视频信号的干扰及解决
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有线电视信号质量不好怎么办?
现在有好多家庭都存在有线电视信号不足或者干扰问题,以至出现电视画面模糊的情况,为解决液晶看有线的画面质量问题,采取了如下措施:
1.找有线服务人员来,让他测电视信号强度。包括楼道分配箱出来的,屋里分配器的进出口,最终到电视的。楼道分配箱出来的,也就是入户信号强度不应低于70dB。标准是70加减5dB,我家门口外的入户接线盒出口的实测输出强度是68dB。因为接线盒至少衰减2dB,所以决定取消接线盒,直接把入户线连到楼道的有线分配箱,以增强信号强度.取消入户接线盒后,楼道分配箱的出口信号是70分贝,经过20多米的线和一个一分二的分配器,到液晶电视的信号强度是64~65分贝。
2.尽量用高质量的有线电视用的75欧同轴线换掉原来的线。以减少信号干扰和提高画面的凝结力和清晰度。除了已埋在墙里的线我嫌麻烦没换外,把尾线(从屋里墙上的有线天线插座到电视机机身上插孔的天线)换成3米长的美国线圣的HD-6的线(多层镀银屏蔽,导线含银6.1%,镀金插头)。其它没埋在墙里的明线部分换成10米长的线圣的HD-1线(含银2.1%)。
3.所有连到分配器的线接头也就是F头要做的规范,以确保芯部和屏蔽丝网不短路,屏蔽丝网和F头的金属紧密接触,信号回路畅通。以及与分配器的连接可靠。 我是自己安的F头,因为我让有线维修人员作新换的信号线的F头时,发现他是一刀切,切掉信号线所有绝缘和屏蔽层,直接露出铜芯往F头里插。而不是按施工规范剥出信号线内的屏蔽丝网,往下翻后再插F头。结果我换了线圣的线后反倒画面质量下降。后来我剥开他做的F头,发现线圣的线是里外两层锡箔,两层锡箔之间是屏蔽丝网。不翻出屏蔽丝网就楞捅F头,只能使F头挤压内外锡箔,而接触不到屏蔽丝网,结果造成信号回路不良。我只好自己动手做F头,一边恨恨的骂着这些比民工还不如的所谓有线维修人员。
4用电笔检查不连电视时,入户信号线是否带电,信号线不应带电,否则会造成电流干扰,形成画面噪点或影像不清。没连电视时如有电,那就是楼栋信号放大器漏电或某些地方有问题,要找有线人员来解决。
5.用电笔检查电视开机但不连所有的信号线包括天线时,电视上的插孔包括RF插孔和机身金属部分是否带电,如果带电,很可能是因为电源插座没接上地线。我就是发现有电,再检查我的电源插座,原来没接上地线,后来找了个带地线的三孔墙上插座,一插上电视电源插头,再开机检查,机身金属部分包括插孔不带电了!接上尾线后,电视画面一下
清楚了很多!!所以提醒用液晶和等离子的
朋友,一定不要把电视电源插在没地线的插座上,包括不要插在有三孔插座但电源插头是两根金属棍或金属片的电源拖板上。日立说明书对此也有很明确的说明:"本产品显示器采用带有接地端三线电线来实现功率保护。请始终确保将电源线连接在三相接地输出端口上,以保证电线正确接地。"地线不是零线,墙上三爪插孔的三个孔对应着火线、零线和地线。按规范应该是左零右火上地线。就是三爪插孔上最上面的孔是地线插孔。地线的功能除了是一安全措施,在电器漏电时用以保护人的安全外,对影视、音响系统中及电脑系统或一些通讯设备还提供了一条排污的渠道,把这些系统所感染到的干扰、杂声和数码垃圾除去。地线导电效果好(就是地线电阻低),对提高有线画面质量也能起到相当的作用。还有,大家注意,在电视电源插头上的三个插脚边有符号,最上面的地线插脚有接地符号,还有一个插脚标有N,N表示是零线。可以根据这个,用电笔测量墙上的电源插孔是不是相对应,不对应的,要拆开墙座调换一下,以保证插头和墙上插座相连时火线对火线。零线对零线。从而使电流的输入符合电视对电源的相位要求。
闭路电视监控系统抗干扰方法
1 引言
