3A算法

3A技術即自動對焦(AF)、自動曝光(AE)和自動白平衡(AWB)。3A數字成像技術利用了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,從而呈現較高畫質的圖像信息。採用了3A數字成像技術的攝像機能夠很好的保障圖像精準的色彩還原度,呈現完美的日夜監控效果。

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到最大。總的來說,自動對焦技術就是通過調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範圍內最大的對比度點,進而確定對焦距離。

通過調整聚焦鏡頭的位置獲得最高的圖像頻率成分。總的來說,已對焦圖片比爲對焦圖片包含更高的頻率成分,也就是相應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範圍內最大的對比度點,從而確定對焦距離。現在流行的自動對焦系統採用的是爬山算法(hill-climbing)。然而該算法也有一定的侷限性,它只適用於圖像本身色差較大的情況。

傳統相機,採取一種類似目測測距的方式實現自動對焦,相機發射一種紅外線(或其它射線),根據被攝體的反射確定被攝體的距離,然後根據測得的結果調整鏡頭組合,實現自動對焦。這種自動對焦方式–直接、速度快、容易實現、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不使用此種方式。因爲是相機主動發射射線,故稱主動式,又因它實際只是測距,並不通過鏡頭的實際成像判斷是否正確結焦,所以又稱爲非 TTL式。這種對焦方式相對於主動式自動對焦,後來發展了被動式自動對焦,也就是根據鏡頭的實際成像判斷是否正確結焦,判斷的依據一般是反差檢測式,具體原理相當複雜。因爲這種方式是通過鏡頭成像實現的,故稱爲 TTL 自動對焦。也正是由於這種自動對焦方式基於鏡頭成像實現,因此對焦精度高,出現差錯的比率低,但技術複雜,速度較慢(採用超聲波馬達的高級自動對焦鏡頭除外),成本也較高。手動對焦,它是通過手工轉動對焦環來調節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焦操作的。現在的準專業及專業數碼相機,還有單反數碼相機都設有手動對焦的功能,以配合不同的拍攝需要。

自動曝光算法(AE)

將根據可用的光源條件自動設置曝光值。當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,爲了克服這個問題,一些特定的AE算法着重考慮了主體拍攝物的亮度情況,在進行亮度調整時給予這部分更多的比重。

在程序自動曝光方式中,照相機能根據測光系統所測得的被攝畫面的曝光值,按照廠家生產時所設定的快門及光圈曝光組合,自動地設定快門速度和光圈值。就相機操作性而言,在這種方式下等同於所謂的"傻瓜照相機",操作者根本不用調節快門速度和光圈值,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,就屬於這種曝光方式。其實,只有程序自動曝光方式纔是真正的"全自動"曝光方式。

自動白平衡算法(AWB)

根據光源條件調整圖片顏色的保真程度。物體在不同光線照射下會出現不同程度的色差,一般將一幅圖像的整體色差信號用作色溫數據,當這幅圖像的大部分區域被一個統一的顏色覆蓋時,這種色彩補償就可能損失一部分完整的色彩。爲了彌補這個缺陷,一些特定的AWB 算法被提出來以適應不同的色溫情況。

白平衡英文名稱爲 White Balance。物體顏色會因投射光線顏色產生改變,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。平衡就是無論環境光線如何,讓數碼相機默認“白色”,就是讓他能認出白色,而平衡其顏色在有色光線下的色調。顏色實質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"。對於這一切如果能調整白平衡,則在所得到的照片中就能正確地以"白"爲基色來還原其他顏色。現在大多數的商用級數碼相機均提供白平衡調節功能。正如前面提到的白平衡與周圍光線密切相關,因而,啓動白平衡功能時閃光燈的使用就要受到限制,否則環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、室內白平衡、手動調節。

解讀監控攝像機3A算法

針對上面提到的3A算法,以下爲大家做一個深入解讀。其中自動白平衡(AWB)算法大多應用在數碼攝像領域,具有相同捕捉圖像功能的監控攝像機,AWB又會起到什麼作用呢?首先,AWB是用來修正引起色溫變化出現的色彩失真現象。

例如,由於色溫較低,圖像傳感器捕捉黃昏爲黃調,而在日光充足的環境下,會呈現較高的藍調。使用這些算法,模擬攝像機不僅在低光照環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。

監控攝像機自動曝光是分階段進行,自動曝光控制和鏡頭光圈分別作用下才能夠呈現更加完美的圖像。隨着外部環境光照由亮到案,整個曝光步驟也分爲5個步驟進行,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節圖像的亮度。

自動對焦功能在好理解不過了,其通過調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成像控制算法對於攝像機的成像效果有着至關重要的影響。無論是在清晨還是黃昏,抑或是光線複雜的夜間環境,都能不受取景、光影影響,提供精確的顏色還原,呈現完美的日夜監控效果。

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