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    監控攝像頭的技術指標與測試方法
    發布時間:2012-09-20   點擊次數:4640次

    攝像機是電視監控系統的眼睛,它的選用不僅影響監控系統質量的好壞,也直接影響到系統技術指標能否達到CB50198-94《民用閉路監控電視系統工程技術規范》的要求。以下將就攝像機的技術指標與測試方法,一一進行說明。

     

    • 攝像機的分類

    目前市面上的攝像機大致可按下列幾種方式進行區分:

    ?按圖像色彩分:彩色(Colour)、黑白(B/W)、彩色自動轉黑白(根據環境照度的大小自動轉換);

    ?按傳感器分:CCD、CMOS;

    ?按傳感器大小分:1"、2/3"、1/2"、1/3"、1/4";

    ?按供電電源分:直流12V、交流24V、直流/交流水帳24V、交流220V;

    ?按靈敏度(zui低照度)分:常規(一般)攝像機為彩色1~3lux(F1.2、F1.4)、

    黑白0.05~0.1lux(F1.2、F1.4);較低照度攝像機為彩色0.5~1lux(F1.2)、黑白

    0.01~0.05lux(F1.2);低照度攝像機為黑白0.005~0.01lux(F1.2);星光級攝像機

    為黑白0.0001~0.005lux(F1.2);

    ?按同步方式分:隨機同步(內同步)、外同步、電源同步、VD2(脈沖)同步;

    ?按鏡頭接口分:C格式、CS格式。

    • 攝像機主要技術指標

    攝像機測量目前所用的技術標準有二:一為國標GB12338-90《黑白通用型應用電視攝像機測量方法》,另一為標準IEC1146-1-1994《彩色電視攝像機(PAL/SECAM/NTSC)測量方法》。攝像機主要技術指標包括:

    極性

    有正極性和負極性之分。正極性時,亮區的電平高于暗區電平、同步頭為負電平;負極性時,亮區的電平低于暗區電平,同步頭為正電平。

    輸出幅度

    指攝像機在75Ω負載下,zui高白電平至同步脈沖頂部的信號峰-峰值(標準幅度為1Vp-p,其中視頻電平為0.7Vp-p,同步頭為0.3Vp-p)。

    zui低照度

    指攝像機輸出端之視頻信號幅度降至“某一規定值”時,在持定景物上的照度,而這“某一規定值”各標準和各廠方均不一樣,請讀者注意。此外,測試時zui低照度的數值,是受諸多因素影響的,包括:

    ?各廠家有用信號(黑電平至白電平)幅度的定義值有所不同,所用相同zui低照度的攝像機,因幅度的定義值不同,效果也顯著不同。對于選用者這就是要在相同條件下來比對;

    ?同一個攝像機在不同光圈下,其zui低照度不一樣。光圈越大,代表口徑越大,zui低照度會降低(即靈敏度會提高);

    ?zui低照度還受光源色溫影響,如:GB12338-90標準是用28560K,EIA標準是用31000K;

    ?zui低照度還和反射率(目標的反射和背景)有關;

    ?zui低照度還和AGC的大小、快門狀態等有關。

    有效圖元(像素)

    對CCD和CMOS攝像機來說,有效圖元和清晰度是有直接關系的,一般而言它們之間是線性關系。以黑白攝像機為例,像素為752×582(CCIR),水平清晰度達570TVL;像素若為795×596,水平清晰度一般可達580TVL。而攝像機的電路有一定提升和降低作用。

    分辨力(清晰度)

    它是指對一幀等寬黑白相同的線條之圖像,分辨其黑白線條zui小寬度的能力,常用測試圖上鑒別出的每幀高度中的zui大線數表示。分辨力有水平分辨力(H)和垂直分辨力(V)之分;同時還有中心分辨力和邊緣分辨力之分。

    亮度鑒別等級

    又稱灰度等級,它是電視圖像中從zui黑到zui白之間所能區別的亮度等級。

    信雜比

    它是視頻信號中有用信號幅度的峰-峰值與隨機雜波有效值之比,用分貝(dB)表示。信雜比又有不加權信雜比和加權信雜比之分,加權信雜比是指在攝像機輸出至視頻雜波測量儀之間加上6MHz低通濾波器和100KHz高通濾波器。此外,還有亮度信噪比和色度信噪比之分。

    掃描頻率

    指單位時間內掃描電子束重復的次數,常用赫茲(Hz)表示。

    同步方式

    分為外同步、內同步(隨機同步)、電源同步、VD2脈沖同步。一般較好的攝像機會同時有外同步、內同步、電源同步,甚至VD2脈沖同步(如松下等產品)。而一般直流供電的攝像機會具備內同步(隨機同步),其優點是簡單,缺點則是同步不佳,特別是在有視頻切換器和視頻矩陣的系統中,切換過程中圖像會出現跳動和不穩現象。

    • 攝像機主要技術指標測量方法

    攝像機主要技術指標的測量方法,主要有《IEC1146-1-1994標準》及《GB12338-90標準》?!禝EC1146-1-1994標準》測量裝置包括:(1)測試卡:可選EIAJ-A NO.3清晰度卡,或EIAJ-A NO.4或NO.5多功能卡。(2)光源:3100K,二側射光(這里是反射卡)。(3)示波器:分選行示波器、矢置示波器LV5770/LV5800(LEADER),及視頻綜合測試儀LV5800(LEADER)。(4)黑白監視器:水平清晰度為1000線、有縮屏功能的監視器(參考圖1)。

    圖1 《IEC1146-1-1994標準》測量裝置

    測試卡 光源3100K 攝像機(標準鏡頭) 光源3100K 示波器LV5770/LV5800(LEADER), 75Ω 終接

    黑白監視器

    而《GB12338-90標準》測量基本裝置包括:(1)測試卡:分透射式電視綜合測試圖(GB6996.1)、透射式電視線性測試圖A型(GB6996.2)、透射式電視綜合測試圖B型(GB6996.3)、透射式電視灰度測試圖A型(GB6996.12)。(2)光源:A型光源、色溫2856K。(3)電視測試信號發生器:LG443D/LT416(LEADER)。(4)示波器:LV5770/LV5800(LEADER),。(5)監視器:松下B/W≥800線(參考圖2)。

    圖2 《GB12338-90標準》測量裝置

    電視測試圖 攝像機 加法器 監示器 示波器 電視測試信號發生器

    極性的測量

    包括極性輸出幅度的測量,兩者均可采用示波器測量,測量時應終接75Ω負載。

    zui低照度的測量

    首先應有可調節光照度的光源。對反射測試卡是入射光源,或對透射測試卡是透射光源進行調節。應該注意,室外的照度可從1×10-4-2.5×104lux,1×10-4是指在無光害的夜晚(星光級),2.5×104lux是指在強烈的太陽光下。照度計可選用日本美能達低照度計CL-200A。

    有效圖元(像素)的測量

    可選用日本LEADER公司的視頻綜合測量儀LV5770/LV5800,加上CCD攝像機的附件。這樣不僅可測到有效圖元(像素),還可測到CCD的器件的缺陷數(不良的像素數)。

    清晰度測量

    黑白攝像機可采用國標《GB12338-90標準》的測試設備和方法,用攝像機攝取GB6996.1的測試圖,用目測法觀察監視上圖像中心楔上能分辨的zui大線數。彩色攝像機可采用標準《IEC1146-1-1994彩色攝像機(PAL/SECAM/NTSC)測量方法》的測試設備和方法。

    以某個彩色攝像機(水平清晰度標稱值為330TVL)為例,經測試實踐證明:以目測法+波形測量法的要求zui高,若目測法為330TVL,則通過波形測量法后則為300TVL。這是因為人眼有延遲作用,而產生一定誤差;用波形分析器(LV5770/LV5800(LEADER))作選行測量,可從高TVL向低TVL移動,到臨界波形穩定示行定下,讀出該行的TVL的對應值,較為科學。

    此外,用黑白監視器和彩色監視器也有差別。若用黑白監視器(≥1000TVL),攝像機水平清晰度測得330TVL;若用彩色監視器(≥500TVL),攝像機水平清晰度,則測得300TVL。

    亮度鑒別等級測量

    又稱灰度等級測量方法,指攝像機攝取GB6996.12的灰度測試卡(3NH),在監視器上用目視法測量可分辨的zui大亮度鑒別等級。需注意:(1)也可用其它灰度卡,一般是十級以上的卡。(2)可調節監視器的亮度和對比度旋鈕,以達到zui大的分辨率時測量。

    信雜比測量

    測量儀器可選日本LEADER公司視頻綜合測試儀LV5770/LV5800(LEADER),或德國R/S公司視頻噪聲測試儀。

    ?GB12338-90標準測量法

    測量方法是以攝像機攝取GB6996.12R的灰度測試圖,使攝像機輸出端之視頻信號幅度為0.7VP-P,蓋上鏡蓋后,在視頻雜波測量儀上讀取信雜比。需注意測試時要打開攝像機的自動控制(AGC)和校正電路,還要接入6MHZ低通濾波器和100KHZ高通濾波器。

    ?半視頻幅度時測量法

    將攝像機對準灰度卡,調整光圈的大小使視頻輸出電平為350mVp-p時,接入視頻雜波測量儀。此時要斷開攝像機的AGC和校正電路,并接入6MHZ低通濾波器和100KHZ高通濾波器。

    需注意:在白電平(700mVp-p)、中白電平(350mVp-p),以及黑電平下(0.0mVp-p)的噪聲是有差別的。而TEK-VM700A還可以測量視頻噪聲頻譜。

    掃描頻率測量

    可用視頻綜合測試儀LV5770/LV5800(LEADER),也可以用數字時間標尺的示波器來測量。一般隨機同步(內同步)的攝像機(PAL)幀頻和行頻與24Hz和15625Hz的誤差較大,同一種型號的攝像機相互之間也有偏差。電源同步的攝像機幀頻和行頻高25Hz和15625Hz很接近。

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