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攝像機(jī)分類攝像機(jī)視頻服務(wù)器第二章前端設(shè)備攝像機(jī)參數(shù)提示:雙擊視頻全屏縮放,按Esc鍵退出全屏攝像機(jī)攝像機(jī)攝像機(jī)尾部CCD傳感器+鏡頭CCD傳感器+同步信號(hào)產(chǎn)生電路+視頻信號(hào)處理電路第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)原理攝像機(jī)的內(nèi)部構(gòu)成以面陣CCD或CMOS圖像傳感器(imagesensor)為核心部件,外加同步信號(hào)產(chǎn)生電路,視頻信號(hào)處理電路與電源等構(gòu)成。CCD與CMOS介紹CMOS表示“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”CCD表示“電荷耦合器件”攝像頭的主要傳感部件是CCD
第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)CCD的工作原理被攝物體反射光線,傳播到鏡頭,經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上,CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷,經(jīng)周期性放電,產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號(hào)經(jīng)過濾波、放大處理,通過攝像頭的輸出端子輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號(hào)。CCD的作用即是將光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)。CCD傳感器芯片主要生產(chǎn)廠家以價(jià)位來比較,從貴到便宜,分別是Sony,Panasonic,Sharp,A1(L.G)這幾種,Sony通常會(huì)標(biāo)SonySuper-HADCCD這是Sony的注冊商標(biāo);低照度會(huì)標(biāo)SonyEx-ViewCCD在CCD的制造過程中有一個(gè)制程叫作HAD,所以不管那家的CCD都可稱為HADCCD;索尼改進(jìn)了這個(gè)制程,使CCD品質(zhì)更好,稱為Super-HAD并把這名稱注冊,因此只有索尼有所謂的Super-HADCCD。在一般型號(hào)上常看到1/3SONYSuper-HADCCD就是這樣來的,不可能標(biāo)1/3SharpSuper-HADCCD。Ex-view是索尼CCD注冊的專有名詞,強(qiáng)調(diào)照度比Super-HAD更低,當(dāng)然價(jià)格也貴多了,其它特性及接腳都跟原來Super-HAD差不多。采用非SONYCCD,就只標(biāo)1/3ColorCCD。市場上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下;韓國三星、LG等公司生產(chǎn)的芯片。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)CMOS傳感器在傳統(tǒng)觀念中,CCD代表著高解析度、低噪點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn),而CMOS由于噪點(diǎn)問題,主要應(yīng)用于電腦攝像頭、手機(jī)攝像頭等對(duì)畫質(zhì)要求不高的電子產(chǎn)品。隨著技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在CMOS攝像機(jī)絕非只局限于簡單的應(yīng)用,甚至發(fā)展于高清系列。CMOS傳感器缺點(diǎn)傳統(tǒng)的CMOS傳感器是一種通常比CCD傳感器低10倍感光度的傳感器。人眼能看到1Lux照度(滿月的夜晚)以下的目標(biāo),CCD傳感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS傳感器感光度的3到10倍。CMOS傳感器的感光度一般在6到15Lux的范圍內(nèi),CMOS傳感器有固定比CCD傳感器高10倍的噪音,固定的圖案噪音始終停留在屏幕上好像是一個(gè)圖案,因?yàn)镃MOS傳感器在10Lux以下基本沒用,因此大量應(yīng)用的所有攝像機(jī)都是用了CCD傳感器。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)CMOS傳感器優(yōu)點(diǎn)CMOS傳感器可以做得非常大并有和CCD傳感器同樣的感光度,CMOS傳感器非常快速,比CCD傳感器要快10到100倍,因此非常適用于高幀攝像機(jī)。CMOS傳感器不需要復(fù)雜的處理過程,直接將圖像半導(dǎo)體產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào),因此就非常快。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得CMOS傳感器對(duì)于高幀攝像機(jī)非常有用,高幀速度能達(dá)到400到2000幀/秒。