在視頻監控領域里,攝像機的低照度性能是一項重要性能指標,它決定了攝像機在低照度環境下的拍攝效果。所以,低照度指標歷來成為衡量攝像機性能和質量的重要參考依據之一。只是在知道其重要性之后,究竟該如何正確、有效的理解并利用它?
系統集成商在選購攝像機時,經常會面臨多種選擇,不同廠家對攝像機指標參數的不同表達方式常常令人迷惑,而限于實際情況,往往無法逐個測試攝像機的低照度效果。如何看懂攝像機的低照度參數指標,從而衡量出不同攝像機低照度性能的優劣,成為系統集成商關心的一個問題。那么,在攝像機的宣傳指標參數是真實可信的前提下,是否能夠通過對攝像機低照度參數指標的分析解讀,找到一條有效衡量攝像機低照度性能的途徑呢?
2款不同的攝像機,在同樣狀態下(彩色或者黑白),A攝像機的低照度指標是0.1LUX,B攝像機的低照度指標是0.05LUX,是否能認定B攝像機的低照度效果好于A攝像機呢?如果不加判斷,僅憑兩個數值的對比,我們很容易得出這個不準確的結論,那么實際情況是怎樣的呢?
如果不加任何限制條件,說某攝像機的低照度指標是0.1Lux時,僅僅表示環境照度在0.1Lux的情況下,此攝像機是可以工作的。但此種光照條件下,攝像機的輸出視頻是否具有可看性和實際意義卻不得而知。例如某個攝像機的低照度指標是0Lux,這是否表示此攝像機真的能在沒有可見光的環境下能成像呢,答案顯然是否定的,如排除紅外光成像,此時攝像機拍攝的圖像是漆黑一片,沒有實際意義。
攝像機的低照度指標不應該只是一個簡單的XXLux值,在任何一份準確專業的攝像機參數資料上,攝像機低照度指標應該至少表示為如下格式:彩色模式:XXLux@FX(XIRE,AGCXX)黑白模式:XXLux@FX(XIRE,AGCXX)
也就是說,攝像機的低照度性能至少和3個參數是相關的,亦即配用鏡頭的F值,IRE值以及攝像機的AGC參數。在這些參數完整的前提下,前面的照度值才具有意義且可對比的。同時必須指出,如果攝像機是彩轉黑的,必須列出彩色和黑白狀態下各自的低照度指標。
IRE數值
眾所周知,模擬視頻是一個峰峰值為1伏的不規則波形,X軸以下為同步電平,幅度為0.3伏即300毫伏,X軸以上是實際視頻波形,此部分波形會隨著視頻亮度以及視頻內容發生變化,其幅度為0.7伏即700毫伏。700毫伏是視頻信號極限幅值,隨著光照條件的下降,此值將會隨之下降。如果把鏡頭完全遮住,通過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是一個視頻測量中的單位,在廣播級視頻電平中規定了任何視頻信號在播放時的亮度電平都不可能超過100IRE,即700毫伏等同于100IRE,也就是說,IRE值將指示視頻信號的幅度。一般來說,當視頻信號低于250IRE(700毫伏的四分之一),即175毫伏時,被認為此時的視頻信號是無實際意義的,因為此時反映在監視器上的效果是畫面基本漆黑,無法進行有效的監控。鑒于此,在攝像機的低照度指標里,IRE這一項一般不會低于25,往往標注30居多,少數產品標注50。很顯然,當環境照度降低時,視頻幅度和IRE值都是隨之下降的。當考察攝像機的低照度性能時,IRE值可能會很低,但是必須保證顯示出的視頻還是有意義的。
實例對比
攝像機A:[email protected](30IREAGCON)
攝像機B:[email protected](50IREAGCON)
B攝像機的IRE值為50,大于A機的IRE值,其他參數完全一致。即,在環境照度都為0.1LUX的條件下,進光量一致,都打開AGC功能,B機產生的信號幅度為350毫伏,而A機只有210毫伏,如果B機降低信號幅度到210毫伏,可以預見,此時的B的環境照度一定小于0.1LUX,假設為0.05LUX,也就是說,B攝像機的低照度指標可以等效為[email protected](30IREAGCON),此時就很清楚,B機的低照度性能要好于A機。其實也可以更簡單地理解,在環境照度都為0.1LUX時,B的視頻幅度要高于A,所以B的畫面更亮,即B的低照度性能要更好。
在實驗室條件下,測試攝像機的低照度的過程是這樣的:在暗箱中放置照度計和攝像機,然后不斷降低暗箱中的照度,同時注意觀察儀器檢測到視頻幅值,隨著照度的下降,視頻幅值也會逐漸下降,當視頻幅值到達可以接受的最低值時(通常相當于25IRE),此時的照度計讀數即為此款攝像機的最低照度。此過程中,需要保證鏡頭光圈開到最大,且攝像機的AGC值設置適當,不至于使噪點過大從而影響實際觀感。
在實際對比測試攝像機低照度性能的過程中,對不同的攝像機,為保證外部環境照度一致,只需安裝同樣的鏡頭,如果是手動光圈的鏡頭,都需要把光圈開到最大,如果是自動光圈的鏡頭,那么在較暗的環境下,光圈會自動達到最大,如果是變焦鏡頭,為了保證進光量完全一致,必須使用同樣的焦距拍攝同一個環境下的同一個物體,再把AGC功能設定為同一個級別(在視頻可以接受的前提下盡量增大),然后看各自的視頻,在不影響觀感的前提下,哪個畫面亮,哪個攝像機的低照度效果就好。