2012年1月2日 星期一

[Study] 攝影機常用名詞及其解釋


由於工作需要,開始研究監控系統的攝影機架構以及其運作原理,以下摘錄學習過程中所遇到的常用名詞及其解釋。

基本

Ø   可見光
人眼可見光的波長從 400nm 700nm,頻率為 750TeraHZ 430THZ。這段光譜色彩表現,正好呈現了由紅到紫的七色彩虹。小於430THZ就是紅外線。大於750THZ就是紫外線。
n   螢光:
利用特殊的墨水或藥劑將太陽光中或其他光源中之紫外線反射出來,並轉變為可見色光,增加物體的明亮度。
n   磷光:
磷光和螢光不同,螢光是藉由反射、轉變光線達到顯色的效果,磷光則將光能存儲起來,然後以一種有色方式釋放出來。


Ø   成像原理
愛因斯坦認爲光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子(Photon ) 都攜帶著一份能量,當光粒子與金屬物質作用時,其攜帶的能量會傳導到物質上,形成光電效應。數位相機的原理就是透過快門的開啟,讓光傳導到感光元件上,產生電荷,之後將這些電荷傳輸至放大解碼原件,就能還原所有CCD上感光元件產生的訊號,並構成了一幅完整的畫面。

Ø   色彩
幾種常用的顏色分類方法
n   Munsell 所設計的顏色分類方法
MunSell 系統給定每一種顏色一個確定其三個數值,也就是由(色調、飽和度和亮度)所組成的參考數字,以垂直的(亮度)和水平的(飽和度)確立座標。色調(Hue)是色彩本身所展現的主要波長,例如:黃色、藍色等 ; 飽和度(Chroma)則是表示出一種顏色的純度,當顏色中混有的白色、灰色或黑色越多時,飽合度就較相對降低,反之特別鮮艷的色彩是高度飽和。亮度(Value)則是表示這個顏色反射之入射光有多少。
n   RGB
CIE系統通過給定顏色混合的紅(R)、綠(G)和藍(B)色光相對應數值來確定顏色。人眼對於這三種光的波長特別敏感,只要調整這三種顏色,幾乎可以產生任意顏色。
n   四色顏料印刷品(CMYK
顏料是吸收光線,而不是增強光線,因此顏料的三原色必須是可以個別吸收紅、綠、藍的顏色,那就是紅綠藍的補色:青、洋紅與黃色(CMY),以濃度0~100%來表示。現實生活中並找不到可以吸收黑色的顏料,因此,加上一個黑色(K)

Ø   IRC(IR Cut)
由於CCDCMOS感光包含紅外線,要完全模擬人類視覺,就需要在光線進入CCD之前加上紅外光截止濾鏡,使得只有可見光會進入到感光元件。註:紅外線可以穿透尼龍之人造纖維布料,造成類似透視的效果。

Ø   Aperture
光圈,調整進光量的大小。光圈實體的控制元件稱為mechanical iris
光圈的公式為 F(焦距)/ D(光圈開口的直徑),一顆 50mm的鏡頭,在光圈 f8 之下,其光圈直徑開口應為 50mm/8= 6.25mm

Ø   Shutter time
快門時間

Ø   illuminator  照明燈,發光體

Ø   CIS (CMOS image sensor)
CMOS影像感測器,一般數位相機成像可能會使用兩種感光元件,CCD CMOS。攝影家手札內對此有詳細說明http://www.digital.idv.tw/digital/classroom/mroh-class/oh2/index-oh2.htm

Ø   CCTV (Closed-circuit television) 閉路電視
is the use of video cameras to transmit a signal to a specific place, on a limited set of monitors

曝光(exposure)相關

Ø   iris  
眼睛的虹膜隔,可以想像成鏡頭的光圈 aperture, 在相機的領域中,iris shutterCCTV的便是光圈快門。

Ø   AE Gain
可以看成調整相機的 ISO 值,當此值變大時,雜訊會變多,但是所需要的光量則可以較少,能夠在較暗的環境下正確成像。

Ø   Blemish compensation
缺點補償:感光元件(Image sensor)可能存在壞點,造成影像中某些像素無法正確呈現顏色,此時可取此壞點周圍的像素,利用演算法(nearest neighbor interpolation)推測此點的顏色,此稱為缺點補償。

Ø   shading compensation
陰影補償, 陰影校正, 校正因為背景光源過強而產生黑色輪廓的相片,或者校正因為離相機閃光燈過近而稍微泛白的物體,"以數位補光的方式,減輕畫面周圍的暗角。"

Ø   Day&Night mode
日夜模式。攝影機鏡頭前會存在一個紅外線的濾光片,白天時因為光線足,因此會使用此濾光片遮罩紅外線,當夜晚來臨,光線不足時,則可以拿掉此濾光片,收集紅外光,以利成像。

Ø   AE-L ( Auto Exposure Lock) 自動曝光鎖定

特殊處理

Ø   OSD (On-Screen Display) 
螢幕上的呈現畫面,供使用者控制硬體,例如:電視機上切換輸入訊號,選台或調整音量大小等等

Ø   Flicker
常見的燈光有兩種頻率,60HZ(1/120s)50HZ(1/100s),因為快門取樣的頻率與燈光頻率不同,因此會造成顯示的螢幕上出現閃爍(條紋)的現象,稱為Flickless。在自動曝光模式下,可以選擇 Flicker less 模式,避免此情況產生。

Ø   Privacy-mask
設定遮蔽區塊,使用者在錄影時可能不想錄製某區域,可以設定此區域為privacy mask,讓此區域不會顯示在錄製的畫面中。新的技術中,若使用者設定某個移動的物體為 Privacy mask, 則攝影機可以會自動辨識此物體,即使物體移動,其影像仍會持續被遮蔽。

Ø   AWB (Auto White Balance)
一般景物會因光線顏色之不同而顯現出之不一樣的白色,如黃色燈泡照在白紙上,白紙會變成黃色。白平衡即以白光為中心點做自動校正來減少色偏。

Ø   AFD (Auto Focus Detection) 自動偵測對焦

Ø   NR (Noise Reduction)  減少雜訊

Ø   PTZ(Pan Tilt Zoom)  對鏡頭進行以下操作,Pan:左右移動,Tilt:上下 移動 ,Zoom:放大縮小。

參考資訊資訊