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于監(jiān)看高速移動(dòng)的物體非常有用,然而由于沒有高速的數(shù)字訊號(hào)處理器,所以市場上只有很少的高速攝像機(jī)并且一般價(jià)格都非常高。敏通生產(chǎn)的75幀CCD攝像機(jī)已經(jīng)比PALTV標(biāo)準(zhǔn)的25幀/秒快了3倍,并且達(dá)到了CCD設(shè)備的物理極限。CMOS傳感器可以將所有邏輯和控制環(huán)都放在同一個(gè)硅芯片塊上,可以使攝像機(jī)變得簡單并易于攜帶,因此CMOS攝像機(jī)可以做得非常小。CMOS攝像機(jī)耗能低于CCD攝像機(jī),一般CCD攝像機(jī)消耗12伏特/150到300毫安,比CMOS的5到12伏特和35到70毫安高出了2到4倍。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)CMOS傳感器優(yōu)點(diǎn)隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術(shù)上的不斷突破,業(yè)內(nèi)對(duì)CMOS的前景預(yù)測也越來越樂觀。高清數(shù)字影像的普及更是CMOS技術(shù)發(fā)展的一個(gè)難得機(jī)遇。而且,與CCD相比,CMOS的制造原理更加簡單,體積更小,功耗可以大大的降低,種種跡像表明:圖像傳感器的領(lǐng)域正面臨著一個(gè)重大轉(zhuǎn)折,盡管從目前的狀況看,CMOS與CCD圖像傳感器的應(yīng)用市場仍然有一個(gè)分界,但這個(gè)界限似乎越來越模糊。有專家預(yù)言,隨著300萬像素的CMOS圖像傳感器的上市,圖像傳感器即將進(jìn)入CMOS時(shí)代。CCD與CMOS的區(qū)別
感光度CMOS傳感器的感光度一般在6到15Lux的范圍內(nèi),CCD傳感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS傳感器感光度的3到10倍。清晰度CMOS傳感器有固定比CCD傳感器高10倍的噪音,CMOS傳感器在10Lux以下基本沒用。大量應(yīng)用的所有攝像機(jī)采用了CCD傳感器,CMOS傳感器一般用于非常低端的家庭電腦USB攝像頭與手機(jī)攝像頭方面。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)CCD尺寸CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸:1英寸——靶面尺寸為寬12.7mm×高9.6mm,對(duì)角線16mm。2/3英寸——靶面尺寸為寬8.8mm×高6.6mm,對(duì)角線11mm。1/2英寸——靶面尺寸為寬6.4mm×高4.8mm,對(duì)角線8mm。1/3英寸——靶面尺寸為寬4.8mm×高3.6mm,對(duì)角線6mm。1/4英寸——靶面尺寸為寬3.2mm×高2.4mm,對(duì)角線4mm。CCD尺寸指的是CCD圖像傳感器感光面的對(duì)角線尺寸。原多為1/2英寸,現(xiàn)在1/3英寸的已普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。CCD攝像機(jī)尺寸主要依賴于4個(gè)主要的部件:CCD傳感器的尺寸,數(shù)字訊號(hào)處理器,CDS和垂直驅(qū)動(dòng)。CCD傳感器作為主要的部分,已經(jīng)大幅縮小了,從2/3英寸到1/2英寸到1/3英寸到1/4英寸和1/6英寸及1/7英寸,然而CCD尺寸越小感光性能就越差,1/6英寸CCD就已經(jīng)比1/4英寸差了很多,1/4英寸又比1/3英寸感光性差。因此1/4英寸CCD多年來一直是主流。當(dāng)今多數(shù)公司只能縮減CCD攝像機(jī)板機(jī)尺寸到44X44毫米。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)CCD像素
CCD像素是CCD的主要性能指標(biāo),它決定了顯示圖像的清晰程度,分辨率越高,圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。有些給出了水平及垂直方向的像素?cái)?shù),如500H*582V有些則給出了前兩者的乘積值,如30萬像素?,F(xiàn)在市場上大多以25萬和38萬像素為劃界,38萬像素以上者為高清晰度攝象機(jī)。對(duì)于一定尺寸的CCD芯片,像素?cái)?shù)越多則意味著每一像素單元的面積越小,因而由該芯片構(gòu)成的攝像機(jī)的分辨率也就越高。例如,在電視監(jiān)控?cái)z像機(jī)中使用的CCD傳感器的像素有的已達(dá)到48萬像素。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)分辨率分辨率是衡量成像器件與成像系統(tǒng)優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)。