Me gustaría preguntar ¿a qué parámetros debe prestar atención la cámara?

Introducción detallada a los parámetros de la cámara

1. Lente que no se puede subestimar

La lente es el ojo de la cámara para adaptarse a diferentes entornos de monitoreo. y requisitos, es necesario configurar diferentes especificaciones de lentes. Por ejemplo, en la vigilancia de llaves en interiores, si desea capturar imágenes claras con un amplio campo de visión, debe configurar una lente gran angular en un estacionamiento al aire libre, necesita ver tanto el estacionamiento completo como los detalles; el automóvil, que requiere una lente gran angular y lentes de zoom, el monitoreo de fronteras y líneas de defensa costera requiere tomas de imágenes de alcance ultralargo.

1. Parámetros principales 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, el. La ampliación de la lente se puede cambiar. Cuando la distancia entre el objeto y la lente es muy grande, podemos expresarla con la siguiente fórmula: aumento de la lente ≈ distancia focal/distancia del objeto. Al aumentar la distancia focal de la lente, se aumenta la ampliación y se puede ampliar la vista lejana, el rango de la imagen es más pequeño y los detalles de la vista lejana se pueden ver más claramente si la distancia focal de la lente; La lente se reduce, se reduce la ampliación, se amplía el rango de la imagen y se ve la imagen más grande.

Parámetros principales de la lente

Campo de visión: en la práctica de la ingeniería, a menudo utilizamos el campo de visión horizontal para reflejar el rango de disparo de la imagen. Cuanto mayor es la distancia focal f, menor es el campo de visión y menor es el alcance de la imagen formada en el elemento fotosensible; por el contrario, cuanto menor es la distancia focal f, mayor es el campo de visión y mayor es el alcance de la imagen; la imagen formada en el elemento fotosensible.

Apertura: La apertura se instala en la parte trasera de la lente. Cuanto mayor se abre, mayor será la cantidad de luz que pasa a través de la lente y mayor será la claridad de la imagen. Cuanto más se abre la apertura, mayor es la cantidad de luz que pasa a través de la lente. Cuanto más pequeña, menor es la claridad de la imagen. Generalmente expresado por F (flujo luminoso). F=distancia focal (f)/apertura clara. En las especificaciones técnicas de la cámara, 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 la apertura clara. ser de 4,29 mm. Cuando la distancia focal f es la misma, cuanto menor es el valor F, mayor es la apertura, mayor es el flujo de luz que llega al chip CCD y mejor es la lente.

2. Clasificación de lentes

Clasificación por ángulo de visión

Clasificación por apertura

2. Lo fundamental para mejorar la claridad de la imagen es para mejorar la capacidad fotosensible de la cámara

1. El papel del elemento fotosensible

En la actualidad, 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 tanto, el chip CCD puede recibir más señales ópticas después de convertirse en señales eléctricas, que son filtradas y amplificadas por el circuito de procesamiento de video para formar. una salida de señal de vídeo. Cuanto más fuerte sea la señal óptica recibida, mayor será la amplitud de la señal de vídeo. La imagen de vídeo se puede ver conectando la señal de vídeo a la entrada de vídeo de un monitor o televisor. La forma fundamental de mejorar la claridad de la imagen es mejorar la fotosensibilidad 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. Las especificaciones de tamaño del CCD. La superficie de imagen del chip es diferente y el tamaño de la imagen formada también es diferente.

Los tamaños de imagen comúnmente utilizados de CCD son 1/2 pulgada y 1/3 de pulgada. El tamaño del CCD determina las especificaciones de la cámara.

Configuración de la lente y el elemento fotosensible CCD

El tamaño de imagen del CCD, es decir, la relación entre el ancho y la altura de la imagen de la cámara es la misma que la relación entre el ancho y la altura de la imagen del televisor. normalmente 4:3. Esto garantiza que la imagen de vídeo de la cámara no se deformará en el monitor.

Las especificaciones de las lentes también se dividen en 1/2 pulgada, 1/3 pulgada, etc. La lente de 1/2 pulgada se puede usar para cámaras de 1/2 pulgada y 1/3 pulgada; y 1/3 de pulgada La lente solo se puede usar para cámaras de 1/3 de pulgada, no para cámaras de 1/2 pulgada. Esto se debe a que el flujo luminoso de la lente de 1/3 de pulgada es solo el 44% del flujo luminoso. de la lente de 1/2 pulgada, que no puede cumplir con los requisitos de flujo luminoso de la cámara de 1/2 pulgada.

