數(shù)字影像攝制技術(shù)彩色電視攝像機(jī)

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1 1、了解電視攝像機(jī)的發(fā)展歷史及分類方法了解電視攝像機(jī)的發(fā)展歷史及分類方法2 2、了解電視攝像機(jī)的基本工作原理了解電視攝像機(jī)的基本工作原理3 3、了解了解(ccd)(ccd)攝像器件的工作原理攝像器件的工作原理4 4、了解攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)及其含義了解攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)及其含義數(shù)字影像攝制技術(shù)數(shù)字影像攝制技術(shù)彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī) 基本內(nèi)容：基本內(nèi)容：一、一、彩色攝像機(jī)的發(fā)展彩色攝像機(jī)的發(fā)展二、二、彩色攝像機(jī)的分類彩色攝像機(jī)的分類三、三、彩色攝像機(jī)的基本組成彩色攝像機(jī)的基本組成四、四、攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)五、五、攝像機(jī)的主要附件攝像機(jī)的主要附

2、件 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī) * *彩色攝像機(jī)發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了彩色攝像機(jī)發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了4 4個(gè)重要時(shí)期個(gè)重要時(shí)期一、一、彩色攝像機(jī)的發(fā)展彩色攝像機(jī)的發(fā)展年代年代機(jī)器形式機(jī)器形式2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代到年代到6060年代初年代初電子管電子管2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代初到年代初到7070年代末年代末晶體管和集成電路晶體管和集成電路2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初到年代初到8080年代末年代末大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代以后年代以后數(shù)字化和數(shù)字化和ccdccd* *彩色攝像機(jī)彩色攝像機(jī)種 類 繁 多 ，種 類 繁 多 ，用 途 廣 泛 ，用 途 廣 泛

3、 ，可 從 多 個(gè) 側(cè)可 從 多 個(gè) 側(cè)面對(duì)其分類，面對(duì)其分類，如右表所示：如右表所示：二、二、彩色攝像機(jī)彩色攝像機(jī) 的分類的分類按攝像器件的類型分類按攝像器件的類型分類真空管真空管( (已淘汰已淘汰) )固體固體(ccd(ccd、cmos)cmos)按用途分類按用途分類廣播廣播專業(yè)專業(yè)家庭家庭特殊特殊按攝像器件的數(shù)目分類按攝像器件的數(shù)目分類三片三片( (廣播、專業(yè)廣播、專業(yè)) )單片單片( (非非專業(yè)、家庭專業(yè)、家庭) )按攝像器件的尺寸分類按攝像器件的尺寸分類有多種尺寸有多種尺寸(2/3(2/3、1/21/2、1/31/3、1/41/4英寸等等英寸等等) )按功能分類按功能分類普通普通(

4、(指攝像指攝像) )攝錄一體攝錄一體按使用場(chǎng)所分類按使用場(chǎng)所分類臺(tái)式臺(tái)式( (座機(jī)、演播室用座機(jī)、演播室用) )便攜式便攜式( (攝錄一體攝錄一體) )按清晰度分類按清晰度分類標(biāo)準(zhǔn)清晰度標(biāo)準(zhǔn)清晰度高清晰度高清晰度按存儲(chǔ)介質(zhì)分類按存儲(chǔ)介質(zhì)分類磁帶、光盤磁帶、光盤硬盤、存儲(chǔ)卡硬盤、存儲(chǔ)卡廣播級(jí)攝像機(jī)廣播級(jí)攝像機(jī)專業(yè)級(jí)攝像機(jī)專業(yè)級(jí)攝像機(jī)家用級(jí)攝像機(jī)家用級(jí)攝像機(jī)演播室攝像機(jī)演播室攝像機(jī)高清晰度攝像機(jī)高清晰度攝像機(jī)索尼索尼hvr-a1chvr-a1c手持式高清攝錄一體機(jī)手持式高清攝錄一體機(jī)光盤攝像機(jī)光盤攝像機(jī)索尼索尼pdw-f330pdw-f330高清光盤攝錄一體機(jī)高清光盤攝錄一體機(jī)專業(yè)光盤攝錄專業(yè)光盤

5、攝錄像機(jī)標(biāo)志及專像機(jī)標(biāo)志及專業(yè)光盤外觀業(yè)光盤外觀存儲(chǔ)卡攝像機(jī)存儲(chǔ)卡攝像機(jī)松下松下p2p2卡攝錄一體機(jī)卡攝錄一體機(jī)8gb p28gb p2卡卡存儲(chǔ)卡攝像機(jī)存儲(chǔ)卡攝像機(jī)松下松下p2p2卡攝錄一體機(jī)卡攝錄一體機(jī)“掌中寶掌中寶”插卡攝錄一體插卡攝錄一體機(jī)機(jī)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理彩色攝像機(jī)的基本工作原理2 2、光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)3 3、攝像器件攝像器件4 4、視頻處理視頻處理5 5、編碼器編碼器6 6、同步信號(hào)發(fā)生器同步信號(hào)發(fā)生器三三、彩色攝像機(jī)的基本組成彩色攝像機(jī)的基本組成* *利用利用三基色原理三基色原理，通過光學(xué)系統(tǒng)，通過光學(xué)系統(tǒng)，將景物的彩色光像分解為將景物的彩色光像

6、分解為3 3幅單色幅單色光，然后由攝像器件完成光電轉(zhuǎn)換，光，然后由攝像器件完成光電轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過視頻通道進(jìn)行校正、處理、并經(jīng)過視頻通道進(jìn)行校正、處理、編碼后形成所需的分量信號(hào)、復(fù)合編碼后形成所需的分量信號(hào)、復(fù)合信號(hào)等。信號(hào)等。1 1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理彩色攝像機(jī)的基本工作原理1 1、彩色和光彩色和光2 2、人眼的視覺特性人眼的視覺特性3 3、彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理附錄：附錄：三基色原理三基色原理可見光的特性可見光的特性電磁波波譜及可見光光譜電磁波波譜及可見光光譜* *可見光是波長(zhǎng)范圍在可見光是波長(zhǎng)范圍在380nm380nm780nm780nm之間的電磁波。之間的電磁波

7、。1 1、彩色和光彩色和光* *可見光是波長(zhǎng)范圍在可見光是波長(zhǎng)范圍在380nm380nm780nm780nm之間的電磁波。之間的電磁波。宇宙射線宇宙射線無線電波無線電波紅外線紅外線紫外線紫外線x x射線射線10103 310101010101020201010252510101515可見光譜可見光譜f/hzf/hz* *可見光的波長(zhǎng)范圍只占整個(gè)電磁波可見光的波長(zhǎng)范圍只占整個(gè)電磁波波譜中極小的一部分。波譜中極小的一部分。可見光的特性可見光的特性可見光的特性可見光的特性( (電視角度電視角度) )* *不同波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)的顏色不同。只含有單不同波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)的顏色不同。只含有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光，它

8、呈現(xiàn)的色調(diào)稱一波長(zhǎng)的光稱為單色光，它呈現(xiàn)的色調(diào)稱為譜色；復(fù)合光呈現(xiàn)的混色稱為非譜色。為譜色；復(fù)合光呈現(xiàn)的混色稱為非譜色。1 1、彩色和光彩色和光光源與物體的顏色光源與物體的顏色* *物體呈現(xiàn)的顏色，不僅取決于物體本身反射或透物體呈現(xiàn)的顏色，不僅取決于物體本身反射或透射某種光譜的屬性，同時(shí)也取決于光源的特性。射某種光譜的屬性，同時(shí)也取決于光源的特性。* *當(dāng)白色光照射不發(fā)光、不透明的物體時(shí)，一部分光波被當(dāng)白色光照射不發(fā)光、不透明的物體時(shí)，一部分光波被吸收，一部分光波被反射或透射，由于反射光或透射光的吸收，一部分光波被反射或透射，由于反射光或透射光的光譜與入射光不同，因此物體呈現(xiàn)出一定的顏色。光譜