闭路电视监控系统(CCTV)在建筑工程中的应用越来越多,由于建筑物内的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,如果施工过程中未采取恰当的防范措施,各种干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统,造成视频图象质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。因此研究闭路电视监控干扰源的性质、了解对闭路电视监控系统的影响方式,以便采取措施解决干扰问题对提高闭路监控系统工程质量,确保系统的稳定运行非常有益。
2 干扰的来源及影响方式
闭路电视监控系统中传输信号的类型主要有两类:一类是模拟视频信号,传输路径由摄象机到矩阵,从矩阵再到显示器或录象机;一类是数字信号包括矩阵与摄象机之间的控制信息传输,矩阵中计算机部分的数字信号。一般设备成为干扰源的可能性很小,因此干扰主要通过信号传输路径进入系统。闭路电视监拧系统的信号传输路径是,能通过视频电缆和传输控制信号的双绞线耦合进系统的干扰有:各种高频噪声比如大电感负载启停,地电位不等引入的工频干扰,平衡传输线路失衡使抑噪能力下降将共频干扰转成了差模干扰,传输线上阻抗不匹配造成信号的反射使信号传输质量下降,静电放电沿传输线进入设备造成接口芯片损伤
或损坏。具体表现如下:
由于阻抗不匹配造成的影响在视频图象上表现为重影。在信
号传输线上会将在脉冲序列的前后沿形成震荡。震荡的存在使高低电平间的阈值差变小,当震荡的幅值再大或有其他干扰引入时就无法正确分辨出脉冲电平值,导致通信时间变长或通信中断。接地和屏蔽不好会导致传输线抑制外部电磁干扰能力的下降,体现在视频图象就是雪花噪点、网纹干扰以及横纹滚动等;在信号传输线上形成尖峰干扰,造成通信错误。平衡传输线路失衡也会在信号传输线上形成尖峰干扰。静电放电除了会造成设备损坏外,还会影响存储器内的数据,使设备出现些莫名其妙的错误。
3抗干扰的方法
从干扰源的分析了解到并没有特别的干扰源,消除或者减少上述干扰的理论探讨也有许多,如何针对闭路电视监控工程解决干扰问题,很少有文献涉及,下面就闭路电视监控工种中常见的干扰及解决方法进行些探讨。
3.1 数字信号传输中的抗干扰措施
在弱电系统工程中数字信号的传输通常指长线传输,常见的方式有:通过调制、解调方法在电力线或视频线上传输数字信号;通过工业标准的通信网络进行传输,比如RS422、RS845、RS485;自行开发的自动式传输。三者相较,常见的还是RS422、RS485,因此重点讨论RS485数字通信抗干扰方法。
RS485总线是采用差分平衡电气接口,具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际工程RS485总线并未达到人们期望的效果。问题往往出现在以下几个方面:第一网络拓扑不合理,未按照总线型网络拓扑布线,成为事宜上的星型拓扑;传输线与接收和发送端设备连接不正确,削弱了平衡线的抗干扰能力;第三公用双绞线,未进一步采取抗干扰措施,比如采用屏蔽双绞。虽然在造成干扰的方式上有所不同但在干扰的表现形式上只有两种:一种是反射增加了信号畸变程度;一种是外部的干扰由于平衡条件被破坏,共模干扰变成了串模信号进入传输线。
关于信号反射。根据电磁理论,减少长线上信号反射的唯一途径是阻抗匹配,若通信风格拓扑为总线型,阻抗匹配比较容易实现,但若是星型网络拓扑,根据工程经验则可按图1方式进行匹配,在发送端串上与传输线特征阻抗相同的电阻RO,在接收端按图所示进行连接,其中R1>R2,R=(R1* R2)/(R1+R2)=R0。在发送R0一般是驱动门输出内阻的5倍以上,可以得到较高的发送电平,接收的匹配阻抗是经5伏电源形成的,在阻抗匹配的同时减少了吸收功耗,这样既减少了的射,又不会因为增加了匹配电阻吸收过
