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文檔簡介
1、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)電信技術(shù)廣播電視技術(shù)以廣播電視技術(shù)為基礎(chǔ),多種相關(guān)技術(shù)相融合,以繼續(xù)保持廣播電視事業(yè)的發(fā)展。廣播電視業(yè)的發(fā)展方向1 單機(jī)現(xiàn)場錄像節(jié)目采集 多機(jī)現(xiàn)場EFP錄像 多機(jī)現(xiàn)場轉(zhuǎn)播車錄像 演播室錄像 虛擬演播室錄像 單機(jī)現(xiàn)場錄像 多機(jī)現(xiàn)場EFP錄像 多機(jī)現(xiàn)場轉(zhuǎn)播車錄像 虛擬演播室錄像 1 1 1 0 1 1被拍攝的圖像記錄模擬信號 記錄數(shù)字信號P2半導(dǎo)體REV ProXDCAM專業(yè)光盤專業(yè)USB專業(yè)SD卡專業(yè)硬盤數(shù)字磁帶2廣播電視數(shù)字化是全系統(tǒng)的數(shù)字化用戶接收無線用戶有線用戶 發(fā)射、分配有線電視分配網(wǎng)無線發(fā)射臺衛(wèi)星信號傳輸微波現(xiàn)場信號廣播電臺電視臺 制作、播出光纜干線網(wǎng)3數(shù)字電視技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)
2、 采編制播傳輸發(fā)射分配用戶接收采編制播發(fā)射分配用戶接收光纜干線網(wǎng)傳輸衛(wèi)星微波有線用戶有線廣播電視分配網(wǎng)無線發(fā)射臺直播衛(wèi)星直播星用戶互聯(lián)網(wǎng)傳輸節(jié)目集成節(jié)目集成平臺互聯(lián)網(wǎng)無線用戶電腦IPTV用戶電臺N節(jié)目流電視臺Z節(jié)目流電臺A節(jié)目流電視臺A節(jié)目流電視臺N節(jié)目流4接收從固定向移動便攜手持?jǐn)U展固定接收火車汽車 輪船 移動終端筆記本掌上電腦 便攜終端PDA手機(jī) 手持終端5電視節(jié)目制作第一節(jié) 電視節(jié)目制作概況電視節(jié)目制作方式 1、ENG方式-電子新聞采集 ELECTRONIC NEWS GATHERING 設(shè)備組成:便攜式攝像機(jī)/錄像機(jī)一體化 特征:前期拍攝、后期編輯 6電視節(jié)目制作 2、EFP方式-電子
3、現(xiàn)場制作 ELECTRONIC FIELD PRODUCTION 設(shè)備組成:三臺或三臺以上攝像機(jī),切換臺、 調(diào)音臺、錄像機(jī)等輔助設(shè)備。 特征:多機(jī)拍攝、同時編輯 7電視節(jié)目制作 3、ESP方式-電子演播室制作 ELECTRONIC STUDIO PRODUCTION 設(shè)備組成:完善的照明、音響設(shè)施 特征:綜合特性。靈活性強(qiáng)。 8多機(jī)拍攝方式多機(jī)拍攝,現(xiàn)場切換。多臺單機(jī)拍攝,后期編輯。多機(jī)拍攝,現(xiàn)場切換;輔以單機(jī)拍攝,后期編輯。分段拍攝。不間斷拍攝。9多機(jī)常用機(jī)位三臺固定機(jī)位和一臺游動機(jī)位2號機(jī)全景及部分特寫。1、3號機(jī)中、近景,特寫。4號機(jī)游動機(jī)位。機(jī)動靈活。241310演播室景區(qū)A區(qū)正在演播
4、;B區(qū)搭好布景,演員就位;C區(qū)正搭景。B區(qū)演播; C區(qū)待命; A區(qū)拆景、搭景。A、B、C三個區(qū)域分別用紅綠藍(lán)三色標(biāo)志景區(qū)。ABC11電視節(jié)目制作電視節(jié)目流程:采集編輯播出12電視節(jié)目制作電視節(jié)目流程:總編室審片選題采訪,拍攝編輯,合成審片播出技術(shù)部審片制作播出帶13傳統(tǒng)概念的節(jié)目制作系統(tǒng)ENGEFPESP 后期創(chuàng)作視頻 音頻Swer MixerDVE DATVTR DAW繪圖編輯 傳送VTR Cat復(fù)制信號信號衰減工作分擔(dān)14演播室EFP制作服務(wù)器視頻/音頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)電腦動畫工作站編輯、合成、信號處理數(shù)字系統(tǒng)為基礎(chǔ)的節(jié)目制作環(huán)境流媒體信號信號衰減小工作綜合型15改革工作流程ServerPlann