它指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí),在監(jiān)視器(應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高)上能夠看到的最多線數(shù)。當(dāng)超過這一線數(shù)時(shí),屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。彩色攝象機(jī)的分辨率是在380到600電視線之間,主要有420線、480線、520、560線等不同檔次。工業(yè)監(jiān)視用攝像機(jī)的分辨率通常在380~480線之間,一般480線或以上的攝像機(jī)稱為高清晰攝像機(jī)。彩色攝像機(jī)水平清晰度一般要選擇大于350TVL的,因?yàn)槿搜蹖?duì)彩色難于分辨更細(xì),這樣選擇也能滿足GB/T16676-1996中對(duì)彩色監(jiān)視系統(tǒng)270TVL的要求,從技術(shù)角度25萬像素的攝像機(jī),其水平分辨率極限大概是320線,44萬像素水平分辨率大概在480線。目前市售彩色攝像機(jī)水平清晰度一般都號(hào)稱在420線或以上。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)靈敏度(最低照度)最低照度指的是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。測定此參數(shù)時(shí),還應(yīng)特別注明鏡頭的最大相對(duì)孔徑。例如,使用F1.2的鏡頭,當(dāng)被景物的光亮度值低到0.04lx時(shí),攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)幅值為最大幅值的50%,即達(dá)到350mV(標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)最大幅起來700mV),則稱此攝像機(jī)的最低照度為0.04lx/F1.2。被攝景物的光亮度值再低,攝像要輸出的視頻信號(hào)的幅值就達(dá)不到350mV了,反映在監(jiān)視器的屏幕上,將是一屏很難分辨出層次的、灰暗的圖像。即在鏡頭光圈大小一定的情況下,獲取規(guī)定信號(hào)電平所需要的最低靶面照度;最低照度是測量攝像機(jī)感光度的一種方法,攝像機(jī)能在多黑的條件下看到可用的影像。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)照度照度即被照體單位面積所受的光通量,其單位為勒克斯(Lux),光通量的單位為流明。數(shù)值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。因?yàn)闆]有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn),因此每個(gè)大型CCD制造商都有自己測量CCD感光度的方法。一個(gè)標(biāo)注為(1Lux,F(xiàn)10)的攝像機(jī)能和標(biāo)注為(0.01Lux,F(xiàn)10)的攝像機(jī)完全一樣!一些場景的照度參照:1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度,一般情況:夏日陽光下為100,000LUX陰天室外為10000LUX室內(nèi)日光燈為100LUX距60W臺(tái)燈60CM桌面為300LUX黃昏室內(nèi)為10LUX夜間路燈為0.1LUX燭光(20CM遠(yuǎn)處)10~15LUX人眼能看到1Lux照度(滿月的夜晚)以下的目標(biāo)同樣條件下,黑白攝像機(jī)所需的照度遠(yuǎn)比尚須處理色彩濃度的彩色攝像機(jī)要低10倍。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)性能參數(shù)信噪比任何電路只要通電后都會(huì)產(chǎn)生噪訊,包括元件及線路本身所產(chǎn)生的,噪訊越小,畫面看起來會(huì)越干凈,我們用視頻訊號(hào)跟噪訊的比值來表示,即信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值。一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC(自動(dòng)增益控制)關(guān)閉時(shí)的值,因?yàn)楫?dāng)AGC接通時(shí),會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升,使得噪聲電平也相應(yīng)提高。CCD攝像機(jī)信噪比的典型值在45~55dB之間,一般的電視監(jiān)控系統(tǒng)中要選50dB左右的,這樣不僅能滿足行業(yè)中規(guī)定系統(tǒng)信噪比不小于38dB的要求,更重要的是當(dāng)環(huán)境照度不足時(shí),信噪比越高的攝像機(jī)圖像就越清晰。典型值為46db,若為50db,則圖像有少量噪聲,但圖像質(zhì)量良好;若為60db,則圖像質(zhì)量優(yōu)良,不出現(xiàn)噪聲。以上CCD像素、分辨率、靈敏度、信噪比等參數(shù)是衡量一個(gè)攝像機(jī)性能優(yōu)劣的幾個(gè)主要參數(shù)。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)視頻輸出
