肯顺科技摄影机教育训练简报.ppt

1,肯順科技攝影機教育訓練簡報,2,裝設監視系統的“眉角”,白天要看得清楚，晚上在低照或路燈光補助下，也要看得清楚 深度與角度要合宜，最好能彈性調整伸縮的功能 行駛中車牌在一定速度下亦能錄影存證 放影的清晰度要能辨識 操作簡單 具未來性擴充功能,3,攝影機,監視系統主要硬體設備介紹,1. 顏色區分 彩色攝影機：顏色區分的很清楚，紅色就是紅色，黃色就是黃色 黑白攝影機：深色是黑，淺色是白，所以紅色會以黑色表示，黃色 會以白色表示 2.取像角度 可分為1/2“CCD、1/3”CCD或1/4“CCD 1/2“CCD角度 1/3“CCD 1/4“CCD 3.解析度 解析度越高越好 - 比較高檔的有480TV或以上如600TV-Lines、550TV-Lines、 500TV-Lines - 一般中解析度大多在380-420條間 - Low End建議不要採用,4.照度：以現場場景為標準 照度越低越好表示很低的燈光也能看得到，尤其是晚上的時候 - 最好當然是星光的攝影機，可達0.01Lux - 一般的攝影機是在0.1Lux左右 有些攝影機在低照時採取累積式攝取影像，當然在動態下就是有移動物體時，會產生拖影而模糊不清現象，故在裝設低照的攝影機最好是real-time(即時)的影像 5.其他功能如感測紅外線光譜、逆光補正、快門速度、色溫調整等,5,鏡頭,1.以光圈區分 固定光圈：光圈無法被調整 手調光圈：白天調好，晚上就會受到影響 自動光圈：可依現場環境白天或晚上可自動調整光圈(Video或DC驅動) 2.以焦距區分 固定焦距：如 4mm、6mm、8mm 等，即固定於某一定點時能得清楚 影像。假設4mm的定點距離在 4 公尺左右可以得到較寬的 視野，但若想換到 5 公尺或 6 公尺的定點時，就要更換較 大鏡頭。 變動焦距：可分為手動及電動變焦兩種方式，具有伸縮調整的功能。,6,如何選擇鏡頭,H,V,D,f,Lens,CCD,主體物,h,v,計算公式：f = v*D/V 或 f =h*D/H 說明： f: 鏡頭焦距 D: 主體物距離 V: 主體物高度 H: 主體物寬度 v: CCD元件高度 h: CCD元件寬度,7,一、元件的發展（取像的工具） 1. 第一代攝影機 採光導電效應製成的光電管（Vidicon）的真空管攝影機。 Vidicon 的作用是將光能轉換成電能，其靈敏度依其在光度變化的 環境下操作。 無法有效表現出現場景像，尤其照度不足時。 2. 第二代攝影機 完全電晶體化之IC作為Camera的取像元件(稱之矽質二極體陣列型) 此時期為完全黑白時期，以取得較高之解析度及靈敏度。 3. 第三代攝影機 以充電耦合設備（Charge Couple device）的CCD元件為取像工具。 一種光電轉換的固態元件。,附錄:CCD及技術用語,8,二、Sony的CCD元件 1. HAD CCD元件 Hole Accumulated Diode = HAD 固態的兩極管用於檢波，整流的半導體開口率在低照時會變大， 可取得較佳的影像。 一般而言，作 Analogue 之處理。 2. Hyper HAD CCD 較 HAD CCD更為靈敏，可以 DSP 的方式取得較佳影像。 3. Super HAD CCD Super HAD CCD 在每一 pixel下可增加 3dB的靈敏度信號。 4. Extra View HAD CCD 一般以 Exview HAD CCD 稱之。 較 Super HAD CCD 增加 3dB 的靈敏度信號及 2 倍以上的感度信號 （可視光380nm-740nm）。 星光級的 CCD，在不可視光(740nm-1100nm)可增加 4 倍以上的感度。 