彩色電視攝像機(jī)

彩色電視攝像機(jī)第一頁，共九十四頁，2022年，8月28日基本內(nèi)容：第一節(jié)彩色攝像機(jī)的發(fā)展第二節(jié)彩色攝像機(jī)的分類第三節(jié)彩色攝像機(jī)的基本組成第四節(jié)攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)第五節(jié)攝像機(jī)的主要附件第1章彩色電視攝像機(jī)第二頁，共九十四頁，2022年，8月28日*彩色攝像機(jī)發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了4個重要時期第一節(jié)彩色攝像機(jī)的發(fā)展年代機(jī)器形式20世紀(jì)30年代到60年代初電子管20世紀(jì)60年代初到70年代末晶體管和集成電路20世紀(jì)80年代初到80年代末大規(guī)模集成電路20世紀(jì)90年代以后數(shù)字化和CCD第三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*彩色攝像機(jī)種類繁多，用途廣泛，可從多個側(cè)面對其分類，如右表所示：第二節(jié)彩色攝像機(jī)的分類按攝像器件的類型分類真空管(已淘汰)固體(CCD、CMOS)按用途分類廣播專業(yè)家庭特殊按攝像器件的數(shù)目分類三片(廣播、專業(yè))二片(極少)單片(非專業(yè)、家庭)按攝像器件的尺寸分類有多種尺寸(2/3、1/2、1/3、1/4英寸等等)按功能分類普通(指攝像)攝錄一體按使用場所分類臺式(座機(jī)、演播室用)便攜式(攝錄一體)按清晰度分類標(biāo)準(zhǔn)清晰度高清晰度第四頁，共九十四頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容：1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理2、光學(xué)系統(tǒng)3、攝像器件4、視頻處理5、編碼器6、同步信號發(fā)生器第三節(jié)彩色攝像機(jī)的基本組成第五頁，共九十四頁，2022年，8月28日*利用三基色原理，通過光學(xué)系統(tǒng)，將景物的彩色光像分解為3幅單色光，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、編碼后形成所需的分量信號、復(fù)合信號等。1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理第六頁，共九十四頁，2022年，8月28日三片CCD攝像機(jī)的組成方框圖1、彩色攝像機(jī)的基本工作原理第七頁，共九十四頁，2022年，8月28日*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。*變焦距鏡頭的作用是將所攝取的景物成像于攝像器件上。*分色棱鏡的作用是將景物的入射光分解成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3幅單色圖像，分別傳送到R、G、B的三個CCD感光面上。*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。2、光學(xué)系統(tǒng)第八頁，共九十四頁，2022年，8月28日*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。*變焦距鏡頭是能在一定范圍內(nèi)改變焦距的鏡頭。*實(shí)際使用的變焦距鏡頭至少有3組單元透鏡，即調(diào)焦組、變焦組和補(bǔ)償組。若用增大后截距，還需要增加第四組，即物鏡組。(1)變焦距鏡頭第九頁，共九十四頁，2022年，8月28日變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖第十頁，共九十四頁，2022年，8月28日變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖第十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日變焦距鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖變焦距鏡頭成像示意圖第十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日*變焦距鏡頭的最長焦距與最短焦距的比值稱為變焦比。*變焦距鏡頭有電動和手動兩種變焦方式。(1)變焦距鏡頭①電動變焦距鏡頭附有控制電動機(jī)，使用時撳動電動變焦按鈕，電動機(jī)則作正向或反向旋轉(zhuǎn)，使鏡頭內(nèi)部的變焦組鏡片改變相對位置實(shí)現(xiàn)變焦。②手動變焦則通過旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)實(shí)現(xiàn)變焦。