CCD攝像機(jī)的基礎(chǔ)知識(上)(3)

時(shí)間：2010-05-24　來源：中國集群通信網(wǎng)　作者：張?zhí)焯臁?small>點(diǎn)擊：次

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　　誤差電壓的數(shù)字保持方式是，將誤差電壓先轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號存儲(chǔ)起來，然后再變成模擬電壓送到增益控制級，只要計(jì)數(shù)器的電源不斷開，數(shù)字信號就維持不變，誤差電壓也就不變。

　　b、將色差信號R-Y和B-Y送入自動(dòng)白平衡電路，經(jīng)R、C網(wǎng)絡(luò)積分后，與零電平進(jìn)行比較。當(dāng)拍攝白色景物并達(dá)到白平衡時(shí)，兩個(gè)色差信號都應(yīng)當(dāng)是零。因此，通過將色差信號與零電平進(jìn)行比較，即可實(shí)現(xiàn)白平衡調(diào)整。如當(dāng)R-Y>0時(shí)，則比較器輸出電壓就加到紅路增益控制級，使其增益減小，直到R-Y=0;當(dāng)R-Y<0時(shí)，則紅路增益應(yīng)當(dāng)增大。其中藍(lán)路增益的控制，則由B-Y信號控制，具體控制方法與紅路相同。

　　黑平衡(Black Balance)的調(diào)整

　　黑平衡也是彩色攝像機(jī)的一個(gè)參數(shù)，一般廣播級攝像機(jī)都有黑平衡調(diào)整電路。但是，在電視監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，多為中低檔CCD彩色攝像機(jī)，因此一般都不設(shè)黑平衡調(diào)整電路，其原因是因?yàn)橛捎诤谄胶鈱θ搜垡曈X的影響遠(yuǎn)不如白平衡對人眼視覺影響那樣強(qiáng)烈之故。

　　1、什么是黑平衡?

　　黑平衡是攝像機(jī)在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時(shí)，輸出的三個(gè)基色電平也應(yīng)相等，這時(shí)在監(jiān)視器的屏幕上才能重現(xiàn)出純黑色，這種現(xiàn)象叫做黑平衡。若黑平衡調(diào)整不好，在監(jiān)視器的屏幕上就會(huì)出現(xiàn)黑里透紅或黑里透綠等色調(diào)。

　　根據(jù)前面的分析可知，正確重現(xiàn)黑白圖像是正確重現(xiàn)彩色的前提和基礎(chǔ)，因此，彩色攝像機(jī)的黑、白平衡的調(diào)整對正確重現(xiàn)彩色是十分重要的。

　　2、自動(dòng)黑平衡(Auto Black Balance 簡稱ABB)調(diào)整

　　自動(dòng)黑平衡與自動(dòng)白平衡的處理方法基本相似，但引起黑電平的變化不平衡的因素，要比白電平多。從電路結(jié)構(gòu)上看，黑電平的調(diào)整和白電平的調(diào)整會(huì)互相影響。因此，在彩色攝像機(jī)的處理放大器中，在增益控制級的前面，要加暗電流和背景光補(bǔ)償以及雜散光校正等電路，以使黑電平既不隨增益變化，也不隨雜散光變化。這樣，調(diào)整白平衡時(shí)，就不致影響黑平衡。

　　自動(dòng)黑平衡的處理也有兩種方式：

　　· 紅、綠、藍(lán)三路處理放大器黑電平由一個(gè)公共的基準(zhǔn)黑電平來決定，當(dāng)蓋上鏡頭蓋時(shí)，就自動(dòng)地使每一路信號在混消隱以前保持黑電平與消隱電平一致。這樣，最后輸出的三路視頻信號的黑電平也必定是一致的;

　　· 以綠路為基準(zhǔn)，將紅路黑電平與藍(lán)路黑電平分別與綠路黑電平相比較，用所得誤差電壓分別控制紅路與藍(lán)路的黑電平，使它們與綠路黑電平相等。

　　有關(guān)電路的原理與前述自動(dòng)白平衡調(diào)整電路的原理類似，這里就不再贅述。

　　其他性能參數(shù)的調(diào)整

　　除了白、黑平衡外，彩色攝像機(jī)還有其他性能參數(shù)，其中水平與垂直相位調(diào)整可保證圖像的色彩及穩(wěn)定性，而外同步輸入端口則可保證大系統(tǒng)中的多支攝像機(jī)保持同步調(diào)整鎖定狀態(tài)。

