2006第7讲闭路电视监控系统摄像机

1、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,Q,Q,H,H,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

2、的共轭点(F) 焦面BF,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QH ,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,Q,Q,H,H,B,F,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BF,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QH ,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,F,F,M,M,N,N,B,A,y,F,-x,-f,-l,M,P,Q,H,B,A,y,F,x,f ,l,M,P,Q,H,B,A,y,F,-x,-f,-l

3、,M,P,Q,H,B,A,y,F,x,f ,l,M,P,Q,H,轴向放大率物面沿光轴移动dx（或dl）时，像面相应地移动dx(或)，则轴向放大率定义为：,或,(3)理想光学系统的放大率,B,A,y,F,-x,-f,-l,M,P,Q,H,B,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,B,A,y,F,-x,-f,-l,M,P,Q,H,B,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，QA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,-U,U,（3）

4、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。,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

5、、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,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

6、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。 h= 2tg1（h/ 2f）水平方向的称为水平视场角 v= 2tg1（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1/3CCD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？,必须选用焦距f10mm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