光圈環(huán)變焦控制桿變焦桿/環(huán)手動聚焦環(huán)第十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*光圈是攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)的一個可以改變其中央通光孔徑大小的孔徑光闌。(2)光圈*光圈的主要作用是控制鏡頭光通量的大小，用相對孔徑的倒數(shù)F表示。光圈環(huán)變焦控制桿變焦桿/環(huán)第十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日*F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1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等序列值。每兩個相臨數(shù)值中，后一數(shù)值是前一數(shù)值的21/2倍。*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。(2)光圈*F值越小，表示光圈越大，透光能力越強(qiáng)，到達(dá)CCD芯片的光通量就越大。光圈環(huán)變焦控制桿變焦桿/環(huán)第十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日①自動光圈的工作原理：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，最后用其誤差信號來驅(qū)動控制光圈的電動機(jī)來調(diào)整光圈，從而使信號保持在預(yù)先選定的標(biāo)準(zhǔn)電平。

②自動光圈擋只適用于景物場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的場合。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“手動光圈”而不用“自動光圈”，這樣才能得到滿意的畫面效果。

附錄:攝像機(jī)自動光圈的工作原理、適用的場合及不適用的場合

第十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日*一般攝像機(jī)都是按照3200K照明色溫設(shè)計(jì)，它的白平衡是按D65(標(biāo)準(zhǔn)白光源)白色要求調(diào)整的。*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，會產(chǎn)生嚴(yán)重的彩色失真。*為了使攝像機(jī)在不同的色溫光照時拍攝的景物與3200K光照、平衡于D65白色時景物的色彩一致，就需要對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。(3)色溫濾色片和中性濾色片(CC/ND)第十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日*通常在攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中加入色溫校正濾色片(也稱CC濾色片)，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，把不同色溫的光源轉(zhuǎn)換到3200K色溫光源。(3)色溫濾色片和中性濾色片(CC/ND)第十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日*一般攝像機(jī)將多個不同的濾色片鑲在一個圓盤上，拍攝時根據(jù)光源的色溫情況撥動圓盤，以適應(yīng)不同光照時的色溫轉(zhuǎn)換要求。(3)色溫濾色片和中性濾色片(CC/ND)濾色片旋鈕設(shè)置說明13200K25600K+1/4ND35600K46000K+1/6ND濾色片拍攝條件1日出、日落、室內(nèi)2晴朗的室外3多云或有雨的室外4雪景、高山、海岸、或其他明亮的場景色溫濾色片轉(zhuǎn)換控制旋鈕第十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日*當(dāng)攝像機(jī)在強(qiáng)光下工作時，應(yīng)減少光圈。但有時為了達(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衰減器，即中性濾色片(也叫ND濾色片)，它一般設(shè)置在分色棱鏡前面。*ND濾色片不改變?nèi)肷涔獾纳珳?。常用的透光率?00%、25%、10%等。(3)色溫濾色片和中性濾色片(CC/ND)第二十頁，共九十四頁，2022年，8月28日1、基本步驟①選擇與現(xiàn)場拍攝光源相符(色溫相符)的濾色片；②在現(xiàn)場拍攝光源下，拍攝某一標(biāo)準(zhǔn)白卡或白色物體(如白紙、白墻等)；③將鏡頭光圈放在自動狀態(tài)；④按動自動白平衡按鈕數(shù)秒鐘，白平衡自動調(diào)好，這時尋像器上顯示白平衡調(diào)好的信號(顯示指示燈或字母或文字等)。附錄:攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn)

