半球摄像机核心技术

1、色彩还原

色彩还原是指景物经过拍摄,彩色摄影画面的色彩和原景物色彩的一致程度。影响色彩还原的因素有摄影镜头的质量、光线的色温、CCD的性能和数字信号处理电路的设计等。

2、超高解像技术

CCD器件作为感光元件的模拟摄像机,其水平清晰度不但取决于CCD芯片的性能,同时与DSP数字信号处理电路的设计水平和处理能力密切相关。 随着安防技术的进步,高清晰监控是今后安防发展的方向。摄像机从最早的330线,发展到420线、480线，540线成为摄像机的主流。

3、超低照度技术

随着监控要求的提高,24小时监控的要求逐渐增多。摄像机市场上出现越来越多的“超低照度”摄像机,实现方式多样,如慢速快门场累积技术、日夜两用彩色黑白转换技术等等。

4、透雾引擎技术

最新数字信号处理技术,可自动侦测图像中的灰度雾像数据,并统计全区图像的亮度数据,经由高精细图像处理算法,结合图像处理芯片灰阶曲线变换,针对各点计算出最佳修正曲线及对比度,实时地调整图像的动态范围曲线并强化色彩还原度,用以减少雾气对图像所产生之原始的影像干扰,还原真实图像。

5、自动暗区补偿 (ABS)

先进数字信号处理技术,可自动侦测图像的暗部,并统计全区图像的亮度数据,经由高精细图像处理算法,针对各点计算出最佳修正曲线及对比色彩,实时地调整图像动态范位及暗部区域,用以呈现最佳清晰图像。

6、红绿灯辨识技术

细微动态侦测技术,针对图像高亮度区域执行细微检知,透过自动动态选取计算实时地调整所选取图像的对比度及色浓度,同时启动智能全域图像侦测,藉由全域加总平均亮度的数据,判断对比度与启动时机,用以提高夜间红绿灯辨识力,解决夜间交通灯号反白问题。

7、防雷保护

雷击通常有三种形式:一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象,叫做“直击雷”;二是带电云层由于静电感应作用产生的“二次雷”或称“感应雷”;三是“球形雷”。雷击常常造成设备主要部件损坏,修复成本高昂,用户损失很大。

因此,防雷击对于保护摄像机正常运转、提升产品寿命有很大的作用。通过在电路板设立防雷击保护电路,可以确保当雷击发生时摄像机主要元器件不会受到损害(如电路板、电机)。雷击时产生的电流从保护电路导出,流入大地,不进入摄像机工作电路,从而保护电路的安全,为使用者提供更大的保障。

8、红外侦测锁定技术

常规的日夜转换是感受外界可见光强度,当可见光低于预定值,则启动转换电路,控制滤光片动作,实现彩色到黑白的转换。在实际的低照度环境中使用发现,摄像机可能会受到外部环境的短暂影响而误判环境照度(如汽车大灯的照射),从黑白模式转换为彩色模式,但此时实际的环境照度仍然比较低,汽车驶过之后,摄像机将再次从彩色模式转回黑白模式,出现频繁日夜转换的现象,影响监控效果,降低滤光片切换马达的寿命。

半球摄像机专指由专制的摄像机 专配的自动光圈手动变焦镜头 密封性能优异球罩和精密的摄像机安装支架组成的半球摄像机。其最大的特点是集摄像机、镜头以及安装系统为一体，设计精巧且易于安装。

半球摄像机是随着安防监控摄像机广泛深入的应用，为追求安装调试方便，又追求与建筑环境充分协调，既美观和隐蔽而研发的，其已在电视监控工程中被广泛使用。尽管其在组成上与枪式摄像机有许多相似之处，比如都是固定摄像机，但是半球摄像机具有自带的精致防护罩和安装支架，而枪机则需要另外配置防护罩。半球摄像机自带变焦境头，一般其变焦范围较小，而且镜头都不易更换。而枪机的变焦范围取决于选用的镜头，可从几倍到十数倍，并镜头更换非常方便。半球摄像机大多用于室内小范围的监控场合，例如重要部位出入口、通道、电梯轿箱等。而枪式摄像机的应用范围非常宽广，可根据选用不同镜头，实现远距离或广角监控，应用的场合要比半球广泛得多。