Seguimos utilizando la Figura 1 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. Entre ellos, 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 la distancia del objeto a la lente. Supongamos que se utiliza una cámara CCD de 1/3 "para observar, el objeto medido tiene 500 mm de ancho y 400 mm de alto, y la distancia focal de la lente está a 5000 mm del objeto. Se puede calcular a partir de la fórmula: distancia focal f=4,8×5000/500≈48 mm o distancia focal f=3,6×5000/400≈45mm

3. Cómo capturar imágenes claras en un entorno con malas condiciones de iluminación

Se requiere que las cámaras de vigilancia puedan funcionar en condiciones de iluminación deficiente o incluso inexistente durante la noche. También se pueden capturar imágenes claras en entornos iluminados. A menudo podemos ver poca iluminación en los indicadores de las cámaras. El concepto de iluminación

La iluminancia es la unidad utilizada para medir la sensibilidad de la cámara, que es qué tan oscuras son las condiciones de luz que la cámara puede capturar. Cuanto menor sea el valor de Lux, menores serán las condiciones de luz. la cámara puede capturar. Sabemos que el valor nominal de la señal de video generada por la cámara es 1v y el valor estándar es 700mv. Por ejemplo, usando una lente con una apertura de F1.2, cuando el valor de iluminación de la escena. que se está fotografiando es 0,02 Lux, la salida de la cámara La amplitud de la señal de vídeo es del 33 % al 50 % de la amplitud estándar de 700 mv. En este momento, la iluminación mínima de la cámara es 0,02 Lux/F1.2. , debe prestar atención al tamaño de apertura de la lente. Cuanto menor sea el valor F, mayor será la apertura. Las diferentes aperturas tienen diferentes valores de iluminación mínima.

Sabemos que las cámaras CCD se pueden dividir en cámaras en color y en blanco y negro. La iluminación mínima de las cámaras normales se muestra en la siguiente tabla.

La iluminación mínima de las normales. cámaras

El rango de longitud de onda de la luz visible es de 380 nm a 780 nm, y las longitudes de onda de la luz visible se dividen en rojo, naranja y amarillo, verde, cian, azul y morado. Aquellos con longitudes de onda más cortas que el violeta. Se llama luz ultravioleta, y aquellos con longitudes de onda más largas se llaman luz infrarroja. Hay una capa de electrodos transparentes en la superficie del sensor CCD que absorbe la luz ultravioleta, por lo que el CCD no puede aceptar luz ultravioleta. Hay colores rojo, verde y azul. Tiras de filtro en el chip CCD de la cámara a color, por lo que la cámara a color no puede detectar la luz infrarroja. Sin embargo, la cámara CCD en blanco y negro normal tiene un amplio rango de espectro y no solo puede detectar la luz visible, sino también la luz infrarroja. >

Según los principios anteriores, los ingenieros suelen utilizar las siguientes soluciones para capturar imágenes claras en entornos con malas condiciones de iluminación.

(1) Cámara CCD en blanco y negro con poca luz + luz infrarroja.

Instalar "iluminación" de radiación de lámpara infrarroja en el sitio de monitoreo para producir luz infrarroja que es invisible para el ojo humano pero que puede ser capturada por cámaras comunes. La fotografía nocturna se puede lograr mediante cámaras CCD en blanco y negro.

(2 ), cámara color a blanco y negro + luz infrarroja

La llamada cámara color a blanco y negro significa que es una cámara a color durante el día y cuando la iluminación Las condiciones son malas por la noche, utiliza la función de imágenes en blanco y negro con alta sensibilidad a los infrarrojos para cambiar automáticamente. Se filma en modo blanco y negro con la cooperación de rayos infrarrojos. Cuando se utiliza con luces infrarrojas, la cámara de baja iluminación debe cumplir con la iluminación mínima admitida por la luz infrarroja.

(3) Cámara infrarroja en color de baja iluminación

La cámara infrarroja en color de baja iluminación tiene una sensibilidad infrarroja 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 se denomina cámara de acumulación de imágenes, que almacena continuamente múltiples fotogramas (hasta 128 fotogramas). Las imágenes borrosas debido a la falta de luz se acumulan y se vuelven imágenes claras. Con la ayuda de la tecnología SLOWSHUTTER, se logra disparar con una iluminación de 0,008LUX/F1.2. Esta cámara de baja iluminación es adecuada para museos que prohíben el daño rojo y ultravioleta, la observación nocturna de la actividad biológica, el monitoreo nocturno de la costa militar, etc.

(5) Cámara de iluminación ultrabaja

La cámara de iluminación ultrabaja utiliza la tecnología EXVIEWHAD para mejorar en gran medida la sensibilidad. Su iluminación en color puede alcanzar 0,05LUX y su iluminación en blanco y negro. la iluminación puede alcanzar 0,003-0,001 LUX. Cuando está equipado con un equipo de infrarrojos especial, se pueden obtener imágenes en blanco y negro de alta definición, lo que permite disparar a 0Lux.

