測試監(jiān)控上使用的攝像機性能與測試設備

1、 .wd. .wd. .wd.測試監(jiān)控上使用的攝像機性能及測試設備 1、分辨率是衡量攝像機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監(jiān)視器上人眼能夠看到的最大線數(shù)，當超過這一線數(shù)時，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、測試方法，攝像機拍攝綜合測試圖，用目視法觀察監(jiān)視器上圖像中心楔上能分辨的最大線數(shù)或十組中心清晰度線段能分辨的最大線數(shù)。 3、測試時應注意 1要使用成像質量好的鏡頭，因為鏡頭的好壞影響最終的測試結果。 2顯示時使用黑白監(jiān)視器，線數(shù)應在600線以上，如果使用彩色監(jiān)視器，要將色飽和度旋紐調至最低

2、，防止色度信號對亮度信號的干擾。 4、采購時應注意 1使用索尼、松下原裝攝像機做橫向比照，觀察兩種攝像機在分辨黑白線條組時差距；原裝機的性能指標真實可靠，通過比照，可以對要采購攝像機的清晰度指標得出正確的結論。 2購置單板機時，有時配套的鏡頭成像質量較差，除了要測試中心分辨率外，還是測試四個角的分辨率，不能出現(xiàn)模糊和變形，否那么，就要更換較好的鏡頭。 二、最低照度指標要有相關的條件 1、最低照度的概念，攝像機產生的亮度輸出電平，是額定電平700mv的一半時，被攝物體的最小照度。 2、測試方法 十級灰度測試卡 1比照法：將攝像機置于暗室，選擇一部名廠的原裝攝像機作 比照，使用二個同種型號的手動光

3、圈鏡頭，暗室內裝有調壓器控制的220V白熾燈，以調壓器調節(jié)電壓的上下來調節(jié)暗室內燈的明暗，電壓可以從0V調到220V，室內光照也可以從最暗調至最亮，將二部攝像機分別對準層次豐富的物體，調低室內的光亮度，直至看不清物體的暗部層次，或者將鏡頭光圈調小一級作比照，根據(jù)名廠的原裝攝像機標稱的最低照度值推測出待測攝像機的最低照度值。 2儀器法：同樣在暗室中測試，將攝像機對準十級灰度測試卡，調低室內的光亮度，直至攝像機輸出的視頻信號在示波器上的輻度降至350mv，再用測光表測量測試卡外表的照度值，計算出最低照度。 3、測試時應注意的是最低照度的數(shù)值與以下四個因素有關。 1鏡頭的光圈 2光源的色溫 3視頻信

4、號的幅度 4反射率目標的反射率和背景 只有標明以上四個相關條件，測試出的最低照度才是有意義的，不能拋開上述四項測試條件而單純比較某品牌攝像機的照度標稱值和另一個品牌攝像機的照度標稱值去比較，否那么 基本不能得出哪部攝像機的低照度特性更好的結論。 4、采購時應注意 選擇照度攝像機：標稱的最低照度只能作參考，關鍵還是要根據(jù)使用場合的需要選用適宜的攝像機。使用測光表測量現(xiàn)場的最低照度。在暗室中模擬現(xiàn)場的光照度環(huán)境，選擇不同的攝像機試驗或使用大口徑光圈的鏡頭，直至分辨清楚灰度測試卡的十級輪廓。 三、信噪比的上下和照度的關系 1、所謂“信噪比指的是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號S/N來表示。信噪

5、比又分為亮度信噪比和色度信噪比。信噪比也是攝像機的一個主要參數(shù)。 當攝像機攝取較亮場景時，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；而當攝像機攝取較暗的場景時，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。攝像機的信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。 2、亮度信噪比的檢測方法 1簡單判別法 亮度信噪比：將鏡頭的光圈關閉，或蓋上鏡頭蓋，在監(jiān)視器上觀察雪花狀的干擾噪點的多少。 色度信噪比：將攝像機對準白平衡測試卡，觀察帶有顏色的噪聲點的多少。 2比照法 將攝像機置于暗室，選擇一個名廠的原裝攝像機作比照，使用二個同樣型號的手動光圈鏡頭，將待測攝像機和

