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监控系统培训入门教材-5

2011-08-02  兰陵书宛

何谓照度


        何谓照度?照度(LUX)数值达到多少为低照度?多少数值能适应摄取影像的周围环境?
        照度是反映光照强度的一种单位,其物理意义是照射到单位面积上的光通量,照度的单位是每平方米的流明(Lm)数,也叫做勒克斯(Lux): 1Lux=1Lm/平方米上式中,Lm是光通量的单位,其定义是纯铂在熔化温度(约1770℃)时,其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。
        为了对照度的量有一个感性的认识,下面举一例进行计算,一只100W的白炽灯,其发出的总光通量约为1200Lm,若假定该光通量均匀地分布在一半球面上,则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得: 半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米 距光源1m处的光照度值为: 1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积为:2π×52=157平方米 距光源5m处的光照度值为: 1200Lm/157平方米=7.64Lux
        可见,从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。
        1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度,我们在摄像机参数规格中常见的最低照度(MINIMUM.ILLUMINATION),表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下,即能获取清晰的影像画面,此数值越小越好,说明CCD的灵敏度越高。同样条件下,黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。
        一般情况:夏日阳光下为100,000LUX;阴天室外为10000LUX;室内日光灯为100LUX;距60W台灯60CM桌面为300LUX;电视台演播室为1000LUX;黄昏室内为10LUX;夜间路灯为0.1LUX;烛光(20CM远处)10~15LUX。


照度参考表:
天气     照度LUX                 室内场所           照度LUX  
晴天   30000~300000       生产车间           10~500  
阴天   3000                           办公室              30~50   
日出日落 300                       餐厅                  10~30   
月圆    0.3~0.03                    走廊                  5~10
星光 0.0002~0.00002       停车场                1~5   
阴暗夜晚 0.003~0.0007

简称 全称 中文
CCVE Closed Circuit Video Equipment 闭路视频设备
CCTV Closed Circuit Television 闭路电视
VTR Video Tape Recorder    
ELC Electronic Light Control    
BLC Black Light Compensation 不可见光补偿、逆光补偿
W/B White Balance 白平衡
ALC Automatic Light Control 自动光补偿、自动辉光校正、背光补偿、逆光补偿
S/NRatio Signal-to-Noise Ratio 信号杂讯比
LCD Liqudified Crystal Display 液晶显示器
DSP Digital Signal Processing 数字信号处理
VDA Video Distruibuting Amplifier 视频分布放大器
CCD Charge Coupled Device 电荷耦合器件:电荷耦合器件是一种新型半导体器件
AGC Automatic Gain Control 自动增益控制

监控系统施工中应注意的问题


一.室外安装严禁摄像机瞄准太阳或光源较强的发光物体.附则会造成图象模糊或产生光晕.
二.不要让摄像机淋雨或在潮湿的地方使用.
三.不要在超出温度、湿度或电源规格的状态下使用摄像机。
四.连接方式:除(ac220v)
      1)直流12v的电源极性搞清楚后连接.
      2)该摄像机与电源线之间最大电缆长度计算公式:
视频电缆:
     a:采用75欧同轴电缆
     b:摄像机与监视器间同 电缆的长度由于电缆质量因制造商而异,如果采用最大长度则请在进行最后安装以前先验明视频质量.
     c:接线时注意事项:
      1)不要把同 电缆扭变成半径小于电缆直径10倍的曲线.
      2)不要使用卡钉电缆即使圆钉也不要使用,否则会引起误差.
      3)不要积压或加紧电缆,否则会使电缆的阻抗改变而降低图像质量
          对于产生图像干扰的判断,请参看下表:
干 扰 现    象
随机信噪比 图像上有“雪花”
单项干扰 图像中纵、斜、人字形或波浪状条纹,即“网纹”
电源干扰 图像中上下移动的黑白间置的水平横条,即“黑白滚道”
脉冲干扰 图像中不规则的闪烁、黑白麻点或“跳动”