第二十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2、注意點(diǎn)①白平衡調(diào)整卡一般占屏幕的70%~80%,不小于屏幕的1/8就可以了(白色的比例太小,調(diào)整會無目標(biāo),占滿屏幕會因?yàn)闆]有比較造成調(diào)整時的失調(diào)。)。②不要在白平衡調(diào)整指示沒有出現(xiàn)OK顯示時移動攝像機(jī)。③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,應(yīng)該在起主要作用的光源照明下進(jìn)行調(diào)整。④變換場景,如由室內(nèi)到室外,或一天的不同時候進(jìn)行拍攝時,在開拍前,要進(jìn)行白平衡調(diào)整。附錄:攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn)

第二十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日3、對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

*使機(jī)器處于手動白平衡調(diào)整狀態(tài),并用白色鏡頭蓋將鏡頭罩上,打開自動光圈,焦距變到最短(廣角W),手動調(diào)焦調(diào)到無限遠(yuǎn),校色片撥到“室外”或有太陽等標(biāo)記的檔位,然后把機(jī)器對向天空,但不能直接指向太陽,接著按一下白平衡調(diào)整按鈕,當(dāng)尋像器中“W”或相應(yīng)指示燈閃爍幾下后熄滅,表明白平衡已調(diào)整好。

附錄:攝像機(jī)白平衡調(diào)整的基本操作步驟及注意點(diǎn)

第二十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日①分色棱鏡的組成*由(A)、(B)和(3)三部分粘合組成,在Mr、Mb面(1)和(2)上分別涂上不同厚度的干涉膜。*Fr、Fg、Fb分別表示紅、綠、藍(lán)CCD,它們的感光面直接與三塊棱鏡的一個面粘合在一起。(4)分色棱鏡(分光鏡)C第二十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日*當(dāng)光線投射到Mr面上時，紅光被反射而其他光則能透過。*透過Mr面的光進(jìn)入Mb時,藍(lán)光被反射而讓余下的綠光透過。*光線在介質(zhì)中所走的路程與介質(zhì)折射率的乘積稱為光程，紅、綠、藍(lán)三路的光程應(yīng)嚴(yán)格一致。②分色棱鏡的分色過程C第二十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日*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)圖像信號的質(zhì)量，目前主要有CCD和CMOS固體攝像器件兩類。其中，CCD占絕大多數(shù)。*固體彩色攝像機(jī)是將CCD攝像器件裝在分色系統(tǒng)的成像面上，具有畫面均勻性好、靈敏度高、幾何失真小、重合精度高、惰性小、抗強(qiáng)光照射、耐沖擊抗振動、小巧及壽命長等優(yōu)點(diǎn)。3、攝像器件第二十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日固體攝像器件CCD及分色棱鏡系統(tǒng)第二十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日①CCD的單元結(jié)構(gòu)*在P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透明金屬電極，就形成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)，稱為一個CCD單元。(1)CCD器件的結(jié)構(gòu)及工作原理*若在電極(柵極)上加一個正電壓，它所形成的電場(穿過氧化硅薄膜)排斥P型硅中的多數(shù)載流子，在電極下構(gòu)成一個電荷耗盡區(qū)，而在氧化硅-P型硅界面上得到一個可以儲存少數(shù)載流子的勢阱，所加的偏壓越大勢阱就越深。CCD單元結(jié)構(gòu)示意圖第二十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日*當(dāng)透過透明的金屬電極的光線照射在P型硅半導(dǎo)體上時，在硅晶體內(nèi)會激發(fā)出一個電子-空穴對，在耗盡區(qū)的電場作用下，空穴流入P型襯底，電子被收集到由MOS結(jié)構(gòu)所形成的勢阱中，即形成電荷包。②光電轉(zhuǎn)換和電荷儲存CCD單元結(jié)構(gòu)示意圖*勢阱中所捕獲的電子數(shù)目與該處的光照強(qiáng)弱成正比，光照越強(qiáng)，對應(yīng)的勢阱所捕獲的電子數(shù)就越多。這樣，就完成了光電轉(zhuǎn)換和電荷儲存。第二十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日*右圖分別是由一行CCD單元組成的一個線陣CCD結(jié)構(gòu)與電荷轉(zhuǎn)移示意圖和被稱為三相驅(qū)動時鐘脈沖電壓的波形示意圖。