5、ingMetaDataAcquisitionMetaDataEditing MetaDataVTRArchivePlanningAcquisitionEditingGPSArchive MetaData-MetaDataGPSMetaData現(xiàn)在未來MetadataNon LinearIT Networke-VTRMetaDataMXF16基于網(wǎng)絡(luò)的新聞節(jié)目制作攝像師隨時隨地離線編輯下載/編輯視音頻存儲低解析度數(shù)據(jù).DB自動記錄拍攝日期和地點(diǎn)草稿/注釋/可用素材標(biāo)記低解析度編輯無錄像機(jī)制定編輯列表記者高解析度低解析度現(xiàn)場數(shù)據(jù)與室內(nèi)服務(wù)器聯(lián)機(jī)17基于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出處理器PFV-
6、SP 系列路由轉(zhuǎn)換器HDS-X3000/5800系列硬盤錄像機(jī)MAV-555A/777現(xiàn)場數(shù)據(jù)(時間/地點(diǎn))網(wǎng)絡(luò)控制片段共享自動/半自動操作系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)整體設(shè)定和管理A/VStorageDataStore高清攝像機(jī)18電視劇/電影/廣告節(jié)目制作攝像師現(xiàn)場導(dǎo)演DataStore現(xiàn)場數(shù)據(jù)(日期/地點(diǎn))電子場景板視音頻監(jiān)看/監(jiān)聽草稿/注釋編輯攝像機(jī)控制場景/編目瀏覽/搜索自動載入24P/30P音頻同步便于辦公室復(fù)制操作網(wǎng)絡(luò)分工編輯制作高速存檔后期制作19 Frame 幀 在一個掃描周期中,電磁束完整掃描一次的區(qū)域,包含兩個場。完整的電視畫面的最小單位。 FIELD場 一個完整掃描周期的一半,一
7、幀電視畫面至少由兩個場組成。每秒由60個場或30幀組成。 場頻和幀頻 幀是構(gòu)成視頻信息的最基本單元。單位時間內(nèi)所掃描、傳遞、和接收的幀數(shù)稱做幀頻。如PAL制圖像信號每秒由25幀畫面組成,即幀頻為25HZ。 單位時間內(nèi)所掃描、傳遞、和接收的場數(shù)稱做場頻。傳統(tǒng)電視是隔行掃描的,一個標(biāo)準(zhǔn)的電視幀由兩個掃描場組成。20480P 分辨率最低的數(shù)字電視掃描系統(tǒng)。P代表逐行,每一幀完整的電視圖像包含480個被逐一掃描的行。720P 數(shù)字電視的逐行掃描系統(tǒng)。1080i 高清晰電視的一種掃描系統(tǒng)。I代表隔行,每一幀完整的電視圖像包含兩個隔行掃描的場構(gòu)成,每一場包含539.5行。1080i系統(tǒng)每秒產(chǎn)生60場或30
8、幀完整的畫面。21三基色原理電視系統(tǒng)中,將紅、綠、蘭作為三基色,用R、G、B表示。 (R=700nm,G=546.1nm, B=435.8nm)三基色原理的主要內(nèi)容包括: 自然界中絕大多數(shù)彩色都可以用三基色按一定的比例混合得到。反之,自然界中的彩色都可以分解為三基色。三基色是相互獨(dú)立的彩色,任何一種基色都不能由其它兩種基色混合。三基色的比例決定了混合色的色調(diào)及飽和度?;旌仙牧炼鹊扔谌炼戎汀?2空間混色法: 利用人眼對空間細(xì)節(jié)分辯力差的特點(diǎn),將三種基色色光點(diǎn)放在同一表面的相鄰處,只要三個光點(diǎn)足夠小,又足夠靠近,人眼在它們一段距離之外,所看到的不是三個分別獨(dú)立的光點(diǎn),而是看到一個三基色混
