鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件,鏡頭與CCD攝像機(jī)配合,可以將遠(yuǎn)距離目標(biāo)成像在攝像機(jī)的CCD靶面上。
鏡頭的種類繁多,從焦距上分類,可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭;從視場的大小分類,可分為廣角、標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)攝鏡頭;從結(jié)構(gòu)上分類,還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。由于鏡頭選擇得合適與否,直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣,因此,在實(shí)際應(yīng)用中必須合理選擇鏡頭。
1、鏡頭的參數(shù) 鏡頭的光學(xué)特性包括成像尺寸、焦距、相對孔徑和視場角等幾個參數(shù),一般在鏡頭所附的說明書中都有注明,以下分別介紹。 A、成像尺寸 鏡頭一般可分為25.4mm(lin)、16.9mm(2/3in)、12.7mm(1/2in)、8.47mm(1/3in)和6.35mm(1/4in)等幾種規(guī)格,它們分別對應(yīng)著不同的成像尺寸,選用鏡頭時,應(yīng)使鏡頭的成像尺寸與攝像機(jī)的靶面尺寸大小相吻合。
表2-1列出了幾種常見CCD芯片的靶面尺寸,表中單位為mm。 標(biāo)稱芯片尺寸 CCD感光靶面尺寸 25.4 16.9 12.7 8.47 6.35 對角線 16 11 8 6 4.5 垂直 9.6 6.6 4.8 3.6 2.7 水平 12.7 8.8 6.4 4.8 3.6 表2-1 幾種常見CCD芯片的靶面尺寸 由表2-1可知,12. 7mm(1/2in)的鏡頭應(yīng)配12. 7mm(1/2in)靶面的攝像機(jī),當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機(jī)靶面的尺寸大時,不會影響成像,但實(shí)際成像的視場角要比該鏡頭的標(biāo)稱視場角?。▍⒁妶D2-2),而當(dāng)鏡頭的成像尺寸比攝像機(jī)靶面的尺寸小時,就會影響成像,表現(xiàn)為成像的畫面四周被鏡筒遮擋,在畫面的4個角上出現(xiàn)黑角。
B、焦距 在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常會有用戶提出該攝像機(jī)能看清多么遠(yuǎn)的物體或該攝像機(jī)能看清多么寬的場景等問題,這實(shí)際上由所選用的鏡頭的焦距來決定,因?yàn)榻咕鄾Q定了攝取圖像的大小,用不同焦距的鏡頭對同一位置的某物體攝像時,配長焦距鏡頭的攝像機(jī)所攝取的景物尺寸就大,反之,配短焦距鏡頭的攝像機(jī)所攝取的景物尺寸就小。當(dāng)然,被攝物體成像的清晰度還與所選用的CCD攝像機(jī)的分辨率及監(jiān)視器的分辨率有關(guān)。
理論上,任何一種鏡頭均可拍攝很遠(yuǎn)的物體,并在CCD靶面上成一很小的像,但受CCD單元(像素)物理尺寸的限制,當(dāng)成像小到小于CCD傳感器的一個像素大小時,便不再能形成被攝物體的像,即使成像有幾個像素大小,該像也難以辨識為何物。 當(dāng)已知被攝物體的大小及該物體到鏡頭距離,則可根據(jù)下兩式估算所選取配鏡頭的焦距: f=hD/H f=vD/V 式中,D為鏡頭中心到被攝物體的距離;H和V分別為被攝物體的水平尺寸和垂直尺寸;v為靶面成像的高度;h為靶面成像的水平寬度。
成像場景的大小與成像物體的顯示尺寸是互相矛盾的,舉個例子來說,用同一支攝像機(jī)對同一個停車場進(jìn)行監(jiān)視,選用短焦距鏡頭可以對整個停車場的全景進(jìn)行監(jiān)視并看到出入口外的車輛進(jìn)出,但卻不能看清該輛車的牌照號碼(該車在監(jiān)視器屏幕上僅占據(jù)了很小的面積);而選用長焦距鏡頭雖可以看清該輛車的牌照號碼(該車占據(jù)了屏幕上的大部分面積),卻又不能監(jiān)視到整個停車場的全貌。因此當(dāng)需要既監(jiān)視全景以要看清局部時,一般應(yīng)考慮配用電動兩可變或電動三可變鏡頭。
當(dāng)然,在選定了鏡頭的前提下,選用高分辨率的攝像機(jī)及監(jiān)視器則可以在被監(jiān)視物體成像尺寸較小時也能看清局部細(xì)節(jié)。 C、相對孔徑 為了控制通過鏡頭的光通量大小,在鏡頭的后部均設(shè)置了光闌(俗稱光圈)。