6、原裝攝像機對準黑平衡測試卡，用調光器調節(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，比較噪聲點的密度和大小，估計信噪比的數(shù)值。 3儀器法 亮度信噪比:將攝像機對準十級灰度測試卡,調整光圈的大小，使攝像機輸出的視頻電平到達350mv,將信號接入視頻噪聲測量儀，在儀表盤直接讀取信噪比的讀數(shù) 3、測試時應注意 濾波器的選擇，一般采用100KHZ的低通和fg高通，不采用視頻加權曲線。 要考慮攝像機AGC和r校正的影響。 4、采購時應注意 由于視頻噪聲測量儀價格昂貴，國內廠家一般沒有這樣的設備，大的廠家使用示波器估計信噪比的大小，小的廠家目測攝像機的雪花點多少，隨便填寫一個數(shù)字，色度噪聲測量更是無

7、從談起。 因此，在購置攝像機時，要根據(jù)使用地點的光照度條件選擇攝像機，使用測光表測量并記錄，使用場地在監(jiān)控時段內的不同照度值。回到辦公室暗室中模擬使用場地的不同照度值，觀察哪一種攝像機的噪聲點多，增大鏡頭的光圈或使用大口徑通光量的鏡頭，或是增加使用地點的燈光亮度，直至監(jiān)視器上顯示的圖像質量到可承受的程度，這就是你適合使用的攝像機。 四、自動白平衡和色彩復原的調整 彩條測試卡 1、彩色攝像機的色復原性是決定畫面質量的最主要因素。人們把拍攝白色物體時攝像機輸出的紅、綠、藍三基色信號電壓：VR= VG=VB的現(xiàn)象稱為白平衡。 自動白平衡，由于太陽光在早上、中午、下午的不同時段內的色溫相差很大，各種人

8、造光源的色溫也上下不同，彩色攝像機在不同的環(huán)境色溫下，也應該正確地重現(xiàn)白色，這就需要在連續(xù)工作中隨時校正白平衡。 白平衡是彩色攝像機的重要參數(shù)，好的CCD可以很好的復原景物的色彩，使物體看起來清晰自然；當攝像機白平衡不佳時，重現(xiàn)圖像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶色彩的景物如白色的墻壁也著上顏色。 2、白平衡的檢測方法 1目測法 手動白平衡：攝像機的面板開關上標有3200K、5600K字樣，說明攝像機的白平衡調整是按3200K色溫和5600K色溫分別進展設置的。 使用同一色溫的人工光源如鹵鎢燈或日光燈，攝像機對準白平衡測試卡，在監(jiān)視器上觀察畫面是否偏色。 自動白平衡：攝像機分別對準二種不同

9、色溫光源照射下的白平衡測試卡，或在攝像機鏡頭前加裝3200K和5600K色溫轉換濾色鏡。在監(jiān)視器上觀察偏色的白平衡是否能恢復到原來的白色，觀察攝像機自動白平衡的轉換速度。 2儀器法 將攝像機對準標準色溫光源箱的彩條測試卡，將信號接入到矢量示波器中，觀察顯示的六個光點是否落在規(guī)定的矢量點內，通過各個光點的位置和幅度觀察出攝像機拍攝的紅、綠、藍、黃、品、青六種顏色是否偏色和色飽和度的大小。 3、測試時應注意的問題 攝像機白平衡性能，表現(xiàn)為被攝景物在監(jiān)視器上的色彩復原，這就需要一個前提條件，即監(jiān)視器不能偏色，否那么就無法判定攝像機偏色；使用視頻信號測試光碟，向監(jiān)視器輸出一個白場信號，觀察熒屏的白色是

10、否偏色。 4、采購時應注意的問題 選用攝像機時應注意到光源色溫的變化和監(jiān)視器的偏色對顯示圖像的影響大小，確實影響監(jiān)控效果了，可以調節(jié)監(jiān)視器上的白平衡調整電路或在攝像機鏡頭前加裝色溫調整濾色鏡。 分辨率，最低照度，信噪比和白平衡是攝像機最重要的技術指標，購置時要根據(jù)四項指標，并結合價格上下綜合考慮。 若何測試攝象機的線數(shù)3.攝像機測試步驟測試攝像機主要測試晰度和色彩復原性、照度、逆光補償，其次是測其球型失真、耗電量、最低工作電壓，下面先把清晰度和色彩復原性以及照度、逆光補償?shù)臏y量步驟先介紹一下。3.1清晰度的測量多個攝像機進展測試時，應使用一樣鏡頭，推薦使作定焦、二可變鏡頭，以測試卡中心圓出現(xiàn)在