多的信号功率,信号的电平阈值差变小。
双绞线作为RS485传输一对电磁感应噪声有较强的抑制能力,但对静电感应引起
噪声的抑制能力较差,因此RS485传输线应选用屏蔽双绞线。双绞线的屏蔽层要正确接地,这里讲的“地”应是驱动总线逻辑门的“地”,而非“机壳地”、“保护地”,但在许多实际设备上往往没有给出 接地连接端,所以在这种情况下就需要引一条线将屏蔽与驱动逻辑门集成电路的地相连。
3.2 视频信号的干扰
视频信号的干扰在图象上表现为地花点和50HZ横纹滚动,对于雪花点干扰是由于传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致,这种干扰比较容易消除,在摄象机与控制矩阵之间合理位置增加一个视频放大器,将信号的售噪比提高,或者改变视频电缆的路径避开高频干扰源,高频干扰的问题可基本上得到解决。较难解决的是50HZ横纹滚动及进一步加高频干扰的情况,比如电梯轿厢内摄象机的输出图象。为了抑制上述干扰,首先分析一下造成上述问题的原因。
摄象机要求的供电电源一般有三种:直流12V、交流24V或220V,大多数工程应用中不从电梯轿厢的供电电源上取,而是另外布设供电电源给摄象机供电,摄象机输出图象经过一条软性的视频电缆从井道的止方或下方送出,视频电缆和供电电缆与轿厢的动力线捆绑在一起,当电梯运行时牵引电机运行产生的电磁场沿照明动力线传播,显然会影响摄象机供电电缆和视频电缆,当视频电缆的屏蔽层不够严密时,高频干扰就经视频电缆传回监视器。而对于50HZ的横纹滚动根据电磁学理论知道视频电缆的屏蔽层可完全消除50HZ工频干扰。由此可以推断这部分干扰不是通过视频电缆耦合过来,而是来自电源线和不合理的视频线联结。
对于图象中的高频干扰,因它的频带仍在8MHZ以内,采用空隙率为50%左右的屏蔽网可基本消防高频干扰,但要达到50%的空隙率屏蔽网根数需每个波长长度有60根以上,这样高的密度又会使电缆的柔韧性下降,比较好的方法是采用带有双层屏蔽的视频电缆。
视频电缆屏蔽层是接地的,如果视频信号“地”与显示器的“地”相对“电网地”的电位不同,即如图3所示两处接地点相对电网“地”的电压差不同,那么通过电源在摄象机与显示器之间形成电源回路,这样50HZ的工频干扰进入显示器中,从图中的电气联接可以看出消除50HZ工频干扰方法有两种,一是想办法使各处的“地”电位与“电网地”的电位差完全相同,或者
切断形成地环流的路径。由于工程环境比较复杂,使各处“地”完全等电位比较困难,只能通过加大摄象机供电线缆的线径,尽可能降低地回路的电阻。或者采用切断地环
流回路的方法,在摄象机或显示器端有一端不接地,通常在显示器端不接供电电源的地,这样虽不能完全消除干扰但可大减少50HZ的干扰。
从上面的分析中看到,如果电源线上耦合上高频噪声,即使视频电缆的屏蔽电缆的屏蔽再好,也会将噪声送至显示器,因此摄象机的供电电源线最好也要屏蔽,上述措施需要在工程设计和施工时就要全面考虑才能实现,若到了系统调试时发现干扰存在可采用调制和解调的方法将噪声滤除,在摄象机端设一调制器将视频信号搬移到几十兆赫兹的频度段上,在显示器端设一低通滤波器将低于8NHZ的信号全部滤除,再经过解调将视频图象还原。
3.3 监控系统的供电方式
监控系统的供电方式只有两种:一种是集中供电方式即电源都引自一处,另一种是分布式供电,摄象机在安装位置附近取电源,从抗干扰效果的角度讲,集中供电方式更好一些,可以基本消除各处参考电位不等的情况。
4 结束语
监控系统中干扰主要体现在数字通信通讯线和视频图象的干扰上,解决干扰的关键在于工程开始施工时就要全盘考虑上抗干扰措施,这样才能从根本上解决干扰问题,而不要等到工程后期再采取亡羊补牢的措施.。
视频信号的干扰及解决
一、 干扰信号的产生原因
按照干扰的来源不同,可分为三个来源:
