Indicador de cámara
El objetivo es el ojo de la cámara. Para adaptarse a diferentes entornos y requisitos de monitoreo, es necesario configurar lentes de diferentes especificaciones. Por ejemplo, la vigilancia con llave en interiores debe estar equipada con una lente gran angular para capturar imágenes claras y de campo amplio, en un estacionamiento al aire libre, no solo hay que ver todo el estacionamiento, sino también los detalles del automóvil; En este momento, se necesitan lentes gran angular y con zoom, y el monitoreo de las líneas fronterizas y de defensa costera requiere una toma de imágenes ultralarga.
1. Principales parámetros de la lente
Distancia focal (f): La distancia focal es la distancia entre la lente y el elemento fotosensible. Al cambiar la distancia focal de la lente, puede cambiar la ampliación de la lente y cambiar el tamaño de la imagen capturada. Cuando el objeto está lejos de la lente, podemos usar la siguiente fórmula para expresarlo: aumento de la lente ≈ distancia focal/distancia del objeto. Al aumentar la distancia focal de la lente y aumentar la ampliación, se puede acercar el primer plano, el rango de la imagen es más pequeño y los detalles del primer plano se pueden ver más claramente si se reduce la distancia focal de la lente, se reduce el factor de ampliación; el rango de imagen se amplía y se puede ver una escena más grande.
Parámetros principales de la lente
Ángulo de visión: en la práctica de la ingeniería, a menudo utilizamos el ángulo de visión horizontal para reflejar el rango de disparo de la imagen. Cuanto mayor es la distancia focal f, menor es el ángulo de visión y menor es el rango de la imagen formada en el elemento fotosensible; por el contrario, cuanto menor es la distancia focal f, mayor es el ángulo de visión y mayor es el rango de visión; la imagen formada sobre el elemento fotosensible.
Apertura: La apertura se instala detrás de la lente. Cuanto mayor sea la apertura, mayor será la cantidad de luz que pasa a través de la lente y mayor será la claridad de la imagen. Cuanto menor es la apertura, menos luz pasa a través de la lente y menor es la claridad de la imagen. Generalmente expresado por F (flujo luminoso). F=longitud focal(f)/apertura. En los indicadores técnicos de las cámaras, a menudo podemos ver parámetros como 6 mm/F1.4, lo que significa que la distancia focal del objetivo es de 6 mm y el flujo luminoso es de 1,4. En este momento, podemos calcular fácilmente que la apertura clara es de 4,29 mm. Cuando la distancia focal f es la misma, cuanto menor sea el valor f, mayor será la apertura, mayor será el flujo de luz que llega al chip CCD y mejor. lente.
2. Clasificación de lentes
Según el tamaño del ángulo de visión
Clasificación según la apertura
2. Una forma de mejorar la claridad de la imagen es mejorar la sensibilidad a la luz de la cámara.
1. El papel del elemento fotosensible
Actualmente, los elementos fotosensibles de las cámaras de vigilancia convencionales utilizan elementos CCD, que en realidad son elementos de conversión fotoeléctrica. En comparación con los elementos fotosensibles CMOS anteriores, la sensibilidad del CCD es de 3 a 10 veces mayor que la del CMOS, por lo que el chip CCD puede recibir más señales ópticas. Estas señales ópticas se convierten en señales eléctricas a través del circuito de procesamiento de video y se filtran y amplifican. formar una salida de señal de vídeo. Cuanto más fuerte sea la señal óptica recibida, mayor será la amplitud de la señal de vídeo. Puede ver una imagen de vídeo cuando se conecta una señal de vídeo a la entrada de vídeo de un monitor o televisor. La forma fundamental de mejorar la claridad de la imagen es aumentar la sensibilidad de la cámara.
2. Configuración de lente y elemento fotosensible CCD
En la Figura 1, podemos ver que la imagen formada en el sensor CCD es más pequeña que la imagen original formada en el chip CCD. Los tamaños de imagen también son diferentes.
Los tamaños de imagen comunes del CCD son 1/2 pulgada y 1/3 de pulgada. El tamaño del CCD determina las especificaciones de la cámara.
Configuración de lente y elemento fotosensible CCD
El tamaño de imagen del CCD, es decir, la relación de aspecto de la pantalla de la cámara es la misma que la de la pantalla del televisor, normalmente 4: 3. Esto garantiza que la imagen de vídeo de la cámara no se distorsione en el monitor.
