视频监控摄像头的性能指标与选型
设备管理部  邹志成
随着2#电炉大修工作的圆满结束,艾萨炉、2#电炉顺利复产,总厂迎来了蓬勃生产的大好局面。伴随着生产的有序开展,厂内区域含铜物料也越来越多,近期来偷盗现象再一次呈抬头趋势,精炼火法区域、电解区域甚至加工分厂区域都多次出现人为偷盗现象,总厂含铜物料的安全保卫形势越来越严峻。
在此情况下,各分厂/车间对于视频监控系统的需求越来越大,进入2011年已经有若干套视频监控系统的新增、维修项目上报至相关职能部门审批,视频监控系统对于我厂生产和安保工作顺利、有序开展的作用由此可见一斑。
但由于我厂并无视频监控系统的专业技术人员,在项目之初的设备选型及系统架构上很难进行控制,而视频监控系统中,由属监控摄像头的种类、型号最为繁多,如何针对视频监控摄像头的选型成为系统运行后工作能否满足系统设计要求的重中之重。
一、 摄像头的基本参数
监控摄像头是视频监控系统的“眼睛”,为了适应不同的监控环境和要求,需要配置不同规格的摄像头。摄像头具有四个主要属性:最大光圈、焦距和感光元件。
1、 最大光圈
最大光圈的真正价值表现在提高弱光情况下的进光量,从而达到最佳曝光组合。光圈安装在镜头的后部,光圈开得越大,通过镜头的光量就越大,图像的清晰度越高;光圈开得越小,通过镜头的光量就越小,图像的清晰度越低。通常用F(光通量)来表示。
F=焦距(f)/通光孔径
摄像机的技术指标中,我们可以常常看到6mm/F1.4这样的参数,它表示镜头的焦距为6mm,光通量为1.4,这时我们可以很容易地计算出通光孔径为4.29mm。在焦距f相同的情况下,F值越小,光圈越大,到达CCD芯片的光通量就越大,镜头越好。
2、 焦距
焦距(f):焦距是镜头和感光元件之间的距离,通过改变镜头的焦距,可以改变镜头的放大
倍数,改变拍摄图像的大小。当物体与镜头的距离很远的时候,我们可用下面公式表达:镜头的放大倍数≈焦距/物距。增加镜头的焦距,放大倍数增大了,可以将远景拉近,画面的范围小了,远景的细节看得更清楚了;如果减少镜头的焦距,放大倍数减少了,画面的范围扩大了,能看到更大的场景。
3、 感光元件
主流监控摄像机的感光元件采用CCD元件,实际上就是光电转换元件。和以前的CMOS感光元件相比,CCD的感光度是CMOS的3到10倍,因此CCD芯片可以接受到更多的光信号,转换为电信号后,经视频处理电路滤波、放大形成视频信号输出。接受到的光信号越强,视频信号的幅值就越大。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到视频图像。提高图像清晰的根本就在于提高摄像机的感光能力。CCD的成像尺寸常用的有1/2英寸、1/3英寸,CCD的尺寸规格决定了摄像机的规格。CCD的成像尺寸,也就是摄像机画面宽度和高度的比例与电视机画面宽度和高度比例一样,通常为4:3。这样保证了摄像机的视频图像在显示器上的图像不变形。
镜头的规格也分为1/2英寸、1/3英寸等,1/2英寸的镜头可用于1/2英寸、1/3英寸的摄像机;
而1/3英寸的镜头只能用于1/3英寸的摄像机,不能用于1/2英寸的摄像机,这是因为1/3英寸镜头光通量只有1/2英寸镜头光通量的44%,不能满足1/2英寸的摄像机的光通量要求。
二、 摄像机的控制
汽车摄像头为了扩大监控范围,要求监控摄像机能实现旋转、变焦、变放大倍数,自动聚焦等。这些功能的实现,需要数字硬盘录像机通过控制器对摄像机进行控制。
1、 旋转控制
工程师们利用云台来安装和固定摄像机,云台分为固定云台和电动云台。固定云台适用于监视范围不大的情况,在固定云台上安装好摄像机后,调整摄像机的水平和俯仰角度,达到最好的工作状态后锁定调整机构就可以了。电动云台安装了步进电机,电机接受来自控制器的信号,带动摄像机旋转实现精确定位,适用于大范围监控。
云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般来说,水平旋转角度为0°~350°,垂直旋转角度为+90°。恒速云台的水平旋转速度一般在3°~10°/s,垂直速度为4°/s左右。变速云台的水平旋转速度一般在0°~32°/s,
垂直旋转速度在0°~16°/s左右。在一些高速摄像系统中,云台的水平旋转速度高达480°/s以上,垂直旋转速度在120°/s以上。