多為1Vp-p;也就是1伏特(峰值對(duì)峰值)、75Ω,均采用BNC接頭。鏡頭安裝方式
有C和CS方式(2種不同規(guī)格的接口)(鏡頭部分會(huì)有詳細(xì)介紹)攝象機(jī)電源交流(AC)有220V、24V,直流(DC)為DC12V或9V;一般為直流12V。工作溫度-10~+50℃是絕大多數(shù)攝像機(jī)生產(chǎn)廠家的溫度指標(biāo)。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)掃描制式
目前世界上現(xiàn)行的彩色電視(模擬電視)制式有三種:NTSC制、PAL制和SECAM制。這里不包括高清晰度彩色電視HDTV(High-Definitiontelevision)。NTSCNTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)彩色電視制式是1952年美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),稱為正交平衡調(diào)幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家,以及日本、韓國、菲律賓等國和中國的臺(tái)灣采用這種制式。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)NTSC彩色電視制的主要特性是:525行/幀,30幀/秒(29.97fps,33.37ms/frame);高寬比:電視畫面的長寬比(電視為4:3;電影為3:2;高清晰度電視為16:9)隔行掃描,一幀分成2場(field),262.5線/場;在每場的開始部分保留20掃描線作為控制信息,因此只有485條線的可視數(shù)據(jù)。Laserdisc約~420線,S-VHS約~320線每行63.5微秒,水平回掃時(shí)間10微秒(包含5微秒的水平同步脈沖),所以顯示時(shí)間是53.5微秒。一幀圖像的總行數(shù)為525行,分兩場掃描。行掃描頻率為15750Hz,周期為63.5μs;場掃描頻率是60Hz,周期為16.67ms;幀頻是30Hz,周期33.33ms。每一場的掃描行數(shù)為525/2=262.5行。除了兩場的場回掃外,實(shí)際傳送圖像的行數(shù)為480行。PAL由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺點(diǎn),因此德國(當(dāng)時(shí)的西德)于1962年制定了PAL(Phase-AlternativeLine)制彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。德國、英國等一些西歐國家,以及中國、香港、中東地區(qū),朝鮮等國家采用這種制式。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成PAL電視制的主要掃描特性是:1.625行(掃描線)/幀,25幀/秒(40ms/幀)2.長寬比(aspectratio):4:33.隔行掃描,2場/幀,312.5行/場4.顏色模型:YUV以上兩種制式是不能互相兼容的,如果在PAL制式的電視上播放NTSC的影響,畫面將變成黑白,NTSC制式的也是一樣。PAL制式和NTSC的分辨率
PAL制式和NTSC的分辨率也有所不同,PAL制式使用的是720*576,而NTSC制式使用的是760*480,在分辨率上PAL稍稍占有優(yōu)勢。而PAL制式的畫面解析度720*576,約40萬象素,也決定了PAL制式的數(shù)碼攝像機(jī)的CCD大小應(yīng)該為40萬的倍數(shù)或者半倍數(shù),比如2倍或者1.5倍,所以PAL制式數(shù)碼攝像機(jī)都是80萬,或者107萬(接近100萬,40萬的2.5倍)、155萬(接近160萬,40萬的4倍)。而NTSC制式的畫面解析度為720*480,約34萬象素,所以NTSC制式的數(shù)碼攝像機(jī)一般為68萬象素等等。
第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)SECAM法國制定了SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire)彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),稱為順序傳送彩色與存儲(chǔ)制。法國、蘇聯(lián)及東歐國家采用這種制式。世界上約有65個(gè)地區(qū)和國家試驗(yàn)這種制式。這種制式與PAL制類似,其差別是SECAM中的色度信號(hào)是頻率調(diào)制(FM),而且它的兩個(gè)色差信號(hào):紅色差(R‘-Y’)和藍(lán)色差(B‘-Y’)信號(hào)是按行的順序傳輸?shù)?。法國、俄羅斯、東歐和中東等約有65個(gè)地區(qū)和國家使用這種制式,圖像格式為4:3,625線,50Hz,6MHz電視信號(hào)帶寬,總帶寬8MHz。在國內(nèi)銷售的攝像機(jī)一般采用PAL制,與我國電視信號(hào)一致(使信號(hào)能在電視機(jī)或顯示器上正常顯示)。