在光圈恒定、被摄物体在取景框内大小恒定的前提下，焦距与景深成反比关系，即焦距越长，景深越浅，反之亦然。当焦距越长时，成像的前虚后实（即浅景深）效果会越明显，被摄物清晰但周围环境模糊；当焦距越短时，成像的前虚后实（即深景深）效果会越小，被摄物与周围环境清晰度接近。具体介绍如下:

  1、在光圈恒定、被摄物体在取景框内大小恒定的前提下，焦距与景深成反比关系，即焦距越长，景深越浅，反之亦然。
　　
  2、当焦距越长时，成像的前虚后实（即浅景深）效果会越明显，被摄物清晰但周围环境模糊；当焦距越短时，成像的前虚后实（即深景深）效果会越小，被摄物与周围环境清晰度接近。

（一）摄像头属性

1、与色彩相关的基础概念

（1）白平衡：不论在任何光源下，让白色物体的色彩依旧为白色。

白平衡的三种调整方式：预置白平衡调整、手动白平衡调整、自动跟踪白平衡调整。

白平衡的目的：为了尽可能减少外来光线对目标颜色造成影响，在不同色温（暖光色温低偏红，冷光色温高偏蓝）下都能还原出目标原本的色彩，即白平衡就是解决画面出现偏色的问题。

白平衡所支持的场景：自动、室外、手动、区域白平衡、自然光和路灯。

（2）饱和度：色彩的鲜艳程度，饱和度越低画面越偏灰，饱和度趋于零时画面会变成黑白。

（3）对比度：是指图像中最暗区域的黑和最亮区域的白之间不同亮度层级的测量，反映物体亮度范围的明暗之比，对比度越大，图像越清晰，色彩越鲜明。

因此说饱和度影响色度，对比度影响亮度。对比度越高，暗区域会越暗，亮区域会越亮甚至过曝；对比度过小，图像会发蒙。

2、与亮度相关的基础概念

（1）增益：是图像传感器(sensor)对光线的敏感程度。增益增加使得sensor对光线更加敏感，能够捕获更多的光子，增加图像亮度。

（2）快门：是相机控制曝光时间的一个装置。

快门分为高速快门和慢门，慢门又称为长曝光，高速快门具有较强凝固瞬间的能力。

快门决定了图像的成像速度，故高速快门能够抓拍到运动的瞬间，长曝光可能会造成影像拖影。

长曝光的定义：快门的时间增加，拍摄静止物体影像不大，但是在拍高速运动物体时，快门时间过长会出现拖影现象，影像细节呈现。

（3）光圈：光圈即通光孔径用来控制进光量。f后的数字越小，光圈越大。

曝光是影像画面亮度的根本因素，曝光是图像传感器sensor进行感光的一个过程，在控制曝光即控制进入相机的光通量，即达到snesor芯片表面的光子总和。

3、与镜头相关的基础概念

（1）焦距：镜头到感光元件的距离。

（2）景深：镜头能够取得物体清晰图像前后的距离范围。

（3）光圈和景深、焦距与景深、焦距与场景视角大小的关系？

光圈越大，景深越浅；光圈越小，景深越深；（光圈与景深成反比）

焦距越大，景深越浅；焦距越小，景深越深；（焦距与景深成反比）

焦距越大，场景视角越小；焦距越小，场景视角越大；（焦距与场景视角成反比）

4、背光补偿、强光抑制与真实宽动态、数字宽动态

（1）背光补偿又称为逆光补偿，背面有强光，导致主体曝光不足而变黑。背光补偿主要是对感兴趣区域或暗区域进行亮度提升，背光补偿可能会造成亮区域更亮甚至于过曝。比如背光下，关注点在室内的场景

（2）强光抑制：采用DSP技术，将强光部分弱化，把弱光部分强化，达到光线平衡。强光抑制会造成暗区域更暗，适用于暗处突然遇到强光的场景，比如为看清夜晚高速公路开远光灯的车的车牌。

