CCD摄像机的基础知识(上)(3)

时间：2010-05-24　来源：中国集群通信网　作者：张天天　点击：次

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　　误差电压的数字保持方式是，将误差电压先转变成数字信号存储起来，然后再变成模拟电压送到增益控制级，只要计数器的电源不断开，数字信号就维持不变，误差电压也就不变。

　　b、将色差信号R-Y和B-Y送入自动白平衡电路，经R、C网络积分后，与零电平进行比较。当拍摄白色景物并达到白平衡时，两个色差信号都应当是零。因此，通过将色差信号与零电平进行比较，即可实现白平衡调整。如当R-Y>0时，则比较器输出电压就加到红路增益控制级，使其增益减小，直到R-Y=0;当R-Y<0时，则红路增益应当增大。其中蓝路增益的控制，则由B-Y信号控制，具体控制方法与红路相同。

　　黑平衡(Black Balance)的调整

　　黑平衡也是彩色摄像机的一个参数，一般广播级摄像机都有黑平衡调整电路。但是，在电视监控系统的实际应用中，多为中低档CCD彩色摄像机，因此一般都不设黑平衡调整电路，其原因是因为由于黑平衡对人眼视觉的影响远不如白平衡对人眼视觉影响那样强烈之故。

　　1、什么是黑平衡?

　　黑平衡是摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时，输出的三个基色电平也应相等，这时在监视器的屏幕上才能重现出纯黑色，这种现象叫做黑平衡。若黑平衡调整不好，在监视器的屏幕上就会出现黑里透红或黑里透绿等色调。

　　根据前面的分析可知，正确重现黑白图像是正确重现彩色的前提和基础，因此，彩色摄像机的黑、白平衡的调整对正确重现彩色是十分重要的。

　　2、自动黑平衡(Auto Black Balance 简称ABB)调整

　　自动黑平衡与自动白平衡的处理方法基本相似，但引起黑电平的变化不平衡的因素，要比白电平多。从电路结构上看，黑电平的调整和白电平的调整会互相影响。因此，在彩色摄像机的处理放大器中，在增益控制级的前面，要加暗电流和背景光补偿以及杂散光校正等电路，以使黑电平既不随增益变化，也不随杂散光变化。这样，调整白平衡时，就不致影响黑平衡。

　　自动黑平衡的处理也有两种方式：

　　· 红、绿、蓝三路处理放大器黑电平由一个公共的基准黑电平来决定，当盖上镜头盖时，就自动地使每一路信号在混消隐以前保持黑电平与消隐电平一致。这样，最后输出的三路视频信号的黑电平也必定是一致的;

　　· 以绿路为基准，将红路黑电平与蓝路黑电平分别与绿路黑电平相比较，用所得误差电压分别控制红路与蓝路的黑电平，使它们与绿路黑电平相等。

　　有关电路的原理与前述自动白平衡调整电路的原理类似，这里就不再赘述。

　　其他性能参数的调整

　　除了白、黑平衡外，彩色摄像机还有其他性能参数，其中水平与垂直相位调整可保证图像的色彩及稳定性，而外同步输入端口则可保证大系统中的多支摄像机保持同步调整锁定状态。

　　1、水平相位(Horizontal Phase简称HP)调整

　　水平相位也称作行相位，它与彩色副载波(PAL制彩色副载波频率为fs = 4.43361875MHZ)具有严格的锁定关系。一旦相位失锁，就会造成在监视器屏幕上重现的图像无彩色，或是出现彩色失真，如红旗变成了绿旗，人脸的颜色也变成青绿色等。

　　水平相位与副载波相位的锁定关系，是在摄像机的同步信号产生电路中完成的。通常，电路设计可使这一锁定关系具有很宽的锁相跟踪范围，因而一般不需调整。正因为如此，大多数中、低档CCD彩色摄像机，一般不设有此外置HP调整的功能。

　　一般，对中、高档彩色摄像机，要求其功能及适应的环境更为多些。因此，往往在摄像机的背面板或侧面板上，增加一个HP调整旋钮。一旦出现彩色失真，可以通过调整此HP旋钮而加以消除。

　　2、垂直相位(Vertical Phase简称VP)调整

　　垂直相位也称作场相位，它与行相位也具有严格的锁定关系，主要用于保证正确的电视扫描规律。当监视器屏幕上的图像出现垂直流动时，调整VP旋钮即可消除画面的滚动。

　　3、外同步输入(SYNC)

　　一般，在大多数中、高档CCD彩色摄像机的后面板上，除了有BNC连接器的视频输出端口(标有VIDEO字样)外，还有一个标有SYNC字样的同样形状的端口，并在其附近设有一个拔动开关，这个BNC端口就是外同步输入端口。当单独使用一个摄像机时，这个端口一般无需连接，只需将视频输出端口通过视频电缆连接到监视器或录像机等视频设备上，即可获得稳定的图像。而当同时使用多个摄像机并共用后端视频设备(如多画面分割器)时，有时就会出现多个画面不同步的现象，这时就需要用到SYNC端口。

　　由前面的分析可知，为保证正确的电视扫描关系，摄像机内部必须有同步信号产生电路。这种同步信号产生电路为摄像机的各部分电路提供了所需的同步信号，人们称此时摄像机工作在内同步方式。当多个摄像机同时用后端视频设备时，由于各摄像机的内同步彼此是独立的，后端设备便无法确定去跟踪哪一个摄像机的同步信息，因而造成各显示画面的不同步。顺便指出，现行的多画面分割器大都采用了具有较强的同步跟踪能力的锁相电路，因而在大多数应用场合，不会出现上述各显示画面不同步的现象。

　　通过SYNC拔动开关将摄像机置于外同步方式，并将各摄像机的外同步输入端口连接到一个外接同步信号发生器上，则各摄像机即关断了各自的内同步产生电路，而是从外同步输入端口中获取并分离出各部分所需的同步信息。由于此时各摄像机的同步信息是来自同一个同步信号发生器，因而保证了各摄像机画面的同步关系。一般，外同步方式连接示意如图4所示。