Conocimientos generales sobre cámaras.
1. ¿Cuál es el conocimiento sobre lentes de cámara?
Tipos de lentes (clasificados según situaciones de aplicación) Lente gran angular: el ángulo de visión es de más de 90 grados y el El rango de observación es grande y la imagen de primer plano está deformada. Lente estándar: Ángulo de visión de aproximadamente 30 grados, amplia gama de uso.
Teleobjetivo: el ángulo de visión es de 20 grados y la distancia focal puede alcanzar decenas o cientos de milímetros. Lente con zoom: la distancia focal de la lente varía continuamente y la distancia focal puede cambiar de gran angular a teleobjetivo. Cuanto mayor sea la distancia focal, más grande será la imagen.
Lente estenopeica: utilizada para observación oculta, muchas veces instalada en lugares como techos o paredes. 2.
La relación entre el tamaño, la distancia y la distancia focal del sujeto Supongamos que el ancho y el alto del sujeto son W respectivamente. H, la distancia entre el sujeto y la lente es L y la distancia focal de la lente es F.
3. Apertura relativa Para controlar la cantidad de flujo de luz que pasa a través de la lente, se establece una apertura en la parte posterior de la lente.
Suponga que la apertura efectiva de la apertura es d. Debido a la refracción de la luz, la apertura efectiva real de la luz del espejo es D, que es mayor que d. La longitud f se define como la apertura relativa A, es decir, A = D/f, la apertura relativa de la lente determina la iluminación de la imagen que se está fotografiando, y el recíproco de la iluminación de la imagen y la apertura relativa de la lente. representa el tamaño de la apertura de la lente. Cuanto menor sea el valor F, mayor será la apertura y mayor será el flujo de luz que llega al chip CCD.
Entonces, cuando la distancia focal f es la misma, cuanto menor sea el valor F, mejor será la lente. 4.
Distancia focal del objetivo 1) Distancia focal fija: La distancia focal es fija y se puede dividir en dos tipos: con apertura y sin apertura. Con apertura: se puede ajustar el tamaño de la apertura de la lente.
De acuerdo con los cambios en la iluminación ambiental, el tamaño de apertura debe ajustarse en consecuencia. El tamaño de la apertura se puede ajustar de forma manual o automática. El ajuste manual de la apertura se denomina apertura manual.
Una lente que viene con un micromotor que ajusta automáticamente la apertura se llama apertura automática. Sin apertura: es decir, apertura fija, la cantidad de luz que pasa es fija.
Se utiliza principalmente cuando la fuente de luz es constante o la cámara dispone de su propio obturador electrónico. 2) Longitud del zoom: la distancia focal se puede ajustar según sea necesario para ampliar o reducir la imagen del sujeto.
Los objetivos con zoom más utilizados son los de seis y diez aumentos. Lentes de tres y dos variables Lentes de tres variables: distancia focal, enfoque e iris ajustables.
Dos lentes variables: enfoque ajustable, enfoque e iris automático. .
2. Pregunta por conocimientos básicos sobre cámaras de vigilancia.
En los sistemas de vigilancia de circuito cerrado, las cámaras también se denominan cámaras o CCD (Charge Coupled Device), que son dispositivos de carga acoplada.
Estrictamente hablando, una cámara es el término general para cámaras y lentes. De hecho, la mayoría de las cámaras y lentes se compran por separado. El usuario calcula la lente en función del tamaño del objeto objetivo y la distancia entre ellos. La cámara y la distancia focal del objeto, por lo que la lente requerida por cada usuario se determina en función de la situación real. No asuma que la cámara (cabeza) ya tiene una lente. El principal componente de detección de la cámara es el CCD, que tiene las características de alta sensibilidad, pequeña distorsión, larga vida útil, antivibración, campo antimagnético, tamaño pequeño y sin imagen residual. Puede convertir la luz en carga eléctrica y puede almacenar y transferir la carga eléctrica. También puede extraer la carga eléctrica almacenada para cambiar el voltaje, por lo que es un elemento de imagen ideal.
