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红外摄像机感应系统有哪些?
时间:2023-03-22

红外摄像机感应系统包含采集卡,摄像机,滤光片,红外灯,激光头,红外激光笔。

1、采集卡

采集卡主要是捕获外界光电、视频、音频等模拟信号并将其数字化导入计算机进行数字处理的设备,主要有图像采集卡、视频采集卡、音频采集卡(比如声卡)、数据采集卡等。我们用到的是图像采集卡,即把摄像机捕捉到的模拟信号转化成计算机能识别的数字图像。数字图像就是指比如640*480 的像素,每个像素由R,G,B 三基色组成。也就是说摄像机不能直接把模拟信号转递给计算机,必须通过采集卡数据才能到计算机,编写程序时主要是要和采集卡的对接,而和摄像机没有什么直接关系。地面互动时对摄像机分辨率要求不高,一般640*480即可,因为检测的是人体,相应于整体图像来说,还是很大的。所以一般的摄像机分辨率在互动时就够用了。

我们更关心的是摄像机的镜头计算,即安装多高,能捕捉多大面积,这和投影机的镜头有些类似,但计算方法又有差别。

一般场合的应用,可选择可变焦镜头,从2.8mm到12mm,销头有三个圈可以转动,最靠近相机的是清晰度调节,中间的是进光亮调节,最外面的是大小调节),先调最外面的捕捉大小,再调清晰度,最后调进光亮。我们一般把捕捉大小调节为比显示介质略大一点,然后四个点移动到显示介质的四点顶点,让它们重叠。但如果碰到超短焦投影机,就不能用常规的2.8mm到12mm的镜头了,得选用鱼眼镜头,即在很短的距离可以捕捉比较大的画面。

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2、摄像机

摄像机主要分为三种: USB 摄像机,网络摄像机和模拟摄像机,前两个属于数字摄像机,如上所讲,解码芯片做了在摄像机上面,而模拟摄像机的解码工作是由采集卡完成的。那为什么我们通常用的都是要加采集卡的模拟摄像机呢?一是因为我们行业中应用的都是黑白摄像机,,购买模拟摄像机时,黑白和彩色是分开的,而USB摄像机一般都是彩色的(也有黑白的);二是因为USB线如果太长会不稳定,但BNC线(模拟摄像机和采集卡之间的连接线)理论上可以到500米。由于网络摄像机要占用电脑的网口(而电脑网口一般用于组成局域网)且网线最长也就100米左右。

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3、滤光片

滤光片主要是用于过滤掉可见光,即投影机,LED屏或屏体发出的可见光。为什么要过滤掉这些光呢?因为当互动时,如果摄像机能看到显示介质的光,那麻烦就大了。我们用背景差法和帧差法检测到进入区域的人或运行的物体,摄像机感应到了后,会在相应的位置作互动触发,触发后,显示介质上的画面也会动,此时摄像机也会检测到此动作,会在画面动的位置再继续触发,这个过程会无止境的动下去。在外界看来,互动画面会乱动。所以必须用滤光片把显示介质的光滤掉,即我们在加了滤光片的摄像机中看不到显示介质的画面。

滤光片只能安装在黑白摄像机上,因为彩色摄像机为了让彩色画面不受红外的影响,会在成像的芯片前面安装一层过滤红外的薄膜,如果再加滤光片,图像就变黑了,什么都看不到。加红外灯也没用,因为那层薄膜就是用于过滤掉红外光的。网络彩色摄像机可以选择白天和夜晚两种模型,即彩色和黑白在选择黑白后,会听到摄像机有一声“咔嚓”的声音,就是把这种薄膜从成像芯片前面移除掉了,从而变成黑白模式了。所以网络摄像机的黑白模式也可以用于我们的互动检测。

过滤投影机的滤光片一般用850nm的,滤光片可以贴在镜头前面,也可以加在镜头和摄像机中间。一般加在镜头和摄像机中间,不容易掉落。但要过滤掉LED屏的光或屏体的光,必须用950nm的滤光片。把安装850nm滤光片的相机对着LED屏,会把屏上的东西看的清清楚楚,所以必须用950nm滤光片。950nm 滤光片一般用于单反相机,会比较大,所以需用玻璃刀切成小片后加入摄像机中。

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4、红外灯

在黑白摄像机安装滤光片后,如果光线比较暗,那摄像机看到的几乎是全黑的,红外灯主要用于补光,加上红外灯后,摄像机的像会变的明亮。红外灯的一个参数比较重要,就是发散角度,有30度、60度、90度、120度等,在做地面互动层高不太高的情况下,一般选择120度或更大的角度,角度越大,发散越广,红外光越均匀,但如果层高很高,投影机都要用到长焦镜的情况下(摄像机也得选择相对应的长焦镜头),一定要选择小角度的红外灯。

摄像机图像红外光越均匀越好,原因是进行人体或运行检测时,背景差法会选择一个阈值,此阈值对一帧图像的所有位置是一样的,如果图像不均匀,那选择一个一样的阈值就不太正确了。对于像面地互动这种粗一点的检测,红外光不均匀还不太严重,用红外摄机作多点触摸时,对红外光均匀的要求更加严格。

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5、激光头

激光头也称一字激光头,一般发射角度为90度到120度,会打出来一层很薄的扇形光,形成一条肉眼看不到的线,它发射出来的红外面铺满整个屏幕,这个激光红外面的厚度大约为2mm,当手指等物体贴近时,激光红外面形成点,红外摄像机被捕到这些亮点,把点的坐标传递给计算机。激光头和摄像机配合后就不需要红外灯了,通常用于多点触摸等需要精确捕捉的情况。

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6、红外激光笔

在电子沙盘或其它一些展项中,用激光笔代替人手指进行点击操作。红外激光笔会发出来一束很强的红外光,红外摄像机里面会看到一个非常亮的白点,背景差的阈值可以设置的很高,此点很容易检测到。

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