來源：今日頭條北京炫億時代

前置攝像頭是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。你對相機了解多少？今天讓我們更深入的了解一下。以下是一些關于相機參數的內容。

第一，不可低估的鏡頭

鏡頭是相機的眼睛。為了適應不同的監(jiān)控環(huán)境和要求，需要配置不同規(guī)格的鏡頭。比如在室內重點監(jiān)控中，要拍攝視野角度清晰大的圖像，必須配置廣角鏡頭；在室外停車場，既要看到停車場的全景，也要看到車的細節(jié)。這時候需要廣角和變焦鏡頭。在邊境線和海防線的監(jiān)控中，需要拍攝超遠圖像。

1.鏡頭主要參數

焦距(f):焦距是鏡頭和感光元件之間的距離。通過改變鏡頭的焦距，可以改變鏡頭的放大率和拍攝圖像的大小。當物體與鏡頭距離較遠時，我們可以用下面的公式表示:鏡頭的放大率≈焦距/物距。增加鏡頭焦距增加放大倍數，可以拉近視野，縮小畫面范圍，看清楚視野細節(jié)；鏡頭焦距減小，放大倍數減小，畫面范圍擴大，可以看到更大的場景。

視角:在工程實踐中，我們經常使用水平視角來反映圖片的拍攝范圍。焦距f越大，視場角越小，感光元件上形成的圖像范圍越小。相反，焦距f越小，視角越大，在感光元件上形成的圖像范圍越大。

光圈:光圈安裝在鏡頭后面。光圈越大，通過鏡頭的光量越大，圖像清晰度越高；光圈越小，通過鏡頭的光量越小，圖像清晰度越低。通常用f(光通量)表示。F=焦距(f)/清晰光圈。在相機的技術規(guī)格中，我們經常可以看到參數6mm/F1.4，表示鏡頭的焦距為6mm，光通量為1.4，那么我們就可以很容易的計算出透明光的光圈為4.29mm，同樣的焦距f，f值越小，光圈越大，到達CCD芯片的光通量越大，鏡頭越好。

2.鏡頭分類

按視角大小分類

按孔徑分類

第二，提高圖像清晰度的根本是提高相機的靈敏度

1、感光元件的作用

目前主流監(jiān)控攝像機的感光元件采用的是CCD元件，實際上是光電轉換元件。與以前的CMOS光敏元件相比，CCD的靈敏度是CMOS的3到10倍，因此CCD芯片可以接收更多的光信號，這些光信號被轉換成電信號，經過視頻處理電路的濾波和放大，形成視頻信號輸出。接收到的光信號越強，視頻信號的幅度就越大。當視頻信號連接到監(jiān)視器或電視的視頻輸入時，可以看到視頻圖像。提高圖像清晰度就是提高相機的靈敏度。

2.鏡頭和電荷耦合器件傳感器的配置

如圖1所示，在CCD傳感器上形成的圖像小于原始圖像，在CCD芯片上形成的圖像大小不同。

CCD的成像尺寸通常為1/2英寸和1/3英寸，CCD的尺寸規(guī)格決定了相機的規(guī)格。

透鏡和電荷耦合器件光敏元件的配置

CCD的成像尺寸，即相機屏幕的寬高比與電視屏幕相同，一般為4: 3。這確保了攝像機的視頻圖像不會在顯示器上變形。

鏡頭的規(guī)格也分為1/2英寸、1/3英寸等。1/2英寸鏡頭可用于1/2英寸和1/3英寸相機；1/3寸鏡頭只能用于1/3寸相機，不能用于1/2寸相機，因為1/3寸鏡頭的光通量只有1/2寸鏡頭的44%，不能滿足1/2寸相機的光通量要求。

