數(shù)字彩色電視攝像機

數(shù)字彩色電視攝像機第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六一、概述彩色攝像機演播室用攝像機便攜式攝像機監(jiān)視用攝像機現(xiàn)場節(jié)目制作（EFP）用攝像機電子新聞采訪（ENG）用攝像機家庭用攝像機1、分類第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六2、彩色電視攝像機的組成光學(xué)系統(tǒng)攝像器視頻信號處理彩色編碼成像光電轉(zhuǎn)換放大、校正R、G、B轉(zhuǎn)換Y、R-Y、B-Y彩色全電視信號輸出第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六二攝像機的光學(xué)系統(tǒng)1、變焦距鏡頭

廣角變焦鏡頭A13×4.5第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六組成（五組或七組）

調(diào)焦組、變焦組、補償組、光闌、固定組、擴展鏡、超近攝鏡固定組擴展鏡光闌調(diào)焦組補償組變倍組第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六NV-MVI型變焦透鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六2.分光棱鏡入射光第8頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六=2d√

n12–n02sin第9頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第10頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第11頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六三、CCD攝像器件CCD(CHARGECOUPLEDDEVICE)第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六CCD的三層結(jié)構(gòu)：

上：增光鏡片、中：色光濾波器：感光器第13頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第14頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六1、電荷偶合器件(CCD)的工作原理（1）.MOS電容器的結(jié)構(gòu)（2）.光電轉(zhuǎn)換和電荷存儲（3）.電荷的轉(zhuǎn)移（4）.電荷的輸出第15頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六（1）、MOS電容器的結(jié)構(gòu)柵極AIP-SiSiO2襯底感光單元第16頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六勢阱光（2）電荷的存儲第17頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六電荷存儲演示第18頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第19頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六（3）電荷的轉(zhuǎn)移

CCD的電荷傳輸是在驅(qū)動脈沖的作用下，以移位寄存器的原理工作。第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第21頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六（4）電荷的輸出第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六輸出信號特點：

CCD輸出預(yù)放輸出基準(zhǔn)電平

CCD輸出脈沖調(diào)幅信號，經(jīng)取樣保持電路，預(yù)放和低通，去除脈沖干擾，便得出模擬圖像信號。第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六2.面陣CCD攝像器件第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六（1）.CCD攝像器件的主要類型幀轉(zhuǎn)移型（FT）

