詳解監(jiān)控?cái)z像機(jī)低照度指標(biāo)的三個(gè)參數(shù)

    系統(tǒng)統(tǒng)集成商在選購(gòu)攝像機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)面臨多種選擇，不同廠(chǎng)家對(duì)攝像機(jī)指標(biāo)參數(shù)的不同表達(dá)方式常常令人迷惑，而限于實(shí)際情況，往往無(wú)法逐個(gè)測(cè)試攝像機(jī)的低照度效果。如何看懂?dāng)z像機(jī)的低照度參數(shù)指標(biāo)，從而衡量出不同攝像機(jī)低照度性能的優(yōu)劣，成為系統(tǒng)集成商關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。那么，在攝像機(jī)的宣傳指標(biāo)參數(shù)是真實(shí)可信的前提下，是否能夠通過(guò)對(duì)攝像機(jī)低照度參數(shù)指標(biāo)的分析解讀，找到一條有效衡量攝像機(jī)低照度性能的途徑呢？

    攝像機(jī)的低照度指標(biāo)不應(yīng)該只是一個(gè)簡(jiǎn)單的XX Lux值，在任何一份準(zhǔn)確專(zhuān)業(yè)的攝像機(jī)參數(shù)資料上，攝像機(jī)低照度指標(biāo)應(yīng)該至少表示為如下格式：彩色模式：XX Lux @F X(X IRE ，AGC XX)黑白模式：XX Lux @F X(X IRE ，AGC XX)

    也就是說(shuō)，攝像機(jī)的低照度性能至少和3個(gè)參數(shù)是相關(guān)的，亦即配用鏡頭的F值，IRE值以及攝像機(jī)的AGC參數(shù)。在這些參數(shù)完整的前提下，前面的照度值才具有意義且可對(duì)比的。同時(shí)必須指出，如果攝像機(jī)是彩轉(zhuǎn)黑的，必須列出彩色和黑白狀態(tài)下各自的低照度指標(biāo)。

    那么低照度標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式中各個(gè)量是什么意義以及它們之間有什么關(guān)系呢？

    F值

    F是鏡頭的光圈系數(shù)，與進(jìn)光量呈反比關(guān)系。由于攝像機(jī)必須依靠鏡頭的光圈來(lái)決定進(jìn)光量，從而決定拍攝效果。所以，在表達(dá)攝像機(jī)的低照度指標(biāo)時(shí)，必須要有一個(gè)F值為條件。對(duì)于一款自動(dòng)光圈的變焦距鏡頭來(lái)說(shuō)，鏡頭上一般會(huì)標(biāo)示出F值，注意，此值只代表焦距最小時(shí)即廣角狀態(tài)時(shí)的光圈值，一般認(rèn)為，隨著焦距的增加，鏡頭的進(jìn)光量是逐步減少的，所以當(dāng)鏡頭處于廣角狀態(tài)時(shí)，畫(huà)面比較亮，處于望遠(yuǎn)狀態(tài)時(shí)，畫(huà)面則變暗，這種現(xiàn)象在夜間尤其明顯。鏡頭焦距的變化，帶動(dòng)鏡頭進(jìn)光量的變化，反映到對(duì)應(yīng)F值的改變，但是鏡頭上的F值，只是標(biāo)示出此款鏡頭的最大進(jìn)光量，所以，只看鏡頭上標(biāo)示的F值，只能判斷在廣角狀態(tài)下的鏡頭進(jìn)光效率，而不能充分體現(xiàn)鏡頭的真實(shí)性能，鏡頭的2個(gè)焦距極端對(duì)應(yīng)的F值通常相差得很大，所以某些鏡頭夜間在廣角時(shí)，畫(huà)面還不錯(cuò)，但是一旦處于望遠(yuǎn)狀態(tài)，畫(huà)面就很暗了。真正好的鏡頭，在焦距最大和最小時(shí)，F(xiàn)值相差并不大，比如從1.8變到1.6，這種鏡頭的夜間效果相對(duì)更好。而通常在低照度指標(biāo)中標(biāo)注的F值，表示測(cè)試時(shí)使用的鏡頭在廣角狀態(tài)下的F值，即進(jìn)光量為最大時(shí)。

    IRE值

    眾所周知，模擬視頻是一個(gè)峰峰值為1伏的不規(guī)則波形，X軸以下為同步電平，幅度為0.3伏即300毫伏，X軸以上是實(shí)際視頻波形，此部分波形會(huì)隨著視頻亮度以及視頻內(nèi)容發(fā)生變化，其幅度為0.7伏即700毫伏。700毫伏是視頻信號(hào)極限幅值，隨著光照條件的下降，此值將會(huì)隨之下降。如果把鏡頭完全遮住，通過(guò)示波器上可以看到視頻波形幅度接近于0。那么IRE是什么呢？IRE是一個(gè)視頻測(cè)量中的單位，在廣播級(jí)視頻電平中規(guī)定了任何視頻信號(hào)在播放時(shí)的亮度電平都不可能超過(guò)100IRE，即700毫伏等同于100IRE，也就是說(shuō)，IRE值將指示視頻信號(hào)的幅度。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)視頻信號(hào)低于250IRE(700毫伏的四分之一)，即175毫伏時(shí)，被認(rèn)為此時(shí)的視頻信號(hào)是無(wú)實(shí)際意義的，因?yàn)榇藭r(shí)反映在監(jiān)視器上的效果是畫(huà)面基本漆黑，無(wú)法進(jìn)行有效的監(jiān)控。鑒于此，在攝像機(jī)的低照度指標(biāo)里，IRE這一項(xiàng)一般不會(huì)低于25，往往標(biāo)注30居多，少數(shù)產(chǎn)品標(biāo)注50。很顯然，當(dāng)環(huán)境照度降低時(shí)，視頻幅度和IRE值都是隨之下降的。當(dāng)考察攝像機(jī)的低照度性能時(shí)，IRE值可能會(huì)很低，但是必須保證顯示出的視頻還是有意義的。

    AGC參數(shù)

    攝像機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)放大電路用于放大原始視頻信號(hào)。攝像機(jī)中的DSP芯片會(huì)檢測(cè)CCD送出的原始視頻信號(hào)，如果覺(jué)得原始視頻信號(hào)幅度太小，DSP則會(huì)驅(qū)動(dòng)這個(gè)放大電路對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出放大后的視頻信號(hào)。DSP會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)原始視頻信號(hào)的幅度，從而動(dòng)態(tài)地控制放大電路的增益值，這就是所謂的“自動(dòng)增益控制(Auto Gain)”功能，而確定是否開(kāi)啟這個(gè)功能的機(jī)制就是自動(dòng)增益控制即AGC。當(dāng)AGC功能開(kāi)啟時(shí)(AGC ON)，自動(dòng)增益電路在光照不佳的情況下就會(huì)自動(dòng)放大視頻幅度，使畫(huà)面變亮(值得注意的是，即使AGC為ON狀態(tài)，在光照良好的條件下，自動(dòng)增益電路也不會(huì)起作用，畫(huà)面不會(huì)變的更亮)，反之，如果AGC功能不開(kāi)啟(AGC OFF)，自動(dòng)增益電路則不會(huì)工作。顯然，如果AGC開(kāi)啟，在測(cè)試攝像機(jī)的低照度性能時(shí)，放大電路是處于工作狀態(tài)的。需要說(shuō)明的是，放大電路會(huì)把視頻信號(hào)中的噪聲一起放大，所以畫(huà)面上會(huì)出現(xiàn)噪點(diǎn)。

    當(dāng)然有些攝像機(jī)的AGC不僅僅只有ON 或OFF功能，或還會(huì)有若干檔位可以用來(lái)調(diào)節(jié)增益電路的最大放大倍數(shù)，如AGC 20db、 40db等，在攝像機(jī)的低照度指標(biāo)中也應(yīng)作為條件一并列出。