*在線陣CCD結(jié)構(gòu)中，每3個CCD單元為一組，每個CCD單元的電極(柵極)分別與3個相位不同的時鐘脈沖電壓U1、U2、U3相連。③電荷的轉(zhuǎn)移和輸出第三十頁，共九十四頁，2022年，8月28日*每個電極下面勢阱內(nèi)的電荷包通過轉(zhuǎn)移后，順序向外電路輸出，并轉(zhuǎn)換成信號電流或電壓的形式，由外電路放大和處理。*三相脈沖驅(qū)動方式為最基本的方式。為使傳送速度快，可采用二相脈沖驅(qū)動方式。為了傳送更可靠，可采用四相脈沖驅(qū)動方式。③電荷的轉(zhuǎn)移和輸出第三十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日*根據(jù)制作工藝和電荷轉(zhuǎn)移方式的不同，CCD攝像器件分為行間轉(zhuǎn)移式(IT)、幀間轉(zhuǎn)移式(FT)、和幀-行間轉(zhuǎn)移式(FIT)三種基本形式。*最新型的CCD攝像器件是在這三種基本形式上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。(2)CCD攝像器件的主要類型第三十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、基本組成*由列感光單元(感光器)、列垂直移位寄存器和水平移位寄存器組成。*列感光單元(感光器)與列垂直移位寄存器相間排列，最下面是水平移位寄存器。①行間轉(zhuǎn)移式(IT)CCD攝像器件行間轉(zhuǎn)移式(IT)CCD結(jié)構(gòu)示意圖第三十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*場正程期間列感光單元完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a圖)*場消隱期間列感光單元積累的電荷包轉(zhuǎn)移到與其對應(yīng)的垂直移位寄存器。(b圖)B、工作過程a：光電轉(zhuǎn)換與電荷積累b：電荷積累第三十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日*下一場場正程期間列感光單元重新積累電荷包，同時場正程內(nèi)的行逆程期間垂直移位寄存器將電荷包向下轉(zhuǎn)移一個單元，最下一行電荷包進(jìn)入水平移位寄存器，而場正程內(nèi)的行正程期間水平移位寄存器將一行電荷包順序移至輸出端。(c、d圖)B、工作過程c：電荷轉(zhuǎn)移與輸出d：電荷轉(zhuǎn)移與輸出第三十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、基本組成*由成像區(qū)、存儲區(qū)和水平移位寄存器組成。*成像區(qū)主要完成光電轉(zhuǎn)換，存儲區(qū)用于存儲電荷。*成像區(qū)和存儲區(qū)的CCD單元數(shù)目相同。②幀間轉(zhuǎn)移式(FT)CCD攝像器件幀間轉(zhuǎn)移式(FT)CCD結(jié)構(gòu)示意圖第三十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日*場正程期間成像區(qū)完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a圖)*場消隱期間成像區(qū)積累的電荷快速轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的存儲區(qū)。(b圖)*下一場場正程期間成像區(qū)重新積累電荷包，存儲區(qū)開始轉(zhuǎn)移和輸出電荷，其基本過程和ITCCD相同。(c圖)B、工作過程a：光電轉(zhuǎn)換和電荷積累b：電荷轉(zhuǎn)移c：電荷轉(zhuǎn)移與輸出第三十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、基本組成*該方式是行間轉(zhuǎn)移式和幀間轉(zhuǎn)移式的組合。*由感光區(qū)(成像區(qū))、垂直移位寄存器(存儲區(qū))和水平移位寄存器組成。*感光器的結(jié)構(gòu)與行間轉(zhuǎn)移式相似,成像區(qū)與存儲區(qū)之間的關(guān)系類似于幀間轉(zhuǎn)移式。③幀-行間轉(zhuǎn)移式(FIT)CCD攝像器件幀-行間轉(zhuǎn)移式(FIT)CCD結(jié)構(gòu)示意圖第三十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日*場正程期間成像區(qū)完成光電轉(zhuǎn)換并積累電荷。(a圖)*場消隱期間開始后,首先以極快的速度將所有列感光器積累的電荷快速轉(zhuǎn)移到與其對應(yīng)的垂直移位寄存器,(b圖)B、工作過程a：光電轉(zhuǎn)換與電荷積累b：電荷轉(zhuǎn)移第三十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日*緊接著又以極快的速度將垂直移位寄存器的電荷轉(zhuǎn)移至存儲區(qū)。(c圖)*存儲區(qū)電荷的轉(zhuǎn)移和輸出過程與幀間轉(zhuǎn)移式類似。