影響圖像質(zhì)量主觀評價大于等于4級要求的因素
首先我們對GB7401—87彩色電視圖像質(zhì)量主觀評價方法要有一個正確的認(rèn)識。GB7401—87標(biāo)準(zhǔn)是一個國家標(biāo)準(zhǔn);以廣播級為主的圖像質(zhì)量也包含在內(nèi)。廣播級圖像的獲得一致在選用三管廣播級攝像機(jī),這些攝像機(jī)的信噪比一般在51dB~55dB;圖像一般在標(biāo)準(zhǔn)照度1000lux~2000lux下拍攝的,而且一般在照度較高的情況下拍攝;因為是三管,三基色均能得到較好校正,色度較準(zhǔn)、色度噪聲較低。\r\n在目前電視監(jiān)控系統(tǒng)中,常常見到圖像很好,但我們還是打成4+級或者4級圖像;有時較精細(xì)打分時,分別打成4+、4、4-、3+、3、3-級。4級圖像的質(zhì)量損傷可覺察到,但并不令人討厭。\r\n我們目前用的較簡易工業(yè)級攝像機(jī)、單管攝像機(jī),彩色效果采用一些簡單電路措施來達(dá)到y(tǒng)、u、v;所以這些攝像機(jī)信噪比在46~48db,色度失真較大,色噪聲較大,色度頻響較差。目前帶有數(shù)字處理的攝像機(jī),信噪比也可達(dá)51~52db。攝像機(jī)工作的光照度范圍較寬,在室外一天光照度變化可以從2.5×104~10-3lux,在黑夜中為了獲得較好可用的圖像,一般要用上輔助光。\r\n注意:4級圖像是多人主觀評價的平均值,見到的彩色圖像有相當(dāng)大的近似性和欺騙性。\r\n例如:\r\n1. 我們的生活是實時的,動態(tài)情況是連續(xù)的,而我們視頻信號是一幀一幀的,是間斷的;\r\n2. 在電路中,亮度和色度是分別處理的;\r\n3. 亮度和色度的疊加方法各有差別,例如NTSC制(正交平衡調(diào)幅制)、PAL制(逐行倒相正交平衡調(diào)幅制)、SECAM制(順序傳送彩色與記憶制),其圖像質(zhì)量和容差均有差異;\r\n4. 大面積著色原因(也即混合高頻原因);\r\n5. 電視監(jiān)控用彩色攝像機(jī)頻響比廣播級低很多,特別彩色部分更低。\r\n來自對人眼原理的分析顯示:人眼對亮度的分辨率較高,對彩色的分辨率較低。人們想出亮度和色度分別處理,處理精度也有區(qū)別,正因為這樣使我們有可能將彩電迅速普及起來。
影響系統(tǒng)信噪比37db的因素
影響系統(tǒng)信噪比37db的因素是很多的,測試也比較困難。我們是通過四個方面來評估37db:\r\n1. 通過圖像質(zhì)量主觀評價≥4級要求\r\n2. 實際系統(tǒng)總干擾口?mVp—p\r\n當(dāng)系統(tǒng)為n個輸入口,(n-1)個輸入口均有圖像訊號輸入,某個輸入口為空口,并將該空口輸出到某輸出口時,測該輸出口的噪聲電平。因為每個輸入口是非標(biāo)準(zhǔn)訊號,這噪聲電平是表示(n-1)個實際的系統(tǒng)圖像對該輸出的影響。要注意該噪聲電平有最大值和最小值;黑白系統(tǒng)時較小,彩色系統(tǒng)和彩色黑白混合系統(tǒng)時較大。\r\n3. 反映實際系統(tǒng)的隔離度的干擾口?mVp—pn\r\n當(dāng)系統(tǒng)為n個輸入口,(n-1)個輸入口均有圖像訊號輸入時,在空的某個輸入口測噪聲電平。要注意該噪聲電平有最大值和最小值;黑白系統(tǒng)時較小,彩色系統(tǒng)和彩色黑白混合系統(tǒng)時較大。\r\n4. 反映實際系統(tǒng)的50HZ干擾口?mVp—p\r\n當(dāng)系統(tǒng)為n個輸入口,分別至m個輸出口時,找到最大的50HZ干擾值。
常見的圖像干擾
1. 電梯運行時在圖像中的干擾,對變頻電梯特別強(qiáng)烈;
