏡頭

名稱：監控鏡頭；

別名：安防鏡頭，CCTV鏡頭，PeakFire鏡頭

英文名稱：Surveillance camera

在閉路監控體系中，攝像機又稱攝像頭或CCD（Charge Coupled Device）即電荷耦合器件。嚴格來説，攝像機是攝像頭和鏡頭的總稱，而現實上，攝像頭與鏡頭大部門是分隔購置的，用户按照方針物體的鉅細和攝像頭與物體的間隔，通過計較獲得鏡頭的焦距，以是每個用户必要的鏡頭都是依據現實環境而定的，不要覺得攝像機（頭）上已經有鏡頭。

攝像頭的首要傳感部件是CCD，它具有迅速度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點，CCD是電耦合器件（Charge Couple Device）的簡稱，它可以或許將光澤變為電荷並可將電荷儲存及轉移，也可將儲存之電荷取出使電壓產生變革，因此是抱負的攝像元件。是取代攝像管傳感器的新型器件。

CCD的事變道理是：被攝物體反射光澤，撒播到鏡頭，經鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD按照光的強弱積累響應的電荷，經週期性放電，發生暗示一幅幅畫面的電信號，顛末濾波、放大處理賞罰，通過攝像頭的輸出端子輸出一個尺度的複合視頻信號。這個尺度的視頻信號同家用的錄像機、VCD機、家用攝像機的視頻輸出是一樣的，以是也可以錄像或接到電視機上寓目。

100m、500m甚至1km遠外的物體還能否在監視器上清晰地顯示出來。這個問題的決定因素，一般來説，在於鏡頭焦距，焦距越長，“看”得就越遠，但同時視場角卻變小，結果觀看的範圍變窄了。

舉個簡單的例子，若用標準鏡頭剛好看清遠處某人的基本特徵（是男或是女），則換用長焦距鏡頭則可能看清其面部特徵（是否有痣或疤），但卻無法看見該人穿的是什麼褲子和鞋（這部分已經“溢”出了畫面），而換用廣角鏡頭則只可能看到畫面中有人（連男女都分辨不出），但卻可看清該人在整個監視場景中的所處的位置，周圍還有什麼別的人物或參照物。因此，關於“看多遠”的較為科學的説法應該是“在屏幕上成的像大小可對應於實際觀測距離處多高或多寬的景物”。例如，用8mm鏡頭觀測10m遠處的景物，如果該處有10個人站成一排則剛好可橫向充滿整個監視器屏幕。

為了能夠較為清楚的探測到監視範圍內的目標並實現自動跟蹤，一般要求在CCD靶面上的目標至少佔有三行電視線。若要能分辨出人物，則一般應要求人物的面部成像在356mm（14in）監視器上佔到12.7mm(0.5in)以上。

在實際應用中，經常會有用户提出該攝像機能看清楚多麼遠的物體或該攝像機能看清楚多寬的場景等問題，這實際上要由所選用的鏡頭的焦距來決定，另外還與所選擇的攝像機的分辨率及監視器的分辨率有關。

光學系統的焦距是指光組主點到焦點的距離。而鏡頭的焦距實際上就是構成鏡頭的組合光組的焦距，它決定了攝取圖象的大小，用不同焦距的鏡頭對同一位置的物體攝像時，配長焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就大，反之，配短焦距鏡頭的攝像機所攝取的景物尺寸就小。

理論上，任何一種鏡頭均可拍攝很遠處的物體，並在攝像機的成像靶面上成一個很小的像，但受象素的限制，當成像小到小於圖像傳感器的一個象素大小時，便不再能形成被攝物體的像，即便成像有幾個象素大小，該像也難以辨別為何物。

第一種方法：

當已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭的距離，則可根據下面的兩式估算所選配鏡頭的焦距：

f=h*D/H

f=v*D/V

f——鏡頭的焦距

h、v——CCD感光靶面的水平尺寸和垂直尺寸

D——鏡頭中心到被攝物體的距離

H、V——被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸

第二種方法：

POMEAS提供另外一個監控鏡頭焦距估算法，這僅適用於4mm以上的鏡頭。例如：如果鏡頭的焦距(單位mm)用X表示，那麼看清細節則需要2*X，看清輪廓則為X，看清主體大概的活動則為X/2。如果你選擇的被測物距離監控攝像機的距離為10米，看主體活動選擇5mm鏡頭、看清輪廓需要10mm左右的鏡頭、看清細節則需要20mm的鏡頭。

焦距估算法(4mm以上鏡頭)：

看清細則=2*X 體貌特徵=X 行為特徵=X/2 (鏡頭與被測物距離為X米，焦距單位為mm)