(d圖)B、工作過程c：電荷轉(zhuǎn)移d：電荷轉(zhuǎn)移與輸出第四十頁，共九十四頁，2022年，8月28日*視頻信號處理系統(tǒng)的主要作用是對攝像器件輸出的圖像信號進(jìn)行預(yù)放大，然后對三基色圖像信號進(jìn)行各種校正、補(bǔ)償處理，再送入彩色編碼器進(jìn)行編碼變換，得到包含亮度信號和色度信號及復(fù)合的視頻信號輸出。4、視頻處理第四十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日攝像機(jī)視頻信號放大與處理電路基本組成圖第四十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日*主要作用是把攝像器件輸出的微弱信號放大，供后級的視頻處理電路使用。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。*電路要求具有低噪聲、高增益以及寬頻帶等特性。(1)預(yù)放器(前置放大器)第四十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*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。*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電平，此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器增益，控制紅、藍(lán)兩路的增益，以改變紅、綠、藍(lán)信號電平的相對比例，從而實(shí)現(xiàn)白平衡調(diào)整。(2)增益選擇與控制第四十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日①黑斑效應(yīng)*由于色漸變效應(yīng)，鏡頭像場亮度的不均勻，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，都會引起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。(3)黑斑校正第四十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、靜態(tài)黑斑*圖像信號本身沒有畸變，只是迭加了一些不均勻的附加信號，如不均勻的背景光照射引起的陰影等。B、動態(tài)黑斑*攝像器件輸出的圖像信號本身受到一種附加信號的調(diào)制，如攝像器件成像面靈敏度的不均勻性引起的信號不均勻。②黑斑效應(yīng)的類型第四十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、靜態(tài)校正(加法補(bǔ)償)*在電路中產(chǎn)生一個與附加信號波形相反的校正信號。B、動態(tài)校正(乘法補(bǔ)償)*在電路中產(chǎn)生一種與附加信號波形相反的校正信號，并用該校正信號對圖像進(jìn)行再調(diào)制。③黑斑的校正方法第四十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、由行、場消隱脈沖信號經(jīng)積分而得到的行頻與場頻的鋸齒波信號。B、將行頻與場頻的鋸齒波信號經(jīng)積分而得到的行頻和場頻拋物波信號。*以上兩種校正信號的幅度和極性都能任意調(diào)節(jié)，并組合在一起，形成視頻的全校正信號。④兩種校正信號第四十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日①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。*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。*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)(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)更不可能。(4)彩色校正第四十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、修正法(縮窄主瓣法)*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)壓縮，以使重現(xiàn)彩色的失真程度限制在允許的范圍內(nèi)。*該法除了不夠精確外，還因減少了CCD入射光的能量而使攝像機(jī)靈敏度有所下降。②彩色校正的方法第五十頁，共九十四頁，2022年，8月28日B、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)償沒有光譜響應(yīng)負(fù)區(qū)所造成的彩色失真。*為了拍攝效果，有時需要人為地改變某種顏色的飽和度或色調(diào)，也需要用矩陣來進(jìn)行可變的彩色校正。②彩色校正的方法第五十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日*光電轉(zhuǎn)換特性的非線性會引起圖像的非線性失真，表現(xiàn)在兩個方面：一是灰度失真，即電視圖像亮度層次的壓縮與擴(kuò)張；二是色度失真。