我們來說明一下鏡頭焦距的配置。確定合適的焦距是決定圖像質量的重要因素。f=vD/Vf=hD/H .其中f代表焦距，v代表CCD成像尺寸的高度，v代表被觀察物體的高度，h代表CCD成像尺寸的寬度，h代表被觀察物體的寬度，d代表物體到鏡頭的距離。假設用1/3”的CCD攝像頭進行觀察，被測物體寬500mm，高400mm，鏡頭焦點距離物體5000mm。根據公式可以計算出焦距f = 4.8× 5000/500 ≈ 48mm或焦距f = 3.6× 5000/400 ≈ 45mm。

第三，如何在光照條件不好的環(huán)境中捕捉清晰的圖像

監(jiān)控攝像頭需要在夜間光線不好的情況下捕捉清晰的圖像，即使是在沒有光線的情況下。在相機索引中，我們經?？梢钥吹降驼斩取?/p>

1、照度的概念

照度是衡量相機感光度的單位，用Lux表示，即相機能捕捉到的圖像有多暗。Lux值越低，表明相機在較低的光照條件下可以捕捉到清晰的圖像。我們知道，攝像頭產生的視頻信號標稱值為1v，標準值為700mv。例如，如果使用光圈為F1.2的鏡頭，當拍攝場景的照度值為0.02Lux/f1.2時，攝像機輸出的視頻信號幅度為700mv標準幅度的33%-50%..測試最低照度值時，一定要注意鏡頭光圈大小。F值越小，光圈越大，所需照度越低。不同的光圈有不同的最小照度值。

2.低照度攝像機的實現方案

我們知道CCD相機可以分為彩色相機和黑白相機。普通相機的最低照度如下。

可見光的波長范圍為380 nm ~ 780 nm，從長到短可分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。波長比紫光短的叫紫外光，波長比紅外光長的叫紅外光。CCD傳感器表面有一個吸收紫外光的透明電極，所以CCD不能接受紫外光。普通彩色相機的CCD芯片上有紅、綠、藍濾光片，所以彩色相機感受不到紅外光。而普通的CCD黑白相機光譜范圍廣，既能感受可見光，又能感受紅外光。

根據上述原理，工程師在光線不好的情況下，往往采用以下方案來拍攝清晰的圖像。

(1)普通低照度CCD黑白相機+紅外燈

監(jiān)控現場安裝紅外燈，輻射“照明”，產生人眼不可見但普通攝像頭可以捕捉到的紅外光。夜拍可以用CCD黑白相機實現。

(2)彩色轉黑白相機+紅外燈

所謂的彩色轉黑白相機，是指白天是彩色相機，晚上光照條件不好時，利用黑白圖像對紅外線敏感度高的特點，自動切換到黑白模式，在紅外線的配合下拍攝。與紅外燈配合時，低照度攝像機必須滿足紅外燈支持最低照度。

(3)紅外低照度彩色攝像機

紅外低照度彩色相機的紅外靈敏度比一般相機高4倍以上，可以在零照度(0Lux)下工作。

紅外低照度彩色攝像機

(4)低速快門照相機

低速快門相機，又稱圖片積累相機，通過電腦連續(xù)存儲多幀(最多128幀)因光線不足而模糊的圖片，并積累成為清晰的圖片。借助SLOWSHUTTER技術，在0.008LUX/F1.2的照度下實現拍攝，這種低照度相機適用于博物館、夜間生物活動觀測、夜間軍事海岸線監(jiān)控等。

(5)超低照度攝像機

采用EXVIEWHAD技術，大大提高了超低照度相機的靈敏度，彩色照度可達0.05LUX，黑白照度可達0.003-0.001LUX，使用專用紅外設備，可獲得高清黑白圖像，實現0Lux拍攝。

四.攝像機的控制

為了擴大監(jiān)控范圍，要求監(jiān)控攝像頭實現旋轉、變焦、變焦、自動對焦等功能。這些功能的實現需要數字硬盤錄像機通過控制器來控制攝像頭。

1.旋轉控制

工程師用云臺安裝固定攝像頭。云臺分為固定式云臺和電動云臺。固定云臺適合監(jiān)控范圍不大的情況。將攝像機安裝在固定云臺上后，調整攝像機的水平和俯仰角度，達到最佳工作狀態(tài)后，鎖定調整機構。電動云臺配有步進電機，接收來自控制器的信號，驅動攝像頭旋轉，實現精確定位，適合大規(guī)模監(jiān)控。