9、與入射光不同，因此物體呈現(xiàn)出一定的顏色。( (例如太陽光照在綠葉上，日光中其余波譜成分全部被吸例如太陽光照在綠葉上，日光中其余波譜成分全部被吸只反射綠色光，因而綠葉呈綠色。當(dāng)太陽光照射紅色濾色只反射綠色光，因而綠葉呈綠色。當(dāng)太陽光照射紅色濾色片時(shí)，由于濾色片吸收其它色譜而只能讓紅色通過，因此片時(shí)，由于濾色片吸收其它色譜而只能讓紅色通過，因此紅色濾色片呈紅色。紅色濾色片呈紅色。) )* *照射光源不同，同一物體會(huì)使人眼感受到不同顏照射光源不同，同一物體會(huì)使人眼感受到不同顏色，即物體所呈現(xiàn)的彩色與光源有關(guān)。色，即物體所呈現(xiàn)的彩色與光源有關(guān)。1 1、彩色和光彩色和光人眼的彩色感覺人眼的彩色感覺* *

10、人眼視網(wǎng)膜里存在大量形狀分為桿狀和錐人眼視網(wǎng)膜里存在大量形狀分為桿狀和錐狀兩類的光敏細(xì)胞。狀兩類的光敏細(xì)胞。桿狀細(xì)胞桿狀細(xì)胞* *約一億三千萬個(gè)，感光靈敏度較高，感色約一億三千萬個(gè)，感光靈敏度較高，感色靈敏度差。靈敏度差。錐狀細(xì)胞錐狀細(xì)胞* *約七百萬個(gè)，具有辨色能力，感光靈敏度約七百萬個(gè)，具有辨色能力，感光靈敏度較低；它們又分為紅敏較低；它們又分為紅敏綠敏綠敏敏細(xì)胞。敏細(xì)胞。2 2、人眼的視覺特性人眼的視覺特性人眼的亮度感覺人眼的亮度感覺2 2、人眼的視覺特性人眼的視覺特性相對(duì)視敏曲線相對(duì)視敏曲線亮度曲線亮度曲線藍(lán)藍(lán)(20(20倍倍) )人人眼眼相相對(duì)對(duì)靈靈敏敏度度(%)(%)1001008

11、080606040402020650650700700600600500500400400750750人眼三種錐狀細(xì)胞的光譜響應(yīng)特性人眼三種錐狀細(xì)胞的光譜響應(yīng)特性人眼的亮度感覺人眼的亮度感覺/nm/nm人眼的光譜響應(yīng)特性人眼的光譜響應(yīng)特性1.01.00.80.80.60.60.40.40.20.2700700600600500500400400/nm/nm相相對(duì)對(duì)視視敏敏度度相對(duì)視敏曲線相對(duì)視敏曲線人眼的視覺特性人眼的視覺特性* *人眼對(duì)黑白細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)大于對(duì)彩色細(xì)人眼對(duì)黑白細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)大于對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力節(jié)的分辨力, ,同樣條件下的發(fā)光點(diǎn)同樣條件下的發(fā)光點(diǎn), ,若是黑白若是黑白兩點(diǎn)

12、可能分得很清楚兩點(diǎn)可能分得很清楚, ,而換成兩個(gè)彩色點(diǎn)而換成兩個(gè)彩色點(diǎn), ,可可能早就分不清顏色了。能早就分不清顏色了。 * *人眼對(duì)單色光的分辨率又大于對(duì)混合色的分人眼對(duì)單色光的分辨率又大于對(duì)混合色的分辨率。對(duì)不同的單色辨率。對(duì)不同的單色, ,人眼的分辨力也不同。人眼的分辨力也不同。* *人眼對(duì)亮度細(xì)節(jié)的分辨能力人眼對(duì)亮度細(xì)節(jié)的分辨能力( (視力視力) )的極限值的極限值為為0.5-1.50.5-1.5，而對(duì)彩色細(xì)節(jié)分辨力極限值為，而對(duì)彩色細(xì)節(jié)分辨力極限值為6-106-10。眼睛對(duì)太小的物體是色盲眼睛對(duì)太小的物體是色盲。2 2、人眼的視覺特性人眼的視覺特性彩色三要素彩色三要素* *亮度亮度、

13、色調(diào)色調(diào)和和色飽和度色飽和度稱為彩色三要素，由這三個(gè)稱為彩色三要素，由這三個(gè)參量可以確切地表示任何一種彩色光。參量可以確切地表示任何一種彩色光。亮度：亮度：表示彩色光引起人眼視覺的明亮程度，它表示彩色光引起人眼視覺的明亮程度，它和彩色光的光強(qiáng)度成正比。和彩色光的光強(qiáng)度成正比。色調(diào)：色調(diào)：表示彩色的種類，它由彩色光的主色光的表示彩色的種類，它由彩色光的主色光的波長(zhǎng)決定。波長(zhǎng)決定。色飽和度：色飽和度：指彩色的純度指彩色的純度( (濃度濃度) )，即參入白光的，即參入白光的程度。它的高低和彩色的亮度有關(guān)，對(duì)于同一色調(diào)的程度。它的高低和彩色的亮度有關(guān)，對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，色飽和度越高則顏色越深或者說

14、越純。它是彩色光，色飽和度越高則顏色越深或者說越純。它是一個(gè)相對(duì)參量。一個(gè)相對(duì)參量。* *色調(diào)色調(diào)和和色飽和度色飽和度合稱為合稱為色度色度。它即表示了彩色的種。它即表示了彩色的種類，又表示了彩色的濃淡。類，又表示了彩色的濃淡。3 3、彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理三基色三基色* *三基色三基色：自然界中的各種顏色幾乎都可以由三種基色光按自然界中的各種顏色幾乎都可以由三種基色光按不同的比例混合得到。反之，任意一種彩色都可以分解為三不同的比例混合得到。反之，任意一種彩色都可以分解為三基色。在彩色電視技術(shù)中，用基色。在彩色電視技術(shù)中，用紅紅( (r r) )、綠綠( (g g) )、藍(lán)

15、藍(lán)( (b b) )三種單三種單色光進(jìn)行不同比例的混合，可以呈現(xiàn)出幾乎所有的自然色彩。色光進(jìn)行不同比例的混合，可以呈現(xiàn)出幾乎所有的自然色彩。因此，因此，紅紅、綠綠、藍(lán)藍(lán)三色稱為三基色。三色稱為三基色。* *三基色原理的主要內(nèi)容：三基色原理的主要內(nèi)容：三種基色是相互獨(dú)立的，即其中任一種不能由另外兩種合三種基色是相互獨(dú)立的，即其中任一種不能由另外兩種合成得到。成得到。自然界中幾乎所有的色彩都可以用三基色按一定比例混合自然界中幾乎所有的色彩都可以用三基色按一定比例混合出來出來; ;反之反之; ;任何色彩都可以分解為強(qiáng)度不同的三基色。任何色彩都可以分解為強(qiáng)度不同的三基色?；旌仙牧炼鹊扔趨⑴c混合的基色

16、亮度之和?；旌仙牧炼鹊扔趨⑴c混合的基色亮度之和?；旌仙纳{(diào)和飽和度混合色的色調(diào)和飽和度( (即色度即色度) )由三基色的比例確定。由三基色的比例確定。3 3、彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理混色方法混色方法* *利用三基色按不同比例混合來獲得彩色的方法利用三基色按不同比例混合來獲得彩色的方法叫混色法。彩色電視采用的是相加混色法。叫混色法。彩色電視采用的是相加混色法。3 3、彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理綠綠59%59%藍(lán)藍(lán)11%11%紅紅30%30%白白100%100%41%41%紫紫89%89%黃黃70%70%青青相加混色圓及各色亮度相加混色圓及各色亮度藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)

17、綠綠綠綠紅紅白白紫紫青青紫紫藍(lán)藍(lán)紫紫紅紅青青綠綠黃黃綠綠橙橙相加混色的色度三角形相加混色的色度三角形三片三片ccdccd攝像機(jī)的組成方框圖攝像機(jī)的組成方框圖1 1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理彩色攝像機(jī)的基本工作原理* *攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)由變焦距鏡頭、分色棱鏡攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)由變焦距鏡頭、分色棱鏡和各種濾色片等組成。和各種濾色片等組成。* *變焦距鏡頭的作用是將所攝取的景物成像變焦距鏡頭的作用是將所攝取的景物成像于攝像器件上。于攝像器件上。* *分色棱鏡的作用是將景物的入射光分解成分色棱鏡的作用是將景物的入射光分解成紅紅(r)(r)、綠綠(g)(g)、藍(lán)藍(lán)(b)3(b)3幅單色圖像，分別傳幅單色圖像，

