监控摄像头的技术指标与测试方法

监控摄像头的技术指标与测试方法摄像机是电视监控系统的眼睛，它的选用不仅影响监控系统质量的好坏，也直接影响到系统技术指标能否达到CB50198-94《民用闭路监控电视系统工程技术规范》的要求。以下将就摄像机的技术指标与测试方法，一一进行说明。摄像机的分类目前市面上的摄像机大致可按下列几种方式进行区分：▪按图像色彩分：彩色（Colour）、黑白（B/W）、彩色自动转黑白（根据环境照度的大小自动转换）；▪按传感器分：CCD、CMOS；▪按传感器大小分：1、2/3、1/2、1/3、1/4；▪按供电电源分：直流12V、交流24V、直流／交流水帐24V、交流220V；▪按灵敏度（最低照度）分：常规（一般）摄像机为彩色1~3lux(F1.2、F1.4)、黑白0.05~0.1lux(F1.2、F1.4)；较低照度摄像机为彩色0.5~1lux(F1.2)、黑白0.01~0.05lux(F1.2)；低照度摄像机为黑白0.005~0.01lux(F1.2)；星光级摄像机为黑白0.0001~0.005lux(F1.2)；▪按同步方式分：随机同步（内同步）、外同步、电源同步、VD2（脉冲）同步；▪按镜头接口分：C格式、CS格式。摄像机主要技术指标摄像机测量目前所用的技术标准有二：一为国标GB12338-90《黑白通用型应用电视摄像机测量方法》，另一为国际标准IEC1146-1-1994《彩色电视摄像机（PAL/SECAM/NTSC）测量方法》。摄像机主要技术指标包括：极性有正极性和负极性之分。正极性时，亮区的电平高于暗区电平、同步头为负电平；负极性时，亮区的电平低于暗区电平，同步头为正电平。输出幅度指摄像机在75Ω负载下，最高白电平至同步脉冲顶部的信号峰－峰值（标准幅度为1Vp-p，其中视频电平为0.7Vp-p，同步头为0.3Vp-p）。最低照度指摄像机输出端之视频信号幅度降至“某一规定值”时，在持定景物上的照度，而这“某一规定值”各标准和各厂方均不一样，请读者注意。此外，测试时最低照度的数值，是受诸多因素影响的，包括：▪各厂家有用信号（黑电平至白电平）幅度的定义值有所不同，所用相同最低照度的摄像机，因幅度的定义值不同，效果也显着不同。对于选用者这就是要在相同条件下来比对；▪同一个摄像机在不同光圈下，其最低照度不一样。光圈越大，代表口径越大，最低照度会降低（即灵敏度会提高）；▪最低照度还受光源色温影响，如：GB12338-90标准是用28560K，EIA标准是用31000K；▪最低照度还和反射率（目标的反射和背景）有关；▪最低照度还和AGC的大小、快门状态等有关。有效图元（像素）对CCD和CMOS摄像机来说，有效图元和清晰度是有直接关系的，一般而言它们之间是线性关系。以黑白摄像机为例，像素为752×582(CCIR)，水平清晰度达570TVL；像素若为795×596，水平清晰度一般可达580TVL。而摄像机的电路有一定提升和降低作用。分辨力（清晰度）它是指对一帧等宽黑白相同的线条之图像，分辨其黑白线条最小宽度的能力，常用测试图上鉴别出的每帧高度中的最大线数表示。分辨力有水平分辨力(H)和垂直分辨力(V)之分；同时还有中心分辨力和边缘分辨力之分。亮度鉴别等级又称灰度等级，它是电视图像中从最黑到最白之间所能区别的亮度等级。信杂比它是视频信号中有用信号幅度的峰－峰值与随机杂波有效值之比，用分贝(dB)表示。信杂比又有不加权信杂比和加权信杂比之分，加权信杂比是指在摄像机输出至视频杂波测量仪之间加上6MHz低通滤波器和100KHz高通滤波器。此外，还有亮度信噪比和色度信噪比之分。扫描频率指单位时间内扫描电子束重复的次数，常用赫兹(Hz)表示。同步方式分为外同步、内同步（随机同步）、电源同步、VD2脉冲同步。一般较好的摄像机会同时有外同步、内同步、电源同步，甚至VD2脉冲同步（如松下等产品）。而一般直流供电的摄像机会具备内同步（随机同步），其优点是简单，缺点则是同步不佳，特别是在有视频切换器和视频矩阵的系统中，切换过程中图像会出现跳动和不稳现象。摄像机主要技术指标测量方法摄像机主要技术指标的测量方法，主要有《IEC1146-1-1994标准》及《GB12338-90标准》。《IEC1146-1-1994标准》测量装置包括：(1)测试卡：可选EIAJ-ANO.3清晰度卡，或EIAJ-ANO.4或NO.5多功能卡。