根據其旋轉特性，云臺可以分為只能左右旋轉的水平旋轉云臺和可以左右旋轉和上下旋轉的全方位云臺。一般來說，水平旋轉角度為0° ~ 350°，垂直旋轉角度為+90°。恒速云臺的水平轉速一般為3 ~ 10/s，垂直轉速約為4 /s，變速云臺的水平轉速一般為0 ~ 32/s，垂直轉速約為0 ~ 16/s，在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺的水平轉速超過480/s，垂直轉速超過120 /s

2.實現電動變焦、變焦和自動對焦

(1)所謂集成相機，就是將鏡頭、CCD芯片、視頻處理電路、電源、機殼集成為一體，實現電動變焦、變焦、自動對焦的功能。能否快速準確地實現自動對焦是評價集成相機質量的關鍵。好的產品可以一次對焦準確，而質量差的產品對焦會來回，需要多次才能定焦。目前集成相機的主流是16、18、20、22、27、32倍，發(fā)展趨勢是照度越來越低，光功率越來越高。注意這里的變焦放大指的是光學放大。

集成相機的關鍵技術是鏡頭、CCD和DSP處理模塊。高端鏡頭主要由日本廠商掌握，如佳能、坎普塔爾、Avenir等。CCD芯片主要是日本的索尼，SonyCCD分為SuperHAD和Exview兩種，其中Exview是最新的技術，一般采用1/4英寸大小，比SuperHAD具有更高的性噪比；在DSP處理芯片上，索尼的DSP芯片可以很好的處理圖像顏色，讓圖像看起來很亮。而佳能和尼康的數碼相機在抓光模式和對焦上更勝一籌。

(2)采用電動變焦鏡頭+普通相機

將電動變焦鏡頭與普通攝像機相結合，利用普通攝像機的視頻驅動原理，實現鏡頭焦距、光圈和對焦的自動控制。目前，一些制造商已經開發(fā)了一種超高倍60x電動變焦鏡頭“D60×12.5”。其750mm的焦距(使用變焦擴張鏡時可達1500mm)可清晰識別3公里外的人。

V.視頻圖像的網絡傳輸

1.模擬攝像機+數字硬盤錄像機+計算機網絡系統(tǒng)

這是目前應用最廣泛的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過設置端口、網關、路由，以現場數字硬盤錄像機為服務器，在遠程客戶的電腦上安裝專門的監(jiān)控軟件或插件。用戶可以通過互聯網看到千里之外的場景，實現單通道和多通道視頻的遠程監(jiān)控和錄制。

2.模擬攝像機+網絡視頻服務器+計算機網絡系統(tǒng)

模擬攝像機輸出的信號是模擬信號，計算機處理的信號是數字信號，網絡中傳輸的信號也是數字信號。網絡視頻服務器將模擬攝像機的模擬信號轉換成數字信號，由高效壓縮芯片壓縮編碼，輸出可以在計算機網絡中傳輸的數字信號。因此，網絡視頻服務器也可以稱為視頻編碼器。當視頻服務器的一端連接模擬攝像頭的輸出信號，另一端插入電腦網線，然后在互聯網上的任意一臺電腦中設置網關和路由，打開IE瀏覽器，輸入IP地址或域名就可以在電腦中看到監(jiān)控畫面。如果模擬相機配有云臺，我們也可以通過電腦控制相機變焦、變焦、旋轉。網絡視頻服務器必須嵌入實時操作系統(tǒng)，無論是Linux還是Windows。穩(wěn)定性方面，Linux優(yōu)越。使用網絡視頻服務器可以選擇和配備不同的攝像頭，更加靈活。

