Eszközei CCTV és video (alapján külföldi sajtó) (Horev és
Horev Anatolij Anatolevich,
Műszaki tudományok doktora, egyetemi tanár
Moszkvai Állami Elektronikai Technológia
(Műszaki Egyetem), Budapest
Televízió kamera áll, több funkcionális egységek, amelyek meghatározzák annak jellemzőket, és így a lehetőségét, hogy bizonyos körülmények között.
Vevők az optikai sugárzás a legmodernebb televíziós kamerák végzett töltéscsatolt eszköz (CCD). Az előnyök a televíziós kamerák alapján CCD tömbök: gazdaság energiafogyasztás (fogyasztott áram 90-200 mA 12 V feszültség), a kis méret és súly, a képesség, hogy a munka nem csak a látható, hanem a közeli infravörös hullámhosszokon képes így színes képek, jó felbontású, alacsony megvilágítás.
A kis sejtek a lencse és a sugárzás vevő általában konstruktívan egy berendezésben (ábra. 1) [19].
A „belépõpupilla kiszabott», «pin-hole», olyan esetekben használjuk, amikor a lencse nyílás síkja egybeesik a belépõpupilla előtt található az objektív első (a hagyományos lencse belépőpupilláját belül van a lencse) [6]. Sőt, eltávolítása a tanuló azt a távolságot értjük a fő lencse annak elülső széle.
Ábra. 2. A láncú televíziós kamera lencséje «pin-hole».
Abban az esetben, ha a lencse átadta belépõpupilla csökkentése lyuk belépõpupilla a helyéről vagy a síkban semmiféle kerítés tárgyak (rácsok, rések, stb P.) Nem vezet csökkent a szög látómező lencse, de csak csökkenti annak fényessége.
Az a képesség, hogy telepíteni a frontlencse a kis lyukak, rések vagy hálókat biztosít maszkolás kamrában titkos megfigyelés.
Bármilyen is az objektív volt «pin-hole», átmérője annak bemeneti nyílás különösen távolságtól függően közte és a vevő port az optikai sugárzás (PRI). Brit fizikus Rayleigh kifejezett függését az optimális furat átmérője «pin-hole» d, mm, a távolság a képvetítő sík l, mm a következő képlet [3]
Emellett az eltávolítása a tanuló az alapvető jellemzők «pin-hole» lásd gyújtótávolság és a nyílás [8].
A gyújtótávolság a lencse «pin-hole» f - a távolság a központtól a frontlencsét a fókuszsíkkal amelyen a CCD található (2. ábra).
Relatív q objektív rekeszét függ f fókusztávolságú mm és átmérője a belépõpupilla d 0, mm, és kiszámítása a következő képlettel [8]
Átmérő d 0. belépõpupilla, amelyen keresztül egy fényáram nevezzük apertúrarekesz. Ez az érték határozza meg, a felbontás és a diffrakciós határ a lencse. A lencse típusa «pin-hole» írisz hiányzik, így összhangban Rayleigh kritériumot korlátozó szögfelbontással a lencse típusú «pin-hole» 2 d. rad, lehet kiszámítani a következő képlettel [1]
ahol l a hullámhossza optikai sugárzás, mikron; 0 d - átmérője belépőpupilláját a lencse mm.
Az érték fordítottan arányos az objektív apertúra, az úgynevezett rekesznyílás érték F, vagy egy membrán, vagyis F = 1 / q.
A relatív nyílás a cél, hogy nagy mértékben függ a megvilágítás a PRI. A mennyiség, amely jellemzi az fokú csillapítás a fényáram lencse nevezik rekeszméretű.
Geometriai J rekeszállító arányos a terület a hatékony rekeszállító [8]
Tól (4) az következik, hogy minél nagyobb a nyílás, annál több megvilágítás CCD. Így, az írisz csökkenti a megvilágítás a sugárzás vevő.