(2)光源：3100K，二侧射光（这里是反射卡）。(3)示波器：分选行示波器、矢置示波器TEK1741，及视频综合测试仪TEKVM-700A。(4)黑白监视器：水平清晰度为1000线、有缩屏功能的监视器（参考图1）。图1《IEC1146-1-1994标准》测量装置测试卡光源3100K摄像机（标准镜头）光源3100K示波器75Ω终接黑白监视器而《GB12338-90标准》测量基本装置包括：(1)测试卡：分透射式电视综合测试图(GB6996.1)、透射式电视线性测试图A型(GB6996.2)、透射式电视综合测试图B型(GB6996.3)、透射式电视灰度测试图A型(GB6996.12)。(2)光源：A型光源、色温2856K。(3)电视测试信号发生器：TEK-111A。(4)示波器：TEK-1741A。(5)监视器：松下B/W≥800线（参考图2）。图2《GB12338-90标准》测量装置电视测试图摄像机加法器监示器示波器电视测试信号发生器极性的测量包括极性输出幅度的测量，两者均可采用示波器测量，测量时应终接75Ω负载。最低照度的测量首先应有可调节光照度的光源。对反射测试卡是入射光源，或对透射测试卡是透射光源进行调节。应该注意，室外的照度可从1×10-4－2.5×104lux，1×10-4是指在无光害的夜晚（星光级），2.5×104lux是指在强烈的太阳光下。照度计可选用日本美能达低照度计。有效图元（像素）的测量可选用美国TER公司的视频综合测量仪VM-700A，加上CCD摄像机的附件。这样不仅可测到有效图元（像素），还可测到CCD的器件的缺陷数（不良的像素数）。清晰度测量黑白摄像机可采用国标《GB12338-90标准》的测试设备和方法，用摄像机摄取GB6996.1的测试图，用目测法观察监视上图像中心楔上能分辨的最大线数。彩色摄像机可采用国际标准《IEC1146-1-1994彩色摄像机（PAL/SECAM/NTSC）测量方法》的测试设备和方法。以某个彩色摄像机（水平清晰度标称值为330TVL）为例，经测试实践证明：以目测法＋波形测量法的要求最高，若目测法为330TVL，则通过波形测量法后则为300TVL。这是因为人眼有延迟作用，而产生一定误差；用波形分析器（选行示波器）作选行测量，可从高TVL向低TVL移动，到临界波形稳定示行定下，读出该行的TVL的对应值，较为科学。此外，用黑白监视器和彩色监视器也有差别。若用黑白监视器（≥1000TVL），摄像机水平清晰度测得330TVL；若用彩色监视器（≥500TVL），摄像机水平清晰度，则测得300TVL。亮度鉴别等级测量又称灰度等级测量方法，指摄像机摄取GB6996.12的灰度测试卡，在监视器上用目视法测量可分辨的最大亮度鉴别等级。需注意：(1)也可用其它灰度卡，一般是十级以上的卡。(2)可调节监视器的亮度和对比度旋钮，以达到最大的分辨率时测量。信杂比测量测量仪器可选美国TEK公司视频综合测试仪VM-700A，或德国R/S公司视频噪声测试仪。▪GB12338-90标准测量法测量方法是以摄像机摄取GB6996.12R的灰度测试图，使摄像机输出端之视频信号幅度为0.7VP-P，盖上镜盖后，在视频杂波测量仪上读取信杂比。需注意测试时要打开摄像机的自动控制（AGC）和校正电路，还要接入6MHZ低通滤波器和100KHZ高通滤波器。▪半视频幅度时测量法将摄像机对准灰度卡，调整光圈的大小使视频输出电平为350mVp-p时，接入视频杂波测量仪。此时要断开摄像机的AGC和校正电路，并接入6MHZ低通滤波器和100KHZ高通滤波器。需注意：在白电平（700mVp-p）、中白电平（350mVp-p），以及黑电平下（0.0mVp-p）的噪声是有差别的。而TEK-VM700A还可以测量视频噪声频谱。扫描频率测量可用视频综合测试仪TEK-VM700A，也可以用数字时间标尺的示波器来测量。一般随机同步（内同步）的摄像机（PAL）帧频和行频与24Hz和15625Hz的误差较大，同一种型号的摄像机相互之间也有偏差。电源同步的摄像机帧频和行频高25Hz和15625Hz很接近。结语此外，现在好的摄像机电源同频能适应三相中任意一相供电，它的电源同步相位可调可大于270°。0摄像机还有很多性能，例如有：几何失真、色度失真、白平衡、校正等。本文只是叙述最常规和最主要的技术指标和其测试，供读者参考。详情到请登录: