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监控摄像机的四个关键性参数

买东西从来就是一件麻烦事儿,买摄像机就更麻烦,因为这种专业级应用的产品在选择上更加考验用户,从厂家来看有“SONY”、“松下”、“佳能”、“池上”、“日立”、“JVC”……从价格来看就更麻烦了,最低可以到几千元,最高卖几十万也不稀奇,而如果看厂家的功能介绍,基本上都是“高清”,很难看出一些对我们有用的东西,眼花缭乱却又无从选择,其实对于用户来说,品牌不重要,价格很重要,而质量才是最最重要的,今天笔者就提出四个影响监控质量的四个关键性参数,并且通过一些对比图来让读者理解得更加直观,从而帮助用户选购。

  信噪比

  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。通俗来讲即为摄像机抵抗影像干扰的能力,这也是摄像机的一个重要的性能指标,理论上讲,信噪比越大越好。

从图中可以看出明显的噪点

  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。干扰噪点的强弱(也即干扰噪点对画面的影响程度)与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系,即摄像机的信噪比越高,干扰噪点对画面的影响就越小。目前主流摄像机的信噪比是52DB,最大的可以到60DB。

  超宽动态

  超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。

  具有280:1的超宽动态范围,比传统摄像机只具有的3:1动态范围超出了90倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。

超级背光补偿

  背光补偿是指在非常强的背景光线条件下为目标提供理想的曝光。

  一个不具有背光补偿的普通摄像机,当一个主要目标后面有非常亮的背景或一个点光源不可避免时,摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级,这并不是一个好的方法,因为当快门速度增加的时候,光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题,一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。

  背光补偿的原理是,影像首先被分割成7块或6个区域(两个区域是重复的),每个区域都可以独立加权计算曝光等级,例如中间部分就可以加到其余区块的9倍,因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰,因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷,如果主要目标从中间移动到画面的上下左右位置,目标会变得非常黑,因为现在它没有被区别从而不被加权。解决上面问题的唯一方法就是智能化摄像机,当主要目标移动时相应的加权区域立刻随之移动,这个技术称为超级背光补偿。数字信号处理器首先将影像分割成320X240( 76,800 )个极微小的区域,每个区域都在不停地扫描寻找主要目标和过度曝光的像素,这些过度曝光的点将首先从计算方案中移除,剩下的灰度等级区域将用来计算曝光的等级。人工智能增强搜索主要目标并给以适当的加权等级以更深层调整到完美的曝光等级。

  无色滚动

  注意,这四个字的断句应该是:无 色滚动。色滚动现象是指,数字讯号处理器视频摄像机使用在荧光灯下拍摄的影像通常会从白色转变成蓝色、粉红色再回到白色,如此循环。

  白热灯泡能提供稳定的光线,而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以8.3ms的速度在变换而波动。传统摄像机计算出白平衡需要100~150ms(0.1~0.15),比交流电慢了8.5ms,因此永远不能赶上。对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动。现在的摄像机配有20百万次超快数字讯号处理器,比传统数字讯号处理器快了200倍,可以仅仅使用3ms就计算出白平衡,因此可以做到完全没有色滚动现象。

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