低照時仍然是 Real-Time。,9,5. 技術用語解說 (1) 可視光與不可視光 圖 可視光：人的眼睛可看到的光譜。 不可視光：人的眼睛無法看到的光譜，如紅外線。,10,(2) 圖像元素 由一群點結構系統 (dot structure system) 所組成的。 通常報紙每英吋 (linear inch)約有70個點，則報紙的圖像元素為每英吋見方有4,900個點 (7070)，這些點稱之為圖像元素( Picture element )。 雜誌的密度約為報紙的 2 倍，即 150150 = 22,500點。 TV picture 約為 200,000 個點以電子作用方式所組成。 攝影機攝取 Picture (圖像)後，經由交織掃描系統( Interlace Scanning System)及將光學像轉換成可傳送電氣信號(稱之影像信號)，而接收端 則將所接收到的電氣信號再經由線性掃描(Linear Scanning)的程序重組 Picture；在傳送的過程中都是以 element(元素)傳送。,11,(3) 線性掃描或 2：1 交織掃描 美國Standard TV 寬高比為4：3的畫面，以1/30秒的時間掃描出525條平均 分佈的水平平行線。 在掃描的過程中以鋸齒波方式進行控制電路，因此由左向右移動的電子束 很穩定，這樣一次約53微秒，並以10微秒的速度迅速回歸(retrace)至左端。 若頻率為15,750HZ，鋸齒波電流則為60HZ，則1/60秒下可從螢幕頂端掃描 至底端為1/6015,750 = 262.5條掃描線，當然1/30秒則可掃描525條水平平行線。 (4) 合成影像信號 (Composite Video signal) 攝影機所產生的基本信號有三種： 同步脈波信號 (Sync. pulses) 在鎖住 Camera 與 Monitor 間的同步掃描。 遮波脈波信號 (Blanking pulses) 在回歸(Retrace)期間截斷 Monitor CRT 之振幅。 影像信號 (Video component) 實際的景物信號，以振幅(Amplitude)的大小來決定螢光幕點的分佈(圖素) 。,12,(5) 解析度：圖像元素的點依水平及垂直方式所判別出來的數值。 水平解析度：以畫面的高度為縱軸，在此高度內所能判別縱向黑白的線數 值稱之，一般以 TV line 稱呼。 垂直解析度：橫向黑白線數值。 (6) 最低照度 (Lux) 標準光導電管的解釋為一英呎距離燭光的光度照射下，攝影機在一英呎的 見方面積上仍能感測的亮度，愈好的 Camera 能在愈低的亮度感測到被照 物體影像，故 Lux 愈低代表 Camera 愈好。 除 Camera 本身的優質條件外，尚須考慮鏡頭的 F 值、光源的色溫、被照 體的反射率。,13,(7) F 值 F 值的大小關係到鏡頭的透光率 F = f/d - f 值為聚光速度的快慢，亦即產生影像速度的能力 ；f 值愈小，產生影像能力愈大。 - d 值為鏡頭之開口率(孔徑)；開口率愈大，聚光亮能力愈集中。 F 值大 - f 值愈大或 d 值愈小。 - 產生影像能力速度較慢或聚光亮能力愈小，使得透光率變小，所產生的影 像將較差。 F 值小 (優) - f 值愈小或 d 值愈大。 - 略 同理，廣角鏡頭所涉及的面較廣，聚光亮的能力將較差，所產生的解析度 較直角鏡頭差(4mm12mm的解析度) 。,14,(8) AWB白平衡 對於彩色攝影機為配合光源而調整顏色再現的功能。 當照射白色被照體時，為使白色再現的調整功能。 (9) ATW (Auto Tracing White) 自動色溫追蹤白平衡 一種DSP的技術，可還原實體物的真實色彩。 依被照物體上光源色溫的變化，自動追蹤白平衡所作的自動調整功能。 