　　1、水平相位(Horizontal Phase簡稱HP)調(diào)整

　　水平相位也稱作行相位，它與彩色副載波(PAL制彩色副載波頻率為fs = 4.43361875MHZ)具有嚴(yán)格的鎖定關(guān)系。一旦相位失鎖，就會(huì)造成在監(jiān)視器屏幕上重現(xiàn)的圖像無彩色，或是出現(xiàn)彩色失真，如紅旗變成了綠旗，人臉的顏色也變成青綠色等。

　　水平相位與副載波相位的鎖定關(guān)系，是在攝像機(jī)的同步信號產(chǎn)生電路中完成的。通常，電路設(shè)計(jì)可使這一鎖定關(guān)系具有很寬的鎖相跟蹤范圍，因而一般不需調(diào)整。正因?yàn)槿绱�，大多�?shù)中、低檔CCD彩色攝像機(jī)，一般不設(shè)有此外置HP調(diào)整的功能。

　　一般，對中、高檔彩色攝像機(jī)，要求其功能及適應(yīng)的環(huán)境更為多些。因此，往往在攝像機(jī)的背面板或側(cè)面板上，增加一個(gè)HP調(diào)整旋鈕。一旦出現(xiàn)彩色失真，可以通過調(diào)整此HP旋鈕而加以消除。

　　2、垂直相位(Vertical Phase簡稱VP)調(diào)整

　　垂直相位也稱作場相位，它與行相位也具有嚴(yán)格的鎖定關(guān)系，主要用于保證正確的電視掃描規(guī)律。當(dāng)監(jiān)視器屏幕上的圖像出現(xiàn)垂直流動(dòng)時(shí)，調(diào)整VP旋鈕即可消除畫面的滾動(dòng)。

　　3、外同步輸入(SYNC)

　　一般，在大多數(shù)中、高檔CCD彩色攝像機(jī)的后面板上，除了有BNC連接器的視頻輸出端口(標(biāo)有VIDEO字樣)外，還有一個(gè)標(biāo)有SYNC字樣的同樣形狀的端口，并在其附近設(shè)有一個(gè)拔動(dòng)開關(guān)，這個(gè)BNC端口就是外同步輸入端口。當(dāng)單獨(dú)使用一個(gè)攝像機(jī)時(shí)，這個(gè)端口一般無需連接，只需將視頻輸出端口通過視頻電纜連接到監(jiān)視器或錄像機(jī)等視頻設(shè)備上，即可獲得穩(wěn)定的圖像。而當(dāng)同時(shí)使用多個(gè)攝像機(jī)并共用后端視頻設(shè)備(如多畫面分割器)時(shí)，有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)多個(gè)畫面不同步的現(xiàn)象，這時(shí)就需要用到SYNC端口。

　　由前面的分析可知，為保證正確的電視掃描關(guān)系，攝像機(jī)內(nèi)部必須有同步信號產(chǎn)生電路。這種同步信號產(chǎn)生電路為攝像機(jī)的各部分電路提供了所需的同步信號，人們稱此時(shí)攝像機(jī)工作在內(nèi)同步方式。當(dāng)多個(gè)攝像機(jī)同時(shí)用后端視頻設(shè)備時(shí)，由于各攝像機(jī)的內(nèi)同步彼此是獨(dú)立的，后端設(shè)備便無法確定去跟蹤哪一個(gè)攝像機(jī)的同步信息，因而造成各顯示畫面的不同步。順便指出，現(xiàn)行的多畫面分割器大都采用了具有較強(qiáng)的同步跟蹤能力的鎖相電路，因而在大多數(shù)應(yīng)用場合，不會(huì)出現(xiàn)上述各顯示畫面不同步的現(xiàn)象。

　　通過SYNC拔動(dòng)開關(guān)將攝像機(jī)置于外同步方式，并將各攝像機(jī)的外同步輸入端口連接到一個(gè)外接同步信號發(fā)生器上，則各攝像機(jī)即關(guān)斷了各自的內(nèi)同步產(chǎn)生電路，而是從外同步輸入端口中獲取并分離出各部分所需的同步信息。由于此時(shí)各攝像機(jī)的同步信息是來自同一個(gè)同步信號發(fā)生器，因而保證了各攝像機(jī)畫面的同步關(guān)系。一般，外同步方式連接示意如圖4所示。