Se trata de un nuevo dispositivo que sustituye al sensor del tubo de la cámara. El principio de funcionamiento del CCD es: el objeto refleja la luz, se propaga hacia la lente y se enfoca en el chip CCD a través de la lente. El CCD acumula las cargas correspondientes según la intensidad de la luz y se descarga periódicamente para generar señales eléctricas que representan. una imagen Después del filtrado y la amplificación, se emite una señal de vídeo compuesto estándar a través del terminal de salida de la cámara.
Esta señal de vídeo estándar es la misma que la salida de vídeo de grabadores de vídeo domésticos, máquinas VCD y cámaras domésticas, por lo que también se puede grabar o conectar a un televisor para verlo.
Selección y clasificación de cámaras CCD El chip CCD es como la retina humana y es el núcleo de la cámara.
En la actualidad, nuestro país no es capaz de fabricar. La mayoría de las cámaras del mercado utilizan chips producidos por empresas japonesas como SONY, SHARP, Panasonic y LG. Ahora Corea del Sur también tiene la capacidad de producirlas. , pero la calidad es ligeramente inferior. Debido a que los chips se producen en diferentes niveles durante la producción y cada fabricante tiene diferentes métodos de acceso, los efectos de adquisición del CCD también son muy diferentes.
Al comprar, puede utilizar los siguientes métodos para realizar la prueba: encender la alimentación, conectar el cable de vídeo al monitor, cerrar la apertura de la lente y ver si hay puntos brillantes cuando la imagen está completamente negra. , y si los copos de nieve en la pantalla son grandes o no. Es el método más simple y directo para detectar chips CCD y no requiere otros instrumentos especiales. Luego puede abrir la apertura y mirar una naturaleza muerta. Si se trata de una cámara en color, lo mejor es capturar un objeto de colores brillantes y comprobar si la imagen en el monitor tiene un tono de color, está distorsionada y si el color o la escala de grises están distorsionados. liso.
Un buen CCD puede restaurar muy bien el color de la escena, haciendo que el objeto luzca claro y natural, mientras que la imagen de un producto defectuoso tendrá un matiz de color, incluso si está frente a un trozo de; papel blanco, la imagen se verá azul o roja. Debido al polvo en el taller de producción de algunos CCD, habrá impurezas en la superficie objetivo del CCD. En circunstancias normales, las impurezas no afectarán la imagen, pero en fotografías microscópicas o con poca luz, el polvo fino también puede causar consecuencias adversas. Si se utiliza Este tipo de trabajo debe elegirse con cuidado.
1. Clasificación basada en el color de la imagen Cámara a color: adecuada para identificar escenas detalladas, como identificar el color de la ropa o el paisaje. Cámara en blanco y negro: Es adecuada para áreas con luz insuficiente y áreas donde no se pueden instalar equipos de iluminación por la noche. Cuando solo se monitorea la posición o el movimiento del paisaje, se pueden usar cámaras en blanco y negro.
2. Clasificados por resolución, sensibilidad, etc. Los que tienen píxeles de imagen por debajo de 380.000 son tipos generales, entre los que los productos con 250.000 píxeles (512*492) y una resolución de 400 líneas son los más comunes. Un tipo de alta resolución con píxeles de imagen de más de 380.000.
Tipo tablero de máquina. Tipo estenopeico.
Tipo hemisférico. 3. Dividir por el tamaño de la superficie objetivo del CCD Los chips CCD se han desarrollado en varios tamaños: la mayoría de los chips que se utilizan actualmente son de 1/3” y 1/4”.
Al comprar una cámara, especialmente cuando existen requisitos estrictos en cuanto al ángulo de la cámara, el tamaño de la superficie objetivo del CCD y la cooperación entre el CCD y la lente afectarán directamente el tamaño del campo de visión y la claridad de la imagen. 1 pulgada: el tamaño de la superficie objetivo es de 12,7 mm de ancho * 9,6 mm de alto y la diagonal es de 16 mm.
2/3 de pulgada: el tamaño de la superficie objetivo es de 8,8 mm de ancho * 6,6 mm de alto, diagonal de 11 mm. 1/2 pulgada: el tamaño de la superficie objetivo es de 6,4 mm de ancho * 4,8 mm de alto, diagonal de 8 mm.
