电子报警与监控技术

1、第3章 视频监控技术3.1视频监控系统概述 视频监控在技术防范体系中的地位视频监控在技术防范体系中的地位 视频监控系统的应用现状视频监控系统的应用现状 视频监控系统的数字化进程视频监控系统的数字化进程 各类型视频监控系统简介各类型视频监控系统简介视频监控在技术防范体系视频监控在技术防范体系中的地位中的地位 视频监控系统在安防领域中的地位和作视频监控系统在安防领域中的地位和作用日渐突出，成为报警复核、动态监控、用日渐突出，成为报警复核、动态监控、过程控制和信息记录的有效手段，图像过程控制和信息记录的有效手段，图像视频信号本身具有可视、可记录及信息视频信号本身具有可视、可记录及信息量大等特点，并能

2、提供量大等特点，并能提供“眼见为实眼见为实”的的证据。证据。视频监控系统的应用现状视频监控系统的应用现状n欧美视频监控系统的应用n我国视频监控系统的现状n视频监控系统的现状与前瞻n图像摄取n图像传输n图像的显示与记录设备n系统的控制设备视频监控系统的数字化进程n动态图像传输的成功应用n多媒体技术完全融入视频监控系统n数字信号处理技术的广泛应用视频监控系统的架构n前端设备n摄像机n云台n辅助设备n传输系统n后端设备n中心控制设备n分控制设备各类型视频监控系统简介各类型视频监控系统简介 楼宇可视对讲监控系统 中小型视频监控系统 大型视频监控系统 基于网络的视频监控系统3.2 前端设备 镜头 摄像机

3、 云台3.2.1 镜头 光学成像原理 镜头参数 镜头种类3.2.1.1光学成像原理 理想光组的基本性质 理想光学系统的基本点面 理想光学系统的物像关系理想光组的基本性质 点成点像: 对于物空间的任何一个点，在像空间必有一个点与之对应，而且只有一个点与之对应。 线成线像：对于物空间的任何一条直线，在像空间必有一条直线与之对应，而且只有一条直线与之对应。 对称轴共轭：当物空间内某点A绕该空间内的对称轴旋转任意一个角度时，其共轭像点A也必绕像空间的相应的对称轴旋转同样的角度。通常把这一对共轭的对称轴称为光轴。推论 如果A、B两点分别与A、B共轭，那么直线AB同样与直线AB共轭； 同心光束经理想光组变

4、换后，还是同心光束； 物空间的任何一个平面通过理想光组变换后，在像空间的共轭图像也必为一个平面； 如果物空间内的平面垂直于光轴，那么其共轭像平面也必垂直于光轴； 理想光组一对共轭面的横向放大率是一个常数，与物高无关。理想光学系统的基本点面1 焦点:像方焦点指与光轴上无穷远的物点共轭的像点，记作F；物方焦点指与光轴上无穷远的像点共轭的物点，记作F。 焦面:过像方焦点F且垂直于光轴的像平面称为像方焦面。理想光学系统的基本点面2 主点和主面:主面指的是横向放大率（像高与物高之比）为1的一对共轭面。物方主点是指主面HQ与光轴的交点H，像方主点是指像方主面HQ与光轴的交点H。理想光学系统的基本点面3 焦

5、距:焦距是指主点到焦点的距离。理想光学系统的物像关系 理想光学系统的作图求像 理想光学系统的解析求像光学系统的放大率 轴向放大率：当物平面沿着光轴移动微小的距离dx时，像平面相应的移动dx ，则 称为轴向放大率。 垂直放大率（横向放大率）：像高和物高之比。 角放大率：AQ是物点A的任意一条入射光线，其共轭出射光线为QA。若把这一对共轭光线的孔径角分别用U和U表示，则我们把角U的正切与角U的正切之比称做角放大率，用 表示。/dx dx3.2.1.2镜头的参数 成像尺寸 焦距 相对孔径 视场角成像尺寸焦距 当已知被摄物体的大小及该物体到镜头距离，则可根据下两式估算所选配镜头的焦距: f=hD/H