r(枷馬)校正:所謂枷馬校正就是檢出圖象信號(hào)中的深色部分和淺色部分,并使兩者比例增大,從而提高圖象對(duì)比度效果。伽瑪校正系數(shù)即γ值,其典型值為γ=0.45?,F(xiàn)行攝像機(jī)大都采用了固定的γ值。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)攝像機(jī)外部可調(diào)節(jié)功能第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)電動(dòng)光圈接口選擇開關(guān)(VD/DD)標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機(jī)大都帶有驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈鏡頭的接口,有兩種驅(qū)動(dòng)方式:視頻驅(qū)動(dòng)(VideoDriver,簡稱VD)
攝像機(jī)將視頻信號(hào)電平輸出到自動(dòng)光圈鏡頭的內(nèi)部,再由其內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路輸出控制電壓,使鏡頭光圈調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。直流驅(qū)動(dòng)(DCDriver,簡稱DD)
攝像機(jī)內(nèi)部增加了鏡頭光圈電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路,可以直接輸出直流控制電壓到鏡頭內(nèi)的光圈電動(dòng)機(jī)并使其轉(zhuǎn)動(dòng)。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)當(dāng)需要將直流控制信號(hào)的自動(dòng)光圈鏡頭安裝在攝像頭上時(shí),應(yīng)該選擇DD位置;需要安裝視頻控制信號(hào)的自動(dòng)光圈鏡頭時(shí),應(yīng)該選擇VD位置。目前在市場上見到的標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機(jī)其中有些只提供一種驅(qū)動(dòng)方式(通常為視頻驅(qū)動(dòng)方式),也就是說,它只能配接VD型的自動(dòng)光圈鏡頭,有些則可同時(shí)提供兩種驅(qū)動(dòng)方式(視頻驅(qū)動(dòng)和直流驅(qū)動(dòng))供用戶選擇,因此,它可以配接任何自動(dòng)光圈鏡頭。具有直流驅(qū)動(dòng)接口的攝像機(jī)的成本就稍許高一些(因?yàn)樵黾恿艘徊糠蛛娐罚?,但所選配的自動(dòng)光圈鏡頭則因其內(nèi)部不含有驅(qū)動(dòng)電路而體積稍小一些,價(jià)格也就低一些。不同品牌及型號(hào)的攝像機(jī)所帶自動(dòng)光圈接口的位置及形式是不完全一樣。一般攝像機(jī)的自動(dòng)光圈接口設(shè)置在機(jī)身的后面板上,但也有一些則設(shè)在機(jī)身的側(cè)面。自動(dòng)光圈接口具有不同的形式,其中陰式方四孔接口最為常見,但不同攝像機(jī)對(duì)其各針腳的定義又不完全相同。一般視頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈接口使用3個(gè)針,即電源、視頻、接地;而直流驅(qū)動(dòng)自動(dòng)光圈接口使用4個(gè)針,即阻尼正、阻尼負(fù)、驅(qū)動(dòng)正、驅(qū)動(dòng)負(fù)。若同時(shí)具有兩種光圈驅(qū)動(dòng)方式,則具體將該接口定義為VD還是DD驅(qū)動(dòng)方式,須由另外的撥動(dòng)開關(guān)來選擇,也有的由攝像機(jī)蓋板內(nèi)視頻處理板上不同的插座位置來選擇,并在出廠前設(shè)定一種方式,還有的干脆在攝像機(jī)機(jī)身側(cè)面及后面板上直接設(shè)定兩個(gè)不同的自動(dòng)光圈接口。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)自動(dòng)增益控制(AGCON/OFF)
攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)必須達(dá)到電視傳輸規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電平(1Vp-p),為了能在不同的景物照度條件下都能輸出的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào),必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種增益調(diào)節(jié)通常都是通過檢測視頻信號(hào)的平均電平而自動(dòng)完成的,實(shí)現(xiàn)此功能的電路稱為自動(dòng)增益控制電路,簡稱AGC電路。具有AGC功能的攝像機(jī),在低照度時(shí)的靈敏度會(huì)有所提高,但此時(shí)的噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。