18、分別傳送到送到r r、g g、b b的三個(gè)的三個(gè)ccdccd感光面上。感光面上。* *濾色片的作用是使進(jìn)入各攝像器件的彩色濾色片的作用是使進(jìn)入各攝像器件的彩色光的強(qiáng)度及光譜特性符合電視系統(tǒng)的要求。光的強(qiáng)度及光譜特性符合電視系統(tǒng)的要求。2 2、光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)(1)(1)變焦距鏡頭變焦距鏡頭* *鏡頭一般由若干片透鏡組裝而成，其作用鏡頭一般由若干片透鏡組裝而成，其作用是使景物成像在攝像器件上。是使景物成像在攝像器件上。* *變焦距鏡頭是能在一定范圍內(nèi)改變焦距的變焦距鏡頭是能在一定范圍內(nèi)改變焦距的鏡頭。鏡頭。* *實(shí)際使用的變焦距鏡頭至少有實(shí)際使用的變焦距鏡頭至少有3 3組單元透鏡，組單元透鏡，即

19、調(diào)焦組、變焦組和補(bǔ)償組。若要增大后截即調(diào)焦組、變焦組和補(bǔ)償組。若要增大后截距，還需要增加第四組，即物鏡組。距，還需要增加第四組，即物鏡組。變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭成像示意圖變焦距鏡頭成像示意圖* *變焦距鏡頭的最長(zhǎng)焦距與最短焦距的比值稱為變焦距鏡頭的最長(zhǎng)焦距與最短焦距的比值稱為變焦比。變焦比。* *變焦距鏡頭有電動(dòng)和手動(dòng)兩種變焦方式。變焦距鏡頭有電動(dòng)和手動(dòng)兩種變焦方式。(1)(1)變焦距鏡頭變焦距鏡頭電動(dòng)變焦距鏡頭附有控電動(dòng)變焦距鏡頭附有控制電動(dòng)機(jī)，使用時(shí)撳動(dòng)電制電動(dòng)機(jī)，使用時(shí)撳動(dòng)電動(dòng)變焦

20、按鈕，電動(dòng)機(jī)則作動(dòng)變焦按鈕，電動(dòng)機(jī)則作正向或反向旋轉(zhuǎn)，使鏡頭正向或反向旋轉(zhuǎn)，使鏡頭內(nèi)部的變焦組鏡片改變相內(nèi)部的變焦組鏡片改變相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)變焦。對(duì)位置實(shí)現(xiàn)變焦。手動(dòng)變焦則通過旋轉(zhuǎn)變手動(dòng)變焦則通過旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)實(shí)現(xiàn)變焦。焦環(huán)實(shí)現(xiàn)變焦。 光圈環(huán)光圈環(huán)變焦控制桿變焦控制桿變焦桿變焦桿/環(huán)環(huán)手動(dòng)聚焦環(huán)手動(dòng)聚焦環(huán)* *光圈是攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)的一個(gè)光圈是攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)的一個(gè)可以改變其中央通光孔徑大小的孔徑光闌?？梢愿淖兤渲醒胪ü饪讖酱笮〉目讖焦怅@。(2)(2)光圈光圈* *光圈的主要光圈的主要作用是控制作用是控制鏡頭光通量鏡頭光通量的大小，用的大小，用相對(duì)孔徑的相對(duì)孔徑的倒數(shù)倒數(shù)f f表示。表

21、示。光圈環(huán)光圈環(huán)變焦控制桿變焦控制桿變焦桿變焦桿/環(huán)環(huán)* *f f值一般稱為光圈指數(shù)，被標(biāo)注在鏡頭的光值一般稱為光圈指數(shù)，被標(biāo)注在鏡頭的光圈調(diào)節(jié)環(huán)上。主要有圈調(diào)節(jié)環(huán)上。主要有1.41.4、2 2、2.82.8、4 4、5.65.6、8 8、1111、1616、2222等序列值。每?jī)蓚€(gè)相臨數(shù)值中，等序列值。每?jī)蓚€(gè)相臨數(shù)值中，后一數(shù)值是前一數(shù)值的后一數(shù)值是前一數(shù)值的2 21/21/2倍。倍。* *由于像面亮度與光圈指數(shù)的平方成反比，所由于像面亮度與光圈指數(shù)的平方成反比，所以光圈每變化一檔，像面亮度就變化一倍。以光圈每變化一檔，像面亮度就變化一倍。(2)(2)光圈光圈* *f f值越小，表示值越小，

22、表示光圈越大，透光光圈越大，透光能力越強(qiáng)，到達(dá)能力越強(qiáng)，到達(dá)ccdccd芯片的光通芯片的光通量就越大。量就越大。光圈環(huán)光圈環(huán)變焦控制桿變焦控制桿變焦桿變焦桿/環(huán)環(huán)自動(dòng)光圈的工作原理：在一幅圖像的中心部位選取自動(dòng)光圈的工作原理：在一幅圖像的中心部位選取紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)中電平最大者，再取平均值，紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)中電平最大者，再取平均值，放大后與某一基準(zhǔn)電平相比較，最后用其誤差信號(hào)來放大后與某一基準(zhǔn)電平相比較，最后用其誤差信號(hào)來驅(qū)動(dòng)控制光圈的電動(dòng)機(jī)來調(diào)整光圈，從而使信號(hào)保持驅(qū)動(dòng)控制光圈的電動(dòng)機(jī)來調(diào)整光圈，從而使信號(hào)保持在預(yù)先選定的標(biāo)準(zhǔn)電平。在預(yù)先選定的標(biāo)準(zhǔn)電平。 自動(dòng)光圈擋只適用于景物場(chǎng)面照

23、度比較均勻的情況，自動(dòng)光圈擋只適用于景物場(chǎng)面照度比較均勻的情況，而不適用于逆光拍攝或景物與背景之間亮度差別很大而不適用于逆光拍攝或景物與背景之間亮度差別很大的場(chǎng)合。為了使不同的景物在畫面中得到最佳的表現(xiàn)，的場(chǎng)合。為了使不同的景物在畫面中得到最佳的表現(xiàn)，除了特殊的情況外，都應(yīng)使用除了特殊的情況外，都應(yīng)使用“手動(dòng)光圈手動(dòng)光圈”而不用而不用“自動(dòng)光圈自動(dòng)光圈”，這樣才能得到滿意的畫面效果。，這樣才能得到滿意的畫面效果。 附錄附錄: :攝像機(jī)自動(dòng)光圈的工作原理、適用的場(chǎng)合及不適用的場(chǎng)合攝像機(jī)自動(dòng)光圈的工作原理、適用的場(chǎng)合及不適用的場(chǎng)合 * *一般攝像機(jī)都是按照一般攝像機(jī)都是按照3200k3200k照明

24、色溫設(shè)計(jì)，照明色溫設(shè)計(jì)，它的白平衡是按它的白平衡是按d d6565( (標(biāo)準(zhǔn)白光源標(biāo)準(zhǔn)白光源) )白色要求調(diào)白色要求調(diào)整的。整的。* *而現(xiàn)實(shí)中照明光源是變化的，如果用攝像機(jī)而現(xiàn)實(shí)中照明光源是變化的，如果用攝像機(jī)去拍攝任意色溫照明的景物，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的去拍攝任意色溫照明的景物，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彩色失真。彩色失真。* *為了使攝像機(jī)在不同的色溫光照時(shí)拍攝的景為了使攝像機(jī)在不同的色溫光照時(shí)拍攝的景物與物與3200k3200k光照、平衡于光照、平衡于d d6565 白色時(shí)景物的色白色時(shí)景物的色彩一致，就需要對(duì)由于色溫不同而引起的光彩一致，就需要對(duì)由于色溫不同而引起的光譜能量分布的變化進(jìn)行補(bǔ)償。譜能量分布的

