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    摄像机性能指标的测试方法

    作者:施工队长    来源:成都系统集成公司    更新时间:2010-6-30 18:31:08    设计指数:          ★★★ 

      在不同使用环境下,怎样选购合适的摄像机,笔者长期从事摄像机检测设备的销售和技术工作,本文对摄像机的主要性能参数,测试方法和采购时应注意的事项简单地谈谈自己经验和看法。

      一、如何正确认识摄像机的分辨率指标

      

     

      综合测试卡

      

     

      分辨率楔形图

      1、分辨率是衡量摄像机优劣的一个重要参数,指的是当摄像机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器上人眼能够看到的最大线数,当超过这一线数时,屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再分辨出黑白相间的线条。清晰度又分为水平分辨率度和垂直分辨率。

      2、测试方法,摄像机拍摄综合测试图,用目视法观察监视器上图像中心楔上能分辨的最大线数或十组中心清晰度线段能分辨的最大线数。

      3、测试时应注意

      (1)要使用成像质量好的镜头,因为镜头的好坏影响最终的测试结果。

      (2)显示时使用黑白监视器,线数应在600线以上,如果使用彩色监视器,要将色饱和度旋纽调至最低,避免色度信号对亮度信号的干扰。

      4、采购时应注意

      (1)使用索尼、松下原装摄像机做横向对比,观察两种摄像机在分辨黑白线条组时差距;原装机的性能指标真实可靠,通过对比,可以对要采购摄像机的清晰度指标得出正确的结论。

      (2)购买单板机时,有时配套的镜头成像质量较差,除了要测试中心分辨率外,还是测试四个角的分辨率,不能出现模糊和变形,否则,就要更换较好的镜头。

      二、最低照度指标要有相关的条件

      1、最低照度的概念,摄像机产生的亮度输出电平,是额定电平(700mv)的一半时,被摄物体的最小照度。

      2、测试方法

      

     

      十级灰度测试卡

      (1)对比法:将摄像机置于暗室,选择一部名厂的原装摄像机作

      对比,使用二个同种型号的手动光圈镜头,暗室内装有调压器控制的220V白炽灯,以调压器调节电压的高低来调节暗室内灯的明暗,电压可以从0V调到220V,室内光照也可以从最暗调至最亮,将二部摄像机分别对准层次丰富的物体,调低室内的光亮度,直至看不清物体的暗部层次,或者将镜头光圈调小一级作对比,根据名厂的原装摄像机标称的最低照度值推测出待测摄像机的最低照度值。

      (2)仪器法:同样在暗室中测试,将摄像机对准十级灰度测试卡,调低室内的光亮度,直至摄像机输出的视频信号在示波器上的辐度降至350mv,再用测光表测量测试卡表面的照度值,计算出最低照度。

      3、测试时应注意的是最低照度的数值与下列四个因素有关。

      (1)镜头的光圈

      (2)光源的色温

      (3)视频信号的幅度

      (4)反射率(目标的反射率和背景)

      只有标明以上四个相关条件,测试出的最低照度才是有意义的,不能抛开上述四项测试条件而单纯比较某品牌摄像机的照度标称值和另一个品牌摄像机的照度标称值去比较,否则根本不能得出哪部摄像机的低照度特性更好的结论。

      4、采购时应注意

      选择照度摄像机:标称的最低照度只能作参考,关键还是要根据使用场合的需要选用合适的摄像机。使用测光表测量现场的最低照度。在暗室中模拟现场的光照度环境,选择不同的摄像机试验或使用大口径光圈的镜头,直至分辨清楚灰度测试卡的十级轮廓。

      三、信噪比的高低和照度的关系

      1、所谓“信噪比”指的是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号S/N来表示。信噪比又分为亮度信噪比和色度信噪比。信噪比也是摄像机的一个主要参数。

      当摄像机摄取较亮场景时,监视器显示的画面通常比较明快,观察者不易看出画面中的干扰噪点;而当摄像机摄取较暗的场景时,监视器显示的画面就比较昏暗,观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。