Las especificaciones de la lente también se dividen en 1/2 pulgada, 1/3 pulgada, etc. Las lentes de 1/2 pulgada se pueden utilizar en cámaras de 1/2 y 1/3 de pulgada. Las lentes de 1/3 de pulgada solo se pueden usar en cámaras de 1/3 de pulgada, no en cámaras de 1/2 pulgada. Esto se debe a que el flujo luminoso de una lente de 1/3 de pulgada es solo el 44% del de una cámara de 1/2 pulgada, que no puede cumplir con los requisitos de flujo luminoso de una cámara de 1/2 pulgada.
Usemos imágenes para ilustrar la configuración de la distancia focal de la lente. Determinar la distancia focal adecuada es un factor importante para determinar la calidad de la imagen. f=vD/Vf=hD/H Donde f representa la distancia focal, v representa la altura del tamaño de la imagen CCD, v representa la altura del objeto que se observa, h representa el ancho del tamaño de la imagen CCD, h representa el ancho del objeto que se observa, y d representa el objeto La distancia a la lente. Supongamos que el objeto medido tiene 500 mm de ancho y 400 mm de alto, utilizando una cámara CCD de 1/3", y la distancia de enfoque de la lente es de 5000 mm. Según la fórmula, la distancia focal f=4,8×5000/500≈48 mm o se puede calcular la distancia focal f=3,6×5000 /400≈45 mm.
3. ¿Cómo tomar imágenes claras en condiciones de poca iluminación?
¿Se requieren cámaras de vigilancia? capaz de funcionar en condiciones de poca iluminación o incluso sin luz por la noche. Captura imágenes claras en el entorno. En el indicador de la cámara, a menudo podemos ver elementos con poca luz.
1. p>
La iluminación es una medida de la sensibilidad de la cámara. La unidad, expresada en lux, es qué tan oscura es la imagen que la cámara puede capturar. Cuanto menor sea el valor de Lux, la cámara puede capturar imágenes claras en condiciones de iluminación más bajas. El valor nominal de la señal de vídeo generada por la cámara es 1v, el valor estándar es 700mv.
Por ejemplo, si utiliza una lente con una apertura de F1.2, cuando el valor de iluminación de la escena fotográfica es 0.02Lux/F65438+, la señal de vídeo emitida por la cámara es del 33% al 50% de la amplitud estándar de 700mv. Al probar el valor mínimo de iluminación, asegúrese de prestar atención al tamaño de apertura de la lente. Cuanto menor sea el valor F, mayor será la apertura y menor será la iluminación requerida. Los valores mínimos de iluminación de diferentes aperturas son diferentes.
2. Una solución para fotografía con poca luz.
Sabemos que las cámaras CCD se dividen en cámaras en color y cámaras en blanco y negro. La iluminación mínima de las cámaras normales es la que se muestra en la siguiente tabla.
Iluminación mínima de las cámaras normales
El rango de longitud de onda de la luz visible es de 380 nm ~ 780 nm. La luz visible se puede dividir en rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta de larga a corta. La longitud de onda más corta que la luz violeta se llama luz ultravioleta y la longitud de onda más larga que la luz infrarroja se llama luz infrarroja. Hay un electrodo transparente en la superficie del sensor CCD que absorbe la luz ultravioleta, por lo que el CCD no puede aceptar la luz ultravioleta. Hay filtros rojo, verde y azul en el chip CCD de las cámaras en color normales, por lo que las cámaras en color no pueden sentir la luz infrarroja. Las cámaras CCD comunes en blanco y negro tienen un amplio espectro y no solo pueden detectar la luz visible, sino también la luz infrarroja.
Basándose en los principios anteriores, los ingenieros suelen utilizar las siguientes soluciones para capturar imágenes claras en condiciones de poca luz.
(1), Cámara CCD ordinaria de baja iluminación en blanco y negro + luz infrarroja
Se instalan luces infrarrojas en el sitio de monitoreo para irradiar "luz", produciendo imágenes que son invisibles para el ojo humano pero puede ser captado por cámaras ordinarias de luz infrarroja. La fotografía nocturna se puede lograr con una cámara CCD en blanco y negro.