FrameTransfer行間轉(zhuǎn)移型（IT）

InterlineTransfer

幀行間轉(zhuǎn)移型（FIT）第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六幀轉(zhuǎn)移型(FT)第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六1、場正程，成像區(qū)CCD感光形成電荷像2、場逆程，成像區(qū)CCD全部電荷迅速轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)3、行逆程，存儲區(qū)向水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移一行電荷。4、行正程，一行電荷包經(jīng)水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移到輸出端，形成信號電壓輸出。第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六幀轉(zhuǎn)移方式（FT-CCD）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，較高的分解力，靈敏度高。缺點：芯片面積大，材料利用率低；有垂直拖尾。第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六沒有垂直拖尾有垂直拖尾第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六FT-CCD中的垂直拖尾的產(chǎn)生強光點OUT成像區(qū)存儲區(qū)讀出寄存器垂直拖尾第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六行間轉(zhuǎn)移型(IT)1、場正程，成像列CCD感光形成電荷像2、場逆程，成像列全部電荷迅速轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移列。3、行逆程，轉(zhuǎn)移列向水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移一行電荷包。4、行正程，一行電荷包經(jīng)水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移到輸出端，形成信號電壓輸出。第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六行間轉(zhuǎn)移方式（IT-CCD）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，芯片面積較FT-CCD要小垂直拖尾現(xiàn)像減輕。缺點：靈敏度低，分解力不及FT方式。第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六幀行間轉(zhuǎn)移型(FIT)1、場正程，成像列CCD感光形成電荷像。2、場逆程，成像列全部電荷經(jīng)轉(zhuǎn)移列迅速轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)3、行逆程，存儲區(qū)向水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移一行電荷。4、行正程，一行電荷包經(jīng)水平輸出寄存器轉(zhuǎn)移到輸出端，形成信號電壓輸出。第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六幀-行間轉(zhuǎn)移方式（FIT-CCD）優(yōu)點：消除垂直拖尾現(xiàn)像。缺點：光利用率和材料利用率都低。第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六3、動態(tài)分辨率與電子快門動態(tài)分辨率是攝像機對運動圖像所呈現(xiàn)的分辨率及呈現(xiàn)運動畫面細節(jié)的能力，是攝像機的重要指標(biāo)。第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六不同動態(tài)分辨率的圖像比較第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六3、動態(tài)分辨率與電子快門動態(tài)分辨率受到兩個因素制約（1）攝像器件本身的惰性CCD器件不存在惰性（2）曝光時間第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六電荷排除（高速）過流排出垂直移位寄存器場存儲器水平移位寄存器無用電荷排出的情況高速轉(zhuǎn)移有用的電荷轉(zhuǎn)移FIT電子光闌簡單機理示意圖第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六無用電荷積累有用電荷積累快門關(guān)閉快門打開場消影期讀出門控制FIT電子快門定時圖場正程第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六減小曝光量就減小了照在成像區(qū)的光量，因而也減小了視頻信號電平，這相當(dāng)于降低了攝像機的靈敏度。為了保持靈敏度可以增加光圈，但同時又減小了景深；如果保持光圈不變，采用提高電路放大增益來保持幅度，那必然降低信噪比。所以，快門的使用是以降低攝像機的某些性能為代價。第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六4. CCD攝像器件的性能參量1.光電轉(zhuǎn)換特性光電轉(zhuǎn)換成線性第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六2.分解力分解力與下面三個因素有關(guān)(1)CCD的像素數(shù)像素數(shù)提高后,可提高分解力(2)電荷轉(zhuǎn)移損耗(3)電荷的橫向擴散第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六四、彩色攝像機的性能指標(biāo)1.信噪比(S/N)有用信號電壓與雜波電壓之比。單位分貝（dB）20lg（u信/u雜）廣播級數(shù)字攝像機都在60dB以上。第49頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六四、彩色攝像機的性能指標(biāo)2.靈敏度是以3200K色溫、2000LX照度的光線在具有89.9%的反射系數(shù)的灰度卡上，用攝像機拍攝，圖像電平達到規(guī)定值時所需的光圈指數(shù)。一般在F4-F8。表示方法：F42000LX第50頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六四、彩色攝像機的性能指標(biāo)3.最小照度指在攝像機開到最大光圈，使用最大增益時，要讓圖像電平達到規(guī)定所需的照度。一般在幾十勒克斯。第51頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六四、彩色攝像機的性能指標(biāo)4.對比度范圍圖像最亮與最暗的比。通常情況下不超過20：1第52頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六四、彩色攝像機的性能指標(biāo)5.分解力描述對原景物分解程度,表現(xiàn)為圖像的清晰度。可用調(diào)制度或可分辨的電視線數(shù)表示。分為：水平分解力垂直分解力例如：900線/700線（廣播級數(shù)字攝像機）第53頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六垂直分解力:M=KZ(1-)（線）Z：幀掃描行數(shù)：幀逆程掃描系數(shù)K＝0.76水平分解力:N=MW/H（線）W/H:圖像的寬高比第54頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六相對清晰度＝絕對清晰度H/W(電視線）第55頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六復(fù)習(xí)思考題簡述變焦鏡頭的變焦原理?變焦鏡頭的型號中“149”表示什么意義?2.分色棱鏡是如何把景物的光分成紅、綠、藍三束光的。第56頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六復(fù)習(xí)思考題3.試述電荷耦合器件(CCD)的工作原理。4.幀轉(zhuǎn)移型(FT)與行間轉(zhuǎn)移型(IT)面陣CCD攝像器件是如何工作的?