      2、亮度信噪比的检测方法

      (1)简单判别法

      亮度信噪比:将镜头的光圈关闭,或盖上镜头盖,在监视器上观察雪花状的干扰噪点的多少。

      色度信噪比:将摄像机对准白平衡测试卡,观察带有颜色的噪声点的多少。

      (2)对比法

      将摄像机置于暗室,选择一个名厂的原装摄像机作对比,使用二个同样型号的手动光圈镜头,将待测摄像机和原装摄像机对准黑平衡测试卡,用调光器调节光照度的大小,直至画面上明显出现雪花状的干扰噪点,比较噪声点的密度和大小,估计信噪比的数值。

      (3)仪器法

      亮度信噪比:将摄像机对准十级灰度测试卡,调整光圈的大小,使摄像机输出的视频电平达到350mv,将信号接入视频噪声测量仪,在仪表盘直接读取信噪比的读数

      3、测试时应注意

      ①滤波器的选择,一般采用100KHZ的低通和fg高通,不采用视频加权曲线。

      ②要考虑摄像机AGC和r校正的影响。

      4、采购时应注意

      由于视频噪声测量仪价格昂贵,国内厂家一般没有这样的设备,大的厂家使用示波器估计信噪比的大小,小的厂家目测摄像机的雪花点多少,随便填写一个数字,色度噪声测量更是无从谈起。

      因此,在购买摄像机时,要根据使用地点的光照度条件选择摄像机,使用测光表测量并记录,使用场地在监控时段内的不同照度值。回到办公室暗室中模拟使用场地的不同照度值,观察哪一种摄像机的噪声点多,增大镜头的光圈或使用大口径通光量的镜头,或是增加使用地点的灯光亮度,直至监视器上显示的图像质量到可接受的程度,这就是你适合使用的摄像机。

      四、自动白平衡和色彩还原的调整

      

     

      彩条测试卡

      1、彩色摄像机的色还原性是决定画面质量的最主要因素。人们把拍摄白色物体时摄像机输出的红、绿、蓝三基色信号电压:VR= VG=VB的现象称为白平衡。

      自动白平衡,由于太阳光在早上、中午、下午的不同时段内的色温相差很大,各种人造光源的色温也高低不同,彩色摄像机在不同的环境色温下,也应该正确地重现白色,这就需要在连续工作中随时校正白平衡。

      白平衡是彩色摄像机的重要参数,好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;当摄像机白平衡不佳时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物(如白色的墙壁)也着上颜色。

      2、白平衡的检测方法

      (1)目测法

      手动白平衡:摄像机的面板开关上标有3200K、5600K字样,表明摄像机的白平衡调整是按3200K色温和5600K色温分别进行设置的。

      使用同一色温的人工光源(如卤钨灯或日光灯),摄像机对准白平衡测试卡,在监视器上观察画面是否偏色。

      自动白平衡:摄像机分别对准二种不同色温光源照射下的白平衡测试卡,或在摄像机镜头前加装3200K和5600K色温转换滤色镜。在监视器上观察偏色的白平衡是否能恢复到原来的白色,观察摄像机自动白平衡的转换速度。

      (2)仪器法

      将摄像机对准标准色温光源箱的彩条测试卡,将信号接入到矢量示波器中,观察显示的六个光点是否落在规定的矢量点内,通过各个光点的位置和幅度观察出摄像机拍摄的红、绿、蓝、黄、品、青六种颜色是否偏色和色饱和度的大小。

      3、测试时应注意的问题

      摄像机白平衡性能,表现为被摄景物在监视器上的色彩还原,这就需要一个前提条件,即监视器不能偏色,否则就无法判定摄像机偏色;使用视频信号测试光碟,向监视器输出一个白场信号,观察荧屏的白色是否偏色。

      4、采购时应注意的问题

      选用摄像机时应注意到光源色温的变化和监视器的偏色对显示图像的影响大小,确实影响监控效果了,可以调节监视器上的白平衡调整电路或在摄像机镜头前加装色温调整滤色镜。

      分辨率,最低照度,信噪比和白平衡是摄像机最重要的技术指标,购买时要根据四项指标,并结合价格高低综合考虑。


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