攝像頭內(nèi)有一個(gè)將來自CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器,其放大量即增益,等效于有較高的靈敏度。當(dāng)攝像機(jī)后的AGC開關(guān)在ON時(shí),在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈,自動(dòng)增加增益以獲得清晰的圖像;開關(guān)在OFF時(shí),在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)背光補(bǔ)償(BLCON/OFF)背光補(bǔ)償(Back–lightCompensation)也稱作逆光補(bǔ)償,能提供在非常強(qiáng)的背景光線前面目標(biāo)的理想的曝光。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí),攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場的一個(gè)子區(qū)域(如從第80行~200行的中心區(qū)域)進(jìn)行檢測,通過求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低,AGC放大器會(huì)有較高的增益,使輸出視頻信號(hào)的幅值提高,從而使監(jiān)視器上的主體畫面明朗。此時(shí)的背景畫面會(huì)更加明亮,但其與主體畫面的主觀亮度差會(huì)大大降低,整個(gè)視場的可視性得到改善。
通常,攝象機(jī)的AGC工作點(diǎn)是通過對(duì)整個(gè)視場的內(nèi)容作平均來確定的,但如果視場中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo),則此時(shí)確定的AGC工作點(diǎn)有可能對(duì)于前景目標(biāo)是不夠合適的,背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。例如窗外光線明亮,室內(nèi)光線較暗,拍攝背靠窗戶人的臉,影像首先被分割成7塊或6個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域都可以獨(dú)立加權(quán)計(jì)算曝光等級(jí),而中間部分就可以加到其余區(qū)塊的9倍,因此一個(gè)在畫面中間位置的目標(biāo)可以被看得非常清晰,因?yàn)槠毓庵饕菂⒄罩虚g區(qū)域的光線等級(jí)進(jìn)行計(jì)算。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)當(dāng)強(qiáng)大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時(shí),應(yīng)該把開關(guān)撥到ON位置。當(dāng)與云臺(tái)配用或照明迅速改變時(shí),建議把該開關(guān)放在OFF位置,因?yàn)樵贠N位置時(shí),鏡頭光圈速度變慢;如果所需物體不在圖像中間時(shí),背光補(bǔ)償可能不會(huì)充分發(fā)揮作用。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)電子快門(ElectronicShutterON/OFF)
電子快門是比照照相機(jī)的機(jī)械快門功能提出一個(gè)術(shù)語,它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間。由于CCD感光的實(shí)質(zhì)是信號(hào)電荷的積累,則感光時(shí)間越長,信號(hào)電荷的積累時(shí)間就越長,輸出信號(hào)電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號(hào)電荷的積累時(shí)間(即調(diào)整時(shí)鐘脈沖的寬度),即可實(shí)現(xiàn)控制CCD感光時(shí)間的功能。電子快門的時(shí)間在1/50-1/100000秒之間,攝像機(jī)的電子快門一般設(shè)置為自動(dòng)電子快門方式,可根據(jù)環(huán)境的亮暗自動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間,得到清晰的圖像。有些攝像機(jī)允許用戶自行手動(dòng)調(diào)節(jié)快門時(shí)間,以適應(yīng)某些特殊應(yīng)用場合。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)白平衡(ATWON/OFF)
所謂白平衡,就是攝像機(jī)對(duì)白色物體的還原。白平衡只用于彩色攝象機(jī),其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況,有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。自動(dòng)白平衡