2. 對講機(jī)等高頻發(fā)射設(shè)備,例如:小靈通、移動電話(大哥大)的干擾,這樣的幅射干擾對監(jiān)視器和顯示器等設(shè)備比較明顯;
3. 幀方向亮條或暗條的干擾,這干擾有時在幀方向移動著;
4. 行方向亮條或暗條的干擾,這干擾有時在行方向左右移動著;
5. 圖像上有網(wǎng)狀干擾(可能有高頻干擾);
6. 圖像甲中有圖像乙或乙和丙兩圖像的影子在移動(這是由于設(shè)備的串?dāng)_和隔離度差而引起);
7. 圖像訊號在遠(yuǎn)距離傳輸時,有環(huán)境干擾的引入;
8. 彩色圖像中偶爾有小色斑現(xiàn)象;
9. 接線不好和接插頭做得不好而引入的干擾;
10.一點接地沒有足夠重視而引起;
11.設(shè)備不良而引入的干擾,或屏蔽差而引入的;
12.外界高頻較大、電纜屏蔽性能并而引起;
13.兩臺屏蔽性能差的監(jiān)視器和電視機(jī)的行頻(空間耦合)相互干擾;
14.較差光端機(jī)對圖像也有影響,發(fā)生基礎(chǔ)噪聲大、圖像有飄浮現(xiàn)象,有些光端機(jī)發(fā)端輸出功率離散性較大,有的可達(dá)4~5db之差,接收機(jī)動態(tài)范圍較小。
電梯轎廂攝像機(jī)安裝和抗干擾
電梯轎廂攝像機(jī)安裝要注意:
1.攝像機(jī)要選用金屬屏蔽外罩,攝像機(jī)外罩和電梯要絕緣;
2.攝像機(jī)一般安裝在門的角上,這樣有利于避免開門時逆光現(xiàn)象和考慮到人的面部在鏡頭前停留時間較長,鏡頭一般選廣角,要避免只見到人頭頂;
3.電梯內(nèi)的光照度要足夠和盡可能避免光干擾;
4.裝飾材料盡可能選擇反光少的材料;
5.電纜要選用雙屏蔽,線要柔軟一些;
6.視頻電纜要和強(qiáng)電的電纜分離,以減少耦合。電纜的長度要考慮電梯上下時的余量;
7.接頭要牢固。
電梯轎廂監(jiān)控電視圖像抗干擾方法:
首先要區(qū)別這干擾是從電源中耦合進(jìn)來的還是視頻中引入的,并采用不同的措施。
視頻中引入又分為:是設(shè)備之間聯(lián)結(jié)中引入,還是空間耦合引入?通過空間耦合引入又可分為:是電源線空間耦合引入的干擾,還是可以通過信號線和設(shè)備空間耦合引入的干擾?
1. 若電源中引入,則可采用電源濾波器來排除從交流電中引入的干擾。在電源線上串一個磁芯環(huán),這樣可形成高頻扼流圈,起到抗高頻干擾引入;
2. 可用視頻隔離變壓器來隔離地線上引入的干擾;
3. 可用光電耦合器件來隔離地線上引入的干擾;
4. 可將視頻調(diào)制到高頻,高頻可通過同軸電纜來傳輸,傳到終端高頻再解調(diào)到視頻。
5. 可將視頻訊號進(jìn)行光調(diào)制,通過光纖傳輸?shù)浇K端,再將光訊號解調(diào)到視頻。
6. 目前的視頻是單端的訊號,可將它轉(zhuǎn)換雙端訊號,訊號幅度可放大成5倍左右,然后用雙絞線平衡傳輸,傳輸?shù)浇K端將信號大小降下來和轉(zhuǎn)換成單端信號。這樣可提高信噪比和增加抗干擾能力。
7. 可將視頻訊號進(jìn)行光調(diào)制,然后通過大氣激光傳輸,將光探測器接收的光訊號轉(zhuǎn)為視頻信號。
8. 可將視頻訊號調(diào)制到微波或高頻訊號上,然后通過無線傳輸,將終端的信號再調(diào)制成視頻訊號。
9. 可將視頻訊號用調(diào)頻方式調(diào)制高頻,通過電纜傳輸,到終端解調(diào)到視頻,這樣通過調(diào)頻和調(diào)制到高頻二個措施,來增加抗干擾(空間耦合干擾)能力。
10.將模擬的視頻訊號轉(zhuǎn)換成壓縮(例如:MPEG—2或MPEG—4(part10))成DI水平(704×576)的數(shù)字訊號,通過屏蔽的五類線、超五類線、六類線、超六類線傳輸,收端可以由直接接壓縮視頻信號的設(shè)備,收端也可以通過解壓縮送至監(jiān)視器。應(yīng)注意解壓縮過程會降低圖像質(zhì)量,這樣抗干擾(空間耦合干擾)能力大大提高。
