专业术语解释
1 图像传感器
图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分,根据元件不同分为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)。
CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件,CMOS则应用于较低影像品质的产品中,它的优点是制造成本较CCD更低,功耗也低得多,这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。
尽管在技术上有较大的不同,但CCD和CMOS 两者性能差距不是很大,只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些,但现在该问题已经基本得到解决。
目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸,在相同的分辨率下,宜选择元件尺寸较大的为好。
2 照度
照度(Luminosity)指物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示,表示单位为勒[克斯](Lux,lx) ,即1m /m2 。
1 勒[克斯]等于1 流[明](lumen,lm)的光通量均匀分布于1m2 面积上的光照度。
照度是以垂直面所接受的光通量为标准,若倾斜照射则照度下降。
勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。
亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
3 电子快门
电子快门(Electronic Shutter)是比照照相机的机械快门功能提出一个术语,它相当于控制CCD图像传感器的感光时间。
由于CCD感光的实质是信号电荷的积累,则感光时间越长,信号电荷的积累时间就越长,输出信号电流的幅值也就越大。
通过调整光生信号电荷的积累时间(即调整时钟脉冲的宽度),即可实现控制CCD感光时间的功能。
4 曝光
曝光,在摄影学上是指让光线通过镜头形成结像光,进入暗箱到达感光片上,使胶片感光乳剂在光化作用中产生潜影。
有时候感光胶片不恰当的暴露于光线当中而失效也叫做曝光。
Exposure
指对胶片或印相纸投以必要的光,某种程度的超过,可在宽容度的范转内调节,例如彩色负片超出适当曝光的4倍以上时,晒印变得难于进行,而彩色反转片超出1档光圈,色彩就跑掉不少。
5视场角
镜头的视场角是指相机的成像面边缘与镜头后节点所形成的夹角。
6 镜头焦距和视场角的关系
焦距越长,视角越窄;焦距越短,视角越宽。
长焦距镜头视场角窄于40°,例如:镜头焦距25 mm,视场角为45°左右。
镜头焦距50 mm,视场角为23°左右。
镜头焦距75 mm,视场角为14°左右。
镜头焦距100 mm,视场角为12°左右。
镜头焦距150 mm,视场角为8°左右。
7相对孔径(镜头的焦距、相对孔径.、光圈系数三者的关系)
相对孔径=即焦距/镜头口径,即焦距和镜头口径的比值。
相对孔径的倒数=光圈系数(光圈值)
比如,某镜头焦距是50mm ,光圈4,一般写作f/4,其有效孔径是50/4=12。
5mm
光圈系数:光圈系数是将镜头焦距除以光孔直径所得的值,用f表示
例如有甲乙丙三镜头:
甲镜头的焦距为50mm,最大光圈直径为25mm,则光圈系数是50/25=2 ,我们说它是f2的镜头;
乙镜头的焦距为35mm,最大光圈直径为17.5mm,光圈系数是35/17.5=2,我们也说它是f2的镜头;
丙镜头的焦距为100mm,最大光圈直径为25mm,则光圈系数是100/25 =4,我们说它是f4的镜头.
8 广角及广角镜头
广角是指镜头在最大放大倍数时的视场角度。
广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。
广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。
普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。
由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。
9 远角
又称长焦角或狭角,指镜头在最小放大倍数时的视场角度,即焦距最远时的视场角度。
10 白平衡
所谓白平衡,就是摄像机对白色物体的还原。
当我们用肉眼在不同的光线下,对相同的颜色的感觉基本是相同的,比如在早晨旭日初升时,我们看一个白色的物体,感到它是白的;而我们在夜晚昏暗的灯光下,看到的白色物体,感到它仍然是白的。
这是由于人类从出生以后的成长过程中,人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。
但是,作为摄像机,可没有人眼的适应性,在不同的光线下,由于CCD输出的不平衡性,造成摄像机彩色还原失真:或者图像偏蓝,或者偏红,此时,就需要用相应的电路来对失真的图像进行还原,现在摄像机都具备有自动白平衡及手动白平衡功能。
自动白平衡使得摄像机能够在一定色温范围内自动地进行白平衡校正,其能够自动校正的色温范围在2500K-7000K之间,超过此范围,摄像机将无法进行自动校正而造成拍摄画面色彩失真,此时就应当使用手动白平衡功能进行白平衡的校正。
11 背光补偿
背光补偿(Back – light Compensation)也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。
当引入背光补偿功能时,摄像机仅对整个视场的一个子区域(如从第80行~ 200行的中心区域)进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。
由于子区域的平均电平很低,AGC放大器会有较高的增益,使输出视频信号的幅值提高,从而使监视器上的主体画面明朗。
此时的背景画面会更加明亮,但其与主体画面的主观亮度差会大大降低,整个视场的可视性得到改善。
12 自动增益控制摄
像机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即0.7VPP。
为了能在不同的景物照度条件下都能输出的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。
这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路。
具有AGC功能的摄像机,在低照度时的灵敏度会有所提高,但此时的噪点也会比较明显。
这是由于信号和噪声被同时放大的缘故。
13 视频同步
在多个球机间视频相位同步,以实现在视频切换时同步切换。
当交流电与视频制式冲
突时,该功能无效。
13 信噪比
信噪比也是摄像机的一个主要参数。
其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log,一般摄像机给出的信噪比值均是在AGC(自动增益控制)关闭时的值,因为当AGC接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。
CCD摄像机的信噪比的典型值一般为45~55dB。
测量信噪比参数时,应使用视频杂波测量仪直接连接于摄像机的视频输出端子上。
14 宽动态
宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。
简单地说宽动态就是场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。
当在强光源(日光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时,摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色,而黑暗区域因曝光不足成为黑色,严重影响图像质量。
摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的,这种局限就是通常所讲的“动态范围”。
广义上的“动态范围”是指某一变化的事物可能改变的跨度,即其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域,此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。
这是一个应用非常广泛的概念,在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时,一般的“动态范围”是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力,具体指亮度(反差)及色温(反差)的变化范围。
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。
这个对比使人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度。
然而以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。