CCD攝像機的基礎知識(上)(3)

時間：2010-05-24　來源：中國集群通信網　作者：張天天　點擊：次

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　　誤差電壓的數字保持方式是，將誤差電壓先轉變成數字信號存儲起來，然后再變成模擬電壓送到增益控制級，只要計數器的電源不斷開，數字信號就維持不變，誤差電壓也就不變。

　　b、將色差信號R-Y和B-Y送入自動白平衡電路，經R、C網絡積分后，與零電平進行比較。當拍攝白色景物并達到白平衡時，兩個色差信號都應當是零。因此，通過將色差信號與零電平進行比較，即可實現白平衡調整。如當R-Y>0時，則比較器輸出電壓就加到紅路增益控制級，使其增益減小，直到R-Y=0;當R-Y<0時，則紅路增益應當增大。其中藍路增益的控制，則由B-Y信號控制，具體控制方法與紅路相同。

　　黑平衡(Black Balance)的調整

　　黑平衡也是彩色攝像機的一個參數，一般廣播級攝像機都有黑平衡調整電路。但是，在電視監控系統的實際應用中，多為中低檔CCD彩色攝像機，因此一般都不設黑平衡調整電路，其原因是因為由于黑平衡對人眼視覺的影響遠不如白平衡對人眼視覺影響那樣強烈之故。

　　1、什么是黑平衡?

　　黑平衡是攝像機在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時，輸出的三個基色電平也應相等，這時在監視器的屏幕上才能重現出純黑色，這種現象叫做黑平衡。若黑平衡調整不好，在監視器的屏幕上就會出現黑里透紅或黑里透綠等色調。

　　根據前面的分析可知，正確重現黑白圖像是正確重現彩色的前提和基礎，因此，彩色攝像機的黑、白平衡的調整對正確重現彩色是十分重要的。

　　2、自動黑平衡(Auto Black Balance 簡稱ABB)調整

　　自動黑平衡與自動白平衡的處理方法基本相似，但引起黑電平的變化不平衡的因素，要比白電平多。從電路結構上看，黑電平的調整和白電平的調整會互相影響。因此，在彩色攝像機的處理放大器中，在增益控制級的前面，要加暗電流和背景光補償以及雜散光校正等電路，以使黑電平既不隨增益變化，也不隨雜散光變化。這樣，調整白平衡時，就不致影響黑平衡。

　　自動黑平衡的處理也有兩種方式：

　　· 紅、綠、藍三路處理放大器黑電平由一個公共的基準黑電平來決定，當蓋上鏡頭蓋時，就自動地使每一路信號在混消隱以前保持黑電平與消隱電平一致。這樣，最后輸出的三路視頻信號的黑電平也必定是一致的;

　　· 以綠路為基準，將紅路黑電平與藍路黑電平分別與綠路黑電平相比較，用所得誤差電壓分別控制紅路與藍路的黑電平，使它們與綠路黑電平相等。

　　有關電路的原理與前述自動白平衡調整電路的原理類似，這里就不再贅述。

　　其他性能參數的調整

　　除了白、黑平衡外，彩色攝像機還有其他性能參數，其中水平與垂直相位調整可保證圖像的色彩及穩定性，而外同步輸入端口則可保證大系統中的多支攝像機保持同步調整鎖定狀態。

　　1、水平相位(Horizontal Phase簡稱HP)調整

　　水平相位也稱作行相位，它與彩色副載波(PAL制彩色副載波頻率為fs = 4.43361875MHZ)具有嚴格的鎖定關系。一旦相位失鎖，就會造成在監視器屏幕上重現的圖像無彩色，或是出現彩色失真，如紅旗變成了綠旗，人臉的顏色也變成青綠色等。

　　水平相位與副載波相位的鎖定關系，是在攝像機的同步信號產生電路中完成的。通常，電路設計可使這一鎖定關系具有很寬的鎖相跟蹤范圍，因而一般不需調整。正因為如此，大多數中、低檔CCD彩色攝像機，一般不設有此外置HP調整的功能。

　　一般，對中、高檔彩色攝像機，要求其功能及適應的環境更為多些。因此，往往在攝像機的背面板或側面板上，增加一個HP調整旋鈕。一旦出現彩色失真，可以通過調整此HP旋鈕而加以消除。

　　2、垂直相位(Vertical Phase簡稱VP)調整

　　垂直相位也稱作場相位，它與行相位也具有嚴格的鎖定關系，主要用于保證正確的電視掃描規律。當監視器屏幕上的圖像出現垂直流動時，調整VP旋鈕即可消除畫面的滾動。

　　3、外同步輸入(SYNC)

　　一般，在大多數中、高檔CCD彩色攝像機的后面板上，除了有BNC連接器的視頻輸出端口(標有VIDEO字樣)外，還有一個標有SYNC字樣的同樣形狀的端口，并在其附近設有一個拔動開關，這個BNC端口就是外同步輸入端口。當單獨使用一個攝像機時，這個端口一般無需連接，只需將視頻輸出端口通過視頻電纜連接到監視器或錄像機等視頻設備上，即可獲得穩定的圖像。而當同時使用多個攝像機并共用后端視頻設備(如多畫面分割器)時，有時就會出現多個畫面不同步的現象，這時就需要用到SYNC端口。

　　由前面的分析可知，為保證正確的電視掃描關系，攝像機內部必須有同步信號產生電路。這種同步信號產生電路為攝像機的各部分電路提供了所需的同步信號，人們稱此時攝像機工作在內同步方式。當多個攝像機同時用后端視頻設備時，由于各攝像機的內同步彼此是獨立的，后端設備便無法確定去跟蹤哪一個攝像機的同步信息，因而造成各顯示畫面的不同步。順便指出，現行的多畫面分割器大都采用了具有較強的同步跟蹤能力的鎖相電路，因而在大多數應用場合，不會出現上述各顯示畫面不同步的現象。

　　通過SYNC拔動開關將攝像機置于外同步方式，并將各攝像機的外同步輸入端口連接到一個外接同步信號發生器上，則各攝像機即關斷了各自的內同步產生電路，而是從外同步輸入端口中獲取并分離出各部分所需的同步信息。由于此時各攝像機的同步信息是來自同一個同步信號發生器，因而保證了各攝像機畫面的同步關系。一般，外同步方式連接示意如圖4所示。