*在攝像機(jī)中對此失真的校正稱為校正。*校正主要有二極管非線性校正(連續(xù)式校正)和二極管開關(guān)式校正(折線式校正)。(5)校正第五十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日①孔闌效應(yīng)*如果圖像細(xì)節(jié)比掃描電子束更小，這時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)對信號頻譜的影響表現(xiàn)為高頻頻幅衰減，它使圖像清晰度和細(xì)節(jié)對比度下降，而相頻特性不變。(6)輪廓校正(增強(qiáng))第五十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*輪廓校正(增強(qiáng))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)圖像的清晰度。*處理方法是：首先取出圖像信號中與有亮度突變的圖像輪廓邊緣相對應(yīng)的部分，經(jīng)加工處理后，再加到圖像信號中，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。③智能型輪廓校正②輪廓校正(增強(qiáng))第五十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日*經(jīng)過放大與處理的圖像信號需要混入消隱脈沖，建立起2%~5%的黑電平，即把消隱電平與黑電平分開。*圖像信號所經(jīng)過的多級鉗位電路會在掃描逆程中產(chǎn)生雜波，混入消隱信號后，消隱期內(nèi)的雜波被“頂”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。(7)混消隱、黑/電平控制及黑/白切割第五十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日*為了切除因拍攝燈光、高反光物引起攝像機(jī)的圖像電平過高，影響電路正常工作而設(shè)置的電路——白切割電路。*攝像機(jī)中100%的圖像信號電平為0.7VP-P，切割電平在115%左右。*自動拐點(diǎn)(動態(tài)對比度控制DCC)電路(7)混消隱、黑/電平控制及黑/白切割第五十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日*把經(jīng)過補(bǔ)償、校正處理的三基色信號R、G、B由矩陣電路變成亮度信號Y、藍(lán)色差信號(B-Y)和紅色差信號(R-Y)。然后對兩個色差信號進(jìn)行壓縮和低通濾波，再對兩個色差信號進(jìn)行逐行倒相正交平衡調(diào)制，獲得色度信號。最后將色度信號與延時后的亮度信號混合成彩色全電視信號。5、編碼器(PAL制)PAL制編碼器方框圖第五十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日(1)彩色電視同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的符合電視標(biāo)準(zhǔn)(幅度、頻率、相位、波形)的7種脈沖信號：①行、場復(fù)合同步，②行、場復(fù)合消隱，③色同步，④P脈沖，⑤彩色副載波。6、同步信號發(fā)生器第五十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日①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，稱為定時部分。②由定時部分產(chǎn)生的信號形成上述各種規(guī)定波形標(biāo)準(zhǔn)的同步脈沖，并保證它們有嚴(yán)格的時間相位關(guān)系，稱為同步脈沖形成部分。③把產(chǎn)生合乎標(biāo)準(zhǔn)的同步信號放大到規(guī)定的幅度，由脈沖分配放大器饋送給需要的位置。(2)同步信號發(fā)生器具有的功能第五十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日A、臺從鎖相*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。B、臺主鎖相*指外地同步機(jī)的頻率和相位受控于中心臺的頻率和相位。*具有鎖相功能的目的是保證不同的同步信號在頻率和相位上嚴(yán)格一致。*同步信號發(fā)生器的鎖相功能已由數(shù)字幀同步器代替。④具有臺從鎖相和臺主鎖相功能第三節(jié)完第六十頁，共九十四頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容：1、電荷耦合器件2、分解力3、靈敏度4、信噪比5、量化比特?cái)?shù)6、其他技術(shù)指標(biāo)第四節(jié)攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)第六十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日(1)CCD類型*目前，攝像機(jī)用CCD主要有行間轉(zhuǎn)移(ITCCD)、幀間轉(zhuǎn)移(FTCCD)和幀-行間轉(zhuǎn)移(FITCCD)3種類型。