4. Control de la cámara

Para ampliar el alcance de la vigilancia, se requiere que las cámaras de vigilancia puedan rotar, hacer zoom, cambiar la ampliación, enfocar automáticamente, etc. La realización de estas funciones requiere que el grabador de vídeo digital con disco duro controle la cámara a través del controlador.

1. Control de rotación

Los ingenieros utilizan un giro/inclinación para instalar y fijar la cámara. El giro/inclinación se divide en un giro/inclinación fijo y un giro/inclinación eléctrico. El giro/inclinación fijo es adecuado para situaciones donde el rango de vigilancia no es grande. Después de instalar la cámara en el giro/inclinación fijo, 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. El motor recibe señales del controlador y hace que la cámara gire para lograr un posicionamiento preciso, que es adecuado para el monitoreo a gran escala.

Según sus características de rotación, el movimiento pan/tilt se puede dividir en un movimiento pan/tilt giratorio horizontal que solo puede girar hacia la izquierda y hacia la derecha y un movimiento pan/tilt omnidireccional que puede girar tanto hacia la izquierda como hacia la derecha y hacia arriba y hacia abajo. 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 generalmente está entre 3° y 10°/s, y la velocidad vertical es de aproximadamente 4°/s. La velocidad de rotación horizontal de un cardán de velocidad variable generalmente está entre 0° y 32°/s, y la velocidad de rotación vertical es de alrededor de 0° y 16°/s. En algunos sistemas de cámara de alta velocidad, la velocidad de rotación horizontal de la función de giro/inclinación es de hasta más de 480°/s y la velocidad de rotación vertical es de más de 120°/s.

2. Realice zoom eléctrico, zoom y enfoque automático

(1) La llamada cámara integrada integra la lente, el chip CCD, el circuito de procesamiento de video, la fuente de alimentación y En general, puede realizar funciones de zoom eléctrico, zoom y enfoque automático. La clave para evaluar la calidad de una cámara integrada es si puede lograr un enfoque automático de forma rápida y precisa. Un buen producto puede enfocar con precisión a la vez, pero un producto de mala calidad avanzará y retrocederá al enfocar y será necesario varias veces lograr el enfoque correcto. En la actualidad, la corriente principal de las cámaras integradas tiene zoom de 16, 18, 20, 22, 27 y 32 veces. La tendencia de desarrollo es que la iluminación es cada vez más baja y el aumento óptico es cada vez mayor. Tenga en cuenta que el factor de zoom aquí se refiere al zoom óptico.

Las tecnologías clave de la cámara integrada son la lente, el CCD y el módulo de procesamiento DSP. Los objetivos de gama alta están controlados principalmente por fabricantes japoneses, como Canon, Camputar, Avenir, etc. Los chips CCD son producidos principalmente por Sony de Japón. Los CCD se dividen en dos tipos: SuperHAD y Exview. Exview es la última tecnología, generalmente utiliza un tamaño de 1/4 de pulgada y tiene una relación rendimiento-ruido más alta que SuperHAD. El chip de procesamiento DSP, el chip DSP de Sony, puede procesar muy bien el color de la imagen, lo que hace que la imagen se vea muy vívida. El DSP de Canon y Nikon es mejor en modo de captura de luz y enfoque.

(2) Utilice un objetivo con zoom eléctrico + una cámara normal.

Combine el objetivo con zoom eléctrico y una cámara normal y utilice el principio de la unidad de vídeo de la cámara normal para realizar el ajuste de la distancia focal del objetivo. , apertura y enfoque. Actualmente, algunos 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 extensor de zoom) puede identificar claramente a personas a 3 kilómetros de distancia.

5. Transmisión en red de imágenes de vídeo

1. Cámara analógica + grabadora de disco duro digital + sistema de red informática

Este es actualmente el vídeo en red más utilizado Sistema de vigilancia, al configurar el puerto, la puerta de enlace y el enrutamiento, la grabadora de video del disco duro digital en el sitio sirve como servidor e instala un software de monitoreo especial o complementos en la computadora del cliente remoto. El usuario puede ver el sitio a miles de kilómetros. a través de Internet, realizando un monitoreo y grabación remotos de video de un solo canal y multicanal.

2. Cámara analógica + servidor de video en red + sistema de red informática

La señal emitida por la cámara analógica es una señal analógica, la señal procesada por la computadora es una señal digital y la señal transmitida en la red también es una señal digital, el servidor de video en red (VideoServer) convierte la señal analógica de la cámara analógica en una señal digital y luego la comprime y codifica a través de un chip de compresión eficiente para generar una señal digital que puede ser transmitido en la red informática, realizando la transmisión en forma de señal digital en la red informática. Por lo tanto, el servidor de vídeo en red también puede denominarse codificador de vídeo (VideoCoder). 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 en la computadora vi las imágenes de vigilancia. Si la cámara analógica está equipada con giro/inclinación, también podemos controlar la cámara a través de la computadora, como zoom, zoom y rotación. Se debe incorporar un sistema operativo en tiempo real en el servidor de vídeo en red, que puede ser una versión de Linux o una versión de Windows. En términos de estabilidad, la versión de Linux es superior. El uso de un servidor de vídeo en red le permite elegir y equipar diferentes cámaras, lo que le proporciona más flexibilidad.

