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中华人民共和国国家标准摄像机测量方法第部分非广播单传感器摄像机发布实施国家技术监督局发布前言本标准等同采用国际电工委员会摄像机测量方法第部分非广播单传感器摄像机本标准编写格式和方法与国际标准一致以适应国际贸易技术经济及标准交流的需要本标准保留了国际标准的前言同时增加前言本标准共包括第章概述第章亮度视频特性第章色度视频特性第章其他特性从年月日起实施本标准的附录附录附录和附录都是标准的附录本标准的附录为提示的附录本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由电子工业部全国电声学和视听设备标准化技术委员会提出并归口本标准起草单位中国电视电声技术研究所本标准主要起草人李晨邱绪环朱雷凤晁淑芳前言国际电工委员会是由各国家电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组织的目的是促进电工电子领域标准化问题的国际合作为此目的除其他活动外发布国际标准国际标准的制定由技术委员会承担对所涉及内容关切的任何国家委员会均可参加国际标准的制定工作与有联系的任何国际政府和非官方组织也可以参加国际标准的制定与国际标准化组织根据两组织间协商确定的条件保持密切的合作关系在技术问题上的正式决议或协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见这些决议或协议以标准技术报告或导则的形式发布以推荐的形式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会认可为了促进国际上的统一各国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用标准标准与相应国家或地区标准之间的任何差异应在国家或地区标准中指明国际标准系由技术委员会准备音频视频及视听工程领域中的设备与系统本标准正文以下述文件为依据国际标准草案表决报告修正国际标准草案表决报告关于标准的这一部分投票的全部信息可在上表所指出的表决报告中找到是在总标题下出版的一系列出版物的第一部分总标题为摄像机测量方法附录附录附录和附录组成本标准的完整部分附录只提供信息中华人民共和国国家标准摄像机测量方法第部分非广播单传感器摄像机国家技术监督局批准实施第章概述范围本标准用于非广播彩色摄像机的性能评价这种摄像机装有单管或固态摄像器件本标准规定测试图及测量条件以便有可能对测量结果进行比较所设计的测量方法是为了通过该装置的镜头输入端和任何电输出端子例如及复合信号能够对摄像机的性能进行评价本标准不规定各种参数的限额值引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性磁带录像机色度信号随机噪声比的测量方法推荐书第号设计用于国际连接的电视电路的传输特性报告彩色电视系统特性第国际照明委员会对色度学的官方推荐书增补第号均匀彩色空间推荐书色差方程心理测量彩色术语测量与规定光源彩色再现的方法色度光源号色度观察仪号电技术中使用的字母符号国际电子技术词汇第章光条件环境条件所有测量应在厂家规定的条件下进行测量中的环境条件至少环境温度和相对湿度应与测量结果一同报告应允许有适当的升温时间测量条件除非另有规定应根据要测量的特性摄像机拍摄不同的测试图并通过测量摄像机的输出信号来完成测量对每一测试图应连同其照明条件照明强度光源的相关色温等一起加以规定可允许用透射式测试图代替反射式图但在有疑问的情况下应使用反射式测试图除非另有说明所有测量应在自动方式下进行摄像条件除非另有说明摄像条件如下反射式测试图的物体照度应为注用照度计在测试图中心测量接受器指向摄像机方向透射式测试图峰白亮度应为物体照度的不均匀性应小于光源相关色温应为白平衡应手动或自动置于摄像机拍摄测试图时要使箭头限定的边框与电视监视器上在欠扫描方式下所显示的图像边缘刚好一致聚焦控制应为自动或手动方式而且应为最佳聚焦光圈控