主頁（http://www.by236.com）：CCD攝像機的基礎知識(下)(3) 需要說明的是，一般攝像機的AGC調整范圍為0?18dB，有些則可達到30dB。AGC電路的原理在大多數電子類書籍中都可找到，因此這里不再贅述。 逆光補償(BLC) 在電視監控系統工程中，對著出入口的攝像機常常會遇到逆光現象。圖像出現逆光現象，主要是視場范圍光線照度強弱反差太大引起的。有下面三種方法可以改善攝像機的逆光問題。 1、通過調整出入口攝像機的安裝位置，盡量避開來自外界陽光的直射，如將攝像機鏡頭對著走出門口的人員等安裝方法，能在很大程度上改善逆光現象。 2、通過提高室內光源的照度，使室內光線增強，以減小與外界光亮的反差，也可改善逆光現象。 上述二種方法是用普通攝像機改善逆光現象的方法，當然還可輔以一些方法綜合應用：如在出入口地面鋪設地毯以防止地面光的反射;在靠近出入口附近的窗戶用窗簾遮擋陽光的直射等。 3、通過選用具有逆光補償等相應功能的攝像機，來改善逆光現象。 所謂逆光補償也稱作背光補償(Back-Light Compensation即BLC)，它可以補償攝像機在逆光環境下所攝畫面過亮與過暗看不清細節的情況。由前述知，一般攝像機的AGC的自動調節范圍是有限的，一旦出現很強的信號(即強烈的逆光)，其AGC放大器就飽和而起不到自動調節的作用。當攝像機引入逆光補償功能時，攝像機僅對整個視場的一個子區域(如從第80行?200行的中心區域)進行檢測，通過求此區域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由于子區域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監視器上的主體畫面明朗。此時的背景畫面會更加明亮，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性就會得到改善。 超動態攝像機的自動調節范圍比一般攝像機大，因而也可改善逆光現象。對DSP攝像機來說，它可將整個視場均分為若干圖像子塊(如16個子塊)，對每一個圖像子塊分別進行平均電平檢測，并根據檢測結果對每一個子塊分別進行局部處理，因而其逆光補償效果比模擬CCD攝像機要好些。 線鎖定同步 線鎖定同步(LINE LOCK)是一種利用交流電源來鎖定攝像機場同步脈沖的一種同步方式。當圖像出現因交流電源造成的網波干擾時，將此開關拔到線鎖定同步(L.L.)的位置，就可消除交流電源的干擾。 例如某品牌攝像機提供了VD線同步功能，只要將交流電整流整形為簡單的方波后即可輸入到VD端，使攝像機與電源同步。因此，即使距離很遠的多臺攝像機也可以完全互相同步，從而可大大降低畫面跳動或閃爍現象，尤其在使用非數位式矩陣切換時最為需要。 CCD的動態范圍及超高動態 CCD的動態范圍 CCD攝像器件的動態范圍，是指其輸出的飽和電壓與暗場下噪聲峰——峰電壓之比，即 動態范圍=Vsat/VNp-p (5) 式中，Vsat為輸出飽和電壓;VNP-P為噪聲的峰—峰值。 動態范圍也可這樣來定義和計算，即由CCD勢阱中可存貯的最大電荷量和噪聲決定的電荷量之比。 CCD攝像機的超高動態 眾所周知，當目標景物太亮或者太暗時，一般的CCD攝像機很難有很寬的亮或暗目標景物的適應范圍。而人眼可靠瞳孔放大縮小來進行進光量調節，有能力看到很亮或很暗的目標景物。人的這種瞬間動態范圍，約100:1。而CCD攝像機因原始動態范圍只有3:1，則無法適合100:1的動態范圍。這也正是CCD攝像機與人眼的差異所在。 為使CCD攝像機的動態范圍能接近人眼或更好些，很多公司都研發成功超高動態范圍CCD攝像機。現以某公司研發的DSP數字視頻處理器來說明超高動態范圍的原理。它具有近200K個門電路的功能，設有128pin，可以同時由計算機設定和調整CCD攝像機的多項參數，其中具有超高動態范圍設定所需的雙曝光及高速運算功能，如圖6所示。 該DSP內含一個可以由1/2秒至1/120秒的可變電子快門電路，用以對較暗的景物取得正確曝光(圖6中a,b)，另一個電路則為對高亮度的物體正確曝光的高速快門，其速度為1/120~1/120000秒，如此即可同時取得兩張對明暗兩區均為正確的影像，再將兩影像在DSP中高速運算相加后即實現亮暗動態范圍很寬的圖像。例如室內人物照度為10Lx，而室外景物為1000 Lx，此時CCD攝像機采用1/60秒的速度對室內景物取得正確曝光，再用1/6000秒對室外景物取得正確曝光，然后將兩張圖像結合即成為完美圖像。 但是，一般CCD攝像機并不具有這種雙曝光的功能，這是因為一般的通用電路芯片不能實現這樣高速運算，由于該DSP具有200K個高速運算門電路的運算速度，同時解決了雙曝光的兩圖像的分別記憶存儲，緊接著即可做合成計算的功能，合成處理后再按標準制式實時輸出視頻信號。 用這種技術所作的超高動態攝像機由于動態范圍可達280:1，已經比人眼的動態范圍100:1更寬廣，所以可應用于監視明暗極為不均的場合。 市面上的超高動態范圍CCD攝像機均是利用上述原理工作的，而深圳景陽公司的CMOS-DPS攝像機就不是這種雙曝光的方法，因為它是每個像素都數字化了，其明暗的處理就更加方便了。 DSP的含義及其在攝像機中的應用 DSP(Digital Signal Processing)即數字信號處理，它是利用數字計算機或專用數字信號處理設備，以數值計算的方法對信號進行采集、變換、綜合、估值、識別等加工處理，借以達到提取有用信息、便于應用的目的。 由于有了DSP功能的芯片出現，所以近些年才出現了DSP的新型攝像機。這種攝像機的主要特點就是：在攝像機內部的電路采用了大規模數字信號處理集成電路(DSP LSI)，并且由微處理器對系統的狀態進行檢測與控制，因此其穩定性、可靠性、一致性等都大大提高。DSP芯片是一種特殊的微處理器，就是根據數字信號處理理論的數學模型和算法，設計出專門的數字信號微處理器芯片。計算程序全部“硬化”，數字濾波器所需要的其它設備也全部集成、硬化，比如加法器、存儲器、控制器、輸入/輸出接口，甚至其它類型的外部設備等。許多在模擬信號處理器中無法進行的工作，都可以在數字處理中進行，如二維數字濾波、數字動態圖像檢測、數字背景光補償、膚色輪廓校正、細節補償頻率調節、準確的彩色矩陣、精確的γ校正、自動聚焦等。因此，有了DSP的攝像機，可大大提高圖像的質量。
|