低照度摄像机的正确认识


        目前市场上标榜的低照度摄像机无论是厂商或是进口商,对低照度的定义众说纷纭,莫衷一是,彩色摄像机从0.0004LUX~1LUX,黑白摄像机从0.0003~0.1LUX均有,(若搭配红外线,则均可达0LUX),这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准,而产生各说各话的情况。
        行业内人士强调,照度能低到多少,不仅要看镜头的光圈大小(F值),更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值,否则只是流于数字的游戏罢了!以光圈大小(F值)而言,光圈愈大则其所代表的F值愈小,所需的照度愈低。另外电子灵敏度(ELECTRONIC、SENSITIVITY)是否提高,单一画面累积帧数为多少?红外线是ON还是OFF?……等都应了解清楚,才不致被规格所标示的照度数值所混淆。
        低照度摄像机在中国市场的演进过程
        低照度摄像机在中国市场的演进简单分为以下三步:白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO);低速快门(SLOW/SHUTTER)及超感度摄像机(EXVIEW/HAD)。

一、白天彩色/晚上黑白(昼夜型摄像机COLOR/MONO)
        此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求群,国内市场在美国缔佳推出DIS888C微光夜视摄像机PC-360D之前,夜视摄像机一直以此类型摄像机为夜视主流产品。

        昼夜型(COLOR/MONO)摄像机的照度在国内市场上最低标示数值甚至为0LUX,我们不禁要问:“摄像机乃光学原理制成,0照度下如何成像?”
        白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO)摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点,在一定的光源条件,利用线路切换的方式将影像由彩色转为黑白,以便于搭配红外线。
        在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中,早期像PHILIPS(飞利浦)、IKEGAMI(池上)、日本JVC曾采用2颗SENSOR(1颗彩色、1颗黑白)共用一组电路再行切换,目前此类摄像机已采用单一CCD(彩色)设计,在白天或光源充足时为彩色摄像机,当夜晚降临或光源不足时(一般在1LUX~3LUX)即利用数位电路将彩色信号消除掉,成为黑白影像,且为了搭配红外线,亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器,此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的,白天却有影像模糊,色彩不自然的缺点,并且摄像机的摄像距离会受到红外灯照射距离的限制。据厂商表示,为了弥补此一缺点,日本SANYO曾推出利用马达控制滤光片开合(即随着彩色/黑白影像的切换,开合滤光片)的机种,但此机种似乎也已于市场消失。然而,COLOR MONO摄像机是否属于“低照度”摄像机,仍相当具争议性,专家指出,真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身(所采用的元件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD感度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升,不能算是低照度摄像机。
        二、低速快门(SLOW/SHUTTER)
        此类摄像机又称为(画面)累积型摄像机,是利用电脑记忆体的技术,连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来,成为一个影像清晰的画面,运用SLOW   SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2(×128),并且画面能够累积的帧数(128帧)是属于甚至包括进口品牌再内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆,夜间生物活动观察,夜间军事海岸线监视等,属性较静态场所的监视。
        台湾利凌企业营销部经理许潭彬认为,运用SLOW   SHUTTER技术的摄像机才是真正的低照度摄像机;台湾凌安科技业务经理张智明认为,标准的低照度摄像机应是指(画面)累积型的摄像机。
        目前属于此类型的低照度摄像机,台湾厂商以lilin为主导,进口品牌有NEC、IKEGAMI、FUJULSU、MITSUBISHI、SAMSUNG等,大多数进口品牌价格昂贵,且累积帧数少(32帧),如日本池上(IKEGAMI)ICD-870P照度0.03/F1.2(×32)。为此工程、经销商更为青睐的应属于技术上同样领先的台湾博凯(P-CAM)。
        三、超感度摄像机(EXVIEW/HAD)
        超感度摄像机(EXVIEW/HAD),又称24小时摄像机,为”98年全世界最热门的机种,其彩色照度可达0.05LUX,黑白则可达0.003-0.001LUX(亦可搭配红外线以达0LUX)不仅能清晰的辩识影像,更是实时连续的画面。
        此类型摄像机主要是采用SONY元件厂于”97年所推出的EXVIEW/HAD/CCD(超感CCD),其运用专利技术将CCD每一画素的开口率提高,进而达到更低照度的要求,由于该CCD的制程成本仍高,在99年统计时全球每个月的总量也还不到4000台;相对的成品制造商要研发此类摄像机的技术门槛也较高。
        2000北京博览会期间,美国discover推出的夜视系列机中DIS888C、DIS988C 即采用EXVIEW HAD CCD技术,展示了其无与伦比的夜视效果 ,其采取的技术是EXVIEW HAD CCD+画面累积技术,并且基本消除了拖影现象,估计以目前全球技术而言也属于领先水平。专业人士认为若EXVIEW/HAD/CCD一旦普及,则此类摄像机将会是最具明日之星架势的监视摄像机。


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