3.網絡攝像頭+計算機網絡系統(tǒng)

網絡攝像機是模擬攝像機和網絡視頻服務器的集成。攝像機內置模數轉換和視頻服務器功能。和網絡視頻服務器一樣，它可以根據網絡協議實現網絡通信和數據傳輸，也可以接收和發(fā)送報警信號。這樣比較方便，只要裝上網絡攝像頭，插上網線，就可以瀏覽了。

4.碼分多址無線網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)

上面說的傳輸是有線傳輸，但是在移動車輛(汽車)、偏遠的礦山、山區(qū)顯然很難使用有線傳輸，可以使用成熟的無線通信技術。這里的代表產品是中國聯通的移動視覺。移動視頻通信碼分多址無線網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是集碼分多址數據通信功能和數字視頻編碼功能于一體的便捷產品。它通過視頻壓縮編碼模塊對攝像機圖像進行壓縮，并通過智能無線通信終端傳輸到CDMA網絡，實現視頻數據交互、發(fā)送/接收、加解密、編解碼、鏈路控制和維護等功能。該系統(tǒng)可以將實時動態(tài)圖像傳輸到最近的聯通通信網絡。實時圖像信息可以通過互聯網從系統(tǒng)的中央控制終端獲得。該系統(tǒng)融合了碼分多址網絡和互聯網的優(yōu)勢，隨時隨地進行遠程監(jiān)控和管理。

不及物動詞通用技術指標解讀

1.解決

圖像分辨率只是指屏幕上水平和垂直顯示的點數。比如1024×728，其中“1024”代表屏幕上水平方向顯示的點數，“768”代表屏幕上垂直方向顯示的點數。分辨率越高，圖像越清晰。分辨率越高，圖像顯示越清晰。

2、清晰度

相機的定義是用線來表示的，線分為水平線和垂直線。在實際工程應用中，我們經常使用水平線作為攝像機清晰度的評價指標。線條越多，清晰度越高。常用的黑白相機定義一般為450-600，彩色相機定義一般為330-480。值越高，圖像越清晰。一般的監(jiān)控場合，450線左右的攝像頭可以滿足要求，對于醫(yī)療、圖像處理等特殊場合，600線的攝像頭可以獲得更清晰的圖像。

3.自動增益控制

為了使攝像機在不同光照條件下輸出標準視頻信號，在視頻處理電路中引入自動增益控制(AutoGainControl)，通過檢測視頻信號的平均電平值實現增益反饋控制。具有AGC功能的攝像頭在低照度下靈敏度會有所提高，但同時干擾信號會被放大，圖像會顯得有雜波。

4.背光補償(BLC)

當相機在背光環(huán)境下拍攝時，屏幕上會出現黑色圖像。但是在安全方面，背光補償是必須的。當引入背光補償功能時，如果相機檢測到拍攝圖像的一個區(qū)域的視頻電平相對較低，上述的AGC電路可以改善和增強該區(qū)域的視頻電平，增加輸出視頻信號的幅度，使整個圖像清晰明亮。如果你想看的主題由于明亮的背景而變暗，你可以將BLC設置為開，以補償強烈的背光。

5.電子快門開關

在攝像頭的后端，我們經常可以看到EE/AI轉換開關。EE指電子快門模式；AI指的是自動光圈鏡頭模式。相機的電子快門通常設置在自動電子快門模式，通過這種模式，根據入射光的強度調整CCD圖像傳感器的曝光時間，以獲得清晰的圖像，電子快門時間在1/50-1/10萬秒之間。

6.信噪比

指信號電平與雜波電平之比，包括電源雜波、隨機雜波、單頻雜波等。經常以分貝(dB)表示。信噪比越高，產生的雜波越少，圖像信號質量越高。信噪比不得低于48dB。

7.白平衡

為了恢復物體的顏色，彩色相機必須保持正常的白平衡。