9、合后的彩色光點(diǎn),此種方法用于同時制彩色電視體制中。(NTSC、PAL)時間混色法 利用人眼視覺惰性,順序地讓三基色呈現(xiàn)在同一表面的同一點(diǎn),如果三基色交替出現(xiàn)的速度很快(時間間隔小于人眼的視覺暫留時間0.1秒),人眼也會感到三種基色的混合彩色光,此種混合法被順序制彩色電視體制所采用(SECAM)。 23電視信號的傳輸通道及視頻帶寬。傳輸最簡單的畫面,即屏幕上圖象為單一色無變化,則信號變化頻率為0MHz。傳送最復(fù)雜的畫面,則是屏幕上為每相鄰的二個象素均在變化,計算出信號變化頻率約為6MHz。所以要完整的反映電視圖象變化的信號頻率范圍應(yīng)在06MHz。用代表最復(fù)雜畫面的最高頻率減去代表最簡單畫面的最低
10、頻率,即為電視信號的帶寬。對于傳輸通道的要求是能夠不失真的傳輸信號,則電視信號傳輸通道帶寬應(yīng)為0-6MHz。24彩色電視的視頻信號包括亮度信號、色度信號、和色同步信號。視頻信號的標(biāo)準(zhǔn)值是1.0VP-P復(fù)合,特性阻抗75歐姆;分量信號的亮度是1.0,色度是0.7VP-P。25(1)復(fù)合系統(tǒng):把彩色和亮度信息結(jié)合成單一的信號。它只需一條視頻線傳送。缺點(diǎn)是彩色和亮度之間有些干擾。(2)分離系統(tǒng):亮度信號(Y)和色度信號(C)在編碼處理和解碼處理中分開進(jìn)行,但兩個信號在實際到錄像帶上時組合和占用同一軌道,需要兩路傳送分離信號。Y/C分離信號的優(yōu)點(diǎn)是能錄出高質(zhì)量的圖像。26(3)分量系統(tǒng):亮度信號(Y)
11、、紅色差信號(R-Y)和藍(lán)色差(B-Y)信號,三個信號分開傳送。錄像帶分別記錄兩軌信號,即亮度信號和色度信號。優(yōu)點(diǎn)是即使經(jīng)過多次轉(zhuǎn)錄,能保持比較好的質(zhì)量。(4)RGB系統(tǒng):紅、綠、藍(lán)信號保持分開。在錄制和傳送過程中是分開的。系統(tǒng)需三路傳送圖像信號。系統(tǒng)許切換臺、編輯機(jī)、監(jiān)視器都具備處理RGB信號的能力,常見系統(tǒng)中少用。27全球彩色電視制式 PAL制,每幀625行掃描線,場頻50HZ??朔薔制對相位的敏感性。SECAM制,避免了串色和失真。每幀525行掃描線,場頻50HZ。NTSC制,接收機(jī)簡單、最佳圖像質(zhì)量高、信號處理方便。由于傳輸通道的非線性引起的微分相位失真,而使接收端彩色失真。每幀52
12、5行掃描線,場頻60HZ我國采用PAL制。28景物鏡頭成像光電轉(zhuǎn)換(變成電信號)電路(放大、整形、加工處理)編碼(形成不同電視制式的全電視信號)發(fā)送(調(diào)制傳輸)接收(解調(diào)制、分解全電視信號)顯像(電光轉(zhuǎn)換) 29彩色及其再現(xiàn)1、光與色光的性質(zhì)電磁波可見光在電磁波輻射波譜中的位置 302、色溫與標(biāo)準(zhǔn)光源只要不是單色光,復(fù)合光都能使人產(chǎn)生程度不等的白色光感覺。怎樣描述一個白光,用形容詞顯然不夠科學(xué)和準(zhǔn)確,為了便于比較和進(jìn)行色度計量,需要引入色溫的概念。首先引入絕對黑體的概念,所謂絕對黑體(完全吸收體)是指在輻射作用下,即不反射、也不透射,而能把落在它上面的輻射全部吸收的物體(這是一個抽象的概念,此
13、種物體并不存在)。把絕對黑體加熱,在溫度變化時,它發(fā)出的光的顏色隨之變化。當(dāng)顏色變化到與被測光源的顏色相同時,這時黑體的溫度就叫作該光源的顏色溫度,簡稱色溫。波譜能量偏重波長較長區(qū)域的白光,色溫低、偏紅色。波譜能量偏重波長較短區(qū)域的白光,色溫高、偏藍(lán)色。太陽光因受大氣層吸收、受季節(jié)、氣候、時辰、晴雨、地球緯度、地理環(huán)境等影響造成的頻譜分布影響,色溫變化差異很大。如清晨色溫是2000K、偏紅色。陰雨天色溫是7000K15000K、偏藍(lán)色。必須注意色溫與光源的實際溫度是兩個概念。例如、3200K的燈,蒙上淺藍(lán)色的透明紙,色溫立刻變成4000K以上,。反之、蒙上一層淺黃色透明紙,色溫馬上變到2500
14、K以下。 313、彩色三要素 任何光束對人的眼睛引起的視覺作用可以用亮度、色調(diào)、色飽和度三個量來描述,這三個量稱為彩色三要素。 亮度:通常用Y表示。指彩色光所引起的人眼視覺明暗程度。亮度與光線的強(qiáng)弱有關(guān),與光線的波長有關(guān)。人眼對黃綠光最敏感,因而在同等強(qiáng)度的不同色光照射下,會感到被黃綠光照射的景物最明亮。 色調(diào): 指彩色光的顏色類別。紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫就是表示著不同的色調(diào)。改變色光的光譜成分,就會引起色調(diào)變化。不同波長的光所呈現(xiàn)的顏色不同,實際就是指的色調(diào)不同。彩色景物的色調(diào)取決于光照下反射或透射的光譜成分,因此它的色調(diào)與照射它的光源有關(guān)。色飽和度:指顏色的深淺程度,即色的濃或淡。對于