11.選用合適的電梯樓層顯示器。\r\n樓層顯示器和電梯控制器應(yīng)采用光電隔離,避免不必要的耦合,最好電梯樓層顯示器僅和電梯機(jī)械部分有關(guān),與電梯控制室無關(guān)。目前上海冠林機(jī)電有限公司生產(chǎn)的KL—65101電梯樓層顯示器安裝簡便,不與電梯任何通信碼發(fā)生聯(lián)接關(guān)系,省卻了協(xié)調(diào)電梯商提供電梯碼的環(huán)節(jié),能顯示樓層和上下行運行狀態(tài),抗干擾性較強(qiáng),能消除變頻高速電梯啟動停止時產(chǎn)生的雜波干擾影響。
視頻同步對圖像切換時跳動影響
目前同步是隨機(jī)同步、外同步、電源同步、松下VD2同步、ELBEX的內(nèi)部同步等。
工程上常用的是電源過零點同步。在使電源同步時:電源供電是AC 220V或AC 24V,供電要同相(由控制室單獨同相供電,要注意1800的相位差,每個攝像機(jī)在實驗用雙蹤示波器進(jìn)行微調(diào),目的是在組成系統(tǒng)時的圖像切換時跳動較小,使切換處于幀消隱期間為好。
注意:過去電源同步有移相功能的攝像機(jī),其移位角度為600。這樣還需要識別電源同名端和調(diào)整相位?,F(xiàn)在好的電源同步攝像機(jī)其移位角度為2700。這樣能適應(yīng)不同三相電源和不同的同名端的需要。
攝像機(jī)的安裝位置對圖像質(zhì)量的影響以及一些實踐經(jīng)驗
實例1:有逆光的位置,如走道、窗、大堂門外、車道的出入口等地方,采取的措施是:一是改變位置避免逆光,二是采用逆光補(bǔ)償較好的攝像機(jī),三是采用超動態(tài)的攝像機(jī)。
實例2:20m2房間內(nèi),白天有自然光透過窗戶,夜間只有25W白熾燈光。對象:人的活動。\r\n解決方法:選用最低照度為≤0.08lux水平清晰度≥570線的黑白攝像機(jī)、手動光圈、手動聚焦鏡頭定焦、攝像機(jī)軸線方向在房間的對角線方向。\r\n由于晚上照度偏低,為了能獲得較好的圖像,并保持白天的良好圖像。我們調(diào)整光圈和聚焦的方法:在晚上我們的光圈可略大一些調(diào)聚焦,這樣反復(fù)調(diào)整,調(diào)到晚上的圖像略有噪聲,白天也能獲得良好的圖像為止。
實例3:電梯轎廂內(nèi),照度在≥30lux~50lux。對象:人的活動,人的進(jìn)出。\r\n解決方法:選用最低照度≤1lux水平清晰度≥470線的彩色攝像機(jī)手動光圈、手動聚焦、廣角定焦的鏡頭。定焦焦距精確選取還是要根據(jù)電梯的面積和高度來定,一般可選2.8~3.0mm定焦鏡頭。
攝像機(jī)安放位置,一般放在門旁的頂上,攝像機(jī)的軸線在電梯的對角線上。這樣的安放是考慮到,人進(jìn)入電梯一般總是正對門口,這樣安裝攝像機(jī),人的正面圖像占有時間就較長。開門時一般照度加大,但此時攝像機(jī)內(nèi)的AGC能適應(yīng)開門和關(guān)門的照度變化。目前這樣安裝,人像將獲得頭頂或頭上方較多,為此目前國外電梯攝像機(jī)是放在攝像機(jī)匣中,匣子高度在1.7~1.9m。\
另外,若采用自動光圈鏡頭,當(dāng)電梯門開關(guān)時,由于自動光圈來不及跟蹤(也就是自動光圈的適應(yīng)時間較長),圖象會出現(xiàn)不穩(wěn)定。
為了獲得較好圖像,要克服電梯的光干擾,電梯的照明減少光柵照明,電梯側(cè)面盡可能采用亞光材料,降低光反射。
實例4:監(jiān)控道路車輛和人行的來往動態(tài),有時還要錄下細(xì)節(jié)的圖像,這時我們就要選取三可變鏡頭及云臺。分為室外和室內(nèi)球機(jī)。