25、變化進(jìn)行補(bǔ)償。(3)(3)色溫濾色片和中性濾色片色溫濾色片和中性濾色片(cc/nd)(cc/nd)* *通常在攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中加入色溫校正濾色通常在攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中加入色溫校正濾色片片( (也稱也稱cccc濾色片濾色片) )，它具有一定的光譜特性，它具有一定的光譜特性，可以補(bǔ)償因色溫變化而引起的光譜特性誤差，可以補(bǔ)償因色溫變化而引起的光譜特性誤差，把不同色溫的光源轉(zhuǎn)換到把不同色溫的光源轉(zhuǎn)換到3200k3200k色溫光源。色溫光源。(3)(3)色溫濾色片和中性濾色片色溫濾色片和中性濾色片(cc/nd)(cc/nd)* *一般攝像機(jī)將多個(gè)不同的濾色片鑲在一個(gè)圓一般攝像機(jī)將多個(gè)不同的濾色片鑲在一個(gè)圓

26、盤上，拍攝時(shí)根據(jù)光源的色溫情況撥動(dòng)圓盤，盤上，拍攝時(shí)根據(jù)光源的色溫情況撥動(dòng)圓盤，以適應(yīng)不同光照時(shí)的色溫轉(zhuǎn)換要求。以適應(yīng)不同光照時(shí)的色溫轉(zhuǎn)換要求。(3)(3)色溫濾色片和中性濾色片色溫濾色片和中性濾色片(cc/nd)(cc/nd)濾色片旋鈕設(shè)置濾色片旋鈕設(shè)置說明說明1 13200k3200k2 25600k+1/4nd5600k+1/4nd3 35600k5600k4 46000k+1/6nd6000k+1/6nd濾色片濾色片拍攝條件拍攝條件1 1日出、日落、室內(nèi)日出、日落、室內(nèi)2 2晴朗的室外晴朗的室外3 3多云或有雨的室外多云或有雨的室外4 4雪景、高山、海岸、雪景、高山、海岸、或其他明亮的

27、場(chǎng)景或其他明亮的場(chǎng)景色溫濾色片轉(zhuǎn)換色溫濾色片轉(zhuǎn)換控制旋鈕控制旋鈕* *當(dāng)攝像機(jī)在強(qiáng)光下工作時(shí)，應(yīng)減少光圈。但當(dāng)攝像機(jī)在強(qiáng)光下工作時(shí)，應(yīng)減少光圈。但有時(shí)為了達(dá)到一定的藝術(shù)效果，不允許減少有時(shí)為了達(dá)到一定的藝術(shù)效果，不允許減少光圈，這就需要在光路中加入減少光通量的光圈，這就需要在光路中加入減少光通量的衰減器，即中性濾色片衰減器，即中性濾色片( (也叫也叫ndnd濾色片濾色片) )，它，它一般設(shè)置在分色棱鏡前面。一般設(shè)置在分色棱鏡前面。* *ndnd濾色片不改變?nèi)肷涔獾纳珳亍３Ｓ玫耐腹鉃V色片不改變?nèi)肷涔獾纳珳?。常用的透光率有率?00%100%、25%25%、10%10%等。等。(3)(3)色溫濾色

28、片和中性濾色片色溫濾色片和中性濾色片(cc/nd)(cc/nd)1 1、基本步驟基本步驟選擇與現(xiàn)場(chǎng)拍攝光源相符選擇與現(xiàn)場(chǎng)拍攝光源相符( (色溫相符色溫相符) )的濾的濾色片；色片；在現(xiàn)場(chǎng)拍攝光源下，拍攝某一標(biāo)準(zhǔn)白卡或在現(xiàn)場(chǎng)拍攝光源下，拍攝某一標(biāo)準(zhǔn)白卡或白色物體白色物體( (如白紙、白墻等如白紙、白墻等) )；將鏡頭光圈放在自動(dòng)狀態(tài)；將鏡頭光圈放在自動(dòng)狀態(tài)；按動(dòng)自動(dòng)白平衡按鈕數(shù)秒鐘，白平衡自動(dòng)按動(dòng)自動(dòng)白平衡按鈕數(shù)秒鐘，白平衡自動(dòng)調(diào)好，這時(shí)尋像器上顯示白平衡調(diào)好的信號(hào)調(diào)好，這時(shí)尋像器上顯示白平衡調(diào)好的信號(hào)( (顯示指示燈或字母或文字等顯示指示燈或字母或文字等) )。附錄附錄: :攝像機(jī)白平衡調(diào)整的

29、基本操作步驟及注意點(diǎn)攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn) 2 2、注意點(diǎn)注意點(diǎn)白平衡調(diào)整卡一般占屏幕的白平衡調(diào)整卡一般占屏幕的70%70%80%,80%,不小于屏不小于屏幕的幕的1/81/8就可以了就可以了( (白色的比例太小白色的比例太小, ,調(diào)整會(huì)無目標(biāo)調(diào)整會(huì)無目標(biāo), ,占滿屏幕會(huì)因?yàn)闆]有比較造成調(diào)整時(shí)的失調(diào)。占滿屏幕會(huì)因?yàn)闆]有比較造成調(diào)整時(shí)的失調(diào)。) )。不要在白平衡調(diào)整指示沒有出現(xiàn)不要在白平衡調(diào)整指示沒有出現(xiàn)okok顯示時(shí)移動(dòng)顯示時(shí)移動(dòng)攝像機(jī)。攝像機(jī)。應(yīng)該和被拍攝物體在同一照明光源下進(jìn)行調(diào)整應(yīng)該和被拍攝物體在同一照明光源下進(jìn)行調(diào)整; ;在混合光線的情況下在混合光線的情況下, ,應(yīng)該在

30、起主要作用的光源照應(yīng)該在起主要作用的光源照明下進(jìn)行調(diào)整。明下進(jìn)行調(diào)整。變換場(chǎng)景變換場(chǎng)景, ,如由室內(nèi)到室外如由室內(nèi)到室外, ,或一天的不同時(shí)候或一天的不同時(shí)候進(jìn)行拍攝時(shí)進(jìn)行拍攝時(shí), ,在開拍前在開拍前, ,要進(jìn)行白平衡調(diào)整。要進(jìn)行白平衡調(diào)整。附錄附錄: :攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn)攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn) 3 3、對(duì)于鏡頭蓋是原配白色的一體化攝錄像機(jī)，白對(duì)于鏡頭蓋是原配白色的一體化攝錄像機(jī)，白平衡調(diào)整的基本方法平衡調(diào)整的基本方法 * *使機(jī)器處于手動(dòng)白平衡調(diào)整狀態(tài)使機(jī)器處于手動(dòng)白平衡調(diào)整狀態(tài), ,并用白色鏡頭并用白色鏡頭蓋將鏡頭罩上蓋將鏡頭罩上, ,打開自動(dòng)光圈打開自

31、動(dòng)光圈, ,焦距變到最短焦距變到最短( (廣角廣角w),w),手動(dòng)調(diào)焦調(diào)到無限遠(yuǎn)手動(dòng)調(diào)焦調(diào)到無限遠(yuǎn), ,校色片撥到校色片撥到“室外室外”或或有太陽等標(biāo)記的檔位有太陽等標(biāo)記的檔位, ,然后把機(jī)器對(duì)向天空然后把機(jī)器對(duì)向天空, ,但不但不能直接指向太陽能直接指向太陽, ,接著按一下白平衡調(diào)整按鈕接著按一下白平衡調(diào)整按鈕, ,當(dāng)當(dāng)尋像器中尋像器中“w”w”或相應(yīng)指示燈閃爍幾下后熄滅或相應(yīng)指示燈閃爍幾下后熄滅, ,表表明白平衡已調(diào)整好。明白平衡已調(diào)整好。 附錄附錄: :攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn)攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn) 分色棱鏡的組成分色棱鏡的組成* *由由(a)(a)、(b)