假定光闌的有效孔徑為d,由于光線折射的關(guān)系,鏡頭實(shí)際的有效孔徑為D,D與焦距f之比定義為相對孔徑A,即 A=D/f 鏡頭的相對孔徑?jīng)Q定于被攝像的照度,像的照度E與鏡頭的相對孔徑平方成正比,一般習(xí)慣上用相對孔徑的倒數(shù)來表示鏡頭光闌的大小,即 F=f/D 式中,F(xiàn)一般稱為光欄F數(shù),標(biāo)注在鏡頭光欄調(diào)整圈上,其標(biāo)值為1. 4、2、2. 8、4、5. 6、8、11、16、22等序列值,每兩個相鄰數(shù)值中,后一個數(shù)值是前一個數(shù)值的倍。由于像面照度與光欄的平方成正比,所以光欄每變化一檔,像面亮度就變化一倍。
F值越小,光欄越大,到達(dá)攝像機(jī)靶面的光通量就越大。 D、視場角 鏡頭有一個確定的視野,鏡頭對這個視野的高度和寬度的張角稱為視場角。
視場角與鏡頭的焦距f及攝像機(jī)靶面尺寸(水平尺寸h及垂直尺寸v)的大小有關(guān),鏡頭的水平視場角ah及垂直視場角av可分別由下式來計(jì)算,即 ah=2arctg(h/2f) av=2arctg(v/2f) 由以上兩式可知,鏡頭的焦距f越短,其視場角越大,或者,攝像機(jī)靶面尺寸h或v越大,其視場角也越大。如果所選擇的鏡頭的視場角太小,可能會因出現(xiàn)監(jiān)視死角而漏監(jiān);而若所選擇的鏡頭的視場角太大,又可能造成被監(jiān)視的主體畫面尺寸太小,難以辨認(rèn),且畫面邊緣出現(xiàn)畸變。
因此,只有根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境選擇視場角合適的鏡頭,才能保證既不出現(xiàn)監(jiān)視死角,又能使被監(jiān)視的主體畫面盡可能大而清晰。 表2-2列出了幾種常用鏡頭的水平視場角,表中的參數(shù)是以日本精工系列鏡頭為參考給出的。
焦距/mm 鏡頭尺寸/in 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 57.1 42.6 29.7 22.6 。
消防員職業(yè)技能鑒定考核分為理論知識考試、技能操作考核、體能考核三部分,理論知識考試采用閉卷筆試方式,采用百分制,60分以上為合格,技能操作考核采用百分制,80分以上為合格,體能考核采用達(dá)標(biāo)制,三項(xiàng)考核均合格的評定為鑒定合格。
技能操作考核中,在火災(zāi)撲救和應(yīng)急救援部分各抽取五項(xiàng)科目,科目評定標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)標(biāo)制,每達(dá)標(biāo)一個科目得10分,不達(dá)標(biāo)得0分。
體能考核隨機(jī)抽取三個科目,全部達(dá)標(biāo)者評定為合格。
消防員職業(yè)技能鑒定考核需要三項(xiàng)合格才能通過鑒定,這里針對筆試(理論知識考試)和體能考核講一下消防應(yīng)急的考試范圍。
首先,理論知識考試的范圍。
應(yīng)急救援行動
條 件:相應(yīng)的教材;室內(nèi)。
內(nèi) 容:1、應(yīng)急救援概述;
2、建筑倒塌事故處置;
3、化學(xué)災(zāi)害事故處置;
4、交通事故處置;
5、自然災(zāi)害事故處置;
6、其他災(zāi)害事故處置;
7、社會救助。
標(biāo) 準(zhǔn):掌握各類應(yīng)急救援行動方法和注意事項(xiàng)。
考核方式:筆試。
其次,體能考核的考試范圍,不同等級的技能考試范圍不一樣。
條 件:相應(yīng)的教材、體能訓(xùn)練器材、著作訓(xùn)服或體能訓(xùn)練服;室內(nèi)、室外。
內(nèi) 容:(一)初級消防員
1、俯臥撐;
2、仰臥起坐;
3、雙腿深蹲起立;
4、折返跑(10m*5);
5、100m跑;
6、3000(1500)m跑;
7、跳繩(次/1min);
8、踢毽子(次/1 min);
9、呼啦圈(次/1 min)。
(二)中級、高級消防員
1、俯臥撐;
2、仰臥起坐;
3、單腿深蹲起立;
4、單杠引體向上;
5、雙杠杠端臂屈伸;
6、單杠卷身上;
7、100m負(fù)重跑(2盤65mm水帶);
8、搬運(yùn)重物折返跑(30kg、20m*5);
9、100m跑;
10、3000(1500)m跑;
11、跳繩(次/1min);
12、踢毽子(次/1min);
13、呼啦圈(次/1min);
14、爬繩上四樓;
15、60m肩梯(六米拉梯)跑;
16、沿樓梯負(fù)重(2盤65mm水帶)攀登10層樓(高度不低于30m);
17、組合訓(xùn)練器材練習(xí);
18、游泳。
(三)技師、高級技師
1、俯臥撐;
2、仰臥起坐;
3、單杠引體向上;
4、雙杠杠端臂屈伸;
5、100m跑;
6、3000(1500)m跑;
7、折返跑(10m*5);
8、組合練習(xí);
9、跳繩(次/1min);
10、踢毽子(次/1min);
11、呼啦圈(次/1min);
12、立位體前屈;
13、立定跳遠(yuǎn);
14、游泳。
標(biāo) 準(zhǔn):掌握要領(lǐng)、動作規(guī)范、符合要求。
考核方式:實(shí)地考核。
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