随着监控应用领域的日益拓宽，半球摄像机凭借安装调试的方便性、监控隐蔽性等优点，被大量地应用于室内监控，比如有吊顶、光线变化又不大的应用场合。半球摄像机技术变化也非常快，包括摄像机功能已与高性能的枪机无差别，只是小型化;镜头也是自动光圈 手动变焦，变焦范围也逐渐增大;球罩整体密封性能更好，特别是下球罩，制作得薄而均匀，透光率更好、光损更小;安装支架机械设计更精巧，使得摄像机位置调整非常方便，已见三维可调的万向关节型支架。

有用户一定还会问选购半球摄像机要注意些什么呢,首先要看图像的还原性，因为下球罩是曲率半径很小的球体，其厚薄不均匀或采用较差的聚炳烯材料制作都会严重影响到图像质量，要看图像是否会有明显的变形和光损，其次再看图像的清晰度、色还原性、灵敏度等;还要看供电方式，最好是交直流自适应或是交流(24VAC)供电的;最后要看安装调节的方便性和适应性。

CCD半球摄像机大致可分为下列几大类：

依成像色彩划分

(1)彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。因有颜色而使信息量增大，信息量一般认为是黑白摄像机的10倍。

(2)黑白摄像机：是用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。

依半球摄像机分辨率划分

(1)影像像素在25万像素（pixel）左右、彩色分辨率为330线、黑白分辨率420线左右的低档型。

(2)影像像素在25万~38万之间、彩色分辨率为420线、黑白分辨率在500线上下的中档型

(3)影像在38万点以上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率，570线以上的高分辨率。

依半球摄像机灵敏度划分

(1)普通型：正常工作所需照度为1~3Lux

(2)月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右

(3)星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下

(4)红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。

按半球摄像机摄像元件的CCD靶面的大小划分

(1)l inch靶面尺寸为宽12.7mmX高9.6mm,对角线16mm

(2)2/3inch靶面尺寸为宽8.8mmX高6.6mm,对角线11mm

(3)1/2inch靶面尺寸为宽6.4mmX高4.8mm,对角线8mm

(4)1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm

(5)1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm

(6)1/5inch正在开发之中，尚未推出正式产品，此外CCD半球摄像机有PAL制和NTSC制之分，还可以按图像信号处理方式划分或按半球摄像机结构。

红外半球摄像机

红外半球摄像机是带有红外灯的摄像机，应用于光线昏暗或无光环境。一种是镜头焦距是固定的，价格较低；另外一种是红外一体机，是在一体机的基础上加装的红外灯。一般情况不推荐使用此类摄像机，因为红外灯一般只质保一年，此类红外灯在使用几个月之后效果会明显下降。也有质保3年的红外灯，但是没有具体验证过。当然，忽略其红外效果，作为一般监控摄像机使用还是不错的，因为其价格低廉。

①镜头

② 半球罩

③ 底座

④ 摄像机板固定架（调节倾斜度）

⑤ 视频接口

⑥ 电源接口（DC12V）

⑦ 机壳安装孔

⑧ 摄像机水平角度螺丝（调节水平度）

1、熟悉产品性能

工程商和用户在拿到半球摄像机产品后，应熟悉该产品的技术参数，如输入电压是多少，功率多大，有什么

功能等，尽量做到心里有数。

2、检查

安装前应对半球摄像机进行检测和调整，使摄像机处于正常的工作状况。

3、安装方式

施工前，可以根据环境和安全性、美观性等出发，采用壁装或者吊装等安装方式。

4、安装角度

半球摄像机的安装角度直接影响到监控图像的范围，所以安装时需要更多地按实地需求来操作。如安装在小

区门口小于6米处时，摄像机的角度建议最好是30°-60°;若安装在收银台时，摄像机的角度应考虑在±15°-20°

等。总之，摄像机尽可能避免逆光摄像情况的出现，这样方能尽可能地达到客户的要求。

5、视频接口的处理

半球摄像机视频信号输出端口、电源输入端口、控制信号端口比较重要，安装时应尽量做好防水，以及防氧

化处理。以免日后出现不稳定、不受控制，甚至不显示图像的现象。

半球摄像机一般都需要24小时不间断地工作，因此做好半球摄像机的维护，则可以延长摄像机的寿命和保障摄像机图像效果的稳定性，具体应注意以下几点。

·应注意半球摄像机电压的稳定性，否则会影响图像的效果，甚至导致摄像机被损坏;

·经常检查线材是否出现损坏、老化现象，避免异常情况发生;

·应尽量避免阳光或者强光长时间直射，以免造成摄像机CCD损坏;