15、同一色調(diào)的彩色光,其飽和度越高它的顏色越深,反之越淺。 324、視覺靈敏度 光源的強(qiáng)度大小,引起人眼視覺的感受是明暗變化,光源的強(qiáng)度用光通量描述,光通量表示輻射通量對人眼的作用程度,光通量的單位流明lm. 定義1:某方向發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉(cd)的點(diǎn)光源在該方向的單位主體角內(nèi)傳出的光通量為1流明。 定義2:投射到某面積上的光通量與該面積之比,稱為該面積上的照度。常用單位一勒克斯lx1流明光通量均勻分布在1平面上所產(chǎn)生的照度為1勒克斯。 33典型環(huán)境下的照度舉例環(huán)境條件 照度lx黑 夜 0.01-0.02月 夜 0.02-0.2陰 天 室 內(nèi) 5-10晴 天 室 內(nèi) 100-500晴 天 室 外
16、 1000-100000讀 書 必 須 照 度 30電 視 演 播 室照度 300-2000攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)測試照度 200034各種攝像機(jī)的靈敏度及最低照度指標(biāo)舉例 型號 靈敏度 最低照度SONY HDW-750 F10-2000lx 0.15lx +12db MSW-900P F11-2000lx 0.15lx +48db DSK-500WSP F112000lx 0.25lx +36db松下 AJ-D900WZ F92000lx 1.6lx +30db AJD-400Z F82000lx 2lx +30db 光源的強(qiáng)度相同,但波長不同(顏色不同)所引起的人眼視覺亮度感覺也不同。研究表明人眼對5
17、55nm的黃綠光靈敏度最高,對紅光、紫光較不敏感,對紅外紫外光毫無視覺反映。 35 攝像機(jī)概論 36攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 靈敏度,分解力,信噪比統(tǒng)稱為電視攝像機(jī)的三大指標(biāo)。是攝像機(jī)最重要的技術(shù)指標(biāo)。1、攝像機(jī)靈敏度(指攝像機(jī)的光電轉(zhuǎn)換效率) 評定方式: 是在標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)下,攝像機(jī)光圈的數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)指的是,靈敏度開關(guān)設(shè)置在0DB位置,反射率為89.9的白紙,在2000勒克司的照度,標(biāo)準(zhǔn)白光(碘鎢燈)的照明條件下(色溫3200K),圖像信號達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)輸出幅度時(700mV),光圈的數(shù)值稱為攝像機(jī)的靈敏度。通常靈敏度可達(dá)到F8.0,新型優(yōu)良的攝像機(jī)靈敏度可達(dá)到F11。相當(dāng)于高靈敏度ISO-400
18、膠卷的靈敏度水平。 372、水平分解力 分解力又稱為清度。其含義是,在水平寬度為圖像屏幕高度的范圍內(nèi),可以分辨多少根垂直黑白線條的數(shù)目。例如 水平分解能力為700線,則表示在拍攝一幅水平方向具有700條黑白相間的垂直線條的圖像時,在監(jiān)示器上重現(xiàn)圖像的中心部分,還能夠看清黑白線條。水平分解力越高,表示圖像清晰度就越高。攝像機(jī)圖像中央部分的分解力高,邊緣差,CCD機(jī)整幅圖像的水平分解力都是一致的。 攝像機(jī)的垂直清晰度主要取決于掃描格式,即掃描的行數(shù)。因此,對于攝像機(jī)的垂直清晰度不必加以考慮。 383、信噪比 在標(biāo)準(zhǔn)照度下(2000lx),攝像機(jī)圖像信號峰峰值與視頻雜波信號的有效值之比稱為信雜比。信
