專家講解監(jiān)控?cái)z像機(jī)技術(shù)與格局

    近年來，新型低成本MOS圖像傳感器有了較快速的發(fā)展，基于MOS圖像傳感器的監(jiān)控?cái)z像機(jī)已開始被應(yīng)用于對(duì)圖像質(zhì)量要求不高的可視電話或會(huì)議電視系統(tǒng)中。監(jiān)控?cái)z像機(jī)是獲取監(jiān)視現(xiàn)場圖像的前端設(shè)備，它以面陣CCD圖像傳感器為核心部件，外加同步信號(hào)產(chǎn)生電路、視頻信號(hào)處理電路及電源等。

    監(jiān)控?cái)z像機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)

    監(jiān)控?cái)z像機(jī)具有黑白和彩色之分，由于黑白監(jiān)控?cái)z像機(jī)具有高分辨率、低照度等優(yōu)點(diǎn)，特別是它可以在紅外光照下成像，因此在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，黑白CCD監(jiān)控?cái)z像機(jī)仍具有較高的市場占有率。

    監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用很簡單，通常只要正確安裝鏡頭、連通信號(hào)電纜，接通電源即可工作。但在實(shí)際使用中，如果不能正確地安裝鏡頭并調(diào)整攝像機(jī)及鏡頭的狀態(tài)，則可能達(dá)不到預(yù)期使用效果。應(yīng)注意鏡頭與監(jiān)控?cái)z像機(jī)的接口，是C型接口還是CS型接口(這一點(diǎn)要切記，否則用C型鏡頭直接往CS接口監(jiān)控?cái)z像機(jī)上旋入時(shí)極有可能損壞監(jiān)控?cái)z像機(jī)的CCD芯片)。

    安裝鏡頭時(shí)，首先去掉監(jiān)控?cái)z像機(jī)及鏡頭的保護(hù)蓋，然后將鏡頭輕輕旋入監(jiān)控?cái)z像機(jī)的鏡頭接口并使之到位。對(duì)于自動(dòng)光圈鏡頭，還應(yīng)將鏡頭的控制線連接到監(jiān)控?cái)z像機(jī)的自動(dòng)光圈接口上，對(duì)于電動(dòng)兩可變鏡頭或三可變鏡頭，只要旋轉(zhuǎn)鏡頭到位，則暫時(shí)不需校正其平衡狀態(tài)(只有在后焦聚調(diào)整完畢后才需要最后校正其平衡狀態(tài))。

    調(diào)整鏡頭光圈與對(duì)焦，關(guān)閉監(jiān)控?cái)z像機(jī)上電子快門及逆光補(bǔ)償?shù)乳_關(guān)，將監(jiān)控?cái)z像機(jī)對(duì)準(zhǔn)欲監(jiān)視的場景，調(diào)整鏡頭的光圈與對(duì)焦環(huán)，使監(jiān)視器上的圖像最佳。如果是在光照度變化比較大的場合使用監(jiān)控?cái)z像機(jī)，最好配接自動(dòng)光圈鏡頭并作監(jiān)控?cái)z像機(jī)的電子快門開關(guān)置于OFF。如果選用了手動(dòng)光圈則應(yīng)將監(jiān)控?cái)z像機(jī)的電子快門開關(guān)置于ON，并在應(yīng)用現(xiàn)場最為明亮(環(huán)境光照度最大)時(shí)，將鏡頭光圈盡可能開大并仍使圖像為最佳(不能使圖像過于發(fā)白而過載)，鏡頭即調(diào)整完畢。裝好防護(hù)罩并上好支架即可

    在以上調(diào)整過程中，若不注意在光線明亮?xí)r將鏡頭的光圈盡可能開大，而是關(guān)得比較小，則監(jiān)控?cái)z像機(jī)的電子快門會(huì)自動(dòng)調(diào)在低速上，因此仍可以在監(jiān)視器上形成較好的圖像;但當(dāng)光線變暗時(shí)，由于鏡頭的光圈比較小，而電子快門也已經(jīng)處于最慢(1/50s)了，此時(shí)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)的成像就可能是昏暗一片了。

    B) 手動(dòng)白平衡

    開手動(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)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級(jí)、增加或減少蘭色各一個(gè)等級(jí)。除次之外，有的攝像機(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。

    (8)電子快門

    在CCD攝像機(jī)內(nèi)，是用光學(xué)電控影像表面的電荷積累時(shí)間來操縱快門。電子快門控制攝像機(jī)CCD的累積時(shí)間，當(dāng)電子快門關(guān)閉時(shí)，對(duì)NTSC攝像機(jī)，其CCD累積時(shí)間為1/60秒;對(duì)于PAL攝像機(jī)，則為1/50秒。當(dāng)攝像機(jī)的電子快門打開時(shí)，對(duì)于NTSC攝像機(jī)，其電子快門以261步覆蓋從1/60秒到1/10000秒的范圍;對(duì)于PAL型攝像機(jī)，其電子快門則以311步覆蓋從1/50秒到1/10000秒的范圍。當(dāng)電子快門速度增加時(shí)，在每個(gè)視頻場允許的時(shí)間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，結(jié)果將降低攝像機(jī)的靈敏度，然而，較高的快門速度對(duì)于觀察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè)"停頓動(dòng)作"效應(yīng)，這將大大地增加攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率。

    (9)背景光補(bǔ)償

    通常，攝像機(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。 當(dāng)背景光補(bǔ)償為開啟時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場的一個(gè)子區(qū)域求平均來確定其AGC工作點(diǎn)，此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí)，則前景目標(biāo)的可視性有望改善。

    (10)寬動(dòng)態(tài)

    寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。

    解決方法就是用一顆CCD，但是上面的每一點(diǎn)在單一時(shí)間內(nèi)曝光兩次，一次長曝光(低快門)，一次短曝光(高快門)，所以每一點(diǎn)都有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出，就叫”雙輸出CCD”，正因?yàn)槊奎c(diǎn)有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出，總資料量就比一般CCD多了一倍，因此傳輸?shù)乃俣鹊么笊弦槐恫拍馨奄Y料搬出來，所以又叫”雙速CCD(Double Speed CCD)。

    就這樣了! 雙輸出CCD 扔出一個(gè)長曝光及短曝光的訊號(hào)給DSP，DSP去運(yùn)算再加總，所謂”寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)”就出來了。