主頁（http://m.by236.com）：CCD攝像機的基礎知識(中)(2) 攝像機的分辨率通常，固體攝像機的分辨率在鏡頭的分辨率與視頻信號帶寬(6MHz)保證的前提下，主要取決于圖像傳感器的像素數，本文列出了根據像素數計算攝像機的分辨率的公式，據此公式，我們知道解析度為500×582像素的攝像機，其分辨率不可能為420TVL。 分辨率有時也稱清晰度，對CCD攝像機來說，則應有垂直方向的清晰度和水平方向的清晰度，兩者的比值也可稱為清晰度比。下面分別介紹一下攝像機的垂直清晰度與水平清晰度： 1、垂直清晰度 垂直清晰度是由一幀圖像的掃描行數決定的。由于在場消隱期間看不到掃描線，對于我國625行50場的掃描制式來說，畫面的有效掃描行數約為575行;而對于美國525行60場的掃描制式來說，畫面的有效掃描行數約為490行。由于水平掃描線之間是離散的，所以兩條相鄰的水平掃描線之間一定會丟失部分細節(或說對于掃描線相同的黑白水平線攝像時，掃描線與黑白水平線正好重合的概率不等于一)。一般來說，大概有30%(凱爾系數)的細節會丟失。所以認為，垂直清晰度RV等于有效掃描行數n乘以經驗值0.7(即70%)，即 RV = 0.7n (8) 所以，對625行的掃描制式來說，實際有效的清晰度為575×0.7=402TVL;對525行的掃描制式來說，其垂直清晰度為490×0.7=343TVL。因此垂直清晰度對同一電視制式來說，基本上是固定的。 2、水平清晰度 由于垂直清晰度對同一電視制式來說，基本上是固定的，因此攝像機的清晰度主要是看水平清晰度。這個水平清晰度是當用與畫面高度相等的黑白相間的垂直平行線作被攝物時，在水平方向上所能夠再現的線數。而黑白條圖形都是一定頻率的方波信號，所以根據行掃描速度和傳送帶寬也可確定水平清晰度的值。 水平清晰度用RH表示，如果一條掃描線上能夠再現m個像素，則可用下式來表示水平清晰度：
式中，m為水平方向的像素數，V是畫面的垂直高度，H為水平長度，V/H也叫做光柵高寬比。一般V/H=3/4=0.75，所以(9)式可寫成 RH =3/4×m=0.75m (10) 該式即為黑白攝像機的清晰度公式。但現實上因為光學因素會低于這個理論值，如為抑制因條紋圖案接近間距發生的水波紋，所使用的光學低通濾波器及鏡頭的分辨率等。 對單板彩色CCD攝像機，因彩色濾光片效果，其分辨率低于相同像素數的黑白攝像機，其清晰度的表示式為 RH = 0.75m×α (11) 式中，α為因彩色濾光片排列所改變的經驗值：對原色直線排列條紋濾光片，α=0.53?0.57;對補色方塊色差線順序濾光片，α=0.8?0.85。彩色CCD攝像機多使用后者。 因此，對像素數為500(H)×582(V)的低解析攝像機來說，其黑白機的水平清晰度RH = 0.75×500 = 375TVL，所以對分辨率無特殊優化處理等功能的一般攝像機來說，這種像素數不可能有420TVL，至于彩色攝像機就更不可能稱420TVL了，而最好也只能是375×0.83=310TVL;至于752(H)×582(V)的高解攝像機，黑白機的水平清晰度為0.75×752=564TVL，不可能為600TVL，而彩色機也只有460TVL。所以，不是你說得越高越好，而是要有科學依據的。 分辨率的測試 通常，分辨率的測試是用安裝有成像質量好的鏡頭的攝像機，去拍攝圖2所示的分辨率測試卡，并通過波形監視器用人眼來讀取所能分辨的最大線數。其具體方法如下：
·按圖3布置測試環境。將分辨率測試卡置于標準測試燈光盒上，距攝像機約3m遠。攝像機的視頻輸出端接波形監視器，并使波形監視器的輸出連至高分辨率黑白監視器(600線以上)上; ·將景物照度設定為2000lx，光源色溫設定為3200K; ·調節鏡頭焦距(或選配合適的定焦鏡頭并前后稍稍移動攝像機)使分辨率卡的圖像充滿監視器的屏幕，并通過精確對焦使圖像最清晰; ·用選行示波器觀察圖2所示的分辨率卡，就可得到圖4所示的波形; ·調節鏡頭光圈使信號白電平達到100%(700mV)，則此時調制深度剛超過5%的電視線數即為該攝像機的極限分辨率。 最低照度 最低照度的含義及條件 眾所周知，攝像機說明書中的最低照度指標是非常重要的，因為它是衡量攝像機優劣的一個重要參數。這個指標說明了攝像機能攝取監控場景目標上照度的最低值。并且，它也是當被攝景物的光亮度低到一定程度，而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規定值時的景物光亮度值。確切地說，最低照度是攝像機產生的亮度輸出電平為額定標準電平700mv的一半時被攝物體的照度值。
此外，在標定最低照度這一參數時，還應特別注明鏡頭的最大相對孔徑。如使用F1.2的鏡頭，當被攝景物的光亮度值低到0.041x時，攝像機輸出的視頻信號幅值為最大幅值的50%，即達到350mV(一般標準視頻信號最大幅值為700mV即0.7V)，則稱此攝像機的最低照度為0.04lx / F1.2。被攝景物的光亮度值再低，攝像機輸出的視頻信號的幅值就達不到350mV，因此，監視器的屏幕上是滿屏很難分辨出層次的、灰暗的圖像。 目前，市場上對最低照度的規范尚不統一，有些產品說明書中照度指標很低的攝像機的低照度特性，可能還不如照度指標稍高一些的攝像機的低照度特性好。究其原因，就是在測定低照度指標時，使用的測定標準與鏡頭的孔徑不同。如果將攝像機輸出的視頻信號幅值降為最大幅值的30%(即210mV)為基準時，再進行測量，則被攝景物的光亮度值還可以再低，如0.03lx;若再進一步將光學鏡頭換為F1.0的鏡頭，則由于光能量的增加，被攝景物的光亮度值還可再進一步降低到0.02lx。 由上分析可見，最低照度的數值實際上與下述四個因素有關： ·鏡頭的光圈的大小; ·光源的色溫的高低; ·視頻信號的幅度的大小; ·目標的反射率和背景的情況。 因此，只有標明了以上四個相關條件，而測試出的最低照度值才是有意義的。若拋開測定標準，而單純地以某品牌攝像機的照度標稱值，去和另一個品牌攝像機的照度標稱值去比較，是不能準確得出哪臺攝像機的低照度特性更好的結論的，因為它們所用鏡頭的相對孔徑和輸出視頻信號的規定值等條件可能是不一樣的。又如，若使用針孔鏡頭，攝像機的最低照度指標，肯定要加大。所以，目前攝像機中的最低照度指標，只能用于設計及選購器材時的參考。
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