19、雜比的數(shù)值與測量條件有關(guān)系,信雜比是攝像機(jī)的重要指標(biāo)。 表示在圖像信號中包含噪聲成分的指標(biāo)。在顯示的圖像中,表現(xiàn)為不規(guī)則的閃爍細(xì)點(diǎn)。噪聲顆粒越小越好。信噪比的數(shù)值以分貝(DB)表示。 39攝像機(jī)構(gòu)成 4041光學(xué)系統(tǒng)包括變焦距鏡頭,分光棱鏡,濾色片 光學(xué)系統(tǒng)作用是通過鏡頭把被拍攝景物成像后通過分光鏡分解為R、G、B三幅單色圖像。 光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括:攝像管及其附屬電路(攝像管機(jī))或CCD芯片及其附屬電路(CCD機(jī)) 光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機(jī)的核心部分,其好壞直接影響攝像的質(zhì)量,其作用是將光圖像信號轉(zhuǎn)變成電子圖像信號。電路系統(tǒng)分兩大部分1、信號處理電路 2、自動控制電路 是對光電轉(zhuǎn)換后微弱的電信號進(jìn)行
20、放大,處理校正,補(bǔ)償信號的先天不足,然后送入編碼器形成符合電視制成規(guī)定的彩色電視全信號。 是對操作上的一些自動化功能的實現(xiàn),如自動黑、白平衡,自動光圈,自動聚焦,伺服變焦等。 42彩色電視攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng) 431、光的反射、折射現(xiàn)象,及單透鏡成像原理44空氣折射率為n=1.003 普通玻璃折射率為n=1.5光學(xué)玻璃折射率為n=1.6折射率大小不僅與物質(zhì)有關(guān),而且與光的波長有關(guān),對于同一物質(zhì)來說,長波長的光折射率小,短波長的光折射率大,即紅光折射率小,藍(lán)光折射率大。全反射 當(dāng)光線從折射率大的物質(zhì)折射到折射率小的物質(zhì)時,隨著入射角增大,折射角也增大。折射角增大到90時的入射角稱作臨界角。入射角大于臨
21、界角時,入射光從界面上完全反射,這種現(xiàn)象稱全反射。 45單透鏡成像原理 46單透鏡成像原理 原因是鏡頭玻璃與空氣的界面是球面,而不是平面。因為球面上所有點(diǎn)的法線都在球面的曲率中心處相交,所以從物體某點(diǎn)散發(fā)出的光線穿過透鏡后,各點(diǎn)向其法線靠攏,最后這些光線交于一點(diǎn),這一點(diǎn)便是原物點(diǎn)的像點(diǎn),這就是透鏡成像的簡單原理。凸透鏡是會聚透鏡也稱正透鏡 凹透鏡是發(fā)散透鏡也稱負(fù)透鏡 47鏡頭是由許多各種各樣的單元透鏡組成,凸凹透鏡是二種最基本的透鏡。凸透鏡可以看成兩個圓相交組成(半徑相同或不同均可)凹透鏡可以看成兩個圓不相交之間部分。48球差 由于球面透鏡的邊緣部分比中心部分彎曲的歷害,所以通過邊緣部分的光線
22、比近軸光線折射角度大,使邊緣入射光線會聚于焦點(diǎn)前的Fm點(diǎn),而沒有會聚于焦點(diǎn)Fp,因此在焦點(diǎn)處形成一個中心亮,邊緣模糊的小圓盤而不是一個清晰的小圓點(diǎn),這種由透鏡球面引起的像差稱為球差。49色差 一束平行的入射白光,到透鏡時,由于波長短的折射率大,所以經(jīng)透鏡折射后會聚于F1點(diǎn)(離透鏡近)。而波長長的光折射率小,會聚于F2點(diǎn)(離透鏡遠(yuǎn)),這就是由波長不同的光引起的色差。球差和色差的校正 凸透鏡產(chǎn)生的球差、色差,可以用凹透鏡來校正。將一個像差小的厚凸透鏡與一個象差大的薄凹透鏡膠合在一起,可以克服像差。校正原理如下:因為凹透鏡對邊緣光向外折射大,所以可以補(bǔ)凸透鏡球差。 又因為凹透鏡對白光中的短波長的光向
23、外折射率大,所以可以補(bǔ)色差。50像的幾何畸變 垂直于光軸的物體各處的放大率與光軸的距離不同而不同,因而造成幾何畸變,稱為桶形失真與枕形失真。一般情況下,鏡頭在短焦距時產(chǎn)生桶形失真,長焦距時產(chǎn)生枕形失真。 5152AB點(diǎn)的像成為一段向外彎曲的曲線AB。一個正方形物體的像就變成了四角向外拉的失真圖像,稱為枕形失真。 53相對孔徑 光圈的主要作用是通過控制鏡頭的進(jìn)光量大小,滿足鏡頭所需要的靈敏度,也就是滿足鏡頭成像面所需要的合適的亮度。亮度過大或過小,在成像面上均不能產(chǎn)生理想的圖像。 實際操作中,我們調(diào)正的是表征光圈大小的參數(shù)光圈指數(shù)F。F的定義為相對孔徑的倒數(shù)。5455視場角與成像尺寸 拍攝時如果