制应为自动或手动方式为取得所需的照度级增加一个受照白卡或一块黑色区域可能较为有益同样要调节镜头焦距这时该测量并不一定要使测试图的边框箭头正好充满整个屏幕如果有增益控制应置于增益如果有光滤波器应置于开位置基准条件除非另有规定基准亮度输出电平对制和制设定为峰峰值制为峰峰值从消隐电平到峰值白电平注在以下各条中为了给出在某种条件下所获得的输出电压示例额定输出电压也设定为峰峰值或峰峰值第章亮度视频特性亮度灵敏度特性说明摄像机产生的亮度输出电平为额定电平的一半时物体的最小照度测量方法设备安排及灰度测试图如图所示拍摄条件如第条所述如果由于自动亮度控制不能得到额定输出电平则可改变屏幕大小或变焦距条件或自加上白的或黑的物体以得出额定输出电平为了在不改变被观察的光的相关色温情况下模拟物体照度的下降可在摄像机镜头前加中性密度滤光片如柯达雷登中性密度滤光片或类似滤光片柯达雷登中性密度滤光片是在商业上能提供的合适产品的一个例子这条信息系为本国际标准使用者提供方便它并不是由选定认可的产品增加滤光片的密度直到视频输出电平减小到额定输出电平的一半为止该额定输出电平对应于灰度测试图中心白色区域的电平见图读出滤光片密度的值则灵敏度由式计算灵敏度照度滤光片衰减结果表达灵敏度值以勒克斯为单位表示图亮度灵敏度亮度分解力特性说明亮度通道的分解能力为水平分解力在与图像高度相等的水平尺寸内的垂直黑白条数线垂直分解力图像高度范围内水平黑白条数测量方法设备安排和测试图如图测试图为带有相应电视线数的圆的辐射状分解力图或传统的图或等效的图从而可以测量水平及垂直分解力拍摄条件应如第条所述分解力应在黑白电视监视器上作出评价该监视器的频响必须超过被测摄像机的带宽水平分解力定义为相应于对垂直条可见度极限的线数用示波器测量调制深度即可测出垂直条数据估计调制深度相应于人眼可见能力极限注在示波器上读出调制深度有困难的情况下可将调制度时的黑白线数与调制深度值一同列出垂直分解力定义为相应于水平条可见度极限的线数结果表达结果应表达如下水平分解力线数垂直分解力线数以每图像宽度的线数表示的水平分解力即每图像高度的线数乘以幅型比摄像机装有可更换镜头时测试中所用镜头的类型应报告如有可能其特性应加以说明图亮度分解力亮度信号噪声比特性说明亮度通道的噪声特性用信噪比来表达测量方法设备安排及测试图如图及图所示拍摄条件除下列外均如第条所述物体照度测量应在及第章亮度灵敏度中的最低照度级下进行注为得到与第章亮度灵敏度相同的照度条件须在镜头前加一中性密度滤光片如果需要可在中间照度值时进行辅助测量聚焦应调至散焦的无穷远用具有如下特性的噪声计测量叠加在输出信号上的噪声噪声计应有选通功能以保证只在信号的稳定平坦部分进行噪声测量测量仪器前应加如下带限滤波器具有推荐书第号附录性能的低通滤波器用于行场系统用于行场系统推荐书第号附录特性的高通滤波器应接入色副载波陷波滤波器见图和图对于色副载波陷波滤波器及的衰减应大于见图按推荐书第号附录所示的计权网络应可切换通断测量仪应读出噪声电压的有效值基准电平应为的白输出图像电平的幅度即消隐电平与白电平之间的幅度信噪比计算为结果表达测量结果即未计权及计权的值应在第条所定义的两个照度条件下给出即最低灵敏度照度第章本测量中应说明亮度信号电平另一种方法测量方法采用图的设备安排但中性密度滤光片应放在如图所示白测试图的中部或另一种方法用垂直灰度测试图在不同的亮度电平处测见注可采用条所述的拍摄条件调节镜头光圈以便在图所示有效行的中部得到灰度电平用具有如条所述相同特性的噪声仪测量叠加在输出信号上的噪声但还应有窗口选通功能以保证在图和所示有效场期间的中部进行噪声测量应用和条测信号噪声比注垂直灰度图可将通常的灰度图垂直放置见图该测量可能不能充分反映出相关噪声的视觉效果结果表达结果表达应如第条所述图亮度信号噪声比亮度幅度频率响应特性说明亮度幅度频率响应即相对于基准电平的输出信号幅度作为频率的函数测量方法电路安排及测试图如图测试图应为图所示的具有不同频率的正弦图形多波群图多波群频率为拍摄条件如第条所述但为了得到作为测试图背景的等于额定电平一半的亮度信号电平可加一黑的或白的物体对于