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              攝像機相關名詞解釋

              攝像機相關名詞解釋

              發布時間:2016-09-01 09:05:33

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              問:什么是背光補償? 
                 背光補償能提供在非常強的背景光線前面目標的理想的曝光,無論主要的目標移到中間、上下左右或者熒幕的任一位置。 
                 一個不具有超強動態特色的普通攝像機只有如 1/60 秒的快門速度和 f2.0 的光圈的選擇,然而一個主要目標后面的非常亮的背景或一個點光源是不可避免的,攝像機將取得所有近來光線的平均值并決定曝光的等級,這并不是一個好的方法,因為當快門速度增加的時候,光圈會被關閉導致主要目標變得太黑而不被看見。為了克服這個問題,一種稱為背光補償的方法通過加權的區域理論被廣泛使用在多數攝像機上。影像首先被分割成 7 塊或 6 個區域(兩個區域是重復的),每個區域都可以獨立加權計算曝光等級,例如中間部分就可以加到其余區塊的 9 倍,因此一個在畫面中間位置的目標可以被看得非常清晰,因為曝光主要是參照中間區域的光線等級進行計算。然而有一個非常大的缺陷,如果主要目標從中閑移動到畫面的上下左右位置,目標會變得非常黑,因為現在它不被區別開來已經不被加權。 

              問:什么是星光模式? 
                 答:星光模式能讓 ccd 攝像機在非常弱的光線情況下,比如 0.0002lux 照度等級,看到清晰的彩色影像。 
                 所有的 ccd 攝像機都是設計工作在 1/50,1/60~1/2000 秒的快門速度,因此適合低照度等級或者稱為感光度在使用 f1.2 和 5600k 條件下限制在 3 到 6lux 。星光模式 ccd 攝像機專有數字訊號處理器能使得 ccd 的快門速度低到 1~10 秒,因為長時間快門打開的物理原理, ccd 可以收集到更多的光子,因此比傳統攝像機提高 100 到 600 倍的感光度。

              問:什么是垂直同步、彩色視頻復合信號同步、外同步、直流線鎖定和完全同步? 
                 答:這是攝像機之間不同的同步方法。 
                 全體鎖定是兩部用于精密的應用如廣播攝影棚攝像機之間完全同步適合好的方法。它將同步:水平,垂直,偶數 / 奇數區域,色彩觸發頻率和階段。 
                 垂直同步是適合簡單的方法來同步兩部攝像機,通過垂直驅動頻率來保證視頻能夠采用老式的切換期或者四分割機器,在同一個監視器上顯示幾個影像源。垂直驅動信號通常由重復頻率 20/16.7 毫秒( 50/60 赫茲)和脈沖 1~3 毫秒寬度的脈沖組成。 
                 彩色視頻復合信號代表視頻和彩色觸發信號,意味著攝像機能和外部的復合彩色視頻信號同步。然而盡管稱作彩色視頻復合信號同步,實際上只進行水平同步和垂直同步,而沒有色彩觸發同步。 
                 外同步非常類似于彩色視頻復合信號同步。一個攝像機能夠同步于另一個攝像機的視頻信號,一個外同步攝像機能使用輸入的彩色視頻復合信號,提取水平和垂直同步信號來做同步。 
                 直流線鎖定是一種古老的技術,利用直流 50/60 赫茲電源線電流來同步攝像機。因為直流 24 伏電源廣泛使用于多數建筑物防火警報系統,由于非常容易獲得。由于老型號的切換器和分割系統沒有數字記憶功能,要保持穩定的影像,攝像機之間的同步非常必要,直流線鎖定就是攝像機同步于交流 50/60 赫茲,彩色信道之間時間的關聯和水平 / 垂直信號沒有約束會導致糟糕的色彩轉換(色彩階段設計),因此所有使用交流線鎖定的用戶不可避免地失去很好的色彩轉換。幸運的是,現在的分割器和 16 通道復合處理器以及硬盤錄象機都有內部記憶體來克服這個問題,不再需要同步信號,因此交流線鎖定可能若干年后會被淘汰掉。 

              問:ccd 攝像機適合小能到什么程度?是 11.5x 50 毫米 或者 22x 23 毫米 的極限嗎? 
                 答: ccd 攝像機尺寸主要依賴于 4 個主要的部件, ccd 傳感器的尺寸,數字訊號處理器, cds 和垂直驅動。因為這些芯片必須由不同的半導體技術制造,所以不可能合并到一個單 ic 中, ccd 傳感器作為主要的部分,已經大幅縮小了,從 2/3 英寸到 1/2 英寸到 1/3 英寸到 1/4 英寸和 1/6 英寸及 1/7 英寸,然而 ccd 尺寸越小感旋旋光性能就越差,因此 1/6 英寸 ccd 就已經比 1/4 英寸差了很多,因此 1/4 英寸 ccd 多年來一直是主流。一個 1/4 英寸 ccd 具有 10x 10 毫米 的尺寸成為主要部件,數字訊號處理器如果采用 15x 15 毫米 qfpga 封裝將大于 ccd ,進一步加大攝像機單板的尺寸。當今多數公司只能縮減 ccd 攝像機板機尺寸到 44x 44 毫米 。

              問:什么是超寬動態? 
                 答:超寬動態是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色。 
                 寬動態攝像機比傳統只具有 3:1 動態范圍的攝像機超出了幾十倍。自然光線排列成從 120,000lux 到星光夜里的 0.00035lux 。當攝像機從室內看窗戶外面,室內照度為 100lux ,而外面風景的照度可能是 10,000lux ,對比就是 10,000/100=100:1 。這個對比人眼能很容易地看到,因為人眼能處理 1000:1 的對比度,然而傳統的閉路監控攝像機處理它會有很大的問題,傳統攝像機只有 3:1 的對比性能,它只能選擇使用 1/60 秒的電子快門來取得室內目標的正確曝光,但是室外的影像會被清除掉(全白);或者換種方法攝像機選擇 1/6000 秒取得室外影像完美的曝光,但是室內的影像會被清除(全黑)。這是一個自從攝像機被發明以來就一直長期存在的缺陷。 

              問:什么是超高解析 ccd 攝像機? 
                 答:目前市場上的索尼 ccd 攝像機幾乎都使用了超高解析技術。超高解析能比傳統舊型號的 ccd 提高 2 倍的感光度和 6db 的漏光排斥比。 
                 松下認為他們的適合新 37 個系列和索尼超高解析一樣的好,而 39 個系列和索尼 ex-view 在可見光范圍有同樣的效果。 
                 索尼 ex-view ccd 相比于超高解析在近紅外光區域( 800~900 納米)有 4 倍的感光度,然而這個優點只有需要在夜視時能取得很好的效果。如果不能正確地使用,這個優點幾乎沒有用處,因為紅外線會導致色彩失真,由于紅外線聚焦較深的物理特性導致影像模糊,特別在使用某些鏡頭的時候會導致全息影像。

              問:什么是 cmos 攝像機?和 ccd 攝像機有何不同? 
                 答: cmos 傳感器是一種通常比 ccd 傳感器低 10 倍感光度的傳感器。因為人眼能看到 1lux 照度(滿月的夜晚)以下的目標, ccd 傳感器通常能看到比人眼略好在 0.1~3lux ,是 cmos 傳感器感光度的 3 到 10 倍。 

              問:漏光排斥比的物理含義是什么? 
                 答:漏光是由 ccd 傳感器設計的缺陷造成的,每個攝像機有一個 ccd 傳感器,由于 ccd 傳感器的缺陷,進入 ccd 傳感器的強光 將會穿透抵抗層產生過度的影像,這些不需要的影像稱做拖光, ccd 攝像機抵抗強光的能力稱為漏光排斥比。

              問: f2.0 、 f 3.4 毫米 代表什么意思?我如何通過這些數字來選擇鏡頭? 
                 答: f 表示鏡頭的孔徑, f 停止 2:1 和 f 3.4 毫米 表示鏡頭的焦距是 3.4 毫米 。鏡頭 f2.0 和 f3.4~4 采用非常經濟的形式,應此價格較低,廣泛應用于單板攝像機, f2.0 的鏡頭的孔徑能收集人眼一半的光線, f 3.4 毫米 的鏡頭在 1/4 英寸 ccd 上有 60 度的視角,在 1/3 英寸 ccd 上有 90 度視角,非常接近于人眼的視角。人眼的兩只眼睛能包含更大的視角,就像是上帝巧妙的設計,從人到人一般有 150 到 180 的角度,但是請記住, f 停止和 f 焦距只是一個鏡頭的基本參數,并不代表質量。一個具有同樣 f 停止和焦距的優質鏡頭能比具有同樣參數的劣質鏡頭貴 100 倍,請參閱下一個問答詳細了解。 

              問:什么是適合低照度?什么是感光度? 0.0001lux 代表什么? 
                 答:適合低照度是測量攝像機感光度的一種方法,換句話說,攝像機能在多黑的條件下看到可用的影像。但是因為沒有管理的國際標準,因此每個大型 ccd 制造商都有自己測量 ccd 感光度的方法。然而一個標注為( 1lux , f10 )的攝像機能和標注為( 0.01lux , f10 )的攝像機完全一樣?。?!奇怪嗎?為什么呢? 