24、物像的一部分落在取景框外,像的這部分就照不上了,這說明在成像面(膠片、靶面)尺寸一定時,固定焦距鏡頭,就有一個固定的視野,其大小就用視場角來表征描述。所謂視場角,就是景物對鏡頭的最大張角。 56常用攝像管的成像尺寸 攝像管規(guī)格(英寸) 成像尺寸(mm) 對角線長度(mm) 1/2 4.86.4 8 2/3 6.6 8.8 11 1 9.612.8 16 11/4 12.8 17.1 21.4視場角計算公式:=2tg-1 H/2f H成像面高度或?qū)挾?f鏡頭焦距 5758決定景深的因素 物距與景深成正比,光圈、焦距與景深成反比,則有光圈大,景深小。光圈小,景深大。(同一臺機(jī),光圈、焦距相同情況下
25、)焦距長,景深小。焦距短,景深大。(光圈、焦距相同情況下)物距近,景深小。物距遠(yuǎn),景深大。(光圈、焦距相同情況下)59放大率與最近拍攝距離 鏡頭的放大率是物距與象距之比即m= ABA B =b/a b像距 a物距60光學(xué)系統(tǒng)變焦距鏡頭 616263變焦鏡頭的性能指標(biāo) (1)分解力與調(diào)制傳輸函數(shù) 表征鏡頭分辨圖像細(xì)節(jié)的能力。分解力高圖像清晰度高反之則低。通常用每毫米內(nèi)分辨多少黑白條紋表示大小,它不同于攝像機(jī)分解定義,攝像機(jī)用整個像面高度或?qū)挾葍?nèi)能分辨的黑白條總數(shù)來表示。 N N22H N鏡頭分解力 N2攝像機(jī)分解力 H攝像管靶面高度64(2)透光率透光率= 射出鏡頭的光通量射入鏡頭的光通量100
26、 1.光在每個透鏡表面不僅會發(fā)生透射(折射)還會發(fā)生反射。反射光使透光率下降。同時還形成了雜散光。在鏡頭表面鍍上增透膜,各界面的反射光可減少到0.5%以下,因此,鏡頭表面不要隨便亂擦,以免劃傷鍍膜。 2.鏡頭對于波長不同的光,其透光率也不同 65(3)像場亮度分布a、當(dāng)入射光垂直鏡頭面時,反射光為0,入射角增大,反射加劇,光能量損失增大,所以鏡頭中心透光率高,邊緣則低,即像場中心亮度最高,靠邊緣部分亮度降低。b、像場亮度不均勻,引起電視圖像的亮度失真。這種失真在電視中叫黑斑效應(yīng),由于光學(xué)系統(tǒng)上最大限度的把不均勻性壓縮到最小,但仍有殘存的不均勻,則攝像機(jī)電路中一般都設(shè)有黑斑校正電路以進(jìn)上步最大限
27、度減弱黑斑的影響。66結(jié)論:光圈開大,焦距拉長都會增加像場亮度分布的不均勻性,所以使用中要盡量避免長焦距,大光圈同時使用的情況,以保證畫面亮度的均勻性. 67變焦距鏡頭的后焦距調(diào)正 使用變焦距鏡頭時,除了正確地調(diào)聚焦和變焦外,必須首先檢查它的后焦距是否調(diào)好,否則變焦距時,圖像的清晰度將要隨之變化(后焦調(diào)好時,不論變焦在長焦還是短焦,圖像都應(yīng)是清晰的)通常最后一片透鏡(固定片)到達(dá)成像面的距離,稱為后焦距,又稱后截距,一般鏡頭出廠時均已調(diào)好,故使用者不要隨意調(diào)正。 JVC調(diào)整后部焦距.exe68調(diào)整后焦使用西門子星卡(如無此卡,可用輪廓明顯的畫面代替)調(diào)整步驟如下:1.用長焦對準(zhǔn)卡轉(zhuǎn)動聚焦環(huán)使圖
28、像清晰。2.用短焦對準(zhǔn)卡轉(zhuǎn)動微調(diào)環(huán)使圖像清晰(這時聚焦環(huán)不要再動)3.長、短焦反復(fù)交替調(diào)整,使圖像均為清晰即完成了后焦調(diào)整。69近拍調(diào)整 每個鏡頭都有一個最近拍攝距離(0715m),小于這個距離無法清晰成像,變焦距鏡頭在后焦環(huán)的后面設(shè)了一片近拍調(diào)整環(huán),此環(huán)在正常拍攝時鎖定不需調(diào)整。在近拍時松開鎖定鈕,鏡頭對準(zhǔn)被拍物體,調(diào)整此環(huán)使圖像達(dá)到清晰。使用者應(yīng)注意,近拍完成后要把近拍環(huán)恢復(fù)到原位,以免影響正常狀態(tài)下的拍攝工作。 70色溫及衰減濾色片 在不同光源下拍攝同一景物,在電視上顯示了色調(diào)不同顯然是不允許的,因此在鏡頭與棱鏡之間加裝色溫濾色片,對此進(jìn)行較正,在光源氣溫不同時,換用不同色溫片,以保證總