1、前端设备引起的干扰:前端摄像机的供电电源的干扰,摄像机本身质量问题引起的干扰,判断方法是直接在前端接监视器观察,如果是电源引起的干扰可以通过更换电源、采用开关电源供电、在220V交流回路中加交流滤波器等办法解决。
2、终端设备干扰:主要是监控室的供电、设备本身产生的干扰、接地引起的干扰、设备与设备连接引起的干扰等,简单判断方法是在监控室直接连接摄像机观察。
3、传输过程的干扰:主要是传输电缆损坏引起的干扰、电磁辐射干扰和地线干扰(地电位差)等三种,对于传输电缆可以通过更换电缆或增加抗干扰设备解决;
二、信号传输过程中电磁辐射干扰和地电位差干扰的形成和解决办法。
1、 电磁辐射干扰产生的原因与消除的方法
1.1 传输线消除外部电磁干扰的原理
同轴电缆是采用屏蔽的方法抵御电磁干扰的。同轴电缆由外导体和内导体组成,在内外导体之间有绝缘材料作为填充料。外导体通常是由铜丝编织而成的网,
它对外界电磁干扰具有良好的屏蔽作用。内导体处于外导体的严密防护下,因此,同轴电缆具有良好的抗干扰能力。
1.2 强电磁辐射对线路的干扰与消除
如上所述,传输线具有抵御外部电磁干扰的能力,可有
效的传输信号。但是,当干扰源过强,就会对图像信号产生干扰。这些强电磁干扰主要有以下两种:第一,附近有强电磁辐射源。第二,布线设计不当,强电线路对传输线产生的干扰。
强电磁辐射源通由有大功率电台或有电磁辐射的电器设备产生。强电磁辐射产生的干扰在图像上的表现是网状波纹干扰。对于此种干扰,可采取以下方法消除干扰。第一,尽可能避开干扰源,系统设备和线路要与辐射源离开一定距离。第二,选择屏蔽性能好的电缆。同轴电缆的外屏蔽网的编织密度直接影响到电缆的抗干扰性能,编织密度越大,抗干扰能力越强。第三,增加抗干扰设备。
由布线产生的干扰,主要原因是传输电缆与强电线路长距离近尺寸平行布线,相互产生电磁耦合。同轴电缆的抗干扰能力在低频段较低,而强电干扰成分主要是50赫交流电及其谐波,因此对同轴电缆的威胁较大。因此,要避免信号线与强电线路长距离近尺寸平行布线。强电线路与信号传输线应分线槽敷设,且线槽间保持一定的距离;当然,传输电缆与强电线路短距离平行敷线是不会产生较大干扰的。在系统的两端和设备机柜里,难免出现强电线路与信号线短距离平行布线的情况,这是不会产生较大干扰的。
2. 地电位差干扰产生的原因与消除的方法
地电位差干扰是系统经常出现的干扰,产生地电位差干扰的原因,是由于系统中存在两个以上互相冲突的地,地与地之间存在一定的电压差,该电压通过信号电缆的外屏蔽网形成干扰电流,形成对图像的干扰。地电流的主要成分是50赫交流电及电器设备产生的干扰脉冲,在图像上的表现是水平黑色条纹,扭曲,搀杂有水平杂波,而且有可能沿垂直方向缓慢移动。解决办法是:第一,将前端设备与地隔离,但要避免可能发生的雷击或电击的危险。第二、采用具有隔离功能的抗干扰设备,如抗干扰器、视频隔离器等。
三、常用抗干扰器的原理及干扰问题的解决
1、 视频放大原理
将摄像机输出的视频信号直接进行放大,再在终端进行压缩,在压缩视频信号的同时,也将干扰信号进行压缩,使视频信号达到可以接受的程度;从上述原理可以看出,在前端视频信号放大的越高,抗干扰效果越好;采用该原理的抗干扰器对传输中的电磁场干扰有很好的效果,但如果干扰比较重的
话,干扰信号的残留比较大,用户不一定能接受。
2、 移频原理
视频信号的频率是0-6兆赫兹,当干扰频率落在该频率范围内时,在图像中将产生干扰,移频的原理是将摄像机的输出的视频信号直接进行频率变换,移到高频,避开干扰频率,再在接收
端变换成0-6兆赫兹的标准视频信号,其实该原理就是有线电视的调制解调原理;采用该抗干扰器可以有效的抗各种干扰,无残留,由于采取了前后端隔离的办法可以有效的抗地电位差的干扰;起抗干扰效果取决于设备的质量(调制、解调中信号的还原质量如何),另外还有干扰频率是否落在调制后的频率范围内。