1/3 de pulgada: el tamaño de la superficie objetivo es de 4,8 mm de ancho * 3,6 mm de alto y la diagonal es de 6 mm. 1/4 de pulgada: el tamaño de la superficie objetivo es de 3,2 mm de ancho * 2,4 mm de alto, diagonal de 4 mm.
4. Divida el sistema PAL según el sistema de escaneo. Fabricado en NTSC.
China utiliza el formato de escaneo entrelazado (PAL) (CCIR para blanco y negro), con un estándar de 625 líneas y 50 campos. Sólo los campos médicos u otros campos profesionales utilizan algunos formatos no estándar. Además, Japón utiliza el estándar NTSC, con 525 líneas y 60 campos (EIA para blanco y negro).
5. Según la fuente de alimentación, 110VAC (el sistema NTSC entra principalmente en esta categoría), 220VAC, 24VAC. 12 VCC o 9 VCC (la mayoría de las microcámaras entran en esta categoría).
6. Dividido por métodos de sincronización Sincronización interna: utilice la señal de sincronización generada por el circuito generador de señal de sincronización en la cámara para completar la operación. Sincronización externa: utilice un generador de señal de sincronización externa para enviar la señal de sincronización a la entrada de sincronización externa de la cámara.
Sincronización de alimentación (bloqueo de línea): utilice la alimentación de CA de la cámara para completar la sincronización de pulsación vertical. Sincronización VD externa: ingrese el pulso de sincronización VD en el cable de señal de la cámara para completar la sincronización VD externa.
Sincronización externa de múltiples cámaras: Se corrigió la sincronización externa de múltiples cámaras para que cada cámara pueda operar en las mismas condiciones. Porque cada cámara está sincronizada, incluso si una de ellas está Incluso si una cámara cambia a otra escena. , la imagen de la cámara sincronizada no se distorsionará. 7. Según el grado de clasificación, el CCD se divide en: tipo ordinario, la iluminación requerida para el funcionamiento normal es de 1 a 3 LUX, tipo luz de luna, la iluminación requerida para el funcionamiento normal es de aproximadamente 0,1 LUX, el tipo luz de estrella requiere iluminación por debajo de 0,01 LUX para funcionamiento normal. El tipo infrarrojo utiliza iluminación de lámpara infrarroja. Los principales indicadores técnicos de las cámaras CCD en color también se pueden obtener imágenes en condiciones de luz (1) Tamaño del CCD, que es la superficie objetivo de la cámara.
Originalmente era mayoritariamente de 1/2 pulgada, pero ahora se ha popularizado el de 1/3 de pulgada, y también se han comercializado los de 1/4 de pulgada y 1/5 de pulgada. (2) El píxel CCD es el principal indicador de rendimiento del CCD, que determina la claridad de la imagen mostrada. Cuanto mayor sea la resolución, mejores serán los detalles de la imagen.
CCD se compone de elementos fotosensibles de matriz de áreas. Cada elemento se llama píxel. Cuantos más píxeles, más clara será la imagen. Hoy en día, la mayoría de las cámaras del mercado utilizan 250.000 y 380.000 píxeles como línea de demarcación, y aquellas con 380.000 píxeles o más son cámaras de alta definición.
(3) Resolución horizontal. La resolución típica de una cámara en color está entre 320 y 500 líneas de TV, principalmente 330 líneas, 380 líneas, 420 líneas y 460 líneas.
3. Solicite conocimientos básicos sobre cámaras de vigilancia
La lente es un componente esencial en el sistema de vigilancia por televisión. La lente coopera con la cámara CCD para obtener imágenes de objetivos a larga distancia en la pantalla. Objetivo CCD de la cámara. En la superficie.
Existen muchos tipos de lentes según la distancia focal, se pueden dividir en lentes de distancia focal corta, de distancia focal media, de distancia focal y según el tamaño del campo de visión. se puede dividir en lentes gran angular, estándar y teleobjetivo; desde la clasificación estructural, también se puede dividir en lentes de enfoque fijo de apertura fija, lentes de enfoque fijo de apertura manual, lentes de enfoque fijo de apertura automática, lentes de zoom manual y eléctricos de apertura automática. lentes con zoom y lentes eléctricos de tres variables (que se refieren a apertura, distancia focal, enfoque Los tres son variables) y otros tipos. Dado que la selección del objetivo es apropiada o no, está directamente relacionada con la calidad de la cámara. Por lo tanto, el objetivo debe seleccionarse de manera razonable en aplicaciones prácticas.