（3）宽动态：可以降低亮处亮度，提升暗处亮度，要求暗处和亮处都可以看清楚物体。

（4）真实宽动态：通过同一时间曝光两次，长曝光和短曝光两次曝光的照片进行合成，所以这也是为什么与防闪烁的50Hz或60Hz功能互斥了，因为开启50Hz的防闪烁后，镜头的快门调节到只能拍摄小于等于50Hz的，所以大于50Hz的属于短曝光，短曝光就没法拍摄，所以只剩下长曝光，所以无法进行合成。
（5）数字宽动态：可以理解为使用算法将图像划分为几个区域，进行宽动态处理（数字宽动态是将画面分成若干区域，分别统计各自区域的曝光，然后将曝光数据按照不同的比例进行计算，从而得出整体的一个目标亮度值，来调节相机的曝光）

（6）如何从图像效果上区分真实宽动态和数字宽动态？
真实宽动态的效果更好，尤其体现在高亮处的细节（开启真实宽动态后，设备2A会重启，）

5、ICR与偏振镜

ICR日片：过滤红外光和紫外光

ICR夜片：不过滤红外光和紫外光

偏振镜：能够滤除偏振光的滤镜，使用偏振镜画面会变暗。

6、视频制式中NTSC和PAL的区别？

P制最大快门1/25，N制最大快门1/30；P制帧率25Kbps，N制帧率30Kbps;P制I帧间隔50，N值I帧间隔60；P制50Hz，N制60Hz。

默认的最大快门时间不同，最大帧率也不同，P制50Hz，N制60Hz，快门优先下默认的快门值不同，D1和CIF分辨率不同

7、问题整理

[1] 控制曝光的三种方式：增益、快门、光圈

[2] 增加哪些因素可能会引起噪声的增加？噪声主要来源于增益，增益越大噪声越明显，其次增加饱和度、锐度、对比度也可能会引起噪声的增加。

[3] AE控制逻辑：

亮度不够：先光圈，再快门，后增益

亮度过高：先增益，再快门，后光圈

[4]色彩抑制和锐度抑制一般在低照度下有效，只影响夜间效果
[5] 电子防抖开启，会使得图像变大，画面缩放90%，并且电子防抖与数字变倍互斥，

[6] 2D降噪：主要去除空域噪声，采用均值/中值滤波算法降噪，属于帧内降噪，值越高，画面越模糊。

3D降噪：主要去除时域噪声，通过对比帧间信息进行降噪，属于帧间降噪，值越高，运动物体拖影更明显

8、知识总结

• 结构：镜头→滤光片→sensor→AD→ISP→编码

  镜头：把目标反射或者发出的光线汇聚到光敏面上

• 光圈：通光孔径。光圈越小，单位时间进光量越小，图像越暗

• Sensor：图像传感器。由许多单独接收光线的小格子组成，可以把光信号转换为电信号

• 焦距：镜头到感光元件的距离

• 清晰度：影像上各细部影纹及其边界的清晰度

• 亮度：设备所拍摄画面的明亮程度，指的是整体的亮度

• 对比度：图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同的亮度层级，反映景物亮度范围的明暗比。对比度越高，图像越清晰、艳丽，对比度越低，图像越黑暗

• 饱和度：色彩的鲜艳程度、纯度。不影响亮度

• 锐度：图像边缘对比度。锐度越高，图像细节对比度越高，易引入噪声
  ICR：日片截止红外光、紫外光，防止偏色，夜片不截止红外光，通过镜头可以补光
  ICR切换：自动：设置亮度阈值，环境亮度变高，偏振镜打开，相机亮度变小