32、(b)和和(3)(3)三部分三部分粘合組成粘合組成, ,在在m mr r、m mb b面面(1)(1)和和(2)(2)上分別涂上不同厚度的上分別涂上不同厚度的干涉膜。干涉膜。* *f fr r、f fg g、f fb b分別表示紅、分別表示紅、綠、藍(lán)綠、藍(lán)ccd,ccd,它們的感光面它們的感光面直接與三塊棱鏡的一個(gè)面直接與三塊棱鏡的一個(gè)面粘合在一起。粘合在一起。(4)(4)分色棱鏡分色棱鏡( (分光鏡分光鏡) )c c* *當(dāng)光線投射到當(dāng)光線投射到m mr r面上時(shí)，面上時(shí)，紅光被反射而其他光則能紅光被反射而其他光則能透過。透過。* *透過透過m mr r面的光進(jìn)入面的光進(jìn)入m mb b時(shí)時(shí),

33、 ,藍(lán)藍(lán)光被反射而讓余下的綠光光被反射而讓余下的綠光透過。透過。* *光線在介質(zhì)中所走的路程光線在介質(zhì)中所走的路程與介質(zhì)折射率的乘積稱為與介質(zhì)折射率的乘積稱為光程，紅、綠、藍(lán)三路的光程，紅、綠、藍(lán)三路的光程應(yīng)嚴(yán)格一致。光程應(yīng)嚴(yán)格一致。分色棱鏡的分色過程分色棱鏡的分色過程c c* *攝像器件主要完成光電轉(zhuǎn)換作用，其攝像器件主要完成光電轉(zhuǎn)換作用，其性能指標(biāo)決定著攝像機(jī)圖像信號(hào)的質(zhì)量，性能指標(biāo)決定著攝像機(jī)圖像信號(hào)的質(zhì)量，目前主要有目前主要有ccdccd和和cmoscmos固體攝像器件兩固體攝像器件兩類。其中，類。其中，ccdccd占多數(shù)。占多數(shù)。* *固體彩色攝像機(jī)是將固體彩色攝像機(jī)是將ccdccd

34、攝像器件裝在攝像器件裝在分色系統(tǒng)的成像面上，具有畫面均勻性分色系統(tǒng)的成像面上，具有畫面均勻性好、靈敏度高、幾何失真小、重合精度好、靈敏度高、幾何失真小、重合精度高、惰性小、抗強(qiáng)光照射、耐沖擊抗振高、惰性小、抗強(qiáng)光照射、耐沖擊抗振動(dòng)、小巧及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)、小巧及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。3 3、攝像器件攝像器件固體攝像器件固體攝像器件ccdccd及分色棱鏡系統(tǒng)及分色棱鏡系統(tǒng)ccdccd的單元結(jié)構(gòu)的單元結(jié)構(gòu)* *在在p p型硅上涂一層氧化硅薄膜作為絕緣層，在型硅上涂一層氧化硅薄膜作為絕緣層，在氧化硅上淀積一個(gè)透明金屬電極，就形成金屬氧化硅上淀積一個(gè)透明金屬電極，就形成金屬氧化物半導(dǎo)體氧化物半導(dǎo)體(mos)(

35、mos)，稱為一個(gè)，稱為一個(gè)ccdccd單元。單元。(1)(1)ccdccd器件的結(jié)構(gòu)及工作原理器件的結(jié)構(gòu)及工作原理* *若在電極若在電極( (柵極柵極) )上加一個(gè)正上加一個(gè)正電壓，它所形成的電場(chǎng)電壓，它所形成的電場(chǎng)( (穿過穿過氧化硅薄膜氧化硅薄膜) )排斥排斥p p型硅中的多型硅中的多數(shù)載流子，在電極下構(gòu)成一個(gè)數(shù)載流子，在電極下構(gòu)成一個(gè)電荷耗盡區(qū)，而在氧化硅電荷耗盡區(qū)，而在氧化硅-p-p型型硅界面上得到一個(gè)可以儲(chǔ)存少硅界面上得到一個(gè)可以儲(chǔ)存少數(shù)載流子的勢(shì)阱，所加的偏壓數(shù)載流子的勢(shì)阱，所加的偏壓越大勢(shì)阱就越深。越大勢(shì)阱就越深。ccdccd單元結(jié)構(gòu)示意圖單元結(jié)構(gòu)示意圖* *當(dāng)透過透明的金屬電

36、極的光線照射在當(dāng)透過透明的金屬電極的光線照射在p p型硅型硅半導(dǎo)體上時(shí)，在硅晶體內(nèi)會(huì)激發(fā)出一個(gè)電子半導(dǎo)體上時(shí)，在硅晶體內(nèi)會(huì)激發(fā)出一個(gè)電子- -空穴對(duì)，在耗盡區(qū)的電場(chǎng)作用下，空穴流入空穴對(duì)，在耗盡區(qū)的電場(chǎng)作用下，空穴流入p p型襯底，電子被收集到由型襯底，電子被收集到由mosmos結(jié)構(gòu)所形成的勢(shì)結(jié)構(gòu)所形成的勢(shì)阱中，即形成電荷包。阱中，即形成電荷包。光電轉(zhuǎn)換和電荷儲(chǔ)存光電轉(zhuǎn)換和電荷儲(chǔ)存ccdccd單元結(jié)構(gòu)示意圖單元結(jié)構(gòu)示意圖* *勢(shì)阱中所捕獲的電子數(shù)勢(shì)阱中所捕獲的電子數(shù)目與該處的光照強(qiáng)弱成目與該處的光照強(qiáng)弱成正比，光照越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)正比，光照越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的勢(shì)阱所捕獲的電子數(shù)的勢(shì)阱所捕獲的電子數(shù)就越多。這

37、樣，就完成就越多。這樣，就完成了光電轉(zhuǎn)換和電荷儲(chǔ)存。了光電轉(zhuǎn)換和電荷儲(chǔ)存。* *右圖分別是由一行右圖分別是由一行ccdccd單元組成的一個(gè)線單元組成的一個(gè)線陣陣ccdccd結(jié)構(gòu)與電荷轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)與電荷轉(zhuǎn)移示意圖和被稱為三相示意圖和被稱為三相驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘脈沖電壓的波形示意圖。波形示意圖。* *在線陣在線陣ccdccd結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)中，每每3 3個(gè)個(gè)ccdccd單元為一組，單元為一組，每個(gè)每個(gè)ccdccd單元的電極單元的電極( (柵極柵極) )分別與分別與3 3個(gè)相位個(gè)相位不同的時(shí)鐘脈沖電壓不同的時(shí)鐘脈沖電壓u u1 1、u u2 2、u u3 3相連。相連。電荷的轉(zhuǎn)移和輸出電荷的轉(zhuǎn)移和輸

38、出* *每個(gè)電極下面勢(shì)阱內(nèi)每個(gè)電極下面勢(shì)阱內(nèi)的電荷包通過轉(zhuǎn)移后，的電荷包通過轉(zhuǎn)移后，順序向外電路輸出，順序向外電路輸出，并轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流或并轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流或電壓的形式，由外電電壓的形式，由外電路放大和處理。路放大和處理。* *三相脈沖驅(qū)動(dòng)方式為最三相脈沖驅(qū)動(dòng)方式為最基本的方式。為使傳送速基本的方式。為使傳送速度快，可采用二相脈沖驅(qū)度快，可采用二相脈沖驅(qū)動(dòng)方式。為了傳送更可靠，動(dòng)方式。為了傳送更可靠，可采用四相脈沖驅(qū)動(dòng)方式。可采用四相脈沖驅(qū)動(dòng)方式。電荷的轉(zhuǎn)移和輸出電荷的轉(zhuǎn)移和輸出* *根據(jù)制作工藝和電荷轉(zhuǎn)移方式的不同，根據(jù)制作工藝和電荷轉(zhuǎn)移方式的不同，ccdccd攝像器件分為行間轉(zhuǎn)移式攝像器件分

39、為行間轉(zhuǎn)移式(it)(it)、幀、幀間轉(zhuǎn)移式間轉(zhuǎn)移式(ft)(ft)、和幀、和幀- -行間轉(zhuǎn)移式行間轉(zhuǎn)移式(fit)(fit)三種基本形式。三種基本形式。* *最新型的最新型的ccdccd攝像器件是在這三種基本攝像器件是在這三種基本形式上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。形式上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。(2)(2)ccdccd攝像器件的主要類型攝像器件的主要類型a a、基本組成基本組成* *由列感光單元由列感光單元( (感光器感光器) )、列、列垂直移位寄存器和水平移位寄垂直移位寄存器和水平移位寄存器組成。存器組成。* *列感光單元列感光單元( (感光器感光器) )與列垂與列垂直移位寄存器相間排列，最下直移位寄存器相間排

