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鏡頭、攝像頭、攝像機(jī)等相關(guān)指標(biāo)測(cè)試

2010-11-30

一、如何正確認(rèn)識(shí)攝像機(jī)的分辨率指標(biāo)
     綜合測(cè)試卡

   分辨率楔形圖
     1、分辨率是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)，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)視器上人眼能夠看到的大線數(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分辨出黑白相間的線條。清晰度又分為水平分辨率度和垂直分辨率。
     2、測(cè)試方法，攝像機(jī)拍攝綜合測(cè)試圖，用目視法觀察監(jiān)視器上圖像中心楔上能分辨的大線數(shù)或十組中心清晰度線段能分辨的大線數(shù)。
     3、測(cè)試時(shí)應(yīng)注意
     （1）要使用成像質(zhì)量好的鏡頭，因?yàn)殓R頭的好壞影響的測(cè)試結(jié)果。
     （2）顯示時(shí)使用黑白監(jiān)視器，線數(shù)應(yīng)在600線以上，如果使用彩色監(jiān)視器，要將色飽和度旋紐調(diào)至低，避免色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。
     4、采購時(shí)應(yīng)注意
     （1）使用索尼、松下原裝攝像機(jī)做橫向?qū)Ρ?，觀察兩種攝像機(jī)在分辨黑白線條組時(shí)差距；原裝機(jī)的性能指標(biāo)真實(shí)可靠，通過對(duì)比，可以對(duì)要采購攝像機(jī)的清晰度指標(biāo)得出正確的結(jié)論。
     （2）購買單板機(jī)時(shí)，有時(shí)配套的鏡頭成像質(zhì)量較差，除了要測(cè)試中心分辨率外，還是測(cè)試四個(gè)角的分辨率，不能出現(xiàn)模糊和變形，否則，就要更換較好的鏡頭。

    二、低照度指標(biāo)要有相關(guān)的條件
     1、低照度的概念，攝像機(jī)產(chǎn)生的亮度輸出電平，是額定電平（700mv）的一半時(shí)，被攝物體的小照度。
     2、測(cè)試方法
     十級(jí)灰度測(cè)試卡

     （1）對(duì)比法：將攝像機(jī)置于暗室，選擇一部名廠的原裝攝像機(jī)作
     對(duì)比，使用二個(gè)同種型號(hào)的手動(dòng)光圈鏡頭，暗室內(nèi)裝有調(diào)壓器控制的220V白熾燈，以調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓的高低來調(diào)節(jié)暗室內(nèi)燈的明暗，電壓可以從0V調(diào)到220V，室內(nèi)光照也可以從暗調(diào)至亮，將二部攝像機(jī)分別對(duì)準(zhǔn)層次豐富的物體，調(diào)低室內(nèi)的光亮度，直至看不清物體的暗部層次，或者將鏡頭光圈調(diào)小一級(jí)作對(duì)比，根據(jù)名廠的原裝攝像機(jī)標(biāo)稱的低照度值推測(cè)出待測(cè)攝像機(jī)的低照度值。
     （2）儀器法：同樣在暗室中測(cè)試，將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)十級(jí)灰度測(cè)試卡，調(diào)低室內(nèi)的光亮度，直至攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)在示波器上的輻度降至350mv，再用測(cè)光表測(cè)量測(cè)試卡表面的照度值，計(jì)算出低照度。
     3、測(cè)試時(shí)應(yīng)注意的是低照度的數(shù)值與下列四個(gè)因素有關(guān)。
     （1）鏡頭的光圈
     （2）光源的色溫
     （3）視頻信號(hào)的幅度
     （4）反射率（目標(biāo)的反射率和背景）
     只有標(biāo)明以上四個(gè)相關(guān)條件，測(cè)試出的低照度才是有意義的，不能拋開上述四項(xiàng)測(cè)試條件而單純比較某品牌攝像機(jī)的照度標(biāo)稱值和另一個(gè)品牌攝像機(jī)的照度標(biāo)稱值去比較，否則根本不能得出哪部攝像機(jī)的低照度特性更好的結(jié)論。
     4、采購時(shí)應(yīng)注意
     選擇照度攝像機(jī)：標(biāo)稱的低照度只能作參考，關(guān)鍵還是要根據(jù)使用場(chǎng)合的需要選用合適的攝像機(jī)。使用測(cè)光表測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的低照度。在暗室中模擬現(xiàn)場(chǎng)的光照度環(huán)境，選擇不同的攝像機(jī)試驗(yàn)或使用大口徑光圈的鏡頭，直至分辨清楚灰度測(cè)試卡的十級(jí)輪廓。