• 普通：偏振镜关闭，适用于环境亮度较低
  红外：偏振镜打开，适用于环境亮度较高

• 偏振镜：滤除偏振光，开启后画面可能变暗

• 昼夜模式：帮助设备适应低照度条件，体现更高的光灵敏度

• 基本顺序：光圈先调，亮度不够调曝光，再调增益；亮度过高调增益，再调曝光

• 3D降噪：比对帧间信息，多余信息去噪
  空域：二维空间上，单帧图像像素点与其他像素平均
  时域：对比相邻几帧图像，对每个像素进行加权处理

• 宽动态：提高暗部亮度，降低亮部亮度，均匀整体画面
  同一时间曝光两次（快、慢），进行合成

• 动态范围：摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力，指亮度反差和色温反差的变化范围。

• 白平衡：不管任何光源下，都能将白色物体还原为白色

• 背光补偿：检测到背光物体，提升整体画面亮度，牺牲对比度

• 背光补偿指背面有强光，导致主体曝光不足而变黑

• 强光抑制采用DSP技术，弱化强光部分，亮化暗光部分

• 宽动态适用于环境光线较为理想，无法捕获目标细节，应用在明暗交替的地方；强光抑制的应用环境相对恶劣，可以抓拍细节

• 曝光：sensor进行感光的一个过程

• 增益：sensor对光线的敏感程度，易捕获到噪声

• 快门：控制曝光时间的装置

(二)编码模块

1、简述几种常见的编码模式以及区别
H.264/H.264B/H.264H：I帧和P帧共同编码，压缩率较高
M-JPEG：只有I帧，压缩效率极低，但是画质高
H.265：压缩率比H.264更高，相同画质下比H.264节约大概50%的码流
SVAC：中国公安

2、简述I帧，P帧、B帧以及虚拟I帧的区别
I帧：对全部图像信息进行编码
P帧：前向比较帧，仅包含与之前帧的差异
虚拟I帧：智能编码采用虚拟I帧，是某些P帧，通过指定一个P帧为长期参考帧，让P帧也可以实现随时接入。
B帧：利用前后的（I帧/P帧）进行双向预测，B帧的压缩效率最高（数据占比：I帧>P帧>B帧）

3、动态ROI：区分运动对象与背景区域，降低背景区域的画质以便于提高压缩效率

4、如何判断当前帧率是否设置成功？

​ 可以在admin模式下输入bitrate查看，或者可以录一段视频，然后使用码流分析工具进行分析。

• 编码过程：设备→vi视频采集→vpp视频预处理→vend视频编码
• OSD叠加：在原始图像中添加文字说明或区域覆盖
• 动检：比较前后两幅图像变化程度
• H.264：极高压缩比，高质量的图像质量，良好网络传输性能，灵活配置视频编/解码器，多码流输出，本地存储、网络传输分别处理，较低宽带提供高质量图像传输低码率，高质量图像，网络适应性强，容错能力强
• H.265：压缩效率更高，错误恢复能力更强，降低实时时延，减少信道获取时间，随机接入时延，降低复杂度
• MJPEG：压缩效率低，根据每一帧图像内容进行压缩，只有i帧，没有p帧
• Svac：中星微电子，公安部第一研究所共同建立
• 智能编码：一种方法，不是标准。保证感兴趣区域画质，特殊处理非感兴趣区域编码，提高压缩性能
• **技术：码率控制算法，基于视频内容分析的编码， 噪声抑制
• 压缩原因：视频未经编码时具有极大数据量，不利于传输，存储，实时应用
• 原则：保证视觉效果的前提下尽可能减少视频数据量
• 动态ROI：区分运动对象区域和背景，适当降低背景区域编码质量
• 动态GOP：场景长时间静止，拉长视频编码GOP，较大变化时再插入i帧
• 参考帧：双帧参考，虚拟i帧，噪声抑制
• 固定码流：设置码流值10%左右浮动
• 可变码流：可设置画质（码流未超上限），超上限会降低画质
• 分辨率：单位英寸中所包含的像素点数
• 帧率：帧数/时间
• I帧：进行帧内预测，解码不需要其他信息，数据较多
• P帧：向前参考帧，参考前面一帧的数据加上本帧变化而得出数据
• 虚拟i帧：某些p帧通过指定参数为前一个IDR帧，不依赖前面的p帧随机接入
• P/N制不同：默认最大快门时间、默认最大帧率、快门优先和手动的默认快门时间，D1和CIF分辨率