3、 抗干扰器的选用
3.1系统中干扰情况非常复杂,干扰现象也五花八门,一般来讲,如果出现象网纹干扰等,选用这二种抗干扰器都可以解决问题;
3.2 对于视频线较细,传输距离远引起的网纹干扰,(一般建议75-3视频缆传输距离不超过300米,75-5视频缆传输距离不超过500米),可以选择放大原理的抗干扰器,既可以抗干扰有可以提高图像质量;当然选用移频原理的也可以,但需要咨询生产厂家,看能不能满足你的传输距离要求。
3.3 由于视频电缆的损坏引起的干扰,更换电缆是最好的办法,如实在更换不了,如果干扰为雪花或网纹干扰,可以选择放大原理的饿抗干扰器,如果干扰现象中出现图象扭曲、干扰条上下滚动,可以选择移频原理抗干扰器。
3.4 电梯干扰的解决:电梯干扰一般有二种干扰源,一种是电梯机房内的动力设备,如变频器、电机、吊箱内的照明、风扇等引起的电磁场干扰,另一种是主要吊箱与监控机房之间存在地电位差干扰;一般选用移频原理的抗干扰器,如选用放大原理的抗干扰器,要求吊箱内的监控设备(如摄象机、摄象机电源、摄象机的输出接头和视频电缆的屏蔽网)必须与吊箱隔离。
监控线缆的选用
监控线材的选用以及铺设
线材选型
1、视频线
摄像机到监控主机距离≤200米,用RG59(128编)视频线。
摄像机到监控主机距离>200米,用SYV75-5视频线。
2、云台控制线
云台与控制器距离≤100米,用RVV6×0.5护套线。
云台与控制器距离>100米,用RVV6×0.75护套线。
3、镜头控制线
采用RVV4×0.5护套线。
4、解码器通讯线
应采用RVV2×1屏蔽双绞线
5、摄像机电源线
若系统有20台普通摄像机,摄像机到监控主机的平均距离为50米,则应使用BVV6m2铜芯双塑线作电源主线,不同距离所使用的电源线见如下表:
摄像机到监控主机的平均距离
34~50m
21~33m ≤20m
电源线规格(2线)
6m2
4 m2
2.5m2
监控系统线路铺设
1、视频线敷设注意事项
1.1、若摄像机到监控主机(图像处理器、矩阵控制主机或数码录像机)的距离少于200米,可用RG59视频线,若超过200米,应该采用SWY-75-5视频线,以保证监控图像的
质量。
1.2、对于安装在电梯内的摄像机,在电梯井内布线应采用星铁槽并接地处理,以减少电梯电机启动时对视频信号造成的干扰。
1.3、如果摄像机安装在室外(如大院门口或停车场等),线路需要在室外走线或通过架空钢缆走线,条件允许的情况下要安装视频避雷器(因为加装防雷设备会造成工程总造价的增加),即分别在摄像机端和监控主机端各安装1个视频避雷器,而且每个视频避雷器均要接地(室外摄像机要单独打地线,监控室的视频避雷器可统一接地),以防止感应雷对设备造成损坏。
2、控制线敷设注意事项
2.1、在模拟监控系统中,若安装配云台变焦镜头的摄像机,并采用云台镜头控制器进行控制,控制线的选择应根据摄像机与云镜控制器的距离确定。当距离少于100米时,云台控制线可采用RVV6×0.5护套线,;当距离大于100米时,云台控制线应采用RVV6×0.75护套线,镜头控制线均采用RVV4×0.5护套线。
如果该模拟监控系统是通过矩阵控制主机对云台和镜头进行控制,一般需要用到解码器,控制线路敷设可参考所用矩阵控制主机的技术要求。
2.2、在数码监控系统中,若安装配云台变焦镜头的摄像机,则需要通过解码器对云台和镜头进行控制。解码器一般安装在摄像机旁,解码器与数码录像机采用RS485总线进行通信。布线应采用RVVP2×1屏蔽双绞线从数码录像机先引至距离最近的解码器1,然后由解码器1引至解码器2 ……现在的16路数码录像机最多可接16台解码器,而RS485通讯线的总长度最长可达1200米。接线示意图如下:见基础知识内的相关帖。 解码器有AC 220V和AC 24V两种供电类型,若选用AC 24V解码器,则一般由AC 24V变压器统一供电。特别需要注意的是,由于有些解码器输出的DC 12V电源有干扰,用于摄像机供电时会对图像造成一定的影响,因此需要统一对摄像机(12V)供电。
