安防菜鸟成长必读:监控摄像机三大技术剖解
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我们知道,根据人眼的视觉暂留特性,为了确保看到的图像是连续的,PAL制电视信号的标准是25帧/秒隔行扫描,就是说,每一秒种经过我们眼前的图像实际是由25个画面构成的连续画面,在拍摄目标的时候,每隔1/25秒,一个点才能够被扫描到一次,因为是隔行扫描,每2个场才能构成一个帧,所以每1秒钟,PAL制的图像是50场,1场的时间就是快门的间隔,每一秒钟,快门必须要工作50次,才能确保输出的图像是50场/秒的PAL制图像,所以PAL制的最低快门速度是1/50秒(此时光圈实际上是一直打开的),实际应用中,因为环境中光线可能会很强,这个时候可能会需要控制进光量,就需要控制快门速度,速度越快时,光线能够进入的时间就越少,进光量就越少,相对来说,图像就会显得比较暗,反之快门速度越慢,图像就会越亮,当光线照度不足时,即使使用1/50秒图像仍然不够亮,这就需要运用其他技术了。
根据光学理论,光是可以叠加的,虽然在很暗的环境下每个点要1/25秒后才能被扫描到1次,被扫描的时间也非常短,其亮度非常弱,如果把前后一段时间内该点的亮度都保存并叠加后再输出的话,这个点就可以变亮了。所以数字慢快门的技术原理就是按照要求把相应一段时间内的多个影像叠加后再输出,以此来提高信号强度。
这种技术因为不需要对外部环境进行任何变化,所以在满足监控要求的条件下可以说是最理想的方案,但是这种技术实际上能够应用的范围是非常窄的,因为实现逐点累加的前提是同一个点不同时间的亮度累加,而一旦拍摄的物体发生变化或者移动的时候,前后两个时间在一起累加的可能并不是同一个像素点,这样在整体图像上移动物体就会出现“拖影”现象,如果物体移动过快而帧累积时间过长的话,移动物体甚至会变成虚影。所以,帧累积技术一般应用于在弱光环境中监控静止的场景。
光线不够的时候将图像切换为黑白图像,去掉色载波和色同步干扰,并且将AGC加大,在一定程度上能够提高低可视光环境下的图像质量,但是这种方案能够解决的也只是部分非常特殊的环境,不能解决弱光环境,而且能够提升的图像质量也非常有限,一般此技术都要和其他技术配合使用。
在一定的光源条件,利用线路切换的方式将图像由彩色转为黑白。在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中,早期曾采用2颗感光元件Sensor(1颗彩色、1颗黑白)共用一组电路再行切换,目前此类摄像机已采用单一CCD(彩色)设计,在白天或光源充足时为彩色摄像机,当夜晚降临或光源不足时(一般在1LUX?3LUX)即利用数字电路将彩色信号消除掉,成为黑白图像,此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的,白天却有图像模糊,色彩不自然的缺点。
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