安防系统规范与技术 3 视频监控系统基本知识

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1勒（克斯）等于1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的光照度。 为了对光照度单位勒有个大概的印象，下列数据可供参考：
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室外晴天光照度约为10000勒，多云约为500勒，傍晚约为50勒， 月光约为10-1勒，黄昏约为10-2勒，星光约为10-4勒。 。
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电影每秒投射24幅静止画面，每画面投射2次，
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由于人眼的视觉惰性，看起来就同活动景象一样。
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电视每秒扫描50幅画面，每幅画面是由312根扫描线组成的，
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由于人眼的视觉惰性和有限的细节分辨能力， 看起来就成了整幅的活动景象。
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人眼的视觉特性是视频技术发展的重要依ห้องสมุดไป่ตู้ 。
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有体积小、亮度高、寿命长、色温稳定等优点。
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
4．光的度量单位 ． （1）光通量 ）
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按人眼的光感觉来度量的辐射功率，用符号φ表示。单位为流明（lm）。
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当λ＝555nm的单色光辐射功率为1W时，产生的光通量为683 lm，或称1光瓦。 其他波长时，相对视敏度V（λ）下降，相同辐射功率所产生的光通量随之下降。
一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
监控现场 银行 大厅 办公室 配有灯光或红外光的金库 宾馆 写字间 光线比较好的 光线比较暗的 光线适中 饭厅 医院房间 医院手术台 其他场 所 试验台 室外停车场(傍晚) 室内停车场(微弱灯光) 走廊（宾馆） 环境照度(Lux) 20 50 20-50 100-300 20 50 10 50 1800 50 1 5
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不发光体反射或透射的彩色光。物体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射 光的反射、透射特性有关。
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外界光线照射下，能有选择地吸收一些波长的光，而反射或透射另一些波长的光， 从而使物体呈现一定的颜色。例如：
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红旗反射太阳光中的红色光、吸收其他颜色的光而呈红色； 绿色的植物因反射太阳光中的绿色光、吸收所有其它色光而呈现绿色； 白纸和白云反射全部阳光而呈白色； 煤炭和黑板吸收全部照射光而呈现黑色等等
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质 1．可见光谱 ．
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光是一种电磁辐射，光是一种以电磁波形式存在的物质。 电磁辐射的波长范围很宽，按波长从长到短的顺序排列， 依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和宇宙射线 。
无无无波
10 5
红红无
10 10
/%
B光源：色温为4874 K的白光，近似中午直射的太阳光。
相相相相波相
200 A 150 C 100 B A 400 500 600 波波 / nm 700 D65 B C D65
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在实验室中可由特制的滤色镜从A光源中获得。
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C光源：色温为6774 K的白光，相当于白天的自然光。
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是NTSC制彩色电视白光标准光源。
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40 W的钨丝灯泡输出的光通量为468 lm，发光效率为11.7 lm/W； 40 W的日光灯可输出2100lm的光通量，发光效率为52.5 lm/W； 电视演播室卤钨灯发光效率可达80～100 lm/W。
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（2）光照度 ） 衡量单位面积上光通量的大小的量，用符号E表示，单位为勒（克斯lux）。
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一、彩色与视觉特性 （二）人眼的视觉特性
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人能感觉到图像的颜色和亮度是眼睛的生理结构所决定的。 电影和电视都是根据人眼的视觉特性发明的。
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黑白电视，利用了人眼的视觉惰性，利用了人眼分辨力的局限性。 彩色电视，还利用了人眼的彩色视觉特性，主要包括视敏特性和彩色视觉。
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绝对黑体被加热时的电磁波辐射波谱仅由温度决定。 为了区分各种光源的不同光谱分布与颜色，可以用绝对黑体的温度来表征。
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当绝对黑体在某一特定绝对温度下，所辐射的光谱与某光源的光谱具有 相同的特性时，则绝对黑体的这一特定温度就定义为该光源的色温。
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例如，温度保持在2800 K时的钨丝灯泡所发的白光， 与温度保持在2854K的绝对黑体所辐射光的功率波谱基本一致， 于是既称该白光的色温即为2854K。
第二章 视频监控系统基本知识
第一节 视频监控系统的概念与组成 第二节 图像产生基础知识 第三节 摄像机基础知识 第四节 监视器基础知识 第五节 数字视频压缩基础知识
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第二章 视频监控系统基本知识
第二节 图像产生基础知识 一、彩色与视觉特性 二、电视图像的传送 三、电视的制式与色彩空间
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进入小孔的光辐射经内壁多次反射、吸收，已不能再逸出到外面，这个小 孔就相当于绝对黑体。