3、摄像机电源线敷设注意事项
市面上采用DC
12V供电的普通摄像机工作电流约为200~300mA,一体化摄像机为350~400mA。如果摄像机的数量较少(5台以内)且摄像机与监控主机的距离较近(少于50米),每台摄像机可单独布RVV2×0. 5电源线到监控室并用小型变压器供电。如果摄像机的数量较多,则应采用大功率的12V直流稳压电源集中供电。
在方案设计和施工过程中,要考虑到所有摄像机的总功率和由传输线路所
造成的电压降(俗称“线损”,规格为1m2的铜导线每100m的电阻是1.8Ω)。对于一幢楼的监控,施工时一般用2条2.5~6m2的铜芯双塑线作为电源的主干由监控室引至线井,并沿线井走至各摄像机所在楼层的线井。对于楼层各摄
像机的供电,可由该层线井引1条RVV2×1或RVV2×1.5(若该层的摄像机数量超过6台)电源线给摄像机供电,或用RVV2×0.5护套线一一对应供电。
监控系统一些专业名词
问:什么事CMOS摄像机?和CCD摄像机有何不同?
答:CMOS传感器是一种通常比CCD传感器低10倍感光度的传感器。因为人眼能看到1Lux照度(满月的夜晚)以下的目标,CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.1~3Lux,是CMOS传感器感光度的3到10倍。
问:漏光排斥比的物理含义是什么?
答:漏光是由CCD传感器设计的缺陷造成的,每个摄像机有一个CCD传感器,由于CCD传感器的缺陷,进入CCD传感器的强光将会穿透抵抗层产生过度的影像,这些不需要的影像称做拖光,CCD摄像机抵抗强光的能力称为漏光排斥比。
问:F2.0、f3.4毫米代表什么意思?我如何通过这些数字来选择镜头?
答:F表示镜头的孔径,F停止2:1和f3.4毫米表示镜头的焦距是3.4毫米。镜头F2.0和f3.4~4采用非常经济的形式,应此价格较低,广泛应用于单板摄像机,F2.0的镜头的孔径能收集人眼一半的光线,f3.4毫米的镜头在1/4英寸CCD上有60度的视角,在1/3英寸CCD上有90度视角,非常接近于人眼的视角。人眼的两只眼睛能包含更大的视角,就像是上帝巧妙的设计,从人到人一般有150到180的角度,但是请记住,F停止和f焦距只是一个镜头的基本参数,并不代表质量。一个具有同样F停止和焦距的优质镜头能比具有同样参数的劣质镜头贵100倍,请参阅下一个问答详细了解。
问:什么是最低照度?什么是感光度?0.0001Lux代表什么?
答:最低照度是测量摄像机感光度的一种方法,换句话说,摄像机能在多黑的条件下看到可用的影像。但是因为没有管理的国际标准,因此每个大型CCD制造商都有自己测量CCD感光度的方法。然而一个标注为(1Lux,F10)的摄像机能和标注为(0.01Lux,F10)的摄像机完全一样!!!奇怪吗?为什么呢?
问:什么是无色滚动?
答:数字讯号处理器视频摄像机使用在荧光灯下时,只能产生严重色滚动的影像。影像会从白色转变成蓝色、粉红色再回到白色,如此循环。这是因为交流电源运行在50/60赫兹所引起的问题。白热灯泡能提供稳定的光线,而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以8.3ms的速度在变换而波动。传统摄像机计算
出白平衡需要 100~150ms(0.1~0.15) ,比交流电慢了8.5ms,因此永远不能赶上。对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动。
问:什么是背光补偿?