制在摄像机输出之后应插入陷波器以抑制色副载波见图陷波器在及的衰减应大于见附录和注用示波器测量输出信号注基准电平应对应于波群的电平由输出信号的每一频率波群的峰峰幅度峰峰值与基准电平的关系可得到幅频响应如式所示峰峰值注在信号已分离的情况下不使用陷波器在某些情况下可能需要用频谱分析仪在频域内测输出信号将有用信号的幅度与混叠信号的幅度分离开混叠系由欠取样及光低通滤波特性引起如果没有正弦图形矩形的黑白图形条也可以用结果表达结果应以表格或图示表达其中轴表示频率轴表示幅度用表示测得的幅度用点表示图亮度幅度频率响应亮度波形失真与脉冲响应特性说明在亮度通道引起的条信号与脉冲的失真测量方法仪器安排和测试图如图所示拍摄条件如第条所述用示波器在两个已选定的行和上测输出信号下述失真用各相应图中公式计算选出的行过冲幅度图持续时间图下冲幅度图持续时间图模糊幅度图持续时间图拖尾幅度图持续时间图选出的行脉冲幅度图结果表达测量结果列表用百分数及毫秒表示注为改进图像的视在锐度某些摄像机可能在条信号边缘加上过冲考虑到这种情况应当注意较小幅度的过冲和下冲并不一定表示较好的图像质量设备安排和测试图图亮度波形失真和脉冲响应图中过冲幅度持续时间图中下冲幅度持续时间图续图完亮度伽马特性特性说明校正性能系用于亮度信号以补偿显示器阴极射线管的非线性特性电视显示用阴极射线管的特性为指数函数即其中指数约为这种非线性由分析仪即摄像机的校正来补偿分析仪的特性由式给出式中摄像机输出信号常数摄像机放大器增益摄像机输出端的亮度信号摄像机加上电光转换器的总特性为式中电视屏的亮度常数电视机放大器增益荧光点亮度效率得出的结果说明该式比例的条件可获得令人满意的正确的彩色重现见图和测量方法设备安排如图所用测试图为灰度级图由黑到白的每一区域的反射系数按为的曲线变化见图拍摄条件如第条所述对于制见的条用示波器测输出信号如果摄像机即灰度级的倒数则视频输出信号代表的灰度级这也就意味着各级相对于黑电平的幅度将有相等的增量见图应测量输出信号各级的幅度即从一级的电平到一级的电平见图基准电平应为从消隐电平到白电平的幅度见图但可将作为基准值这种情况应在测量结果中说明由各级电平与其相应理论电平的偏差计算误差的百分数该误差应从到计算如式式中结果表达测量结果以表格表示列出每一级的级数和误差的百分数按如下两个基准值消隐电平级设备安排和测试图图亮度伽马特性摄像机阴极射线管摄像机输出信号视频输出信号图完亮度白削波和压缩率特性说明亮度信号白削波电平系指白饱和出现的电平该电平与额定基准亮度电平比较以百分数表示压缩率定义为在低于白饱和电平下与稍低一些的照度电平相比能将细节区别开来的最大物体照度测量方法设备安排和灰度级测试图如图拍摄条件如第条所述用示波器测从黑电平起的输出信号调节镜头的变倍以增加视场角提高输出信号幅度直到两个最高反射率级即灰度级的第和级刚刚达到饱和电平白削波电平可从示波器的荧光屏上读出与基准电平见第条亮度额定电平的关系如下所示白削波压缩率可以通过这两级的反射率计算即一个给出的基准电平另一个即第级给出即压缩率如果对应于每一灰度级的电平都不相应于电平则可采用最接近的一级的反射率或采用线性内插反射率值作为基准电平结果表达两个参数的测量结果以百分数表示图亮度白削波和压缩率亮度动态范围和对比度范围特性说明动态范围系指不引起图像开花和拖尾现象的最大照度电平与相应于被亮度通道中噪波所限制的最小信号电平的光级之间的范围对比度范围系指亮度信号的压缩率用表示和信噪比用表示之间的范围压缩率和信噪比分别在第条和第条中规定测量方法设备安排及测试图见图拍摄条件如第条所述亮度信号的动态范围可由第条和第条说明的过曝光测量结果和条规定的信噪比之和来计算其计算式如下动态范围亮度亮度其中指数规定图像开花或托尾应为最小亮度信号的对比度范围可分别由第条和第条中规定的压缩率和信号噪比之和计算其计算式如下对比度范围亮度结果表达两个参数的测量结果应以分贝表示亮度白场不均匀性特性说明输出图像的亮度信号幅度在垂直和水平方向的偏差测量方法设备安排和测试图如图拍摄条件如第条所述然而最大信号幅度可能低于一小块面积峰白信号幅度的大致为根据被