29、的光譜物性有變。 71攝像機(jī)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 72管靶材料 最低照度 惰性 分辯率硫化銻 60L 大 300線硒砷銻 30LX 小 500線氧化鉛 20LX 很小 600線73 固體攝像器件稱CCD(charge、coupled、Deuices)是一種半導(dǎo)體集成器件,中文稱電荷耦合器件。它打破了傳統(tǒng)的電子掃描方式,使攝像機(jī)的發(fā)展又一次產(chǎn)生巨大飛躍。 CCD優(yōu)點(diǎn)很多,比如:體積小、重量輕、不易破碎、靈敏度高、分解力高、分布均勻,不受外磁場干擾、無灼傷、壽命長、可實現(xiàn)電子快門功能、耗電小,省掉了攝像管方式中的偏轉(zhuǎn),聚焦線圈及相關(guān)電路,不須要調(diào)整正重合、電子束等等。74攝像管技術(shù)參數(shù) 1、惰性: 像素在
30、一幀內(nèi)所建立的電荷像,在電子束掃描時,必須一次拾取干凈。每一次掃描必須使靶的內(nèi)側(cè)(右)電位下降到0V。否則將留下剩余電荷,即使光照停止,下一次掃描時,仍有電流輸出,重現(xiàn)圖像上出現(xiàn)很淡的前一幀圖像。這稱為余象或殘象。這種現(xiàn)象稱攝像管惰性。 752、靈敏度:靈敏度取決于光電材料本身的光電效率。大部分光電材料的電阻率是介于半導(dǎo)體與絕緣體之間。一般講,材料電阻率越低,越接近半導(dǎo)體,其光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)越高,反之則低,但用電阻率低的材料制造的管,其分解力和暗電流很難達(dá)到滿意的指標(biāo)。經(jīng)實驗挑選,氧化鉛和硒是電阻率和光電轉(zhuǎn)換效率都較高的材料,它即滿足了靈敏度指標(biāo)要求,又能滿足分解力、暗電流等其它指標(biāo)要求,所以應(yīng)用
31、很廣泛。763、分解力與孔闌效應(yīng)77 CCD攝像機(jī)的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng) CCD是由幾十萬個感光單元組成的二維陣列。它是一種電荷轉(zhuǎn)移方式的固體攝像器件。它首先把各個感光單元上所產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到存貯區(qū),然后在讀出移位寄存器上逐一移動,最后將信號電荷讀取出來產(chǎn)生視頻信號。 7879801、CCD的光電轉(zhuǎn)換在P型單晶硅的襯底上形成一層很薄的絕緣氧化物(二氧化硅)層。當(dāng)光照射到氧化物層的表面時,就在氧化層與P型硅之間產(chǎn)生電荷。其電荷的數(shù)量與照射到該點(diǎn)的光的強(qiáng)度和被照射時間成正比。這就是光電轉(zhuǎn)換作用。812、CCD的存貯 如果在氧化物表面制作一個透明電極,當(dāng)電極加上一個正電壓,該電壓形成的電場將穿過氧化層在電極
32、對應(yīng)的下方形成一個電荷耗盡區(qū)。這樣在二氧化硅與P界面之間得到了一個可以存貯電荷的勢阱,它使光照產(chǎn)生的電荷留在阱內(nèi) 823、CCD的電荷轉(zhuǎn)移勢阱的深與淺由對應(yīng)電極所加電壓大小決定。電荷在勢阱內(nèi)可以流動,電荷總是從淺阱處向深阱處流動,這種電荷的流動稱為電荷轉(zhuǎn)移(似水流)。如果有規(guī)律地改變電極的電壓,勢阱的深淺會隨之變化。勢阱內(nèi)電荷就可以按人為確定的方向轉(zhuǎn)移,直到最終由輸出端輸出,這就是電荷轉(zhuǎn)移的基本原理(見圖) 83 從上圖電荷轉(zhuǎn)移過程可見,只有當(dāng)A、B兩電極間隔很小時,兩個勢阱才能緊密相連通。如果間隔大,兩個勢阱之間就會有P_型硅隔斷層存在,而不能連通。電荷就無法耦合,也就難以實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。 84C