連續(xù)方式——此時(shí)白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整。這種方式對(duì)于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的,使色彩表現(xiàn)自然。按鈕方式——先將攝象機(jī)對(duì)準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo),然后將自動(dòng)方式開關(guān)從手動(dòng)撥到設(shè)置位置,保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止,在白平衡被執(zhí)行后,將自動(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)位置以鎖定該白平衡的設(shè)置,此時(shí)白平衡設(shè)置將保持在攝象機(jī)的存儲(chǔ)器中,直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹?,在此期間,即使攝象機(jī)斷電也不會(huì)丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠,適用于大部分應(yīng)用場合。手動(dòng)白平衡
手動(dòng)白平衡將關(guān)閉自動(dòng)白平衡,此時(shí)改變圖像的紅色或蘭色狀況有多達(dá)107個(gè)等級(jí)供調(diào)節(jié)。除次之外,有的攝象機(jī)還有將白平衡固定在3200K(白熾燈水平)和5500K(日光水平)等檔次命令。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)現(xiàn)在攝像機(jī)都具備有自動(dòng)白平衡及手動(dòng)白平衡功能。自動(dòng)白平衡使得攝像機(jī)能夠在一定色溫范圍內(nèi)自動(dòng)地進(jìn)行白平衡校正,其能夠自動(dòng)校正的色溫范圍在2500k-7000k之間,超過此范圍,攝像機(jī)將無法進(jìn)行自動(dòng)校正而造成拍攝畫面色彩失真,此時(shí)就應(yīng)當(dāng)使用手動(dòng)白平衡功能進(jìn)行白平衡的校正。開關(guān)撥到ON時(shí),通過鏡頭來檢測光源的特性/色溫,從而自動(dòng)連續(xù)設(shè)定白電平,即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍(lán)色信號(hào)的增益。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制(ALC/ELC):
當(dāng)選擇ELC時(shí),電子快門根據(jù)射入的光線亮度而連續(xù)自動(dòng)改變CCD圖像傳感器的曝光時(shí)間(一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié))。選擇這種方式時(shí),可以用固定或手動(dòng)光圈鏡頭替代ALC自動(dòng)光圈鏡頭。需要注意的是:在室外或明亮的環(huán)境下,由于ELC控制范圍有限,還是應(yīng)該選擇ALC式鏡頭。第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)同步選擇開關(guān)(LL/INT)INT為內(nèi)同步;LL為電源同步。垂直同步、彩色視頻復(fù)合信號(hào)同步、外同步、直流線鎖定和完全同步垂直同步垂直同步是最簡單的方法來同步兩部攝像機(jī),通過垂直驅(qū)動(dòng)頻率來保證視頻能夠采用老式的切換期或者四分割機(jī)器,在同一個(gè)監(jiān)視器上顯示幾個(gè)影像源。彩色視頻復(fù)合信號(hào)同步彩色視頻復(fù)合信號(hào)代表視頻和彩色觸發(fā)信號(hào),意味著攝像機(jī)能和外部的復(fù)合彩色視頻信號(hào)同步。然而盡管稱作彩色視頻復(fù)合信號(hào)同步,實(shí)際上只進(jìn)行水平同步和垂直同步,而沒有色彩觸發(fā)同步。外同步
外同步非常類似于彩色視頻復(fù)合信號(hào)同步。一個(gè)攝像機(jī)能夠同步于另一個(gè)攝像機(jī)的視頻信號(hào),一個(gè)外同步攝像機(jī)能使用輸入的彩色視頻復(fù)合信號(hào),提取水平和垂直同步信號(hào)來做同步。
第二章前端設(shè)備第一節(jié)攝像機(jī)參數(shù)同步選擇開關(guān)(LL/INT)直流線鎖定
直流線鎖定是一種古老的技術(shù),利用直流50/60赫茲電源線電流來同步攝像機(jī)。由于老型號(hào)的切換器和分割系統(tǒng)沒有數(shù)字記憶功能,要保持穩(wěn)定的影像,攝像機(jī)之間的同步非常必要?,F(xiàn)在的分割器和16通道復(fù)合處理器以及硬盤錄象機(jī)都有內(nèi)部記憶體來克服這個(gè)問題,不再需要同步信號(hào),因此交流線鎖定可能若干年后會(huì)被淘汰掉。
線鎖定同步
線鎖定同步(LINELOCK)是一種利用交流電源來鎖定攝像機(jī)場同步脈
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