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鏡頭、攝像頭、攝像機等相關指標測試

2010-11-30

一、如何正確認識攝像機的分辨率指標
     綜合測試卡

   分辨率楔形圖
     1、分辨率是衡量攝像機優劣的一個重要參數，指的是當攝像機攝取等間隔排列的黑白相間條紋時，在監視器上人眼能夠看到的大線數，當超過這一線數時，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，用目視法觀察監視器上圖像中心楔上能分辨的大線數或十組中心清晰度線段能分辨的大線數。
     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的測試結果。
     （2）顯示時使用黑白監視器，線數應在600線以上，如果使用彩色監視器，要將色飽和度旋紐調至低，避免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對比，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，通過對比，可以對要采購攝像機的清晰度指標得出正確的結論。
     （2）購買單板機時，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，不能出現模糊和變形，否則，就要更換較好的鏡頭。

    二、低照度指標要有相關的條件
     1、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，被攝物體的小照度。
     2、測試方法
     十級灰度測試卡

     （1）對比法：將攝像機置于暗室，選擇一部名廠的原裝攝像機作
     對比，使用二個同種型號的手動光圈鏡頭，暗室內裝有調壓器控制的220V白熾燈，以調壓器調節電壓的高低來調節暗室內燈的明暗，電壓可以從0V調到220V，室內光照也可以從暗調至亮，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對比，根據名廠的原裝攝像機標稱的低照度值推測出待測攝像機的低照度值。
     （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表面的照度值，計算出低照度。
     3、測試時應注意的是低照度的數值與下列四個因素有關。
     （1）鏡頭的光圈
     （2）光源的色溫
     （3）視頻信號的幅度
     （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，否則根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：標稱的低照度只能作參考，關鍵還是要根據使用場合的需要選用合適的攝像機。使用測光表測量現場的低照度。在暗室中模擬現場的光照度環境，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、信噪比的高低和照度的關系
     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。
     當攝像機攝取較亮場景時，監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）對比法
     將攝像機置于暗室，選擇一個名廠的原裝攝像機作對比，使用二個同樣型號的手動光圈鏡頭，將待測攝像機和原裝攝像機對準黑平衡測試卡，用調光器調節光照度的大小，直至畫面上明顯出現雪花狀的干擾噪點，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達到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
     3、測試時應注意
     ①濾波器的選擇，一般采用100KHZ的低通和fg高通，不采用視頻加權曲線。
     ②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，隨便填寫一個數字，色度噪聲測量更是無從談起。
     因此，在購買攝像機時，要根據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，直至監視器上顯示的圖像質量到可接受的程度，這就是你適合使用的攝像機。

    四、自動白平衡和色彩還原的調整

彩條測試卡

     1、彩色攝像機的色還原性是決定畫面質量的主要因素。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，各種人造光源的色溫也高低不同，彩色攝像機在不同的環境色溫下，也應該正確地重現白色，這就需要在連續工作中隨時校正白平衡。
白平衡是彩色攝像機的重要參數，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；當攝像機白平衡不佳時，重現圖像就會出現偏色現象，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，表明攝像機的白平衡調整是按3200K色溫和5600K色溫分別進行設置的。
     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，表現為被攝景物在監視器上的色彩還原，這就需要一個前提條件，即監視器不能偏色，否則就無法判定攝像機偏色；使用視頻信號測試光碟，向監視器輸出一個白場信號，觀察熒屏的白色是否偏色。
     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視器的偏色對顯示圖像的影響大小，確實影響監控效果了,可以調節監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，低照度，信噪比和白平衡是攝像機重要的技術指標，購買時要根據四項指標，并結合價格高低綜合考慮。