    三、信噪比的高低和照度的關(guān)系
     1、所謂“信噪比”指的是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值，通常用符號(hào)S/N來表示。信噪比又分為亮度信噪比和色度信噪比。信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)主要參數(shù)。
     當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場(chǎng)景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點(diǎn)；而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗的場(chǎng)景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時(shí)很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。攝像機(jī)的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對(duì)畫面的影響就越小。
     2、亮度信噪比的檢測(cè)方法
     （1）簡(jiǎn)單判別法
     亮度信噪比：將鏡頭的光圈關(guān)閉，或蓋上鏡頭蓋，在監(jiān)視器上觀察雪花狀的干擾噪點(diǎn)的多少。
     色度信噪比：將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)白平衡測(cè)試卡，觀察帶有顏色的噪聲點(diǎn)的多少。
     （2）對(duì)比法
     將攝像機(jī)置于暗室，選擇一個(gè)名廠的原裝攝像機(jī)作對(duì)比，使用二個(gè)同樣型號(hào)的手動(dòng)光圈鏡頭，將待測(cè)攝像機(jī)和原裝攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)黑平衡測(cè)試卡，用調(diào)光器調(diào)節(jié)光照度的大小，直至畫面上明顯出現(xiàn)雪花狀的干擾噪點(diǎn)，比較噪聲點(diǎn)的密度和大小，估計(jì)信噪比的數(shù)值。
     （3）儀器法
     亮度信噪比:將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)十級(jí)灰度測(cè)試卡,調(diào)整光圈的大小，使攝像機(jī)輸出的視頻電平達(dá)到350mv,將信號(hào)接入視頻噪聲測(cè)量?jī)x，在儀表盤直接讀取信噪比的讀數(shù)
     3、測(cè)試時(shí)應(yīng)注意
     ①濾波器的選擇，一般采用100KHZ的低通和fg高通，不采用視頻加權(quán)曲線。
     ②要考慮攝像機(jī)AGC和r校正的影響。
     4、采購時(shí)應(yīng)注意
     由于視頻噪聲測(cè)量?jī)x價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)廠家一般沒有這樣的設(shè)備，大的廠家使用示波器估計(jì)信噪比的大小，小的廠家目測(cè)攝像機(jī)的雪花點(diǎn)多少，隨便填寫一個(gè)數(shù)字，色度噪聲測(cè)量更是無從談起。
     因此，在購買攝像機(jī)時(shí)，要根據(jù)使用地點(diǎn)的光照度條件選擇攝像機(jī)，使用測(cè)光表測(cè)量并記錄，使用場(chǎng)地在監(jiān)控時(shí)段內(nèi)的不同照度值。回到辦公室暗室中模擬使用場(chǎng)地的不同照度值，觀察哪一種攝像機(jī)的噪聲點(diǎn)多，增大鏡頭的光圈或使用大口徑通光量的鏡頭，或是增加使用地點(diǎn)的燈光亮度，直至監(jiān)視器上顯示的圖像質(zhì)量到可接受的程度，這就是你適合使用的攝像機(jī)。

    四、自動(dòng)白平衡和色彩還原的調(diào)整

彩條測(cè)試卡

     1、彩色攝像機(jī)的色還原性是決定畫面質(zhì)量的主要因素。人們把拍攝白色物體時(shí)攝像機(jī)輸出的紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)電壓：VR= VG=VB的現(xiàn)象稱為白平衡。
     自動(dòng)白平衡，由于太陽光在早上、中午、下午的不同時(shí)段內(nèi)的色溫相差很大，各種人造光源的色溫也高低不同，彩色攝像機(jī)在不同的環(huán)境色溫下，也應(yīng)該正確地重現(xiàn)白色，這就需要在連續(xù)工作中隨時(shí)校正白平衡。
白平衡是彩色攝像機(jī)的重要參數(shù)，好的CCD可以很好的還原景物的色彩，使物體看起來清晰自然；當(dāng)攝像機(jī)白平衡不佳時(shí)，重現(xiàn)圖像就會(huì)出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會(huì)使原本不帶色彩的景物（如白色的墻壁）也著上顏色。
     2、白平衡的檢測(cè)方法
     （1）目測(cè)法
     手動(dòng)白平衡：攝像機(jī)的面板開關(guān)上標(biāo)有3200K、5600K字樣，表明攝像機(jī)的白平衡調(diào)整是按3200K色溫和5600K色溫分別進(jìn)行設(shè)置的。
     使用同一色溫的人工光源（如鹵鎢燈或日光燈），攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)白平衡測(cè)試卡，在監(jiān)視器上觀察畫面是否偏色。
     自動(dòng)白平衡：攝像機(jī)分別對(duì)準(zhǔn)二種不同色溫光源照射下的白平衡測(cè)試卡，或在攝像機(jī)鏡頭前加裝3200K和5600K色溫轉(zhuǎn)換濾色鏡。在監(jiān)視器上觀察偏色的白平衡是否能恢復(fù)到原來的白色，觀察攝像機(jī)自動(dòng)白平衡的轉(zhuǎn)換速度。
     （2）儀器法
     將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)色溫光源箱的彩條測(cè)試卡，將信號(hào)接入到矢量示波器中，觀察顯示的六個(gè)光點(diǎn)是否落在規(guī)定的矢量點(diǎn)內(nèi)，通過各個(gè)光點(diǎn)的位置和幅度觀察出攝像機(jī)拍攝的紅、綠、藍(lán)、黃、品、青六種顏色是否偏色和色飽和度的大小。
     3、測(cè)試時(shí)應(yīng)注意的問題
     攝像機(jī)白平衡性能，表現(xiàn)為被攝景物在監(jiān)視器上的色彩還原，這就需要一個(gè)前提條件，即監(jiān)視器不能偏色，否則就無法判定攝像機(jī)偏色；使用視頻信號(hào)測(cè)試光碟，向監(jiān)視器輸出一個(gè)白場(chǎng)信號(hào)，觀察熒屏的白色是否偏色。
     4、采購時(shí)應(yīng)注意的問題
  選用攝像機(jī)時(shí)應(yīng)注意到光源色溫的變化和監(jiān)視器的偏色對(duì)顯示圖像的影響大小，確實(shí)影響監(jiān)控效果了,可以調(diào)節(jié)監(jiān)視器上的白平衡調(diào)整電路或在攝像機(jī)鏡頭前加裝色溫調(diào)整濾色鏡。
     分辨率，低照度，信噪比和白平衡是攝像機(jī)重要的技術(shù)指標(biāo)，購買時(shí)要根據(jù)四項(xiàng)指標(biāo)，并結(jié)合價(jià)格高低綜合考慮。