1. Parámetros de la lente Las características ópticas de la lente incluyen varios parámetros como el tamaño de la imagen, la distancia focal, la apertura relativa y el campo de visión. Generalmente se indican en el manual de instrucciones adjunto a la lente y se presentan. por separado a continuación. R. Las lentes de tamaño de imagen generalmente se pueden dividir en varias especificaciones, como 25,4 mm (lin), 16,9 mm (2/3 pulg.), 12,7 mm (1/2 pulg.), 8,47 mm (1/3 pulg.) y 6,35 mm (1/4 pulg. ), corresponden respectivamente a diferentes tamaños de imagen. Al seleccionar una lente, el tamaño de imagen de la lente debe ser consistente con el tamaño objetivo de la cámara.
La Tabla 2-1 enumera las dimensiones de la superficie objetivo de varios chips CCD comunes. La unidad en la tabla es mm. Tamaño nominal del chip Tamaño de la superficie objetivo fotosensible del CCD 25,4 16,9 12,7 8,47 6,35 Diagonal 16 11 8 6 4,5 Vertical 9,6 6,6 4,8 3,6 2,7 Horizontal 12,7 8,8 6,4 4,8 3,6 Tabla 2-1 Las dimensiones de la superficie objetivo de varios chips CCD comunes se muestran en la Tabla 2. 1 Se puede ver que una lente de 12,7 mm (1/2 pulg.) debe estar equipada con una cámara con una superficie objetivo de 12,7 mm (1/2 pulg.) cuando el tamaño de imagen de la lente es mayor que el tamaño de la superficie objetivo de la cámara. , no afectará la imagen, pero en realidad el campo de visión de la imagen es más pequeño que el campo de visión nominal de la lente (consulte la Figura 2-2 cuando el tamaño de la imagen de la lente es más pequeño que el tamaño de la cámara). superficie objetivo, afectará la imagen, lo que se manifiesta cuando la imagen está rodeada por El cilindro de la lente se bloquea y aparecen esquinas negras en las cuatro esquinas de la pantalla.
B. Distancia focal En aplicaciones prácticas, los usuarios suelen preguntar hasta qué punto la cámara puede ver los objetos o qué tan amplia puede verse la escena. Esto en realidad está determinado por la lente seleccionada. Está determinada por la distancia focal. , porque la distancia focal determina el tamaño de la imagen capturada. Cuando se utilizan lentes con diferentes distancias focales para capturar un objeto en la misma ubicación, el tamaño de la escena capturada por la cámara con una lente de distancia focal larga será mayor. por el contrario, el tamaño de la escena capturada por la cámara con una lente de distancia focal corta será mayor. El tamaño del paisaje capturado es pequeño. Por supuesto, la claridad de la imagen del objeto también está relacionada con la resolución de la cámara CCD y la resolución del monitor.
En teoría, cualquier lente puede disparar objetos muy distantes y formar una imagen muy pequeña en la superficie objetivo del CCD. Sin embargo, debido a la limitación del tamaño físico de la unidad CCD (píxel), cuando la imagen es. tan pequeño como Cuando el tamaño es menor que un píxel del sensor CCD, ya no se puede formar la imagen del sujeto. Incluso si la imagen tiene un tamaño de varios píxeles, será difícil identificar cuál es la imagen. Cuando se conocen el tamaño del sujeto y la distancia del objeto a la lente, la distancia focal de la lente seleccionada se puede estimar de acuerdo con las dos ecuaciones siguientes: f=hD/H f=vD/V donde D es la distancia desde el centro de la lente hasta la distancia del sujeto; H y V son las dimensiones horizontal y vertical del objeto respectivamente; v es la altura de la imagen de la superficie objetivo; h es la anchura horizontal de la imagen de la superficie objetivo;
El tamaño de la escena de la imagen y el tamaño de visualización del objeto de la imagen son contradictorios. Por ejemplo, si se usa la misma cámara para monitorear el mismo estacionamiento, se puede usar una lente de distancia focal corta para monitorear. todo el estacionamiento. La vigilancia panorámica le permite ver los vehículos que entran y salen de la entrada, pero no puede ver claramente el número de placa del vehículo (el vehículo solo ocupa un área pequeña en la pantalla del monitor cuando usa una distancia focal larga); Lente, puede ver claramente el número de placa del vehículo (el automóvil ocupa la mayor parte del área de la pantalla), pero no puede monitorear todo el estacionamiento. Por lo tanto, cuando sea necesario controlar la vista panorámica y ver la pieza con claridad, generalmente se debe considerar el uso de una lente eléctrica de dos variables o de tres variables.