A fő hátránya a lencsék «pin-hole» összehasonlítva a hagyományos apertúra aránya lényegesen kisebb, és az alacsonyabb felbontású. Ezen túlmenően, a lencsék «pin-hole» rendszerint hiányzik írisz. Ez megnehezíti operatőri munka nagy eltérés a megvilágítás a témában. Ezért a modern kamerák alkalmaz elektronikus zár, amelynek változása tartomány elég széles.
A fényképek fókuszálás a kamera lencséje a CCD, amely több fényérzékeny elemek -pikselov. Megjelenése CCD mátrix ábrán látható. 3 [17, 36].
1. táblázat A méret aránya a CCD és méretei
mátrix formában,
hüvelyk
Ahhoz, hogy egy színes képet a fényérzékelő elemek, amelyek mindegyike négy pixel. Minden egyes pixel alkalmaznak a fény szűrő, amely továbbítja a fényt megfelelő hullámhossz-tartományban egy ismert RGB színösszeállítás (piros - zöld - kék). Szűrőket helyeznek négyes csoportokban, úgy, hogy a kettő egy, zöld, kék és piros.
A fő paraméterek a CCD tartalmazza: méret, érzékenység és felbontás.
CCD-k gyártják négyszögletű képarányú 4: 3. CCD mátrix mérete határozza meg annak méretét. Format - átlós mérete vidicon, képalkotó egyenértékű a kép által kialakított CCD. Format mérik hüvelyk és úgy érték 1/2”, 1/3" , 1/4»és hasonlók (1 inch egyenlő 2,54 cm). Leggyakrabban a leplezett megfigyelést szerelt kamera mátrix 1/3«és 1/4”.
méret arány a CCD és méretei láthatók a táblázatban. 1 [12].
mátrix formátum határozza meg a szög a televíziós kamera felülvizsgálat 2W, jégeső,
ahol L - diagonális mátrix mm;
f - gyújtótávolság, mm.
Ugyanezen a TV kamera objektívek alapuló mátrix formában 1/2 „szélesebb látószög, mint a kamera egy mátrix 1/3”.
Hogy növelje a látószög a tv-kamera egy kis méretű mátrix kell egy objektív rövid fókusztávolságú. A minőséget a televízió kép határozzuk a lencse nyílás, azaz a fény mennyiségét, amely átmegy rajta, és esik a PRI. Minél magasabb a lencse nyílás, annál kisebb a szükséges expozíciós idő megszerzéséhez a kívánt képminőséget.
Méretek érzékelő elem (pixel) a modern miniatűr CCD mátrixok tartalmazhatnak 4,75-12 mikrométer [16].
A következő fontos paramétere a televíziós kamera - annak érzékenységét. Ez a paraméter határozza meg a kamera minősége gyenge fényviszonyok között is.
Leggyakrabban érzékenység a minimális fényesség a tárgy (megvilágításbeli), amelyeknél a jel / zaj viszony a kimenet a CCD maximális expozíciós idő megegyezik egy bizonyos küszöbértéket (például, jel / zaj arány egyenlő egység).
Ebben az esetben, az érzékenység nem csak attól függ a jellemzői a CCD mátrix maga, hanem az arány a fényerő a tárgy, és a lencse tulajdonságai (tipikusan jelzik a minimális megvilágítás a tárgyat fényerő mért aránya 0,75 a tárgylencsének és a rögzített nyílás).
Bizonyos esetekben a minimális megvilágítási érzékenység közvetlenül megértsék CCD (kép megvilágítás), amelynél a jel / zaj viszony a kimeneten a maximális expozíciós idő megegyezik a küszöbértéket.
A látható és közeli infravörös tartományban az elektromágneses hullámok a spektrális megvilágítási CCD E * l. lx / m lehet kiszámítani a [7] képletű
ahol r l - spektrális együttható tárgy fényerő;
E l - a spektrális megvilágítás objektumot lux / m;
t0, l - spektrális áteresztési a lencse;
t F, L - a spektrális szűrő együttható átviteli.
lencse Fényáteresztő függ elemek száma optikai rendszer, optikai jelet az üveg és a minősége a felületkezelés. Gyakorlati számítások fényáteresztő érték lehet venni, mint 0,85 nagyteljesítményű lencsék, 0,785 - standard és 0,6 - olcsó cél-
injektív optikai elemek műanyagból.