在不同的距離內搭配不同的焦距的鏡頭，所呈現的圖像的不同特性。一句話總結：在一定焦距情況下，距離越遠所拍的主體景物就越小；在一定距離內，焦距越長所拍攝的可視角度就越窄，主體物具體就越清晰。

測試攝像機首要測試晰度和色彩還原性、照度、逆光賠償，其次是測其球型失真、耗電量、最低事變電壓，下面先把清楚度和色彩還原性以及照度、逆光賠償的丈量步調先先容一下。

1．清楚度的丈量：多個攝像機舉辦測試時，應行使溝通鏡頭，（保舉使作定焦、二可變鏡頭），以測試卡中心圓呈此刻監督器屏幕的閣下邊為準，清楚精確的數出已給的刻度線共10組垂直線和10組程度線。別離代表着垂直清楚度和程度清楚度，並相應的一組已給出了線數。如垂直350線程度800線，此時最好用利害監督器。測試時可在遠風景聚焦，也可邊測邊聚焦。最好能兩者兼用，可看出此攝像機的差異（對遠近會聚）。

2．彩色還原性的測試：測試此參數應選好的彩色監視器。起首遠間隔調查人物、衣飾，看有無顏色失真，拿色彩光鮮的物體對比，看攝像機迴響迅速度，拿彩色畫冊放在攝像機前，看畫面勾勒得清楚水平，過淡或過濃，再次應對行為的彩色物體舉辦攝像，看有無彩色拖尾、延滯、恍惚等。測試前提云云攝像最低照度在50V時應在50+10V照度環境下測量，即每攝像機最低照度基本上加十伏，且光圈應保持最接近狀態。

3．照度：將攝像機置於暗室，暗室前後為有源220V自熾燈，外設調壓器，以調壓器調節電壓高低來調節暗室內燈的明暗，電壓可以從0V調到250V。室內光照也可從最暗調至最明，測試時把攝像機光圈均開至最大時記錄下一個最低照度值（把有源燈用調壓器調暗至看不清暗室內置畫面）再把光圈打至最小再記錄下一個最低照度值，也可前後燈別離調壓明滅。

4．逆光補償：測試此參數有兩種要領：一種是在暗室內，把攝像機前側調壓燈打開，調至最亮時，然後在燈的下方安排一圖畫或筆墨，把攝像機迎光攝像，看圖像和筆墨可否看清，畫面刺不刺目，並調節AL、AX拔檔開關，看有無變化，哪種結果最好。另一種是在陽光充裕的環境下把攝像機向窗外照，此時看圖像和筆墨可否看清晰。

5．球型失真：看球型失真把測試卡置於攝像機前端使整個球體呈現在屏幕上，看圓球形有無橢圓，把攝像機前移，看圓中心有無放大，再遠離測試邊、角、框有無弧形失真等。

6．耗電量：最低事變電壓，使用萬用表測量電流，使用小穩壓器調節電壓看

鏡頭的安裝方法：有C式和CS式兩種，兩者的螺紋均為1英寸32牙，直徑為1英寸，不同是鏡頭距CCD靶面的間隔差異，C式安裝座從基準面到核心的間隔為17.562毫米，比CS式間隔CCD靶面多一個專用接圈的長度，CS式距核心間隔為12.5毫米。別小瞧這一個接圈，假如沒有它，鏡頭與攝像頭就不能正常聚焦，圖像變得模糊不清。在安裝鏡頭前，先看一看攝像頭和鏡頭是不是統一種接口方法，如果不是，就必要按照詳細環境增減接圈。有的攝像頭不需要接圈，而回收後像調理環（如松下的產品），調理時，用螺絲刀擰鬆調理環上的螺絲，動彈調理環，此時CCD靶面會相對安裝基座向後（前）行為，也起到接圈的浸染。其它（如SONY，JVC）回收的方法相同後像調理環，它的牢靠螺絲一樣平常在攝像頭的側面，擰鬆後，調理頂端的一個齒輪，也可以使圖像清楚而不需要加減接圈。

ON/OFF（自動增益控制）：攝像頭內有一個用來自CCD的信號放大到可以行使水準的視頻放大器，其放大量即增益，等效於有較高的靈敏度，然而在亮光照的情形下放大器將過載，使視頻信號畸變。當開關在ON時，在低亮度前提下完全打開鏡頭光圈，自動增加增益以得到清楚的圖像。開關在OFF時，在低亮度下可得到天然而低噪聲的圖像。