·需要经常对半球摄像机进行清洁，如经常清理摄像机的外壳表面灰尘等，尽量不打开外壳，如需要打开，则先断电;·建立半球摄像机档案，以便日后方便检查、检测。

问题一：红外半球摄像机彩色失真、偏色

可能是白平衡开关(AWB)设置不当，也可能是环境光照条件变化太大，此时应检查开关设置是否在OFF位置，应想办法改善环境的光照条件。

问题二：夜视型红外半球摄像机白天图像正常，夜间发白

此现象一般因机器使用环境有反射物或在范围很小的空间使用，因红外光反射导致，解决此现象首先应确定使用环境是否有反射物，尽可能改善使用环境，其次检查机器的有效红外距离与实际使用距离是否相应;若一台长距离红外机器在很小的空间使用会因红外光过强导致机器图像发白。

问题三：红外半球摄像机系列机器晚上出现图像照度差、发白或有亮白色光圈现象

应该说，现象是机器装配不当导致的，装配时感光器件(光敏电阻)离红外半球摄像机距离过远会导致红外灯启动不完全造成机器夜间照度差;出现图像发白或亮白色光圈现象主要因红外发光管发出的红外光通过球罩折射到镜头所致，解决此问题需要避免红外光折射到镜头表面，通常采用海绵圈进行镜头与红外光的隔离，在装配时一定要将球罩紧贴海绵圈。

问题四：画面出现几道黑色竖条或横条混动

这种情况一般是机器供电电源输出电压的纹波太大，应加强滤波并采用性能好的直流稳压电源。

问题五：防水和散热效果不理想

用的时间长了之后，摄像机里面或多或少会出现汽水(此现象主要集中在北方地区)，造成这个现象的原因主要是出在外壳的密封效果不够和当时装机时没有考虑到温差。当红外灯开始工作时会产生大量的热量，同时由于外壳的散热效果不够，这样就会大大降低摄像机的使用寿命，要解决这个问题可以考虑把红外半球摄像机的外壳做成多条线槽构成，这样有利于散热。

问题六：白天色彩还原不够

不知道大家有没有注意到红外半球摄像机的色彩在白天都会或多或少的偏色，这个最直接的原因是摄像机滤光片的问题，一般红外半球摄像机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤光片，其优点是成本低，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变成灰白等等(有阳光的市外环境尤其明显)。IRCUT双滤光片的使用就有效的解决了这个问题，IRCUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实色彩，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高红外性能。

问题七：红外半球摄像机无图像

首先检查外加电源极性是否正确，输出电压是否满足要求(电源误差：DC12V±10%，AC24V±5%)，其次检查视频连接线是否接触良好;若是使用手动光圈镜头需检查光圈是否打开，自动光圈镜头则需要调节LEVEL电位器使光圈在合适位置。

问题八：红外半球摄像机图像质量不好

a.检查镜头是否有指纹或太脏;

b.检查光圈有否调好;

c.检查视频电缆接触不良;

d.检查电子快门或白平衡设置有无问题;

e.检查传输距离是否太远;

f.检查电压是否正常;

g.检查附近是否存在干扰源;

h.检查在电梯里安装时要与电梯保证绝缘免受干扰;

i.检查CS接口有否接对。

问题九：红外半球摄像机图像出现扭曲或几何失真

这种现象可能是红外半球摄像机、监视器的几何校正电路有问题或光学镜头的问题，也有可能是视频连接线缆或设备的特征阻抗与红外半球摄像机的输出阻抗不匹配。

当出现以上现象时，请先检查所用光学镜头是否异常及监视器的输入阻抗开关是否设置在75Ω端，其次再检查所用视频连接线缆阻抗是否是75Ω。

首先从设备选择上工程商和用户要尽量选用市场上成熟的设备、电梯专用的抗干扰能力强的半球摄像机。同时在布线的时候使用电梯专用的线缆，注意不要使线缆破损。在摄像机的用电方面尽可能地使用电梯预留的监控电源接口，以防意外漏电事故的发生;而在正常模式下解决不了干扰问题，可以考虑在传输线路中采取抗干扰措施。

大多数电梯监控系统的搭建模式都是采用模拟信号的有线传输模式，连接显示在监控室的显示平台上，至于显示的位置并没有特殊要求，根据用户的需求显示在显眼的易于观看的位置即可。