(2), cámara color blanco y negro + luz infrarroja
La llamada cámara color a blanco y negro es una cámara a color durante el día, y cuando las condiciones de iluminación son pobre por la noche, la imagen en blanco y negro es muy sensible a las características de los rayos infrarrojos, cambia automáticamente al modo blanco y negro y dispara con la cooperación de los rayos infrarrojos. Cuando se utiliza con luces infrarrojas, la cámara para condiciones de poca luz debe cumplir con la iluminación mínima admitida por la luz infrarroja.
(3) Cámara infrarroja en color con poca luz
La sensibilidad infrarroja de la cámara infrarroja en color con poca luz es más de 4 veces mayor que la de las cámaras normales y puede funcionar bajo iluminación cero (0Lux).
Cámara infrarroja en color de baja iluminación
(4) Cámara con obturador de baja velocidad
La cámara con obturador de baja velocidad, también llamada cámara de acumulación de imágenes, almacena continuamente la Imágenes borrosas con luz insuficiente a través de la computadora. Se acumulan varios fotogramas (hasta 128 fotogramas) en una imagen clara. Con la tecnología SLOWSHUTTER, se pueden realizar fotografías con una iluminación de 0,008LUX/F1.2. Esta cámara con poca luz es adecuada para museos donde los rayos rojos y ultravioleta están prohibidos, observación de actividades biológicas por la noche, monitoreo nocturno de la costa militar, etc.
(5) Cámara con iluminación ultrabaja
La cámara con iluminación ultrabaja adopta la tecnología EXVIEWHAD, que mejora en gran medida la sensibilidad. La iluminación en color puede alcanzar 0,05 LUX, y el negro y el negro. La iluminación blanca puede alcanzar 0,003-0,001LUX. Cuando está equipado con un equipo de infrarrojos especial, se pueden obtener imágenes en blanco y negro de alta definición y se pueden lograr disparos de 0Lux.
Cuarto, control de la cámara
Para ampliar el alcance de la vigilancia, se requiere que las cámaras de vigilancia puedan realizar funciones como rotación, zoom, zoom y enfoque automático. La realización de estas funciones requiere que la grabadora de disco duro digital controle la cámara a través del controlador.
1. Control de rotación
El ingeniero utiliza un giro/inclinación para instalar y fijar la cámara. El PTZ se divide en PTZ fijo y PTZ eléctrico. El PTZ fijo es adecuado para ocasiones en las que el rango de monitoreo no es grande. Después de instalar la cámara en una posición panorámica e inclinable fija, ajuste los ángulos horizontal y de inclinación de la cámara y bloquee el mecanismo de ajuste después de alcanzar las mejores condiciones de funcionamiento. El giro/inclinación eléctrico está equipado con un motor paso a paso, que recibe señales del controlador e impulsa la cámara para que gire para lograr un posicionamiento preciso y es adecuado para monitoreo a gran escala.
Según las características de rotación del cardán, el cardán se puede dividir en un cardán horizontal que solo puede girar hacia la izquierda y hacia la derecha y un cardán omnidireccional que puede girar hacia la izquierda, derecha, arriba y abajo. En términos generales, el ángulo de rotación horizontal es de 0 ~ 350° y el ángulo de rotación vertical es de +90°. La velocidad de rotación horizontal de un cardán de velocidad constante es generalmente de 3 ~ 10/s, y la velocidad vertical es de aproximadamente 4/s. La velocidad de rotación horizontal de un cardán de velocidad variable es generalmente de 0 ~ 32°/s, y la vertical. La velocidad de rotación es de aproximadamente 0 ~ 16°/s. En algunos sistemas de cámara de alta velocidad, la velocidad de rotación horizontal de la panorámica/inclinación es superior a 480°/s y la velocidad de rotación vertical es superior a 65438°+020°/. s..
2. Realice zoom eléctrico, zoom y enfoque automático.
(1) La llamada cámara todo en uno integra la lente, el chip CCD, el circuito de procesamiento de video, la fuente de alimentación y la carcasa en uno, que puede realizar funciones como zoom eléctrico, zoom, y enfoque automático. La capacidad de lograr el enfoque automático de forma rápida y precisa es la clave para evaluar la calidad de una cámara integrada. Los buenos productos pueden enfocar con precisión una vez, pero los productos de mala calidad avanzarán y retrocederán al enfocar y necesitarán establecer el enfoque varias veces. En la actualidad, la corriente principal de cámaras integradas es de 16, 18, 20, 22, 27 y 32 aumentos. La tendencia de desarrollo es hacia una iluminación cada vez menor y un mayor aumento óptico. Tenga en cuenta que la relación de zoom aquí se refiere a la relación de zoom óptico.
