主页（http://www.pttcn.net）：CCD摄像机的基础知识(下)(3) 需要说明的是，一般摄像机的AGC调整范围为0?18dB，有些则可达到30dB。AGC电路的原理在大多数电子类书籍中都可找到，因此这里不再赘述。 逆光补偿(BLC) 在电视监控系统工程中，对着出入口的摄像机常常会遇到逆光现象。图像出现逆光现象，主要是视场范围光线照度强弱反差太大引起的。有下面三种方法可以改善摄像机的逆光问题。 1、通过调整出入口摄像机的安装位置，尽量避开来自外界阳光的直射，如将摄像机镜头对着走出门口的人员等安装方法，能在很大程度上改善逆光现象。 2、通过提高室内光源的照度，使室内光线增强，以减小与外界光亮的反差，也可改善逆光现象。 上述二种方法是用普通摄像机改善逆光现象的方法，当然还可辅以一些方法综合应用：如在出入口地面铺设地毯以防止地面光的反射;在靠近出入口附近的窗户用窗帘遮挡阳光的直射等。 3、通过选用具有逆光补偿等相应功能的摄像机，来改善逆光现象。 所谓逆光补偿也称作背光补偿(Back-Light Compensation即BLC)，它可以补偿摄像机在逆光环境下所摄画面过亮与过暗看不清细节的情况。由前述知，一般摄像机的AGC的自动调节范围是有限的，一旦出现很强的信号(即强烈的逆光)，其AGC放大器就饱和而起不到自动调节的作用。当摄像机引入逆光补偿功能时，摄像机仅对整个视场的一个子区域(如从第80行?200行的中心区域)进行检测，通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低，AGC放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高，从而使监视器上的主体画面明朗。此时的背景画面会更加明亮，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整个视场的可视性就会得到改善。 超动态摄像机的自动调节范围比一般摄像机大，因而也可改善逆光现象。对DSP摄像机来说，它可将整个视场均分为若干图像子块(如16个子块)，对每一个图像子块分别进行平均电平检测，并根据检测结果对每一个子块分别进行局部处理，因而其逆光补偿效果比模拟CCD摄像机要好些。 线锁定同步 线锁定同步(LINE LOCK)是一种利用交流电源来锁定摄像机场同步脉冲的一种同步方式。当图像出现因交流电源造成的网波干扰时，将此开关拔到线锁定同步(L.L.)的位置，就可消除交流电源的干扰。 例如某品牌摄像机提供了VD线同步功能，只要将交流电整流整形为简单的方波后即可输入到VD端，使摄像机与电源同步。因此，即使距离很远的多台摄像机也可以完全互相同步，从而可大大降低画面跳动或闪烁现象，尤其在使用非数位式矩阵切换时最为需要。 CCD的动态范围及超高动态 CCD的动态范围 CCD摄像器件的动态范围，是指其输出的饱和电压与暗场下噪声峰——峰电压之比，即 动态范围=Vsat/VNp-p (5) 式中，Vsat为输出饱和电压;VNP-P为噪声的峰—峰值。 动态范围也可这样来定义和计算，即由CCD势阱中可存贮的最大电荷量和噪声决定的电荷量之比。 CCD摄像机的超高动态 众所周知，当目标景物太亮或者太暗时，一般的CCD摄像机很难有很宽的亮或暗目标景物的适应范围。而人眼可靠瞳孔放大缩小来进行进光量调节，有能力看到很亮或很暗的目标景物。人的这种瞬间动态范围，约100:1。而CCD摄像机因原始动态范围只有3:1，则无法适合100:1的动态范围。这也正是CCD摄像机与人眼的差异所在。 为使CCD摄像机的动态范围能接近人眼或更好些，很多公司都研发成功超高动态范围CCD摄像机。现以某公司研发的DSP数字视频处理器来说明超高动态范围的原理。它具有近200K个门电路的功能，设有128pin，可以同时由计算机设定和调整CCD摄像机的多项参数，其中具有超高动态范围设定所需的双曝光及高速运算功能，如图6所示。 该DSP内含一个可以由1/2秒至1/120秒的可变电子快门电路，用以对较暗的景物取得正确曝光(图6中a,b)，另一个电路则为对高亮度的物体正确曝光的高速快门，其速度为1/120~1/120000秒，如此即可同时取得两张对明暗两区均为正确的影像，再将两影像在DSP中高速运算相加后即实现亮暗动态范围很宽的图像。例如室内人物照度为10Lx，而室外景物为1000 Lx，此时CCD摄像机采用1/60秒的速度对室内景物取得正确曝光，再用1/6000秒对室外景物取得正确曝光，然后将两张图像结合即成为完美图像。 但是，一般CCD摄像机并不具有这种双曝光的功能，这是因为一般的通用电路芯片不能实现这样高速运算，由于该DSP具有200K个高速运算门电路的运算速度，同时解决了双曝光的两图像的分别记忆存储，紧接着即可做合成计算的功能，合成处理后再按标准制式实时输出视频信号。 用这种技术所作的超高动态摄像机由于动态范围可达280:1，已经比人眼的动态范围100:1更宽广，所以可应用于监视明暗极为不均的场合。 市面上的超高动态范围CCD摄像机均是利用上述原理工作的，而深圳景阳公司的CMOS-DPS摄像机就不是这种双曝光的方法，因为它是每个像素都数字化了，其明暗的处理就更加方便了。 DSP的含义及其在摄像机中的应用 DSP(Digital Signal Processing)即数字信号处理，它是利用数字计算机或专用数字信号处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值、识别等加工处理，借以达到提取有用信息、便于应用的目的。 由于有了DSP功能的芯片出现，所以近些年才出现了DSP的新型摄像机。这种摄像机的主要特点就是：在摄像机内部的电路采用了大规模数字信号处理集成电路(DSP LSI)，并且由微处理器对系统的状态进行检测与控制，因此其稳定性、可靠性、一致性等都大大提高。DSP芯片是一种特殊的微处理器，就是根据数字信号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数字信号微处理器芯片。计算程序全部“硬化”，数字滤波器所需要的其它设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其它类型的外部设备等。许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态图像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的γ校正、自动聚焦等。因此，有了DSP的摄像机，可大大提高图像的质量。
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