由于电梯空间小，人员拥挤，一旦发生意外事故施救困难，那么在安装监控摄像机的时候更应该注意严格操作流程和安装规范;不可乱接、乱拉无关线缆，线路的接口要符合规范，不可随意搭接;使用的产品质量要尽量可靠(如：摄像机、变压器、线缆等)，要有相关的检测报告和证书。这样，方能减少各类意外事件的发生。

另外，视频线路越长，存在的杂波信号干扰视频的可能性就越大，视频信号传输的质量就会下降;在一些较大的工业区，需要集中监控的环境中，这种模拟信号传输的系统就会失去作用。这时，工程商和用户可以采用数字信号传输的模式，以减少信号的干扰和简化布线，或采用无线传输免去了施工布线的繁琐事情。

红外半球在监控摄像机中具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等突出优势，因而在CCTV（Closed Circuit Television）夜视监控中占据了大部分的市场。如何在纷杂的红外半球摄像机市场中辨别优劣呢？性能优良的红外半球摄像机必须能够具备以下性能：

红外半球摄像机工作条件

一般来说，红外半球摄像机其红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。 　当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流要求十分敏感。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。 　因此，红外半球红外灯的使用必须有良好的恒流电源供电、良好的散热设计。

红外半球摄像机散热问题

由于配置了发热量较大的红外灯，红外灯在启动后，整个工作时间段内(以12小时计)在红外摄像机前部会有热量集中，即腔体内前端温度偏高，如不能散热均匀定会影响摄像机等其它部件的正常工作。例如50颗￠5的红外灯板，长时间运行的话，LED板上的温度几乎可以达到90度左右。

由于红外发光LED的辐射功率是和电流成正比的，很多不规范的厂家就用加大电流的方式来提高照射效果，然而电流越大温度越高。照射效果虽然提高了，但是机器本身由于LED过热会受到很大的伤害。其中，LED板后面的CCD就是最直接的受害者。CCD一般只能支撑到60-70度长。

为了解决这个问题，各个厂商使用的方法也是不同的。大体上有以下几种：

1、降低电流。使用功耗小的红外灯代替大功耗的红外灯，虽然降低了散热量，但是在照射长距离的时候，效果肯定不如后者。

2、在机器内部加散热风扇，这样做效果肯定是有的，不过那样对风扇的考验是要很严格的，而且加了风扇对于外壳的设计上也是个考验，要保证美观还要实用。

3、使用恒定电流电源供电。保持电流恒定，控制LED的散热。

4、LED灯的分组排列。例如，以24颗的红外来说，可以把它排列成3组来减低热量。

5、结构材质的选择。例如，LED灯板和外壳选用铝合金等散热比较好的材料。

6、使用具有强制散热散冷作用的自动冷暖空调，自动调节机体内部温度，良好的解决了这一问题。

红外半球摄像机寿命问题

从外红灯的角度来看，提高寿命和加大距离往往是相互矛盾的。因为如果厂家需要加大红外灯的照射距离，势必就需要增加红外灯的功率，而增加功率势必会缩短红外灯的寿命，一些厂家为了一味追求红外灯的距离，刻意的增加红外灯的功率，使得红外灯寿命大大减小。而且随着功率的增加，使得摄像机内部温度提高，使得摄像机很容易损坏，造成恶性循环。

在这种情况下，我们就不能用提高供应电流来提高红外灯亮度，使之超负荷工作，虽然表面上优化了红外性能，实质上严重影响红外灯的寿命衰减。要提高红外灯的寿命首先要保证红外灯不负载，在不负载的同时通过增加红外灯的数量来保证有效距离;有的厂家则通过采用铝基板等高传导率材料、加大风冷器件的使用、增加外壳面积等方式来增加机身的散热能力，从而提升寿命。

在电路控制部分，也有部分厂家采用脉宽调制定律来保持红外灯电流的恒定，从而减少红外灯的发热，以达到延长寿命的目的。采用脉宽调制定律后，无论外界输入的电流如何波动，通过电路进入到红外灯的电流都非常稳定，从而保证红外灯发挥自身最大的效率、延长寿命。

红外半球摄像机红暴问题

什么是红暴呢？红暴是由于所发射的红外线中包含可见光的成分。波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本无红暴，波长越短，红暴越强，红外线感应度也越高。红外灯可以做到完全无红暴（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴。在红外灯的选择上，挑选波长较大（910nm）的红外灯，严格降低红暴，达到了微红暴效果。