40、列，最下面是水平移位寄存器。面是水平移位寄存器。行間轉(zhuǎn)移式行間轉(zhuǎn)移式(it)(it)ccdccd攝像器件攝像器件行間轉(zhuǎn)移式行間轉(zhuǎn)移式(it)ccd(it)ccd結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖* *場(chǎng)正程期間列感光單元完成場(chǎng)正程期間列感光單元完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a(a圖圖) )* *場(chǎng)消隱期間列感光單元積累場(chǎng)消隱期間列感光單元積累的電荷包轉(zhuǎn)移到與其對(duì)應(yīng)的的電荷包轉(zhuǎn)移到與其對(duì)應(yīng)的垂直移位寄存器。垂直移位寄存器。(b(b圖圖) )b b、工作過程工作過程a a：光電轉(zhuǎn)換與電荷積累：光電轉(zhuǎn)換與電荷積累b b：電荷積累：電荷積累* *下一場(chǎng)場(chǎng)正程期間列感光單下一場(chǎng)場(chǎng)正程期間列感光單元重新

41、積累電荷包，同時(shí)場(chǎng)元重新積累電荷包，同時(shí)場(chǎng)正程內(nèi)的行逆程期間垂直移正程內(nèi)的行逆程期間垂直移位寄存器將電荷包向下轉(zhuǎn)移位寄存器將電荷包向下轉(zhuǎn)移一個(gè)單元，最下一行電荷包一個(gè)單元，最下一行電荷包進(jìn)入水平移位寄存器，而場(chǎng)進(jìn)入水平移位寄存器，而場(chǎng)正程內(nèi)的行正程期間水平移正程內(nèi)的行正程期間水平移位寄存器將一行電荷包順序位寄存器將一行電荷包順序移至輸出端。移至輸出端。(c(c、d d圖圖) )b b、工作過程工作過程c c：電荷轉(zhuǎn)移與輸出：電荷轉(zhuǎn)移與輸出d d：電荷轉(zhuǎn)移與輸出：電荷轉(zhuǎn)移與輸出a a、基本組成基本組成* *由成像區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)和水平移由成像區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)和水平移位寄存器組成。位寄存器組成。* *成像區(qū)主

42、要完成光電轉(zhuǎn)換，成像區(qū)主要完成光電轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)電荷。存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)電荷。* *成像區(qū)和存儲(chǔ)區(qū)的成像區(qū)和存儲(chǔ)區(qū)的ccdccd單元數(shù)單元數(shù)目相同。目相同。幀間轉(zhuǎn)移式幀間轉(zhuǎn)移式(ft)(ft)ccdccd攝像器件攝像器件幀間轉(zhuǎn)移式幀間轉(zhuǎn)移式(ft)ccd(ft)ccd結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖* *場(chǎng)正程期間成像區(qū)完成光場(chǎng)正程期間成像區(qū)完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a(a圖圖) )* *場(chǎng)消隱期間成像區(qū)積累的場(chǎng)消隱期間成像區(qū)積累的電荷快速轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)電荷快速轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)。區(qū)。(b(b圖圖) )* *下一場(chǎng)場(chǎng)正程期間成像區(qū)下一場(chǎng)場(chǎng)正程期間成像區(qū)重新積累電荷包，存儲(chǔ)區(qū)開重新積累

43、電荷包，存儲(chǔ)區(qū)開始轉(zhuǎn)移和輸出電荷，其基本始轉(zhuǎn)移和輸出電荷，其基本過程和過程和it ccdit ccd相同。相同。(c(c圖圖) )b b、工作過程工作過程a a：光電轉(zhuǎn)換和電荷積累：光電轉(zhuǎn)換和電荷積累b b：電荷轉(zhuǎn)移：電荷轉(zhuǎn)移c c：電荷轉(zhuǎn)移與輸出：電荷轉(zhuǎn)移與輸出a a、基本組成基本組成* *該方式是行間轉(zhuǎn)移式和幀間該方式是行間轉(zhuǎn)移式和幀間轉(zhuǎn)移式的組合。轉(zhuǎn)移式的組合。* *由感光區(qū)由感光區(qū)( (成像區(qū)成像區(qū)) )、垂直移、垂直移位寄存器位寄存器( (存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)區(qū)) )和水平移和水平移位寄存器組成。位寄存器組成。* *感光器的結(jié)構(gòu)與行間轉(zhuǎn)移式感光器的結(jié)構(gòu)與行間轉(zhuǎn)移式相似相似, ,成像區(qū)與存儲(chǔ)區(qū)之

44、間的成像區(qū)與存儲(chǔ)區(qū)之間的關(guān)系類似于幀間轉(zhuǎn)移式。關(guān)系類似于幀間轉(zhuǎn)移式。幀幀- -行間轉(zhuǎn)移式行間轉(zhuǎn)移式(fit)(fit)ccdccd攝像器件攝像器件幀幀- -行間轉(zhuǎn)移式行間轉(zhuǎn)移式(fit)ccd(fit)ccd結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖* *場(chǎng)正程期間成像區(qū)完成場(chǎng)正程期間成像區(qū)完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a(a圖圖) )* *場(chǎng)消隱期間開始后場(chǎng)消隱期間開始后, ,首首先以極快的速度將所有先以極快的速度將所有列感光器積累的電荷快列感光器積累的電荷快速轉(zhuǎn)移到與其對(duì)應(yīng)的垂速轉(zhuǎn)移到與其對(duì)應(yīng)的垂直移位寄存器直移位寄存器,(b,(b圖圖) )b b、工作過程工作過程a a：光電轉(zhuǎn)換與電荷積累：光

45、電轉(zhuǎn)換與電荷積累b b：電荷轉(zhuǎn)移：電荷轉(zhuǎn)移* *緊接著又以極快的速度緊接著又以極快的速度將垂直移位寄存器的電將垂直移位寄存器的電荷轉(zhuǎn)移至存儲(chǔ)區(qū)。荷轉(zhuǎn)移至存儲(chǔ)區(qū)。(c(c圖圖) )* *存儲(chǔ)區(qū)電荷的轉(zhuǎn)移和輸存儲(chǔ)區(qū)電荷的轉(zhuǎn)移和輸出過程與幀間轉(zhuǎn)移式類出過程與幀間轉(zhuǎn)移式類似。似。(d(d圖圖) )b b、工作過程工作過程c c：電荷轉(zhuǎn)移：電荷轉(zhuǎn)移d d：電荷轉(zhuǎn)移與輸出：電荷轉(zhuǎn)移與輸出* *視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的主要作用是對(duì)視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的主要作用是對(duì)攝像器件輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)放攝像器件輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，然后對(duì)三基色圖像信號(hào)進(jìn)行大，然后對(duì)三基色圖像信號(hào)進(jìn)行各各種校正種校正、補(bǔ)償補(bǔ)償處理，再送入彩

46、色編處理，再送入彩色編碼器進(jìn)行編碼變換，得到包含亮度碼器進(jìn)行編碼變換，得到包含亮度信號(hào)和色度信號(hào)及復(fù)合的視頻信號(hào)信號(hào)和色度信號(hào)及復(fù)合的視頻信號(hào)輸出。輸出。4 4、視頻處理視頻處理攝像機(jī)視頻信號(hào)放大與處理電路基本組成圖攝像機(jī)視頻信號(hào)放大與處理電路基本組成圖* *主要作用是把攝像器件輸出的微弱主要作用是把攝像器件輸出的微弱信號(hào)放大，供后級(jí)的視頻處理電路信號(hào)放大，供后級(jí)的視頻處理電路使用。還要負(fù)責(zé)高頻提升，以便展使用。還要負(fù)責(zé)高頻提升，以便展寬頻帶和獲得良好的幅頻特性。寬頻帶和獲得良好的幅頻特性。* *電路要求具有低噪聲、高增益以及電路要求具有低噪聲、高增益以及寬頻帶等特性。寬頻帶等特性。(1)(1