11、監(jiān)視器屏幕的左右邊為準，清晰準確的數(shù)出已給的刻度線共10組垂直線和10組水平線。分別代表著垂直清晰度和水平清晰度，并相應的一組已給出了線數(shù)。如垂直350線水平800線，此時最好用黑白監(jiān)視器。測試時可在遠景物聚焦，也可邊測邊聚焦。最好能兩者兼用，可看出此攝像機的差異對遠近會聚。3.2彩色復原性的測試測試此參數(shù)應選好的彩色監(jiān)視器。首先遠距離觀察人物、服飾，看有無顏色失真，拿色彩鮮明的物體比照，看攝像機反響靈敏度，拿彩色畫冊放在攝像機前，看畫面勾勒得清晰程度，過淡或過濃，再次應對運動的彩色物體進展攝像，看有無彩色拖尾、延滯、模糊等。測試條件如此攝像最代照度在50V時應在50+10V照度情況下測量，即

12、每攝像機最代照度根基上加十伏，且光圈應保持最接近狀態(tài)。3.3照度將攝像機置于暗室，暗室前后為有源220V自熾燈，處設調壓器，以調壓器調節(jié)電壓高代來調節(jié)暗室內燈的明暗，電壓可以從0V調到250V。室內光照也可從最暗調至最明，測試時把攝像機光圈均開至最大時記錄下一個最低照度值把有源燈用調壓器調暗至看不清暗室內置畫面再把光圈打至最小再記錄下一個最低照度值，也可前后燈分別調壓明滅。3.4逆光補償測試此參數(shù)有兩種方法：一種是在暗室內，把攝像機前側調壓燈翻開，調至最亮時，然后在燈的下方放置一圖畫或文字，把攝像機迎光攝像，看圖像和文字能否看清，畫面刺不刺眼，并調節(jié)AL、AX拔檔開關，看有無變化，哪種效果最好

13、。另一種是在陽光充足的情況下把攝像機向窗外照，此時看圖像和文字能否看清楚。3.5球型失真看球型失真把測試卡置于攝像機前端使整個球體出現(xiàn)在屏幕上，看圓球形有無橢圓，把攝像機前移，看圓中心有無放大，再遠距離測試邊、角、框有無弧形失真等。3.6耗電量最低工作電壓，使用萬用表測量電流，使用小穩(wěn)壓器調節(jié)電壓看。攝像機分辨率及最低照度的檢測方法 分辨率 所謂分辨率，一言以蔽之，就是攝像機“能看到多少的東西。電視機與CCTV監(jiān)控攝像機對于分辨率的定義與鏡頭、照片不同，它們分別有自己的定義方法。例如，鏡頭、照片將1組黑白線條計為1線，而電視機那么將1組線條計為2線黑白各1線。另外不同的地方是，鏡頭、照片的分辯

14、率表示平均1mm內可以數(shù)出多少根線，而電視那么表示整個畫面能數(shù)出多少線。 下面就CCTV監(jiān)控攝像機的分辨率進展解釋：攝像機分辨率分為垂直分辨率和水平分辨率，縱向分辨率稱為水平分辨率，橫向分辨率稱為垂直分辨率分辨率的測定方法 圖1EIA-1956標準分辨率圖正放，將測試圖的水平和垂直邊框標志充滿欠掃描時的顯示器的有效空間進展攝像。 目測 一般測定方法是，黑白顯示器看分辨率測試圖楔形黑白條紋在哪里分開，無法區(qū)別黑白時，共臨界點即為分辨率。顯示器、鏡頭必須使用性能超過被測攝像機的機器目測必須在以下條件下進展： 測定照明條件：光源色溫為3100k +100k；照度為2000lx +100lx。 攝像機

15、設定條件：增益為0dB，AGC OFF；電子快門OFF； 白平衡最正確。 選線法 目測法是一般的檢測方法，還有一種方法是選擇分辨率圖的相應的水平線，利用示波器確認垂直線寬黑白的振幅，即利用獲得多少TVL判斷分辨率。 垂直分辨率 垂直分辨率由電視制式的掃描線數(shù)決定。PAL制式表示1幀有效掃描線為625線，平均1個場有20線垂直消隱時間，因此，實際畫面只出現(xiàn)585TVL另外，由于CCTV采用的是逐行掃描方式，因此分辨率下降。其比例被稱為凱爾系數(shù)，按照經歷，使用0.7數(shù)值。這樣，最終垂直分辨率HV=625-20 x2x0.7，約410TVL左右是垂直分辨率的界限。如上所述，垂直分辨率由電視制式決定，