红外半球摄像机起雾结霜问题

雾、霜的形成是由于空气中的饱和水蒸气遇冷凝结而成，因冷环境的强、弱分别凝结成霜和雾。红外半球摄像机在工作过程中，尤其是室外摄像机常常会因四季变化、昼夜温差、以及雨雪环境等原因在防护罩视窗玻璃上形成雾或霜，导致摄像机无法看清物体，直接影响监控效果。

红外半球摄像机视窗玻璃清洁

摄像机在雨雪天或粉尘大的环境下工作，防护罩的视窗玻璃容易出现污垢，造成摄像机视线遮挡。解决的办法通常是在防护罩上增加雨刷，通过控制雨刷清洁玻璃；另外一种办法是使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比，隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘、雪花的功能。

红外半球摄像机恒温

由于配置了发热量较大的红外灯，红外灯在启动后，整个工作时间段内（以12小时计）在红外半球摄像机前部会有热量集中。自动冷暖空调采用珀尔帖效应原理，测温控制电路可以自动调节，将防护罩内温度恒定在摄像机正常工作温度范围内，出厂时罩内温度设置在 5℃以下加热、 40℃以上致冷。实验表明该红外摄像机可在-40℃～ 70℃（阳光直射）的室外自然环境下正常工作。

红外半球摄像机全封闭

除恒温外，使用自动冷暖空调的另一优点是可以将红外半球摄像机做成全封闭，不留任何散热孔，阻止灰尘、湿气、腐蚀性气体的进入，使其能够适应粉尘大的恶劣环境，如大型煤矿也可正常使用。

红外半球摄像机一般都需要24小时不间断地工作，因此做好半球摄像机的维护，则可以延长摄像机的寿命和保障摄像机图像效果的稳定性，具体应注意以下几点。

·应注意半球摄像机电压的稳定性，否则会影响图像的效果，甚至导致摄像机被损坏;

·经常检查线材是否出现损坏、老化现象，避免异常情况发生;

·应尽量避免阳光或者强光长时间直射，以免造成摄像机CCD损坏;

·需要经常对半球摄像机进行清洁，如经常清理摄像机的外壳表面灰尘等，尽量不打开外壳，如需要打开，则先断电;·建立半球摄像机档案，以便日后方便检查、检测。

网络半球摄像机在工程实施方面主要有三个方面：一是布线，利用网络布线来传输图像；二是互联网接入，实现远程监控；三是参数设置，主要涉及到一些网络参数。

网络半球摄像机布线

安装网络半球摄像机要充分利用建筑内外已有的网线架构，首先考察监控现场的环境，选择最佳的安装点，然后铺设一条从安装点到网络接入点的网线，采用RJ45接口。网络摄像机到网络接入点的距离控制在90m左右。在布网线同时，还要考虑安装点的供电。

网络半球摄像机互联网接入

网络半球摄像机要通过互联网进行远程监控，这就需要在被监控的现场有一条上网线，比如ADSL，还需要一个互联网接入设备，比如宽带路由器或防火墙。多个网络半球摄像机可以共用一条上网线，一般1条512K ADSL可以带4～8路网络半球摄像机，当然远程的效果不如在局域网上流畅。

网络半球摄像机参数设置

网络半球摄像机要设置IP地址、授权帐户和视频参数等等，按照菜单设置。用IE浏览器来设置网络半球摄像机，网络半球摄像机出厂时都有一个默认IP地址和管理帐户。

如果要在本地进行监控录像，这就需要1台电脑和1套专门的软件，可以进行24小时监控录像。电脑可使用普通办公用的电脑，需要录像就要多配硬盘，一般一路视频图像每小时所需存储量按压缩格式不同自150～500MB不等。监控录像软件由网络半球摄像机厂家提供，可设置定时录像、侦测录像等等。

对宽带路由器或防火墙要设置ADSL用户名、密码，可以自动拨号；如果没有固定IP地址，要设置DDNS动态域名解析；要设置端口映射，为每台网络半球摄像机映射一个端口，1个IP地址可以带多路网络半球摄像机，这就用端口号来区分。

远程用户在电脑上用IE浏览器访问摄像机，要求电脑能上互联网，用户有合法的授权帐户。远程监控就像访问某网站一样，输入域名、用户名、密码就可以看到监控现场的视频图像了。再复杂一点的可以设计一个网站，建立超级链接，点击不同链接，就能访问不同的网络半球摄像机。