47、)預(yù)放器預(yù)放器( (前置放大器前置放大器) )* *攝像機(jī)上都設(shè)有增益選擇開關(guān)，它攝像機(jī)上都設(shè)有增益選擇開關(guān)，它們與機(jī)內(nèi)增益選擇電路相連。們與機(jī)內(nèi)增益選擇電路相連。* *增益選擇多數(shù)都是正分貝數(shù)，常用增益選擇多數(shù)都是正分貝數(shù)，常用于低照度下提升信號(hào)電平，此電路于低照度下提升信號(hào)電平，此電路也稱增益提升電路。也稱增益提升電路。* *增益控制電路通過固定綠電路放大增益控制電路通過固定綠電路放大器增益，控制紅、藍(lán)兩路的增益，器增益，控制紅、藍(lán)兩路的增益，以改變紅、綠、藍(lán)信號(hào)電平的相對(duì)以改變紅、綠、藍(lán)信號(hào)電平的相對(duì)比例，從而實(shí)現(xiàn)白平衡調(diào)整。比例，從而實(shí)現(xiàn)白平衡調(diào)整。(2)(2)增益選擇與控制增益選擇與

48、控制黑斑效應(yīng)黑斑效應(yīng)* *由于色漸變效應(yīng)，鏡頭像場(chǎng)亮度的不由于色漸變效應(yīng)，鏡頭像場(chǎng)亮度的不均勻，攝像器件成像面靈敏度的不均勻均勻，攝像器件成像面靈敏度的不均勻以及投射背景光的不均勻等，都會(huì)引起以及投射背景光的不均勻等，都會(huì)引起電視圖像亮度上的不均勻，導(dǎo)致圖像中電視圖像亮度上的不均勻，導(dǎo)致圖像中出現(xiàn)大面積暗斑或色斑的現(xiàn)象。出現(xiàn)大面積暗斑或色斑的現(xiàn)象。(3)(3)黑斑校正黑斑校正a a、靜態(tài)黑斑靜態(tài)黑斑* *圖像信號(hào)本身沒有畸變，只是迭加圖像信號(hào)本身沒有畸變，只是迭加了一些不均勻的附加信號(hào)，如不均了一些不均勻的附加信號(hào)，如不均勻的背景光照射引起的陰影等。勻的背景光照射引起的陰影等。b b、動(dòng)態(tài)黑斑

49、動(dòng)態(tài)黑斑* *攝像器件輸出的圖像信號(hào)本身受到攝像器件輸出的圖像信號(hào)本身受到一種附加信號(hào)的調(diào)制，如攝像器件一種附加信號(hào)的調(diào)制，如攝像器件成像面靈敏度的不均勻性引起的信成像面靈敏度的不均勻性引起的信號(hào)不均勻。號(hào)不均勻。黑斑效應(yīng)的類型黑斑效應(yīng)的類型a a、靜態(tài)校正靜態(tài)校正( (加法補(bǔ)償加法補(bǔ)償) )* *在電路中產(chǎn)生一個(gè)與附加信號(hào)波形在電路中產(chǎn)生一個(gè)與附加信號(hào)波形相反的校正信號(hào)。相反的校正信號(hào)。b b、動(dòng)態(tài)校正動(dòng)態(tài)校正( (乘法補(bǔ)償乘法補(bǔ)償) )* *在電路中產(chǎn)生一種與附加信號(hào)波形在電路中產(chǎn)生一種與附加信號(hào)波形相反的校正信號(hào)，并用該校正信號(hào)相反的校正信號(hào)，并用該校正信號(hào)對(duì)圖像進(jìn)行再調(diào)制。對(duì)圖像進(jìn)行再

50、調(diào)制。黑斑的校正方法黑斑的校正方法a a、由行、場(chǎng)消隱脈沖信號(hào)經(jīng)積分而由行、場(chǎng)消隱脈沖信號(hào)經(jīng)積分而得到的行頻與場(chǎng)頻的鋸齒波信號(hào)。得到的行頻與場(chǎng)頻的鋸齒波信號(hào)。b b、將行頻與場(chǎng)頻的鋸齒波信號(hào)經(jīng)積將行頻與場(chǎng)頻的鋸齒波信號(hào)經(jīng)積分而得到的行頻和場(chǎng)頻拋物波信號(hào)。分而得到的行頻和場(chǎng)頻拋物波信號(hào)。* *以上兩種校正信號(hào)的幅度和極性都以上兩種校正信號(hào)的幅度和極性都能任意調(diào)節(jié)，并組合在一起，形成視能任意調(diào)節(jié)，并組合在一起，形成視頻的全校正信號(hào)。頻的全校正信號(hào)。兩種校正信號(hào)兩種校正信號(hào)彩色校正的必要性彩色校正的必要性* *為了正確重現(xiàn)被攝景物的彩色，攝像機(jī)的光譜為了正確重現(xiàn)被攝景物的彩色，攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性應(yīng)

51、與接收端顯示器件三基色的混色曲線響應(yīng)特性應(yīng)與接收端顯示器件三基色的混色曲線相一致。相一致。* *事實(shí)上，在三基色混色曲線中，每條曲線除了事實(shí)上，在三基色混色曲線中，每條曲線除了各自具有的正主瓣外，還有正次主瓣、負(fù)次瓣。各自具有的正主瓣外，還有正次主瓣、負(fù)次瓣。* *而從攝像鏡頭到攝像器件各部分的光譜響應(yīng)曲而從攝像鏡頭到攝像器件各部分的光譜響應(yīng)曲線只能提供近似的正主瓣響應(yīng)線只能提供近似的正主瓣響應(yīng)( (主要靠分色棱鏡主要靠分色棱鏡) )提供正次瓣響應(yīng)是困難的，提供負(fù)次瓣響應(yīng)更不提供正次瓣響應(yīng)是困難的，提供負(fù)次瓣響應(yīng)更不可能?？赡?。(4)(4)彩色校正彩色校正a a、修正法修正法( (縮窄主瓣法縮

52、窄主瓣法) )* *略去光譜響應(yīng)的負(fù)區(qū)而只保略去光譜響應(yīng)的負(fù)區(qū)而只保留其正區(qū)，并將正區(qū)適當(dāng)壓留其正區(qū)，并將正區(qū)適當(dāng)壓縮，以使重現(xiàn)彩色的失真程縮，以使重現(xiàn)彩色的失真程度限制在允許的范圍內(nèi)。度限制在允許的范圍內(nèi)。* *該法除了不夠精確外，還因該法除了不夠精確外，還因減少了減少了ccdccd入射光的能量而使入射光的能量而使攝像機(jī)靈敏度有所下降。攝像機(jī)靈敏度有所下降。彩色校正的方法彩色校正的方法b b、線性矩陣法線性矩陣法* *把光器件丟掉的光譜響應(yīng)曲線的負(fù)區(qū)部把光器件丟掉的光譜響應(yīng)曲線的負(fù)區(qū)部分設(shè)法用矩陣電路給予近似恢復(fù)。分設(shè)法用矩陣電路給予近似恢復(fù)。* *專業(yè)攝像機(jī)均采用該方法來補(bǔ)償沒有光專業(yè)攝像

53、機(jī)均采用該方法來補(bǔ)償沒有光譜響應(yīng)負(fù)區(qū)所造成的彩色失真。譜響應(yīng)負(fù)區(qū)所造成的彩色失真。* *為了拍攝效果，有時(shí)需要人為地改變某為了拍攝效果，有時(shí)需要人為地改變某種顏色的飽和度或色調(diào)，也需要用矩陣來種顏色的飽和度或色調(diào)，也需要用矩陣來進(jìn)行可變的彩色校正。進(jìn)行可變的彩色校正。彩色校正的方法彩色校正的方法* *光電轉(zhuǎn)換特性的非線性會(huì)引起圖像的非線光電轉(zhuǎn)換特性的非線性會(huì)引起圖像的非線性失真，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：性失真，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是一是灰度失真，即電視圖像亮度層次的壓灰度失真，即電視圖像亮度層次的壓縮與擴(kuò)張；縮與擴(kuò)張；二是二是色度失真。色度失真。* *在攝像機(jī)中對(duì)此失真的校正稱為在攝像機(jī)中對(duì)此失真的校正