Az érzékenység legmodernebb monokróm televíziós kamerák - mintegy 0,01-1 lux (at F1,2). A hatékony működés a legérzékenyebb kamerák elég Moonlight (táblázat. 2).
Artwork megvilágítás CCD (E *) időtartama alatt a megvilágítás (t) az úgynevezett "expozíció" (H). A nemzetközi rendszer (SI) expozíciós kifejezve Lux * s (másodperc lux) [10].
Az expozíció legyen olyan mértékű, hogy a fényérzékeny elem, hogy megkapja a szükséges fény mennyiségét, hogy a kívánt jel / zaj viszony a kimeneten a CCD. Minél nagyobb az érzékenység mátrix, a kevésbé kitett van szükség.
A érzékenységi arány szoros kapcsolatban van a paraméter „jel / zaj» (jel-zaj) vagy rövid - c / sh (S / N). Ezt az értéket decibelben:
ahol Uc - jel amplitúdója;
s w - effektív zaj amplitúdó.
Például, az S / N = 60 dB azt jelenti, hogy a jel amplitúdóját 1000-szer a zajszintet. Jó képminőséget szükséges, hogy a jel / zaj arány körülbelül 46-50 dB a kamera kimenetet. Ha a jel / zaj arány 30 dB a képernyőn látható beavatkozás formájában rendezetlen pontok ( „hó” vagy „tovagyűrűző”), és szinte lehetetlen felismerni [2] 20 dB kép.
Gyakran az érzékenységet a fényképezőgép jelzi, „elfogadható” jelerősség, ami azt jelenti, egy jelszint, amelynél a jel / zaj viszony 24 dB. Ez - empirikusan meghatározott határérték a jel / zaj viszony, amelynél a kép még felismerhető.
A fontos jellemzője, CCD-k jelentése a spektrális érzékenységét. A legtöbb esetben, az érzékenységet a fekete-fehér kamerák nagyban (szemben az emberi szem) eltolódik az infravörös tartományban (ábra. 4). A spektrális érzékenysége színes kamerák közel van a spektrális érzékenysége az emberi szem (5.).
A nap folyamán, a megvilágítás a szabályozott rendszer, mint általában, jelentős változásokon megy keresztül. Fenntartani az állandó expozíció, ha változik a fény szint CCD használ a kamera beépített automatikus elektronikus zár (elektronikus zár) vagy egy automata írisz objektív (autoírisz).
Ábra. 4. A spektrális érzékenység monokróm CCD.
Ábra. 5. A spektrális érzékenységét színes CCD.
Fontos jellemzője a televíziós kamera - Felbontás. Ez a paraméter határozza meg a képességeit a kamera reprodukálni finom részleteket: minél nagyobb a felbontás, annál kisebb tárgyakat lehet ismerni a képet. A felbontás mértékegysége a televíziós vonalak (TVL), és függ a képpontok számát egy mátrixban, és a képfeldolgozó egység paramétereinek a televíziós kamera.
Felbontás kamrák kísérleti úton határozzuk meg egy televíziós speciális teszt táblázat, amely azt mutatja, a csoport a fekete és fehér vonalak közötti távolság, amely megfelel az adott felbontást. Az állásfoglalás a kamera vesszük engedélyével a csoportot, amelyhez a vonalak elkülönülten. Ezért az intézkedés a felbontás és az úgynevezett televíziós sor.
Függőleges felbontás összes kamera korlátozódik -625 televíziós szabvány szerinti televíziós pásztázó vonalak. A fő különbség a kamera felbontását a vízszintes, és ez általában a pályázati dokumentációt a kamera.