*3種類型各有優(yōu)缺點(diǎn)，ITCCD應(yīng)用最普遍，F(xiàn)TCCD使用較少，F(xiàn)ITCCD用在較高檔的攝性機(jī)中。*現(xiàn)在有出現(xiàn)了一些經(jīng)過改進(jìn)的新型CCD，能提供16:9的畫面、有較寬的動態(tài)范圍和最小的拖尾、有更高的靈敏度和信噪比、較暗環(huán)境下也能獲得良好的畫面。1、電荷耦合器件第六十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日*指對角線長度，用英寸表示。CCD尺寸越大，圖像的感光區(qū)越大，像素?cái)?shù)越多，圖像質(zhì)量越好，價(jià)格也越高。*常見的尺寸主要有2/3、1/2、1/3、1/4、1/5等等。幾種CCD尺寸比較如下表：(2)CCD尺寸第六十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*一般家用級采用單片CCD，專業(yè)、廣播級多采用3CCD。(3)CCD數(shù)量CCD總像素與有效像素的關(guān)系第六十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日*CCD像素?cái)?shù)是體現(xiàn)CCD攝像器件解像能力的重要指標(biāo)。*CCD攝像器件上的感光單元稱為像素。*像素?cái)?shù)越多，構(gòu)成畫面的微粒就越小，分辨率就越高，圖像就越細(xì)膩。*一般數(shù)字?jǐn)z像機(jī)只需要50萬有效像素就能形成500線的清晰度。(4)CCD像素?cái)?shù)第六十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日*攝像機(jī)分解圖像細(xì)節(jié)的能力。包括水平和垂直分解力。(1)垂直分解力*指沿垂直方向分解圖像細(xì)節(jié)的能力。主要由電視制式規(guī)定的掃描行數(shù)決定。各種攝像機(jī)差別不大。*攝像機(jī)技術(shù)手冊中，一般只給出畫面中心的水平(極限)分解力。2、分解力第六十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日*指沿水平方向分解圖像細(xì)節(jié)的能力。*計(jì)算和測量水平分解力的方法有兩種,一種是用調(diào)制度測試卡，另一種是用分解力測試卡。*CCD攝像機(jī)的水平分解力與水平方向像素?cái)?shù)的多少有關(guān),像素?cái)?shù)越多，水平分解力越高。在像素?cái)?shù)一定的情況下，采用空間偏置技術(shù)可以提高攝像機(jī)水平分解力。(2)水平分解力第六十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日*水平分解力的單位是電視(TV)線，它并非是指感光面寬度內(nèi)所能分解的實(shí)際線數(shù)，而是指在水平方向上等于像高寬度內(nèi)的線數(shù)。*電視系統(tǒng)中，將這樣折算后的線數(shù)定義為電視線，簡稱TV線。(3)一點(diǎn)說明第六十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日*攝像機(jī)的光電靈敏度簡稱為靈敏度。*靈敏度有兩種表示方法。(1)用攝像器件輸出的光電流與通入感光面上的光通量之比Q表示Q=Is/(A/lm)*此式反映的主要是攝像器件的光電轉(zhuǎn)換能力，為早期采用的測量方法。3、靈敏度第六十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日*測量條件：色溫3200K、照度2000Lx、反射系數(shù)89.9%的灰度卡，并關(guān)閉電子快門——標(biāo)準(zhǔn)情況。*額定輸出電平：在波形監(jiān)視器上得到幅度為100%(即0.7VP-P)的視頻信號。*如JVC公司產(chǎn)生的GY-DV500攝像機(jī)的靈敏度為F11，2000Lx。*此種測量方法所表示的靈敏度除與攝性器件有關(guān)外，還與視頻電路增益有關(guān)。(2)用在一定測量條件下,攝像機(jī)達(dá)到額定輸出時所需的光圈來表示第七十頁，共九十四頁，2022年，8月28日*攝像機(jī)靈敏度越高，最低照度越小。*最低照度除與靈敏度有關(guān)外，還與最小光圈數(shù)、最大增益等因素有關(guān)。*在最低照度環(huán)境下拍攝的畫面噪聲大、信號弱、景深淺、實(shí)際使用價(jià)值不大。*目前，專業(yè)攝像機(jī)一般以F11、2000Lx作為靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)值。*與靈敏度密切相關(guān)的一個量-最低照度第七十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日參考答案：靈敏度標(biāo)注為F11/2000lx的攝像機(jī)表示該攝像機(jī)關(guān)掉電子快門后,拍攝某一標(biāo)準(zhǔn)景物(如3200K、2000lx、89.9%的反射系數(shù))時，為使攝像機(jī)有0.7VP-P的視頻信號輸出，光圈應(yīng)設(shè)置在F11。靈敏度標(biāo)注為F1.4/0.75lx的攝像機(jī)表示該攝像機(jī)當(dāng)增益撥置最大，關(guān)掉電子快門，光圈設(shè)置為F1.4，在0.75lx照度下，攝像機(jī)的視頻信號應(yīng)有0.7VP-P的輸出。

