3A技術(shù)即自動對焦(AF)、自動曝光(AE)和自動白平衡(AWB)。3A數(shù)字成像技術(shù)利用了AF自動對焦算法、AE自動曝光算法及AWB自動白平衡算...
3A技術(shù)即自動對焦(AF)、自動曝光(AE)和自動白平衡(AWB)。3A數(shù)字成像技術(shù)利用了AF自動對焦算法、AE自動曝光算法及AWB自動白平衡算法來實現(xiàn)圖像對比度最大、改善主體拍攝物過曝光或曝光不足情況、使畫面在不同光線照射下的色差得到補償,從而呈現(xiàn)較高畫質(zhì)的圖像信息。采用了3A數(shù)字成像技術(shù)的攝像機能夠很好的保障圖像精準(zhǔn)的色彩還原度,呈現(xiàn)完美的日夜監(jiān)控效果。
自動對焦算法(AF)
是通過既得圖像對比度移動鏡頭使圖像對比度達(dá)到最大??偟膩碚f,自動對焦技術(shù)就是通過調(diào)整聚焦鏡頭的位置獲得最高的圖像頻率成分,得到更高的圖像對比度。其中,獲得最佳的對焦點是一個不斷積累的過程,它通過比較每一幀圖像的對比度從而獲得鏡頭移動范圍內(nèi)最大的對比度點,進(jìn)而確定對焦距離。
通過調(diào)整聚焦鏡頭的位置獲得最高的圖像頻率成分??偟膩碚f,已對焦圖片比為對焦圖片包含更高的頻率成分,也就是相應(yīng)的圖片具有更高的對比度。獲得最佳對焦點是一個不斷積累的過程,它通過比較每一幀圖像的對比度從而獲得鏡頭移動范圍內(nèi)最大的對比度點,從而確定對焦距離。現(xiàn)在流行的自動對焦系統(tǒng)采用的是爬山算法(hill-climbing)。然而該算法也有一定的局限性,它只適用于圖像本身色差較大的情況。
傳統(tǒng)相機,采取一種類似目測測距的方式實現(xiàn)自動對焦,相機發(fā)射一種紅外線(或其它射線),根據(jù)被攝體的反射確定被攝體的距離,然后根據(jù)測得的結(jié)果調(diào)整鏡頭組合,實現(xiàn)自動對焦。這種自動對焦方式--直接、速度快、容易實現(xiàn)、成本低,但有時候會出錯(相機和被攝體之間有其它東西如玻璃時就無法實現(xiàn)自動對焦,或者在光線不足的情況下),精度也差,如今高檔的相機一般已經(jīng)不使用此種方式。因為是相機主動發(fā)射射線,故稱主動式,又因它實際只是測距,并不通過鏡頭的實際成像判斷是否正確結(jié)焦,所以又稱為非 TTL式。這種對焦方式相對于主動式自動對焦,后來發(fā)展了被動式自動對焦,也就是根據(jù)鏡頭的實際成像判斷是否正確結(jié)焦,判斷的依據(jù)一般是反差檢測式,具體原理相當(dāng)復(fù)雜。因為這種方式是通過鏡頭成像實現(xiàn)的,故稱為 TTL 自動對焦。也正是由于這種自動對焦方式基于鏡頭成像實現(xiàn),因此對焦精度高,出現(xiàn)差錯的比率低,但技術(shù)復(fù)雜,速度較慢(采用超聲波馬達(dá)的高級自動對焦鏡頭除外),成本也較高。手動對焦,它是通過手工轉(zhuǎn)動對焦環(huán)來調(diào)節(jié)相機鏡頭從而使拍攝出來的照片清晰的一種對焦方式,這種方式很大程度上面依賴人眼對對焦屏上的影像的判別以及拍攝 者的熟練程度甚至拍攝者的視力。早期的單鏡反光相機與旁軸相機基本都是使用手動對焦來完成調(diào)焦操作的?,F(xiàn)在的準(zhǔn)專業(yè)及專業(yè)數(shù)碼相機,還有單反數(shù)碼相機都設(shè)有手動對焦的功能,以配合不同的拍攝需要。
自動曝光算法(AE)
將根據(jù)可用的光源條件自動設(shè)置曝光值。當(dāng)主體拍攝物和背景的亮度相差很大時,一般會造成主體拍攝物的過曝光或曝光不足,為了克服這個問題,一些特定的AE算法著重考慮了主體拍攝物的亮度情況,在進(jìn)行亮度調(diào)整時給予這部分更多的比重。
