CCD攝像機(jī)常見性能和主要性能指標(biāo)

1、攝像機(jī)最低照度
　　最低照度是最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。一般彩色攝像機(jī)的最低照度為 2～3LUX， 照度的測定是以在一定的鏡頭光圈系數(shù)為前提，因此，不能只看攝像機(jī)說明書中標(biāo)明的最低照度，應(yīng)按攝像機(jī)在同一光圈系數(shù)下其照度值的大小。最低照度越小，攝 像機(jī)檔次越高。相對(duì)于彩色攝像機(jī)而言，黑白攝像機(jī)由于沒有色度處理而只對(duì)光線的強(qiáng)弱（亮度）信號(hào)敏感，所以黑白攝像機(jī)的照度比彩色攝像機(jī)照度要低，一般可 做到0.1LUX在F1.4時(shí)，至于微光攝像機(jī)則更低。有關(guān)光圈系數(shù)的知識(shí)請(qǐng)參閱鏡頭一節(jié)。
　　視頻信號(hào)的標(biāo)稱值為1Vp-p，標(biāo)準(zhǔn)值為0.7Vp-p，最低照度時(shí)的視頻信號(hào)值為1/3到1/2的標(biāo)準(zhǔn)植。所以攝像機(jī)在最低照度時(shí)的圖像，決不會(huì) “如同白晝一樣”。另外，攝像機(jī)在最低照度時(shí)產(chǎn)生的圖像清晰度，是用電視信號(hào)測試卡進(jìn)行測式的，其黑白相間的條紋，要求黑色反射率近于0%，白色反射率大 于89.9%。而我們?cè)诂F(xiàn)場觀察時(shí)有時(shí)不具備這樣的條件，比如：樹葉和草地的反射率很低，反差很小，就不易獲得清晰圖像。因此實(shí)際使用當(dāng)中不能以攝像機(jī)標(biāo) 稱的最低照度作為衡量現(xiàn)場環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)。
2、攝像機(jī)信噪比
　 　信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點(diǎn)；而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗 的場景時(shí)，監(jiān)視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時(shí)很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。干擾噪點(diǎn)的強(qiáng)弱（也即干擾噪點(diǎn)對(duì)畫面的影響程度）與攝像機(jī)信噪比指 標(biāo)的好壞有直接關(guān)系，即攝像機(jī)的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對(duì)畫面的影響就越小。
　　所謂“信噪比”指的是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值，通常用符號(hào)S/N來表示。由于在一般情況下，信號(hào)電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓，比值非常大，因此，實(shí)際計(jì)算 攝像機(jī)信噪比的大小通常都是對(duì)均方信號(hào)電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對(duì)數(shù)再乘以系數(shù)20，單位用dB表示。
　　一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在AGC（自動(dòng)增益控制）關(guān)閉時(shí)的值，因?yàn)楫?dāng)AGC接通時(shí)，會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應(yīng)提高。CCD攝像機(jī) 信噪比的典型值一般為45dB~55dB。測量信噪比參數(shù)時(shí)，應(yīng)使用視頻雜波測量儀直接連接于攝像機(jī)的視頻輸出端子上。
3、攝像機(jī)自動(dòng)增益控制（AGC）
　 　AGC——Automatic Gain Control的縮寫。所有攝象機(jī)都有一個(gè)將來自 CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器，其放大量即增益，等效于有較高的靈敏度，可使其在微光下靈敏，然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過載，使視頻信 號(hào)畸變。為此，需利用攝象機(jī)的自動(dòng)增益控制（AGC）電路去探測視頻信號(hào)的電平，適時(shí)地開關(guān)AGC，從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作，此即動(dòng)態(tài)范 圍，即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝象機(jī)的靈敏度，從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來獲得清晰的圖像。具有AGC功能的攝像機(jī)，在低照度時(shí)的靈敏度會(huì)有所提高，但此時(shí)的噪 點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。
4、攝像機(jī)電子快門（ES）
   電子快門的英文全稱為Electronic　Shutter，是對(duì)比照相機(jī)的機(jī)械快門功能提出一個(gè)術(shù)語，它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時(shí)間。由 于CCD感光的實(shí)質(zhì)是信號(hào)電荷的積累，則感光時(shí)間越長，信號(hào)電荷的積累時(shí)間就越長，輸出信號(hào)電流的幅值也就越大。通過調(diào)整光生信號(hào)電荷的積累時(shí)間（即調(diào)整 時(shí)鐘脈沖的寬度），即可實(shí)現(xiàn)控制CCD感光時(shí)間的功能。
5、攝像機(jī)白平衡（WB）
　　白平衡（White Balance），只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。
　　自動(dòng)白平衡（AWB，Automatic White Balance）有分為連續(xù)白平衡和自動(dòng)控制白平衡。連續(xù)白平衡也稱為自動(dòng)跟蹤白平衡（Automatic Tracking White balance，ATW），是隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對(duì)于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是 最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對(duì)于景物中很少甚至沒有白色時(shí)，如場景大部分是藍(lán)天白云或夕陽等高色溫物體及場景比較昏暗的場合下，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最 佳的彩色效果。自動(dòng)控制白平衡（Automatic White balance Control，AWC），需要先將攝象機(jī)對(duì)準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色參考目標(biāo)，然后將通過菜單或開關(guān)設(shè)置從手動(dòng)改變?yōu)樽詣?dòng)方式，保留在該位置幾秒鐘或者至 圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時(shí)白平衡設(shè)置將保持在攝象機(jī)的存儲(chǔ)器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)?止，其范圍為2300~10000K，在此期間，即使攝象機(jī)斷電也不會(huì)丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場合。
　　手動(dòng)白平衡關(guān)閉自動(dòng)白平衡，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)紅色或藍(lán)色調(diào)整裝置，以改變紅色或藍(lán)色狀況，一般可調(diào)等級(jí)多達(dá)107個(gè)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級(jí)、增加或 減少蘭色各一個(gè)等級(jí)。除次之外，有的攝象機(jī)還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（日光水平）等檔次命令。
6、攝像機(jī)同步方式
　　攝像機(jī)的同步方式一般有內(nèi)同步、電源同步和外同步。
　　內(nèi)同步（INT）是利用攝象機(jī)內(nèi)部的晶體振蕩電路產(chǎn)生同步信號(hào)來完成操作。電源同步（LL，Line Locked），也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機(jī)的交流電源來完成垂直推動(dòng)同步，即攝象機(jī)和電源零線同步。
　　外同步（EXT）利用一個(gè)外同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號(hào)送到攝象機(jī)的外同步輸入端來實(shí)現(xiàn)同步。同步信號(hào)可以是彩色復(fù)合視頻或黑色突法信號(hào) （VBS）、黑白復(fù)合視頻或復(fù)合同步信號(hào)（VS），也可以是如矩陣等外部設(shè)備的復(fù)用垂直驅(qū)動(dòng)信號(hào)（VD2）和復(fù)合視頻輸出信號(hào)。