Las tecnologías clave de la cámara integrada son la lente, el CCD y el módulo de procesamiento DSP. Los objetivos de alta gama pertenecen principalmente a fabricantes japoneses como Canon, Camputar y Avenir.
El chip CCD es principalmente de Sony de Japón. El CCD se divide en dos tipos: SuperHAD y Exview. Exview es la última tecnología, generalmente utiliza un tamaño de 1/4 de pulgada y tiene una SNR más alta que Super HAD. En el chip de procesamiento DSP, el chip DSP de Sony puede procesar muy bien el color de la imagen, haciendo que la imagen se vea muy brillante. El DSP de Canon y Nikon es mejor en el modo de captura de luz y enfoque.
(2) Utilice lentes con zoom eléctrico + cámara normal.
Combinando una lente de zoom eléctrico con una cámara común, utilizando el principio de control de video de una cámara común, para lograr el control automático de la distancia focal, la apertura y el enfoque de la lente. En la actualidad, los fabricantes han desarrollado una lente con zoom eléctrico de 60x de aumento ultra alto "D60 × 12,5". Su distancia focal de 750 mm (hasta 1500 mm cuando se utiliza un objetivo con zoom) puede identificar claramente a personas a una distancia de hasta 3 kilómetros.
Verbo (abreviatura de verbo) transmisión en red de imágenes de vídeo
1. Cámara analógica + grabadora de disco duro digital + sistema de red informática
Este es actualmente el más Sistema de videovigilancia en red ampliamente utilizado. Al configurar puertos, puertas de enlace y enrutamiento, utilizar la grabadora de disco duro digital en el sitio como servidor e instalar software de monitoreo especial o complementos en las computadoras de clientes remotos, los usuarios pueden ver escenas a miles de kilómetros de distancia a través de Internet, logrando Monitorización monocanal y multicanal. Monitorización y grabación remota de vídeo.
2. Cámara analógica + servidor de vídeo en red + sistema de red informática
La señal de salida de la cámara analógica es una señal analógica, la señal procesada por la computadora es una señal digital y la señal digital transmitida en la red también es señal digital. El servidor de video en red convierte la señal analógica de la cámara analógica en una señal digital, la comprime y codifica a través de un chip de compresión eficiente y genera una señal digital que se puede transmitir en la red informática, realizando así la transmisión en forma de formato digital. señal en la red informática. Por lo tanto, el servidor de vídeo en red también puede denominarse codificador de vídeo. Cuando un extremo del servidor de video está conectado a la señal de salida de la cámara analógica, el otro extremo se conecta al cable de red de la computadora, luego configura la puerta de enlace y el enrutamiento en cualquier computadora en Internet, abre el navegador IE, ingresa la IP dirección o nombre de dominio, y luego podrá ver la pantalla de vigilancia. Si la cámara analógica está equipada con un cardán, también podemos controlar la cámara a través de la computadora, como hacer zoom, hacer zoom y girar. El servidor de vídeo en red debe estar integrado en un sistema operativo en tiempo real, que puede ser una versión de Linux o una versión de Windows. En términos de estabilidad, la versión de Linux es mejor. El uso de un servidor de vídeo en red le permite elegir y equipar diferentes cámaras, lo que le proporciona una mayor flexibilidad.
3. Cámara de red + sistema de red informática
Una cámara de red es una integración de una cámara analógica y un servidor de vídeo en red. Las funciones de conversión A/D y servidor de vídeo están integradas en la cámara. Al igual que el servidor de vídeo en red, puede realizar comunicación de red y transmisión de datos según el protocolo de red, y también puede recibir y enviar señales de alarma. Esto es más conveniente. Simplemente instale la cámara web, enchúfela y podrá navegar.