6、f=vD/VD为镜头中心到被摄物体的距离H和V分别为被摄物体的水平尺寸和垂直尺寸。h和v分别为靶面水平尺寸和垂直尺寸。相对孔径 镜头的实际有效孔径D与焦距f之比AD/f 相对孔径的倒数来表示镜头光阑的大小F f/DlF为光阑F数，在镜头的可调光圈上标注有1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22等序列值，相邻的两个数值中，后一个数值是前一个数值的倍。视场角 视场角指镜头对其确定视野的高度和宽度的张角，符号为，又分为水平视场角h和垂直视场角v。3.2.1.3镜头的种类 固定光圈定焦镜头 手动光圈定焦镜头 自动光圈定焦镜头 手动变焦镜头 自动光圈电动变焦镜头 电动三可变镜

7、头 针孔镜头 一体机专用镜头固定光圈定焦镜头 镜头上没有光圈调整环，所以其光圈不可调，故进入镜头的光通量只能通过改变被摄现场的光照度来调整，如增减被摄现场的照明灯光等。手动光圈定焦镜头 手动光圈定焦镜头是在固定光圈定焦镜头的基础上增加光圈调整环而成的。自动光圈定焦镜头 自动光圈定焦镜头相当于在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个由齿轮啮合传动的微型电动机，并从其驱动电路上引出3或4芯的屏蔽线，接到摄像机的自动光圈接口座上。手动变焦镜头 手动变焦镜头有一个焦距调整环，可以在一定范围内调整镜头的焦距，其变比一般为23倍，焦距一般在3.68 mm。自动光圈电动变焦镜头 自动光圈电动变焦镜头是在自动

8、光圈定焦镜头的基础上增加两个微型电动机构成的，其中一个电动机与镜头的变焦环啮合，当其受控而转动时可改变镜头的焦距；另一个电动机与镜头的对焦环啮合，当其受控而转动时可完成镜头的对焦。电动三可变镜头 电动三可变镜头是在电动两可变镜头的基础上发展起来的，它把光圈调整电动机的控制由自由控制方式改为由控制器手动控制，因此包含三个微型电动机，引出一组6芯控制线与镜头控制器相连。针孔镜头 针孔镜头的孔径一般仅为1 mm左右，主要用在隐蔽监视的场合。标准型针孔镜头具有较细且很长的镜筒，镜筒前端呈锥形，内有一个微小的“针孔”，其后端则与普通镜头一样，可以方便地与摄像机配接。一体机专用镜头 一体机专用镜头是一种半

9、成品，都是由一体化像机生产厂家直接与镜头生产厂家定制或选购，使之与自己生产或组装的CCD或CMOS图像传感器及相应的摄像机电路相匹配，再配以合适的外壳而构成完整的一体化摄像机。3.2.2 摄像机摄像机 摄像机种类及扫描制式摄像机种类及扫描制式 黑白黑白CCD摄像机原理摄像机原理 彩色彩色CCD摄像机原理摄像机原理 摄像机的安装与调试摄像机的安装与调试3.2.2.1摄像机种类摄像机种类3.2.2.2摄像机的扫描制式 “光电光”转换过程 “光电”转换过程 “电光”转换过程 空间物像时间信号转换过程 扫描制式 扫描过程 扫描的连续性 隔行扫描技术“光电光”转换过程 “光电”转换过程 “光电”转换指摄

10、像机通过CCD的自扫描系统，将透过光学镜头在摄像机靶面上按空间位置分布的图像，分解成与像素对应的时间信号的过程。 “电光”转换过程 “电光”转换指监视器用与摄像端完全相同的电子束扫描方式，将图像在屏幕上重现出来。扫描过程 利用眼睛的视觉惰性与GRT上荧光物质的余辉效应，使眼睛感觉不到发光体闪烁时的最低频率（大约为4850帧/秒），这样就不会看到运动的扫描点，而只看到屏幕上平行的系列扫描亮线。随着扫描线的增加，眼睛也分辨不清在稍远距离垂直方向的扫描线，只看到发亮的光栅。这说明整个扫描过程必须快速、连续地进行。扫描的连续性 为了解决视频图像的闪烁问题，还要保持运动物体一定程度上的连续性，1s内显示尽量多的画面。此外，要提高画面的清晰度