在程序自動曝光方式中,照相機能根據(jù)測光系統(tǒng)所測得的被攝畫面的曝光值,按照廠家生產(chǎn)時所設(shè)定的快門及光圈曝光組合,自動地設(shè)定快門速度和光圈值。就相機操作性而言,在這種方式下等同于所謂的"傻瓜照相機",操作者根本不用調(diào)節(jié)快門速度和光圈值,所要做的只是對好焦點,按下快門釋放鈕就行了。在"傻瓜"照 相機中常見的電子程序快門,就屬于這種曝光方式。其實,只有程序自動曝光方式才是真正的"全自動"曝光方式。
自動白平衡算法(AWB)
根據(jù)光源條件調(diào)整圖片顏色的保真程度。物體在不同光線照射下會出現(xiàn)不同程度的色差,一般將一幅圖像的整體色差信號用作色溫數(shù)據(jù),當(dāng)這幅圖像的大部分區(qū)域被一個統(tǒng)一的顏色覆蓋時,這種色彩補償就可能損失一部分完整的色彩。為了彌補這個缺陷,一些特定的AWB 算法被提出來以適應(yīng)不同的色溫情況。
白平衡英文名稱為 White Balance。物體顏色會因投射光線顏色產(chǎn)生改變,在不同光線的場合下拍攝出的照片會有不同的色溫。例如以鎢絲燈(電燈泡)照明的環(huán)境拍出的照片可能偏黃,一般來說,CCD沒有辦法像人眼一樣會自動修正光線的改變。下面一些圖片,就顯示了在不同顏色光線下的不同圖象。平衡就是無論環(huán)境光線如何,讓數(shù)碼相機默認(rèn)“白色”,就是讓他能認(rèn)出白色,而平衡其顏色在有色光線下的色調(diào)。顏色實質(zhì)上就是對光線的解釋,在正常光線下看起來是白顏色的東西在較暗的光線下看起來可能就不是白色,還有熒光燈下的"白"也是"非白"。對于這一切如果能調(diào)整白平衡,則在所得到的照片中就能正確地以"白"為基色來還原其他顏色?,F(xiàn)在大多數(shù)的商用級數(shù)碼相機均提供白平衡調(diào)節(jié)功能。正如前面提到的白平衡與周圍光線密切相關(guān),因而,啟動白平衡功能時閃光燈的使用就要受到限制,否則環(huán)境光的變化會使得白平衡失效或干擾正常的白平衡。一般平衡有多種模式,適應(yīng)不同的場景拍攝,如:自動白平衡、鎢光白平衡、熒光白平衡、室內(nèi)白平衡、手動調(diào)節(jié)。
解讀監(jiān)控攝像機3A算法
針對上面提到的3A算法,以下為大家做一個深入解讀。其中自動白平衡(AWB)算法大多應(yīng)用在數(shù)碼攝像領(lǐng)域,具有相同捕捉圖像功能的監(jiān)控攝像機,AWB又會起到什么作用呢?首先,AWB是用來修正引起色溫變化出現(xiàn)的色彩失真現(xiàn)象。
例如,由于色溫較低,圖像
傳感器捕捉黃昏為黃色色調(diào),而在日光充足的環(huán)境下,會呈現(xiàn)較高的藍(lán)色色調(diào)。使用這些算法,模擬攝像機不僅在低光照環(huán)境下拍攝更好的圖像,還能夠提供更好的色彩還原和偏色補償功能。
監(jiān)控圖像處理效果對比
監(jiān)控攝像機自動曝光是分階段進(jìn)行,自動曝光控制和鏡頭光圈分別作用下才能夠呈現(xiàn)更加完美的圖像。隨著外部環(huán)境光照由亮到案,整個曝光步驟也分為5個步驟進(jìn)行,最終活動彩色、黑白、亮度及色度適中的圖像。簡單來說,自動曝光控制了自動調(diào)節(jié)圖像的亮度。
自動對焦功能在好理解不過了,其通過調(diào)整聚焦鏡頭的位置獲得最高的圖像頻率成分,自動白平衡對不同光線造成的色差給予補償。3A成像控制算法對于攝像機的成像效果有著至關(guān)重要的影響。無論是在清晨還是黃昏,抑或是光線復(fù)雜的夜間環(huán)境,都能不受取景、光影影響,提供精確的顏色還原,呈現(xiàn)完美的日夜監(jiān)控效果。
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