              問:什么是無色滾動? 
                 答:數字訊號處理器視頻攝像機使用在熒光燈下時,只能產生嚴重色滾動的影像。影像會從白色轉變成藍色、粉紅色再回到白色,如此循環。這是因為交流電源運行在 50/60 赫茲所引起的問題。白熱燈泡能提供穩定的光線,而日光燈的光線由于交流電的強度和色彩以 8.3ms 的速度在變換而波動。傳統攝像機計算出白平衡需要 100~150ms ( 0.1~0.15 ) ,比交流電慢了 8.5ms ,因此永遠不能趕上。對當前影像通過 8 次循環周期才能清楚地產生色滾動。

              問:什么是超高感度攝像機?它的優點和缺陷在哪里? 
                 答: "ex-view" 是索尼公司研發用來提高其 ccd 感光度的一個感光度提高技術,一是兩個可見光的因素,二是四倍近紅外波的波長。 
                 ex-view 是索尼專有技術,每個 ccd 基礎光電二極管的 p/n 接口特殊組裝來獲得更好的光子到電子的轉換效率。另外,每個光電二極管(描繪影像上的一個像素)有一個覆蓋在上面的微型鏡頭能夠較好的記錄和聚焦光線到有效的半導體接口。它的結果對比于索尼提供的 ccd 可視范圍提高了可見光的 2 倍和近紅外光( 800~900 納米)的 4 倍感光度。 ex-view 的 lux 效率比優質的 "super had" 可見光和近紅外光波場高出了 2 倍。 
                 ex-view 技術的缺陷在于,因為 ccd 芯片制造過程的難度本質和芯片靈敏的本質,索尼公司只有有限的傳感器部分供貨。 
                 按照索尼的講法,相比于 super had 傳感器, ex-view 芯片的光電二極管還有一些潛在的不完美的地方。這些很少的有缺陷的 ccd 元素可能會有故障,因此會導致 " 死亡像素 " ,會在影像留下一些無法去除的得白點或黑點。 ccd 芯片已知不管是在儲存或使用中死點都會不斷增長。 
                 舉個例子,一個從索尼工廠出來的 ex-view ccd 只有 3 個死點,但是在運輸的過程中可能增加到 5 個,到了攝像機廠商的倉庫時可能增長到 7 個并會繼續增長,比如,當安裝在 ccd 攝像機上時增長到 12 個。到攝像機到達用戶時數量可能增長到 15 到 30 個。這個過程會一直持續到有缺陷的光電二極管都穩定下來。索尼認為死點數量增長的原因是由于宇宙射線破壞了一些 ccd 矩陣的缺陷接口。 
                 由于制造過程的感光本質, ex-view ccd 芯片的產量是比較低的,可以使用的單位也是有限的產量。制造過程的高成本組合使得 ex-view ccd 芯片更適合應用于特殊領域(如科研、工業),這里使用高亮感光度的芯片是非常重要的,但是在普通的監控攝像機應用上使用卻是不劃算的。 

              問:什么是星光攝像機? 
                 答:星光 ccd 攝影機,光子在 ccd 傳感器上比普通 ccd 攝像機適合大曝光時間( 1/60 或 1/50 秒)長 2 到 128 倍( 1~2 秒)的聚集。因此,攝像機產生可用影像的適合低照度就降低了 2 到 128 倍。使用帶有幀累積技術的星光攝像機,用戶可以在星光照度情況( 0.0035lux )下看到彩色影像,而在多云的星光照度情況( 0.0002lux )下看到黑白影像,城市中散布的背景光(比如光污染)足夠產生良好的彩色曝光。

              問:什么是峰值感應模式? 
                 答:峰值感應模式是用通過影像亮點代替整個影像的平均值來決定曝光指數,使用規則系統的用戶能應對適合苛刻的要求,如在黑夜抓取一個白點的影像,而且還要看到這個小亮白點的細節和色彩。 

              問:什么事 cmos 攝像機?和 ccd 攝像機有何不同? 
                 答: cmos 傳感器是一種通常比 ccd 傳感器低 10 倍感光度的傳感器。 
              因為人眼能看到 1lux 照度(滿月的夜晚)以下的目標, ccd 傳感器通常能看到比人眼略好在 0.1~3lux ,是 cmos 傳感器感光度的 3 到 10 倍。 

               

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