Por supuesto, bajo la premisa de seleccionar una lente y utilizar una cámara y un monitor de alta resolución, los detalles locales se pueden ver claramente incluso cuando el tamaño de la imagen del objeto monitoreado es pequeño. C. Apertura relativa Para controlar la cantidad de flujo de luz que pasa a través de la lente, se establece una apertura (comúnmente conocida como apertura) en la parte posterior de la lente.
Supongamos que la apertura efectiva del diafragma es d. Debido a la refracción de la luz, la apertura efectiva real de la lente es D. La relación entre D y la distancia focal f se define como la apertura relativa. A, es decir, A = D/f de la lente. La apertura relativa está determinada por la iluminación de la imagen fotografiada. La iluminación E de la imagen es proporcional al cuadrado de la apertura relativa de la lente. para utilizar el recíproco de la apertura relativa para expresar el tamaño de la apertura de la lente, es decir, F = f/D. En la fórmula, F generalmente se denomina número F de apertura, marcado en el anillo de ajuste de apertura de la lente. los valores son 1, 4, 2, 2, 8, 4, 5, 6, 8, 11, 16, 22 y otros valores seriales cada dos fases. Entre los valores adyacentes, el último valor es un múltiplo del valor anterior. Dado que la iluminación del plano de la imagen es proporcional al cuadrado de la apertura, cada vez que la apertura cambia un punto, el brillo del plano de la imagen se duplica.
Cuanto menor sea el valor F, mayor será el diafragma y mayor será el flujo de luz que llega a la superficie objetivo de la cámara. D. Campo de visión La lente tiene un cierto campo de visión, y el ángulo en el que la lente abre la altura y el ancho de este campo de visión se llama campo de visión.
El ángulo del campo de visión está relacionado con la distancia focal f de la lente y el tamaño de la superficie objetivo de la cámara (dimensión horizontal h y dimensión vertical v. El ángulo del campo de visión horizontal ah y el campo vertical). El ángulo de visión av de la lente se puede expresar de la siguiente manera: Calcular con la fórmula, es decir, ah=2arctg(h/2f) av=2arctg(v/2f) Se puede ver en las dos fórmulas anteriores que cuanto más corto sea el La distancia focal f de la lente, mayor será su campo de visión, o el tamaño de la superficie objetivo de la cámara ho v Cuanto más grande sea, mayor será su campo de visión. Si el campo de visión de la lente seleccionada es demasiado pequeño, es posible que se pierda la vigilancia debido a un punto ciego; si el campo de visión de la lente seleccionada es demasiado grande, el tamaño de la pantalla del sujeto que se está monitoreando puede ser demasiado pequeño y difícil; para identificar Y hay distorsión en los bordes de la pantalla.
Por lo tanto, solo seleccionando una lente con un campo de visión adecuado según el entorno de aplicación específico podemos garantizar que no haya puntos ciegos de vigilancia y que el sujeto que se monitorea pueda ser lo más grande y claro posible. .
La Tabla 2-2 enumera los ángulos del campo de visión horizontal de varios lentes de uso común. Los parámetros de la tabla se basan en los lentes de la serie japonesa Seiko como referencia.
Longitud focal/mm Tamaño de la lente/pulg. 2,8 3,5 4,0 4,8 6,0 8,0 12,0 16,0 25,0 1/3 86,3 67,4 62,0 52,2 42,3 32,6 22,1 17,1 10,6 1/2 94,6 69,4 57. 42,6 29,7 22,6.