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如何根据使用环境合理选择摄像机镜头

 海阔天空o0wwhr 2017-08-22
 来源:慧聪安防网
镜头作为监控系统中必不可少的部件,与CCD摄像机配合,可以将远距离目标成像在摄像机的CCD靶面上。在电视监控系统中,如何根据现场的监视环境来正确选用摄像机镜头显得非常重要,它直接影响到系统组成后在系统末端监视器上所看到的被监视面画的效果能否满足系统的设计要求(就画面范围或图像细节而言),合适的摄像机镜头可以使系统得到最优化设计并可获得良好的监视效果。目前市面上镜头市场厂家和型号种类繁多,各种规格让人眼花缭乱,如何选择一款满足自己需要的镜头呢?
镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角,且图像水平视场角大于图像垂直视场角,通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。

  在狭小的被监视环境中如电梯轿箱内,狭小房间均应采用短焦距广角或超广角定焦镜头,如选用镜头规格为1/2″,CS型接口,镜头焦距为3.6mm或2.6mm镜头,这些镜头视场角均不小于99°或127°,这对于摄像机在狭小空间里一般标高为2.5m左右时,其镜头的视场角范围足以覆盖整个近距离狭小被监视空间。也可根据现场实际情况选用手动变焦镜头如日产ComputarT2Z2814CS-2镜头,这种镜头为1/3″CS型接口手动光圈镜头,其焦距2倍可调(手动调焦)。调焦范围为2.8~6.0mm,视场角变化范围为96°~47.2°,这种镜头非常适合在狭小的被监视环境中使用,在使用时可方便地根据实际需要,灵活实现对被监视场景的“点”或“面”的监视效果。

  对于一般变焦(倍)镜头而言,由于其最小焦距通常为6.0mm左右,故其变焦(倍)镜头的最大视场角为45°左右,如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中,其监视死角必然增大,虽然可通过对前端云台进行操作控制,以减少这种监视死角,但这样必将会增加系统的工程造价(系统需增加前端解码器、云台、防护罩等),以及系统操控的复杂性,所以在这种环境中,不宜采用变焦(倍)镜头。

  在开阔的被监视环境中,首先应根据被监视环境的开阔程度,用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度,以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据,在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下,应尽量考虑选用长焦距镜头,这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦(倍)镜头(电动三可变镜头),这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定,在选用时也应考虑两点:(1)在调节至最短焦距时(看全景)应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求;(2)在调节至最长焦距时(看细节)应能满足观察被监视场景画面细节的要求。通常情况下,在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求,而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中,可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可(一般情况下,镜头倍数越大,价格越高,可在综合考虑系统造价允许的前提下,适当选用高倍数变焦镜头)。  实例分析

  在实际工程操作中,我们经常会碰到这个难题:有的摄像机看的太远了,近处的看不到了;有的摄像机看的方位太大,该看清的看不清了等此类情况,那么,如何选择使用什么变焦镜头?选择使用多少倍变焦?焦距多少才比较合适?

  根据镜头透射原理知识:f/d=h/h

  其中:f-镜头焦距单位:mmd-镜头及被拍摄物体的间距离单位:mh-镜头高度单位:mmh-监控现场高度摄像机摄取画面实际高度单位:m我们来举例:以一款1/4ccdw*h=3.6*2.7mm的摄像机为例,18倍光学变焦,f4.1mm~73.8mm。

  1,假定甲方想要看清楚一个人清晰大头像,那么这个距离是多少呢?

  首先我们先要弄清楚一个理念有过相机拍照经验人相比较轻松理解:想看清大头像,那么人脸部大约占画面1/2,人脸约0.25m,因此监控现场高度d=0.25*2=0.5m。

  代入公式计算:d1=4.1*0.5/2.7=0.76m

  d2=73.8*0.5/2.7=13.67m

  因此该款摄像机想看清楚人大头像,那么0.76m≤d≤13.67m。

  2,如果甲方条件不那么高,比如仅仅是需能看到整个人体为止,按人均身高1.65计算,人体应占画面1/2,因此监控现场高度d=2*1.65=3.3米。

  代入公式计算:d1=4.1*3.3/2.7=5.01m

  d2=73.8*3.3/2.7=90.2m

  这时候,5.01m≤d≤90.2m

  3,假定未选好摄像机,但甲方说要拍摄到清晰150米外人体,我们也能算下假定还是用1/4ccd:

  f=150*2.7/3.3=122.73mm,也就是要达到这种效果,选择使用摄像机最长焦距应该达到122.73mm,如果最短焦距是4mm,那么就是31倍变焦。

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