實例5:要獲得夜間清晰的汽車車牌號,應(yīng)選用三可變鏡頭,定焦在10~15m(車牌號足夠大)。為解決夜間車燈的干擾,應(yīng)優(yōu)先選用帶有強(qiáng)光抑制的攝像機(jī)。
實例6:居民住宅小區(qū)的周界電視監(jiān)控。條件為室外,白天和夜間照度的變化跨度大(0.0001lux~2.5×104lux)。對象:周界上的動態(tài),一般監(jiān)控距離為50m~80m。\r\n解決方法:選用自動光圈、長焦距、定焦鏡頭,一般選用低照度(最低照度為≤0.1lux)和超低照度(最低照度≤0.001lux)的黑白攝像機(jī),周界上應(yīng)有較低照度燈光。也可用最低照度≤1lux~≤0.1lux的彩色攝像機(jī),周界上應(yīng)有較高照度的燈光。自動光圈長焦的定焦鏡頭:1/3”CCD應(yīng)選自動光圈為16~25mm定焦鏡頭、1/4”CCD應(yīng)選自動光圈為12~18mm定焦鏡頭。這樣可適應(yīng)和周界上70米一對主動紅外入侵探測器相匹配,周界上攝像機(jī)應(yīng)頭尾相接,因為本地攝像機(jī)監(jiān)控70米左右,但此攝像機(jī)下方的5~8米是監(jiān)控死角,需要靠后面一個攝像機(jī)來照應(yīng)。應(yīng)注意,輔助燈光不應(yīng)造成為攝像機(jī)的逆光,同時燈光方向應(yīng)是攝像機(jī)監(jiān)視方向。
夜間的照度是室外監(jiān)控一大問題。解決它的方法:①選超低照度攝像機(jī)。②選用日夜兩用型攝像機(jī),也即白天照度足夠時是彩色的圖像,晚上是黑白(靈敏度較高,也就是攝像的最低照度較低)圖像。③選用紅外燈源,雖在有些地方可行的,但應(yīng)注意:紅外光源的功率大小和監(jiān)視距離遠(yuǎn)近是有直接關(guān)系;紅外光源需要供電;紅外光源有壽命(一般在5000小時左右)限制。④光源架在云臺上,照明與報警系統(tǒng)聯(lián)動。光源也可用射燈,這樣價格較低,并有一定威懾作用。
實例7:小區(qū)門口攝像機(jī)安裝。若小區(qū)門口寬度<6m時可裝一個攝像機(jī),≥6m時應(yīng)裝二個攝像機(jī),二個攝像機(jī)一般安裝在小區(qū)門口通道的兩側(cè)。目的是獲得足夠時間的人像和車輛的車牌號清晰圖像、回放錄像的圖像,人像和車牌號需清晰可辨率,要注意逆光現(xiàn)象和夜間的燈光照度,確保圖像的質(zhì)量。攝像機(jī)的軸線對門應(yīng)400~500為佳。
實例8:選擇適當(dāng)?shù)木嚯x和方位以獲得較大范圍和較長距離的監(jiān)控。監(jiān)控進(jìn)門口的人:\r\n1、攝像機(jī)的軸線平行于門板面,這是監(jiān)控范范圍不太合理。\r\n2、攝像機(jī)的軸線和門板面成30~600,這是監(jiān)控范圍較合理的選擇。若在7~8m處,監(jiān)控的距離可達(dá)3~5m,若按1m/秒速度,則可達(dá)到3~5秒的圖像;若25幀/s錄像時有75~125幀圖像;若選6.25幀/s錄像時還有17.5~31.25幀圖像可獲得。
實例9:賓館攝像機(jī)安裝
1.賓館客房長走廊:一般在走廊前端窗上掛上窗簾,防止嚴(yán)重逆光的出現(xiàn),長走廊光線穩(wěn)定較暗時,我們可選低照度的黑白攝像機(jī),并選用固定的手動光圈和固定聚焦的鏡頭。若光照度是緩慢變化時,則可選用自動光圈鏡頭。
2.賓館消防梯處:一般選用廣角的低照度攝像機(jī),若靠近窗口時,可選用自動光圈鏡頭。
3.賓館大堂:大堂若有大量透光玻璃時,可選用超動態(tài)攝像機(jī)。
4.收銀處:應(yīng)監(jiān)控收銀者和付銀者兩者圖像。此時,攝像機(jī)安裝位置應(yīng)和收銀臺±15~200時為宜,距離在5~8m位置。\r\n