ON/OFF（自動白均衡）：開關撥到ON時，通過鏡頭來檢測光源的特徵/色温，從而自動持續設定白電平，縱然特徵/色温改變，也能控制赤色和藍色信號的增益。

ALC/ELC（自動亮度控制/電子亮度控制）：

當選擇ELC時，電子快門按照射入的光澤亮度而持續自動改變CCD圖像傳感器的曝光時刻（一樣平常從1/50到1/10000秒持續調節）。選擇這種方法時，可以用牢靠或手動光圈鏡頭更換ALC自動光圈鏡頭。但必須要留意的是：在室外或豁亮的情形下，因為ELC控制範疇有限，依舊應該選擇ALC式鏡頭；在某些特殊的照明前提下，也許呈現下列環境：

①在聚光燈或窗户等高亮度物體上有嚴重的拖尾或模糊的現象

②圖像明顯地閃爍和色彩重現性不變

③白均衡有週期性變化，假如產生這些現象，應行使ALC 鏡頭。

以牢靠光圈鏡頭回收ELC方法時，圖像的景深也許小於行使ALC式鏡頭所得到的景深。因此，攝像頭在完全打開牢靠光圈鏡頭而回收ELC方法時，景深會比行使ALC式鏡頭時小，並且圖像上遠處的物體也許不在核心上。當鏡頭是自動光圈鏡頭時，必要將撥碼開關撥到ALC方法。

ON/OFF（背光補償開關）：當強盛而無用的配景照明影響到中部重要物體的清晰度時，應該把撥碼開關撥到ON位置。

①當與雲台配用或照明連續改變時，提議把該開關放在OFF位置，由於在ON位置時，鏡頭光圈速率變慢；

②假如所需物體不在圖像中間時，背光賠償也許不會充實驗展浸染。

此開關用以選擇攝像頭同步方法，INT為內同步2：1隔行同步；LL為電源同步。有些攝像頭尚有一個LLPHASE電源同步相位控制器，當攝像頭行使於電源同步狀態時，此裝置可調節視頻輸出信號的相位，調節範疇或許是一幀。（調節必須要專業人員操作）

ALC自動光圈鏡頭的控制信號有兩種，當必須要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時，應該選擇DC位置；當必須要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時，應該選擇VIDEO位置。當選擇ALC自動光圈視頻驅動鏡頭時，還會有一個視頻電平控制（VIDEO LEVELL/H）也許必須要調節，該控制器調節輸出給自動光圈鏡頭的控制電平，用以控制鏡頭光圈的放大和縮小（即進光量）。在攝像頭的配件中，有一個玄色的小插頭，插頭有四個針，連接攝像頭上的玄色插座。假如用DC驅動的自動光圈鏡頭，鏡頭上已經作好了插頭，只要插在插座上，把選擇開關撥到DC即可；假如用視頻驅動的自動光圈鏡頭，必須要用户按照説明書上的標註，用烙鐵焊好。因為廠家界説差異，以是焊法也有區別，致意裝時寄望。

SOFT/SHARP（細節電平選擇開關）：

該開關用以調節輸出圖像是清楚（SHARP）還是滑膩（SOFT），凡是出廠設定在SHARP位置。

在電源頻率為50Hz的地域，CCD積聚時刻為1/50秒，假如使用NTSC制式攝像機，其垂直同步頻率為60Hz，這樣將造成視覺影像差異，在監視器上呈現閃動；反之，在電源為60Hz的地域用PAL制式攝像機也會有此特徵。為降低此特徵，在電子快門配置了無閃動方法檔，對NTSC制式攝像機提供1/100秒，對PAL制式攝像機提供1/120秒的固定快門速率，可以防備監視器上圖像呈現閃爍。手動電子快門：有些用户使用CCD攝取運動速率較快的物體，假如用1/50秒速率拍攝，會發生拖尾現象，嚴重影響圖像質量。有些攝像頭給出了手動電子快門，使CCD的電荷耦合速率固定在某一值，譬如1/500、1/1000、1/2000秒等等，此時CCD的電荷耦合速率進步，這樣收羅下來的圖像相對來説會鐫汰拖尾現象，並且對付觀察高速運動或電火花一類物體，必需使用此配置。以是，某些專用攝像頭給出了手動電子快門，提供給特殊用途的用户。手動電子快門的調解必須要參看隨機説明書，在此就不再贅述了。

補充説明：有許多用户要求在晚間沒有亮度的情形下監控，請留意：因為CCD攝像頭同樣是靠亮度反射來成像，假如沒有光，它的圖像只會是一片黑暗再加上許多雪花。怎樣獲得圖像呢？一種要領是加可見光照明，如路燈、探照燈；一種是加紅外燈（特別是要求不能安裝可見光源的場所），對付彩色CCD攝像頭，對紅外光相應不足，有一些日夜兩用彩色攝像頭在夜間會自動轉成黑白模式。以是，您的監控體系要求夜間使用，必須要使用黑白CCD攝像頭。