實(shí)例:一臺攝像機(jī)標(biāo)注的靈敏度為F11/2000lx，另一臺則標(biāo)注為最低照度F1.4/0.75lx，請問它們各代表什么含義？

第七十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日*有用信號(S)與噪聲(N)的比值。*攝像機(jī)信噪比定義為圖像信號的峰峰值(USP-P)與雜波信號的峰峰值(UNP-P)之比,并用分貝數(shù)表示：S/N=20lg(USP-P)/(UNP-P)*信噪比與CCD、預(yù)放器輸入電路、預(yù)放器、視頻處理電路等的噪聲技術(shù)指標(biāo)有關(guān)。*廣播專業(yè)用攝像機(jī)的信噪比一般均高于60dB。信噪比越高，畫面越干凈，圖像質(zhì)量越高。4、信噪比第七十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日*ITU-R601建議對演播室數(shù)字信號編碼規(guī)定的最低要求是8比特量化。*廣播級攝像機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換的量化級數(shù)多為12比特。高級機(jī)有用14比特的。5、量化比特?cái)?shù)第七十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日(1)幾何失真*指重現(xiàn)景物圖像與原圖像幾何形狀的差異程度。由攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)安裝誤差等引起的。主要表現(xiàn)為枕形、桶形、梯形、拋物形、S形失真等。*失真的大小用失真的偏移量與像高的百分?jǐn)?shù)來表示，失真小于1%時，人眼看不出失真。*CCD攝像機(jī)的幾何失真極小，用目前的測試儀器很難測量出來。6、其他技術(shù)指標(biāo)第七十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日*攝像時，三片攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)要將一幅彩色圖像分解為3幅單色圖像，3幅單色圖像的空間和幾何位置必須重合在一起才能得到清晰度高、顏色逼真的電視圖像；否則合成后的圖像必有紅、綠、藍(lán)邊出現(xiàn)，嚴(yán)重時一條白線會變成紅、綠、藍(lán)3條線。*重合誤差的大小一般用紅路(或藍(lán)路)相對于綠路的偏移量與像高之比的百分?jǐn)?shù)表示。*目前使用的3CCD攝像機(jī)的重合誤差在整個畫面上通常均小于0.05%。(2)重合誤差第七十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日兩款JVC攝像機(jī)(三片)的主要性能指標(biāo)型號及參數(shù)JVCGY-DV500ECJVCGY-DV5001ECCCD1/2英寸IT型,44萬有效像素←模/數(shù)轉(zhuǎn)換10Bit12Bit靈敏度(2000Lx)F11F13水平分解力(TV線)800←信噪比60dB62dB光學(xué)系統(tǒng)F1.4←內(nèi)置濾光片3200k、5400k、6200K3200k、5600k、5600k+1/8ND5600K+1/64ND最低照度0.75lx0.45lx最大增益33db36db數(shù)字采樣DV8bit13.5MHz

4:2:0←記錄磁帶MiniDV磁帶MiniDV/標(biāo)準(zhǔn)DV磁帶快門速度1/60――1/2000←清晰掃描選擇50.1~2067.8Hz50.1~2067.8Hz重合精度小于0.05%(全區(qū)、無鏡頭)←第七十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第七十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第七十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第八十頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第八十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第八十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日松下AG-DVC180B攝像機(jī)規(guī)格第四節(jié)完第八十三頁，共九