3. Cámara de red + sistema de red informática

Una cámara de red integra una cámara analógica y un servidor de vídeo en red. La cámara tiene funciones integradas de conversión analógica/digital y de servidor de video. Al igual que el servidor de video en red, implementa comunicación de red y transmisión de datos de acuerdo con el protocolo de red. También puede recibir señales de alarma y enviar señales de alarma al exterior. Esto es más conveniente. Simplemente instale la cámara de red y conecte el cable de Internet para navegar.

4. Sistema de videovigilancia de red inalámbrica CDMA

La transmisión presentada anteriormente es la transmisión por cable, pero en el transporte móvil (automóviles), minas remotas y áreas montañosas, obviamente es difícil Usar transmisión por cable es muy difícil, podemos usar tecnología de comunicación inalámbrica madura. Los productos representativos aquí incluyen Mobile Video de China Unicom. El sistema de videovigilancia en red inalámbrica CDMA de MiShiTong 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 y control y mantenimiento de enlaces. El sistema puede transmitir imágenes dinámicas en tiempo real a la red de comunicación China Unicom más cercana al usuario. La información de la imagen en tiempo real se puede obtener desde el terminal de control del sistema a través de Internet. El sistema integra las ventajas de la red CDMA y la red de Internet para realizar monitoreo y administración remotos en cualquier momento y en cualquier lugar.

6. Explicación de indicadores técnicos comunes

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 en dirección horizontal en la pantalla y "768" representa la cantidad de puntos que se muestran en dirección vertical. Cuanto mayor sea la resolución, más clara será la imagen. Cuanto mayor sea la resolución, más clara aparecerá la imagen.

2. Claridad

La claridad de la cámara está representada por líneas, que se dividen en líneas horizontales y líneas verticales. En aplicaciones de ingeniería reales, a menudo utilizamos líneas horizontales como evaluación. índice de claridad de la cámara, cuantas más líneas, mayor será la definición. La resolución de las cámaras en blanco y negro de uso común es generalmente de 450 a 600, mientras que 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 de vigilancia general, una cámara con aproximadamente 450 líneas puede cumplir con los requisitos. Para ocasiones especiales como tratamientos médicos y procesamiento de imágenes, una cámara con 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 el control automático de ganancia (AutoGainControl) en el procesamiento de vídeo. Circuito, el control de retroalimentación de ganancia se logra detectando el valor de nivel promedio de la señal de video. Las cámaras con función AGC aumentarán su sensibilidad en condiciones de poca iluminación, pero al mismo tiempo amplificarán la señal de interferencia, haciendo que la imagen parezca abarrotada.

4. Compensación de luz de fondo (BLC)

Cuando la cámara dispara en un entorno de luz de fondo, aparecerá una imagen negra en la pantalla. Sin embargo, en seguridad, el entorno de luz de fondo es inevitable. Necesitas realizar una compensación de la luz de fondo. Cuando se introduce la función de compensación de retroiluminación, si la cámara detecta que el nivel de vídeo en un área de la imagen capturada es relativamente bajo, mejorará y mejorará el nivel de vídeo en esta área a través del circuito AGC introducido anteriormente, aumentando la amplitud. de la señal de vídeo de salida y hace que la imagen en general sea clara y brillante. Si el sujeto que desea ver aparece oscuro debido a un fondo brillante, puede configurar el BLC en ON para compensar la fuerte luz de fondo.

5. Cambio del obturador electrónico (EE/AI)

A menudo podemos ver el interruptor EE/AI en el terminal trasero de la cámara. EE se refiere al método del obturador electrónico; AI se refiere al método de lente de apertura automática. El obturador electrónico de la cámara generalmente se configura en el modo de obturador electrónico automático. A través del modo de obturador electrónico, el tiempo de exposición del sensor de imagen CCD se ajusta de acuerdo con la intensidad de la luz incidente para obtener una imagen clara. está entre 1/50-1/100000 entre segundos.

6. Relación señal-ruido

Se refiere a la relación entre el nivel de la señal y el nivel de interferencia. La interferencia incluye interferencia de la fuente de alimentación, interferencia aleatoria, interferencia de una sola frecuencia, etc. A menudo se expresa en decibeles (dB). Cuanto mayor sea la relación señal-ruido, menos ruido generará y mayor será la calidad de la señal de imagen. La relación señal-ruido no será inferior a 48 dB.

7. Balance de blancos (AWB)

Para restaurar el color del sujeto, una cámara a color debe mantener un balance de blancos normal.