A felbontás a kamera elsősorban befolyásolja a mérete és száma a CCD fényérzékeny elemek. Úgy véljük, hogy a sorok száma biztonságosan át meg nem haladó 3/4 cellák száma. Vagyis, ha a méret a mátrix elemeinek 520 felbontású lesz 390 TV sor.
A gyújtótávolság és az átmérője a belépőpupilláját a lencse és a méret a CCD elem függ azonosítás valószínűsége tételek [9].
Hordozható televíziós kamerák, és a készítményeket a szokásos miniatűr kialakítás (ábra. A 6. és 7. [27, 33]).
Camera TEL PH (6a.) A felbontása 570 TV sor vízszintes (H) és 480 TVL a függőleges (V). Kameraérzékenységet 0,00002 lux (F1,4).
Gain biztosít 8-38 dB jel / zaj arány 52 dB [33].
Miniatűr kamerák titokban telepített szinte bárhol, akár egy cserépbe.
A fő hátránya ezeknek a rendszereknek néhány megkötés a készülék mérete és súlya, és egy kis akkumulátor kapacitása, ami korlátozza az idő meg-
tinuous Link [5].
Telepítése kamerák háztartási cikk, rádió kevesebb időt vesz igénybe, mint telepítés a falazás. A kamerák vannak felszerelve, mint a szabály, hogy az eszközök, amelynek helyét állandó marad a szobában, mint a TV, sztereó, mikrohullámú sütő, stb Amikor a kamera telepítése rádió és elektromos készülékek folyamatosan működő 220 V, 50 Hz, míg a művelet gyakorlatilag korlátlan. Amikor a kamera telepítése egy kis méretű eszközök, mint például a elektrochasy, fontos méretei a kamra.
3. táblázat főbb jellemzői miniatűr kamerák
F1.4.
Gain 8-38 dB.
Jel / zaj viszony 52 dB
Kis mérete ellenére, ezek a rendszerek viszonylag jó teljesítményt.
A képátvitel főleg frekvenciatartománya 800-2500 MHz. De lehet használni más frekvenciasávokban, például 270-330 MHz; 5725-5875 MHz; 10,5 GHz [11, 25, 35].
Feszültség 12V. Adó teljesítmény - kapcsolható 50/200 mW. Ezzel a teljesítmény korlát távolság információcsere akár 1300 méter a nyílt területen, 200 m-ig - a [21].
A méretei 15x15x20 mm televíziós rendszer képes továbbítani hang és kép felbontása 380 TV sor a távolság 50-100 m.
Ábra. 29. Hordozható televízió adók álcázott puha játékok.
speciális televízió vevőkészülék (32.) használják a televíziós jelek vételére [24-26]. Televízió-vevőkészülék beépített mikroprocesszorok automatizálni egy sor műveletet a keresési és jelek vételére. A megjelenése egy részük ábrán látható. 30 és 31 [33].
Szabványos színes vagy fekete-fehér
PAL vagy NTSC / 400 TVL
Frekvencia audiótartományt
1050 MHz; 1140 MHz; 1220 MHz
A szélessége a jel spektrumának
információsebesség
<5 мкВ (при с/ш = 6 дБ)
74 percen át 4 GB SD memóriakártya
Jellemzők Tipikus televíziós képet átviteli rendszer táblázatban látható. 6 [35].
SIM-Milan Pro TX
SIM-Blackbird TX 240 Crypto
SIM-Blackbird Pro TX 01
Frekvencia tartomány, MHz
270-330;
760-830
220 - 2500
5725 - 5875
A maximális adatátviteli sebesség Mbit / s
A moduláció típusa
Ábra. 33, az egyik ilyen rendszerek, lásd [32]. A a lyuk átmérőjének tartományok 2,5-4,75 mm. A rendszer egy 7 „és 11” a lencse. Szög felülvizsgálati rendszer változhat 15 ° és 55 °. Meg lehet változtatni a rálátás a tartományban 15 ° C.