在自動調整的作業上，其色溫變化須在 DSP 色溫設定值內。 Camera在 DC 的電源輸入狀況下，其電波與大環境所提供AC電源不同步時 影像會因色溫的變化，而產生色彩的變化。若配合自動光圈鏡頭，狀況會 改善；最好採用 AC 輸入之 Camera 則無此問題。,15,(10) 背光補償 (Back light compensation) 於被照物背光攝影時，自動光圈鏡頭因反應畫面的明亮部份，光圈收縮被照體變黑； 此時 Camera在亮暗不平均的狀況下將自動比對，並予以亮度之平均修正，加強被照 體之亮度補正，以得到清晰之被照體影像。 亮度等化曲線偵測 BLC (Histogram Auto BLC) 一種軟體功能，自動運算每一次物體移動所產生之明暗對比；若過度對比，將自動以 Histogram 的積分運算方式自動修正對比。 (11) 色溫 以凱氏溫度計之為攝氏溫度 + 272 = K 代表光源的標準如下： - 燈泡：2700 K -3200 K - 太陽：5500 K -6000 K - 日光燈：4200 K-6500 K (新一代為7000-9000 K) 以色譜表示 - 紅色：1800 K - 藍色：2200 K - 白色：5300 K - 青色：10000 K,16,(12) 信噪比 (S/N) 在單一畫面下，影像信號(S)與其所含雜訊的比值。 一般而言，輝度(Y)的雜訊成份規定在Gamma 、AGC 、Enhance(輪廓)等 補正停止下，以 4.2MHZ 的低通濾波器來測定，以 dB 值表示。 (13) Y/C分離 為彩色影像之輸出，使輝度信號(Y)與色信號(C)分離方式之輸出。 Y信號內含複合同步信號，雜訊較多。 C信號內含有色同步信號。 (14) RGB 輸出 為彩色影像之輸出，紅(R) 、綠(G) 、藍(B)三種原色信號分離輸出。,17,(15) 電源同步、內同步、外同步 、Gen-lock 電源同步：使攝影機的垂直同步信號與商用電源的頻率成為同步的功能， 使影像信號所產生的 Hum 雜訊及照明閃爍有所減輕，以有效 防止監視器畫面上所產生的垂直同步散亂現象。 內同步：由 Camera 內的振盪晶體或 LC 振盪器所產生的同步信號。 外同步：由攝影機再提供一只外同步信號端子，以輸入同步信號使其與 搭配之其他週邊設備保持同步功能，以有效防止監視器畫面上 所發生的垂直同步散亂現象。 Gen-lock 同步信號 -外同步信號一種。 -由外同步信號將頻率與相位對準的功能，防止垂直同步散亂現象。,18,(16) Gamma 補正 為了要在監視器上，使畫面得到自然的對比，而使對映像管(CRT)發光 特性的非線性發生生於攝影機側時執行逆補正。 通常CRT Gamma值為 2.2，於攝影機側執行逆補正，Gamma=1/2.2=0.45 (17) 增益 (Gain) 是影像信號的放大幅度，一般以 dB 表示，如 6dB 就是 2 倍的放大。 (18) Smear Spot 光時，高亮度的被照體影像向上下拖尾的現象 。 -固體攝像素子 (HAD CCD)投入過大光量時，在垂直傳送部份因發生不 必要電荷過度充滿而發生的。 -如夜間兩邊車前燈會產生由上而下的兩條白線拖尾。,19,(19) ENHANCE 輪廓加強 對被照體影像信號作輪廓補正，以加強視覺上的鮮明度及層次感。 可分為水平及垂直，又可分為 1H (單效)及 2H (雙效)兩種。 (20) 電子快門 CCD Iris 及自動光圈快門 電子快門 -一般標準1/50(60)-1/100,000 -CCD的電荷蓄積時間依電子的可變性而控制曝光時間的功能。 -對於移動物體掌握其移動速度，適時予以曝光的功能，以達到影像抓取功能