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绝对黑体所辐射的光谱与它的温度密切相关。
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绝对黑体的温度越高，辐射的光谱中蓝色成分越多，红色成分越少。
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质 （2）光源的色温 ）
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色温是以绝对黑体的加热温度来定义的。
（3）同色异谱
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
2．物体的颜色 ．
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物体分为发光体和不发光体。我们看到的颜色有两种不同的来源： 发光体所呈现的颜色，发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定，
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例如，白炽灯发黄、荧光灯发白，各种彩色灯和霓红灯等所发出的彩色光，各自有其 特定的光谱色。
自然条件 夏日阳光下 阴天室外 电视台演播室 距60W台灯60cm桌面 室内日光灯 黄昏室内 20cm处烛光 微明 全月晴空 半月晴空 无月阴云晴空 夜间路灯 黄昏 黎明 太阳直射 晴朗白天 阴天
景物照度（Lux） 100000 10000 1000 300 100 10 10-15 1 0.5 0.1 0.1
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
2．物体的颜色 ．
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既然物体呈现的颜色是由于物体反射（或透射）光的种类不同而产生的，
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那么物体呈现的颜色显然与照射它的光源有关。 如果把绿草拿到红光下观察，就会发现它不再是红色而近乎是黑色的， 这是因为红色光源中没有绿光成分，绿草全部吸收了红光，所以变成黑色。 某些东西在日光下看到的颜色与在灯光下看到的颜色有差异， 恰恰说明由于日光与灯光这两种光源所含的光谱成分不同， 使同一物体表现为不同的颜色。
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50 D65光源：色温6504 K的白光，相当于白天的平均光照。
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是PAL制彩色电视白光标准光源。
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E光源：色温为5500 K的等能量白光（E白）。
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是一种理想的等能量的白光源它是为简化色度学计算所采用的一种假想光源。 采用这种光源有利于彩色电视系统中问题的分析和计算。
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电视演播室卤钨灯光源的色温为3200 K，
紫红无 可可光
10 15
X射无 10 20
宇宇射无
10 25
频相 / Hz 波波 / m
3×10
3
3×10 －2
3×10 －7
3×10 －12
3×10 －17
红
780 nm
橙 黄 绿
青青
紫
380 nm
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
（1）可见光
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波长在380～780 nm范围内的电磁波能够使人眼产生颜色感觉，称为可见光 能够使人眼产生颜色感觉， 能够使人眼产生颜色感觉 只含有单一波长的光为单色光，包含有两种或两种以上波长的光标为复合光 只含有单一波长的光为单色光 包含有两种或两种以上波长的光标为复合光。 包含有两种或两种以上波长的光标为复合光 不同波长的光呈现出的颜色不相同，一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色 一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色。 一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色 波长由780 nm向380 nm变时人眼颜色感觉红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色 太阳发出的白光中包含了所有的可见光的光谱，给人以白色感觉。
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绿草的绿色是由于它在日光照射下才表现出来的，
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人们日常生活中都会有这样的经验，
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一、彩色与视觉特性 （一）光的性质
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3．标准光源 ． 通常的照明光源所发出的光虽然都笼统地称其为白光
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如太阳、日光灯、白炽灯泡等
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发光物质不同，它们的光谱成分相差很大，
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三条曲线部分交叉重叠，很多单色光同时处于两条曲线之下
0 400
500
600
700
波波 / nm
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一、彩色与视觉特性 （二）人眼的视觉特性
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三条曲线是部分交叉重叠的，很多单色光同时处于两条曲线之下，例如
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相对视敏函数曲线分别为VR（λ）、VG（λ）、VB（λ），
相相视相光
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
其峰值分别在580 nm、 540 nm、 440 nm处。
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V G(λ) 20V B(λ) V R(λ)
图中VB（λ）曲线幅度很低，已将其放大了20倍。
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三条曲线的总和等于相对视敏函数曲线V（λ）。
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杆状细胞灵敏度很高，但对彩色不敏感，人的夜间视觉主要靠它起作用，
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因此，暗处只能看到黑白形象而无法辨别颜色。