16、并不表示攝像機的性能。 水平分辨率 這是評價CCTV監(jiān)控攝像機性能的重要工程之一。水平分辨率從理論上講，由下述的一般公式表示，與圖像頻率成比例。各項指標規(guī)格如下： N：TVL、f：圖像信號頻率、A：縱橫比3：4=0.75、Q：消隱率=Q=0.16、fh：水平掃描頻率f=15.625k Hz)時， 用N=2fA1-Q/fh表示，PAL制式時，代入各值后得出N=fMHzx80TVL/MHz關系式是：圖像頻率1MHz=80TVL/MHz。按照上述關系，盡量提高圖像頻率后可得到高分辨率，但是實際使用的CCD決定了時鐘頻率和采樣頻率。使用HI-RESO的CCD時的抽樣頻率為14.18MHz，根據(jù)抽樣原理

17、為了將連續(xù)信號所含的頻率成份正確再現(xiàn)為抽樣值數(shù)據(jù)，抽樣頻率必須為連續(xù)信號擁有頻率上限的2倍以上，圖像信號頻率被限制在約7MHz。 另外，如果圖像信號成份存在超過抽樣頻率1/2的頻率成份，將產生折疊現(xiàn)象，產生假信號/摩爾紋圖像不純。為了防止這種現(xiàn)象，需要使用高效帶通濾器7MHz以上頻率。但在當時實際上很難制造出這樣的濾波器，因此，圖像信號頻率變?yōu)?MHz左右，水平分辨率到達480TVL。 JVC攝像機的高分辨比 JVC在滿足上述條件的同時，反復討論若何實現(xiàn)高分辨化，并在行業(yè)首次實現(xiàn)了水平分辨率540TVL商品化。如上所述，若何才能在不產生假信號的情況下將圖像頻率擴展到高帶寬是問題的要點。為此，我

18、們將注意力放到了以下方面：若何實現(xiàn)采用高像素CCD；優(yōu)化光學LPF帶通濾波器；電路寬帶化。本文將就若何擴展電路的寬帶化進展特別說明。圖書是JVC的時鐘圖信號流程圖。 從圖6得知，通過新開發(fā)的DSP，附加與此前的亮度Y信號不同的僅有高頻成份的信號，從而實現(xiàn)擴展圖像頻率，得到沒折疊失真的高分辨率圖像。目前JVC配備該DSP的產品系列型號已經有TK-C920EC、TK-C921EC、TK-C205EC。 最低被攝物體的照度靈敏度 CCTV監(jiān)控攝像機的另外一個重要性能是最低被攝物體的照度靈敏度。所謂最低被攝物體照度，就是“為了獲得可識別被攝物體最低限界的圖像輸出水平而所需的必要的被攝物體照度，用lx勒

19、克斯表示。簡單地說，就是攝像機在黑暗的地方能夠拍攝出什么程度的亮度，數(shù)字越小照度低表示攝像機的靈敏度能夠拍攝出很暗的地方，表示性能越好。 最低被攝物體照度的測定方法 方法一是使用標準灰度卡測試圖v=2.2，使圖像正好充滿監(jiān)視器欠掃描時的邊框。測定照明條件必須滿足：光源色溫為3100k+100k；攝像機設定條件：增益最大；AGCON；電子快門OFF；白平衡：最正確。 第二種方法是，降低照度使灰度梯級中央的白色到達50%0.35V圖像水平，顯示到達規(guī)定水平時的照度。 注意確認工程 盒型攝像機的最低被攝物體照度的測定是隨著被選鏡頭的亮度F值而變化的。一般選用亮度為F1.2的鏡頭，在最低被攝物體照度的

20、測定值上會明確標明鏡頭指標。測定時，一般情況下標明灰度階梯至亮度電平為50%0.35V時的照度，不過也有些廠家是25%0.18V或最低，甚至有些廠家不標出測試時的亮度電平。 如上所述，因測定條件不同，故不能夠只比較絕對值，而是需要看所標示的條件。同時，使用亮度為F1.0鏡頭時照度為1/1.4；在白色水平25%0.18V下測定時，照度變成1/2，區(qū)別很大?；蛟S，還存在有些標明的攝像機靈敏度看似很好，但實際上性能卻完全不一樣的情況。 提高最低被攝物體照度靈敏度的方法 提高攝像機的最低被攝物體照度可以考慮下面幾點。 增大固體攝像元件1個象素的開口面積。由于攝像元件的尺寸固定，增大1個象素的開口面積，象素數(shù)會減少，分辨率也會減少。例：29萬象素 1個象素尺寸 9.8u x6.3u 0.55lxTK-C750EC；44萬象素 1個象素尺寸 6.5u x6.25u 1.5lxTK-C920EC。要在不減少分辨率的情況下增大開口面積，可將固體攝像元件的尺寸改為1/2型，如：44萬象素 1個象素尺寸 8.6u x8.3u 0.6lxTK-C1480BEC。 增加AGC 如果提高增益靈敏度，噪音成份