4. Sistema de videovigilancia de red inalámbrica CDMA
La transmisión mencionada anteriormente es transmisión por cable, pero en vehículos en movimiento (automóviles), minas remotas y áreas montañosas, obviamente es muy problemático. utilizar la transmisión por cable. Podemos utilizar tecnología de comunicación inalámbrica madura. El producto representativo aquí es Mobile Vision de China Unicom. El sistema de videovigilancia de red inalámbrica CDMA con comunicación de video móvil es un producto conveniente que integra funciones de comunicación de datos CDMA y funciones de codificación de video digital. Comprime la imagen de la cámara a través del módulo de codificación de compresión de video y la transmite a la red CDMA a través del terminal de comunicación inalámbrica inteligente para realizar funciones tales como interacción de datos de video, envío/recepción, cifrado y descifrado, códec, control y mantenimiento de enlaces. El sistema puede transmitir imágenes dinámicas en tiempo real a la red de comunicación China Unicom más cercana. La información de la imagen en tiempo real se puede obtener desde el terminal de control central del sistema a través de Internet. Este sistema combina las ventajas de la red CDMA y la red de Internet para permitir el monitoreo y la administración remotos en cualquier momento y lugar.
Explicación de indicadores técnicos comunes de los verbos intransitivos
1. Resolución
La resolución de la imagen simplemente se refiere al número de puntos que se muestran horizontal y verticalmente en la pantalla. Por ejemplo, 1024 × 728, donde "1024" representa la cantidad de puntos que se muestran horizontalmente en la pantalla y "768" representa la cantidad de puntos que se muestran verticalmente en la pantalla. Cuanto mayor sea la resolución, más clara será la imagen. Cuanto mayor sea la resolución, más clara será la visualización de la imagen.
2. Claro
La claridad de la cámara está representada por líneas, que se dividen en líneas horizontales y líneas verticales. En aplicaciones prácticas de ingeniería, a menudo utilizamos la línea horizontal como índice de evaluación de la claridad de la cámara. Cuantas más líneas, mayor será la claridad. La resolución de las cámaras en blanco y negro de uso común es generalmente de 450 a 600, y la resolución de las cámaras en color es generalmente de 330 a 480. Cuanto mayor sea el valor, más clara será la imagen. En situaciones generales de monitoreo, una cámara de 450 líneas puede cumplir con los requisitos. Para ocasiones especiales como tratamientos médicos y procesamiento de imágenes, la cámara de 600 líneas puede obtener imágenes más claras.
3. Control automático de ganancia (AGC)
Para permitir que la cámara emita señales de vídeo estándar en diferentes condiciones de iluminación, se introduce un control automático de ganancia en el circuito de procesamiento de vídeo para detectar. la señal de vídeo. El valor de nivel promedio realiza el control de retroalimentación de ganancia.
Las cámaras con función AGC aumentarán la sensibilidad en condiciones de poca iluminación, pero al mismo tiempo amplificarán la señal de interferencia, haciendo que la imagen parezca confusa.
4. Compensación de contraluz (BLC)
Cuando la cámara dispara en un entorno de contraluz, aparecerá una imagen negra en la pantalla. Sin embargo, el entorno de luz de fondo es inevitable por motivos de seguridad y en este momento es necesaria una compensación de la luz de fondo. Al introducir la función de compensación de retroiluminación, si la cámara detecta que el nivel de vídeo en un área determinada de la imagen capturada es relativamente bajo, el circuito AGC introducido anteriormente puede mejorar y realzar el nivel de vídeo en esa área, aumentar la amplitud de la salida de señal de vídeo y hace que toda la imagen sea clara y brillante. Si el sujeto que desea ver está oscurecido por un fondo brillante, puede activar BLC para compensar la fuerte luz de fondo.
5. Cambio del obturador electrónico (EE/AI)
A menudo podemos ver el interruptor EE/AI en la parte posterior de la cámara. EE se refiere al modo de obturador electrónico; AI se refiere al modo de lente de apertura automática. El obturador electrónico de la cámara suele estar configurado en modo de obturador electrónico automático. A través del modo de obturador electrónico, el tiempo de exposición del sensor de imagen CCD se ajusta según la intensidad de la luz incidente, obteniendo así imágenes claras. El tiempo del obturador electrónico está entre 1/50 y 1/100000 segundos.
6. Relación señal-ruido
Se refiere a la relación entre el nivel de la señal y el nivel de ruido, incluido el ruido de energía, el ruido aleatorio, el ruido de una sola frecuencia, etc. Generalmente se expresa en decibeles (dB). Cuanto mayor sea la relación señal/ruido, menos ruido se generará y mayor será la calidad de la señal de la imagen. La relación señal-ruido no debe ser inferior a 48 dB.
7. Balance de blancos
Para restaurar el color del objeto, la cámara a color debe mantener un balance de blancos normal.