54、稱為 校正。校正。* * 校正主要有二極管非線性校正校正主要有二極管非線性校正( (連續(xù)式校連續(xù)式校正正) )和二極管開關(guān)式校正和二極管開關(guān)式校正( (折線式校正折線式校正) )。(5)(5) 校正校正孔闌效應(yīng)孔闌效應(yīng)* *如果圖像細(xì)節(jié)比掃描電子束更小，這時(shí)如果圖像細(xì)節(jié)比掃描電子束更小，這時(shí)則根本反映不出圖像細(xì)節(jié)的變化的現(xiàn)象。則根本反映不出圖像細(xì)節(jié)的變化的現(xiàn)象。* *孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)頻譜的影響表現(xiàn)為高頻孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)頻譜的影響表現(xiàn)為高頻頻幅衰減，它使圖像清晰度和細(xì)節(jié)對(duì)比度頻幅衰減，它使圖像清晰度和細(xì)節(jié)對(duì)比度下降，而相頻特性不變。下降，而相頻特性不變。(6)(6)輪廓校正輪廓校正( (增強(qiáng)增強(qiáng))

55、)* *輪廓校正輪廓校正( (增強(qiáng)增強(qiáng)) )電路就是使圖像中的輪廓電路就是使圖像中的輪廓和細(xì)節(jié)的分界線得到加強(qiáng)，從而增強(qiáng)圖像的和細(xì)節(jié)的分界線得到加強(qiáng)，從而增強(qiáng)圖像的清晰度。清晰度。* *處理方法是：處理方法是： 首先首先取出圖像信號(hào)中與有亮度突變的圖取出圖像信號(hào)中與有亮度突變的圖像輪廓邊緣相對(duì)應(yīng)的部分，經(jīng)加工處理后，像輪廓邊緣相對(duì)應(yīng)的部分，經(jīng)加工處理后，再再加到圖像信號(hào)中，以補(bǔ)償該部分因孔闌效加到圖像信號(hào)中，以補(bǔ)償該部分因孔闌效應(yīng)而造成的邊緣模糊，提高圖像的清晰度。應(yīng)而造成的邊緣模糊，提高圖像的清晰度。智能型輪廓校正智能型輪廓校正輪廓校正輪廓校正( (增強(qiáng)增強(qiáng)) )* *經(jīng)過放大與處理的圖像信

56、號(hào)需要混入消經(jīng)過放大與處理的圖像信號(hào)需要混入消隱脈沖，建立起隱脈沖，建立起2%2% 5%5%的黑電平，即把消的黑電平，即把消隱電平與黑電平分開。隱電平與黑電平分開。* *圖像信號(hào)所經(jīng)過的多級(jí)鉗位電路會(huì)在掃圖像信號(hào)所經(jīng)過的多級(jí)鉗位電路會(huì)在掃描逆程中產(chǎn)生雜波，混入消隱信號(hào)后，消描逆程中產(chǎn)生雜波，混入消隱信號(hào)后，消隱期內(nèi)的雜波被隱期內(nèi)的雜波被“頂頂”了出來，經(jīng)黑切割了出來，經(jīng)黑切割后消隱脈沖更符合標(biāo)準(zhǔn)并且切掉了雜波。后消隱脈沖更符合標(biāo)準(zhǔn)并且切掉了雜波。(7)(7)混消隱、黑混消隱、黑/ /電平控制及黑電平控制及黑/ /白切白切割割* *為了切除因拍攝燈光、高反光物引起攝像為了切除因拍攝燈光、高反光物

57、引起攝像機(jī)的圖像電平過高，影響電路正常工作而機(jī)的圖像電平過高，影響電路正常工作而設(shè)置的電路設(shè)置的電路白切割電路。白切割電路。* *攝像機(jī)中攝像機(jī)中100%100%的圖像信號(hào)電平為的圖像信號(hào)電平為0.7v0.7vp-pp-p，切割電平在切割電平在115%115%左右。左右。* *自動(dòng)拐點(diǎn)自動(dòng)拐點(diǎn)( (動(dòng)態(tài)對(duì)比度控制動(dòng)態(tài)對(duì)比度控制dcc)dcc)電路電路(7)(7)混消隱、黑混消隱、黑/ /電平控制及黑電平控制及黑/ /白切白切割割* *把經(jīng)過補(bǔ)償、校正處理的三基色信號(hào)把經(jīng)過補(bǔ)償、校正處理的三基色信號(hào)r r、g g、b b由矩陣電路由矩陣電路變成亮度信號(hào)變成亮度信號(hào)y y、藍(lán)藍(lán)色差信號(hào)色差信號(hào)(

58、(b b-y)-y)和和紅紅色差信號(hào)色差信號(hào)( (r r-y)-y)。然后對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行壓縮和低通濾波，再對(duì)兩個(gè)色差然后對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行壓縮和低通濾波，再對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行逐行倒相正交平衡調(diào)制，獲得色度信號(hào)。最后將信號(hào)進(jìn)行逐行倒相正交平衡調(diào)制，獲得色度信號(hào)。最后將色度信號(hào)與延時(shí)后的亮度信號(hào)混合成彩色全電視信號(hào)。色度信號(hào)與延時(shí)后的亮度信號(hào)混合成彩色全電視信號(hào)。5 5、編碼器編碼器(pal(pal制制) )palpal制制編碼器編碼器方框圖方框圖(1)(1)彩色電視同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的符合彩色電視同步信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的符合電視標(biāo)準(zhǔn)電視標(biāo)準(zhǔn)( (幅度、頻率、相位、波形幅度、頻率、相位、波形) )

59、的的7 7種脈沖信號(hào)：種脈沖信號(hào)：行、場(chǎng)復(fù)合同步，行、場(chǎng)復(fù)合同步，行、場(chǎng)復(fù)合消隱，行、場(chǎng)復(fù)合消隱，色同步，色同步，p p脈沖，脈沖，彩色副載波。彩色副載波。6 6、同步信號(hào)發(fā)生器同步信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)各同步脈沖間嚴(yán)格的頻率關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各同步脈沖間嚴(yán)格的頻率關(guān)系，用它來形成各種形狀的同步脈沖，稱為用它來形成各種形狀的同步脈沖，稱為定時(shí)部分。定時(shí)部分。由定時(shí)部分產(chǎn)生的信號(hào)形成上述各種由定時(shí)部分產(chǎn)生的信號(hào)形成上述各種規(guī)定波形標(biāo)準(zhǔn)的同步脈沖，并保證它們規(guī)定波形標(biāo)準(zhǔn)的同步脈沖，并保證它們有嚴(yán)格的時(shí)間相位關(guān)系，稱為同步脈沖有嚴(yán)格的時(shí)間相位關(guān)系，稱為同步脈沖形成部分。形成部分。把產(chǎn)生合乎標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)放大到規(guī)把產(chǎn)

60、生合乎標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)放大到規(guī)定的幅度，由脈沖分配放大器饋送給需定的幅度，由脈沖分配放大器饋送給需要的位置。要的位置。(2)(2)同步信號(hào)發(fā)生器具有的功能同步信號(hào)發(fā)生器具有的功能a a、臺(tái)從鎖相臺(tái)從鎖相* *指本地同步機(jī)的頻率和相位受控于外地指本地同步機(jī)的頻率和相位受控于外地同步機(jī)的頻率和相位。同步機(jī)的頻率和相位。b b、臺(tái)主鎖相臺(tái)主鎖相* *指外地同步機(jī)的頻率和相位受控于中心指外地同步機(jī)的頻率和相位受控于中心臺(tái)的頻率和相位。臺(tái)的頻率和相位。* *具有鎖相功能的目的是保證不同的同步具有鎖相功能的目的是保證不同的同步信號(hào)在頻率和相位上嚴(yán)格一致。信號(hào)在頻率和相位上嚴(yán)格一致。* *同步信號(hào)發(fā)生器的鎖相