背光补偿能提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光,无论主要的目标移到中间、上下左
右或者荧幕的任一位置。
一个不具有超强动态特色的普通摄像机只有如1/60秒的快门速度和F2.0的光圈的选择,然而一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的,摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级,这并不是一个好的方法,因为当快门速度增加的时候,光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题,一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。影像首先被分割成7块或6个区域(两个区域是重复的),每个区域都可以独立加权计算曝光等级,例如中间部分就可以加到其余区块的9倍,因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰,因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷,如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置,目标会变得非常黑,因为现在它不被区别开来已经不被加权。
问:什么是星光模式?
星光模式能让CCD摄像机在非常弱的光线情况下,比如0.0002Lux照度等级,看到清晰的彩色影像。
所有的CCD摄像机都是设计工作在1/50,1/60~1/2000秒的快门速度,因此最低照度等级或者称为感光度在使用 F1.2 和5600k条件下限制在3到6Lux。星光模式CCD摄像机专有数字讯号处理器能使得CCD的快门速度低到 1~10 秒,因为长时间快门打开的物理原理,CCD可以收集到更多的光子,因此比传统摄像机提高100到600倍的感光度。
问:什么是垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步?
答:这是摄像机之间不同的同步方法。
全体锁定是两部用于精密的应用如广播摄影棚摄像机之间完全同步最好的方法。它将同步:水平,垂直,偶数/奇数区域,色彩触发频率和阶段。
垂直同步是最简单的方法来同步两部摄像机,通过垂直驱动频率来保证视频能够采用老式的切换期或者四分割机器,在同一个监视器上显示几个影像源。垂直驱动信号通常由重复频率20/16.7毫秒(50/60赫兹)和脉冲1~3毫秒宽度的脉冲组成。
彩色视频复合信号代表视频和彩色触发信号,意味着摄像机能和外部的复合彩色视频信号同步。然而尽管称作彩色视频复合信号同步,实际上只进行水平同步和垂直同步,而没有色彩触发同
步。
外同步非常类似于彩色视频复合信号同步。一个摄像机能够同步于另一个摄像机的视频信号,一个外同步摄像机能使用输入的彩色视频复合信号,提取水平和垂直同步信号来做同步。
直流线锁定是一种古老的技术,利用直流50/60赫兹电源线电流来同步摄像机。因为直流24伏电源广泛
使用于多数建筑物防火警报系统,由于非常容易获得。由于老型号的切换器和分割系统没有数字记忆功能,要保持稳定的影像,摄像机之间的同步非常必要,直流线锁定就是摄像机同步于交流50/60赫兹,彩色信道之间时间的关联和水平/垂直信号没有约束会导致糟糕的色彩转换(色彩阶段设计),因此所有使用交流线锁定的用户不可避免地失去很好的色彩转换。幸运的是,现在的分割器和16通道复合处理器以及硬盘录象机都有内部记忆体来克服这个问题,不再需要同步信号,因此交流线锁定可能若干年后会被淘汰掉。
CCD摄像机最小能到什么程度?是11.5X50毫米或者22X23毫米的极限吗?
答:CCD摄像机尺寸主要依赖于4个主要的部件,CCD传感器的尺寸,数字讯号处理器,CDS和垂直驱动。因为这些芯片必须由不同的半导体技术制造,所以不可能合并到一个单IC中,CCD传感器作为主要的部分,已经大幅缩小了,从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就已经比1/4英寸差了很多,因此1/4英寸CCD多年来一直是主流。一个1/4英寸CCD具有10X10毫米的尺寸成为主要部件,数字讯号处理器如果采用15X15毫米QFPGA封装将大于CCD,进一步加大摄像机单板的尺寸。当今多数公司只能缩减CCD摄像机板机尺寸到44X44毫米。
问:什么是超宽动态?
超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。
宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。
问:什么是超高解析CCD摄像机?
答:
目前市场上的索尼CCD摄像机几乎都使用了超高解析技术。超高解析能比传统旧型号的CCD提高2倍的感光度和6dB的漏光排斥比。
松下认为他们的最新37个系列和索尼超高解析一样的好,而39个系列和索尼EX-View在可见光范围有同样的效果。
索尼Ex-view CCD相比于超高解析在近红外光区域(800~900纳米)有4倍的感光度,然而这个优点只有需
要在夜视时能取得很好的效果。如果不能正确地使用,这个优点几乎没有用处,因为红外线会导致色彩失真,由于红外线聚焦较深的物理特性导致影像模糊,特别在使用某些镜头的时候会导致全息影像。