閉路監控攝像機有多種不同尺寸規格的傳感器，屏幕高寬比通常是4：3（水平寬度：垂直高度）。傳感器的尺寸規格對視場角有影響，使用相同的鏡頭在較小的傳感器上的視場角更窄。鏡頭的規格與視場角無關，它僅僅需要使圖像覆蓋整個傳感器，也就是説，同樣大小或者更大規格的攝像機。這也表示，1/3”的攝像機可以用1/3”- 1/”的所有鏡頭，例如，1/3”12mm鏡頭與2/3” 12mm鏡頭的視場角是一樣的。後者的圖像像素和成像質量提升，因為只取得鏡頭中心部分的圖像，而這部分範圍的圖像通常更加鋭利。

來自無窮遠物距的光線在鏡頭內部匯聚在光軸上的一個共同的點上。閉路監控攝像機的傳感器聚焦的那個點，叫做焦點。在光學設計中，鏡頭有2個主點，一個主要主點和一個次要主點，次要主點和焦點之間的距離決定了鏡頭的焦距。

視場角是指鏡頭到圖像傳感器邊緣連線的夾角。從理論上講，在不考慮攝像機像面大小時，一個鏡頭的焦距是固定的，視場角則固定。 但實際上視場角的大小也會隨着相面尺寸的變化而變化。當相面尺寸大小固定時，如果焦距變短，視場角會相應的變大。目錄中的焦距是額定焦距，因此根據公式算出來的視場角是估算值。

是衡量鏡頭通光量的指數。光圈值由F值表示，F值越小，通光量越大，鏡頭所形成的圖像越明亮。F值與鏡頭孔徑成反比，與焦距成正比。

比值公式如下：

F值= f / D（f: 焦距，D=鏡頭孔徑）

鏡頭大致分為直流驅動光圈，視頻驅動光圈，手動光圈三種。 直流驅動光圈是由鏡頭內部線路來控制的，視頻驅動光圈內部有裝一個放大器，是由視頻信號及攝像機提供的直流電來控制的。手動光圈是通過由鏡頭外部調節環來手動調節實現光圈變化的。

景深是指在攝影機鏡頭聚焦完成後，在焦點前後的範圍內都能形成清晰的像，這一前一後的距離範圍，便叫做景深。

光圈、鏡頭、及拍攝物的距離是影響景深的重要因素：

1.光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

2.鏡頭焦距越長景深越小、反之景深越大。

3.主體越近，景深越小，主體越遠，景深越大。

4.近景深比遠景深大。

最近物距是指鏡頭最前端鏡片中心點到最近的可以清晰成像的物體的距離。

CS 接口的鏡頭後法蘭距為12.5mm，C接口的後法蘭距為17.5mm。 CS接口的鏡頭只能匹配CS接口的攝像機，但是C接口的鏡頭除了可以匹配C接口的鏡頭外還可通過加一個5mm的C轉CS接圈來匹配CS接口的攝像機。

後法蘭距離，後焦距，機械後焦距

後法蘭距是指從鏡頭接口處到攝像機傳感器之間的距離。

後焦距是指從鏡頭最後一片鏡片中心點到攝像機傳感器之間的距離。

機械後焦距是指鏡頭接口最前端到攝像機傳感器之間的距離。

日夜兩用攝像機一般用在夜間近紅外或者紅外環境。 如果用不帶IR矯正功能的鏡頭匹配日夜兩用攝像機，那麼攝像機在夜間使用時將無法清晰聚焦。 EVETAR鏡頭採用玻璃鏡片輔以特殊的光學設計以及多層鍍膜來減少光的折射以達到日夜共焦。 這樣一來，攝像機在夜間使用的時候就不需要再重新聚焦。

CCD和CMOS圖像傳感器利用的是按二維網格排列的像素。這些像素把光學圖像轉換成電子信號。一個圖像上像素的多少通常決定了圖像的分辨率,更多的像素意味着更高的分辨率。百萬像素就是有一百萬個像素。而百萬像素攝像機就是使用百萬像素傳感器的攝像機。

為了使百萬像素攝像機能夠得到最好的表現那麼使用一個高品質的百萬像素的鏡頭將顯得非常重要，因此光學圖像的質量是影整體圖像質量的一個關鍵因素。百萬像素鏡頭可以為整個圖像提供高對比度，鋭度和明鋭度。 而非百萬像素鏡頭就無法完全展現百萬像素傳感器的高分辨率，特別是在圖片的邊緣。