33、CD電荷轉(zhuǎn)移方式 CCD是由MOS電容組成的二維陳列,將CCD光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移出去形成電視信號有多種方法,在攝像機(jī)中廣泛應(yīng)用的有 a.行間轉(zhuǎn)移IT方式 b.幀轉(zhuǎn)移FT方式 c.幀一行轉(zhuǎn)移FIT方式85868788三種電荷轉(zhuǎn)移方式比較a、在三種轉(zhuǎn)移方式中,IT方式不設(shè)存貯部,CCD芯片面積較小,驅(qū)動脈沖簡單,造價便宜,應(yīng)用較廣。 缺點(diǎn)是IT方式的感光部與轉(zhuǎn)移部的相同排列方式,使感光部窗口較小,開口率只有1/2。光利用率較低,與FT方式相比靈敏度較低,不過這一缺點(diǎn)已被在CDD芯片上制造像素表面微透鏡等新技術(shù)彌補(bǔ)。 缺點(diǎn)二是從轉(zhuǎn)移部遮光層的兩側(cè)斜射到轉(zhuǎn)移列內(nèi),并產(chǎn)生光電子,摻與到正在轉(zhuǎn)移的前一
34、場信號電荷內(nèi),產(chǎn)生干擾信號。使用圖像上的強(qiáng)光點(diǎn)的上下造成垂直拖影。這種現(xiàn)象在早期CCD機(jī)中十分明顯,目前已有了很大改進(jìn)。b、FT方式、光的利用率高,像素密度可以提高,因此靈敏度,分解力較高,但是與IT方式相比,多設(shè)了一個存貯部,器件總面積較大。 此外感光部即進(jìn)行電荷積累又參與電荷轉(zhuǎn)移,在場逆程期間電荷轉(zhuǎn)移過程中仍有電荷積累。因而也將產(chǎn)生嚴(yán)重的垂直拖影現(xiàn)象,所以FT方式的CCD,通常設(shè)機(jī)械快門,在場逆程期間對感光部遮光,來進(jìn)行減小,克服垂直拖影現(xiàn)象。c、FIT方式吸收了IT方式與FT方式兩者的優(yōu)點(diǎn),尤其是克服垂直拖影有明顯改進(jìn)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,芯片面積大,成本高,故多用于高檔攝像機(jī)。89轉(zhuǎn)移方式 I
35、T FT FIT芯片尺寸 小 大 大開口率 一般 大 一般垂直拖影 較大 無機(jī)械快門時很大 小實用化產(chǎn)品 最多 較少 正在增多90電荷轉(zhuǎn)移器件CCD的技術(shù)改進(jìn) 1、提高圖像清晰度最初的CCD集成度低,感光單元數(shù)量少,經(jīng)過三十多年的開發(fā)研制,目前的三片機(jī)、分解力水平普遍高于700TV線。最新型的SONY公司生產(chǎn)的,HDC-900/950/930機(jī),具有220萬個像素。水平分解力高達(dá)1000TV線。BVP-E10WSP,中央水平分解力900TV線。總像索1233K91提高芯片集成度,增大感光單元密度。 CCD的發(fā)展,使感光單元密度越來越大,而尺寸越來越小,有效像素數(shù)目越來越多。 92三片CCD采取
36、空間像素偏置的裝配技術(shù)。 所謂三片CCD空間像素偏置裝配技術(shù),是指固定于分光棱鏡的R、G、B三片CCD的位置,使像素不完全重合,而只是使R、B路完全重合,并使兩路相對于G路CCD芯片在水平方向錯開1/2個像素位置,其等效像素增加了一倍。9394增設(shè)電子快門功能,改善運(yùn)動圖像的清晰度。 對于快速運(yùn)動的物體。如體育運(yùn)動中滑雪、賽車、短跑等運(yùn)動,在一場的時間內(nèi)物體光像在感光面上會有明顯的位移,這時,光像在感光單元上電荷積累的位置變化將使圖像中運(yùn)動物體的邊緣變的模糊不清,運(yùn)動物體的清晰度變差,即動態(tài)清晰度較低。如果用攝像機(jī)快速地?fù)u攝景物,即使物體不是快速移動,其被攝圖像也會產(chǎn)生相似的情況。要克服這一情
37、況,利用電子束掃描進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的攝像管機(jī)是十分困難的,但CCD機(jī)可以通過啟用可變速度的電子快門功能來解決。 9596a表示不加電子快門時的電荷積累情況,對于625行/50場電視制式。如果忽略場逆程電荷轉(zhuǎn)移時間,則每場畫面積累電荷的時間為1/50秒,所積累的電荷量由光的強(qiáng)度及1/50秒的時間決定。 b表示加了電子快門之后的電荷積累情況,如設(shè)快門速度為1/250秒,這時電子快門控制電路將每一場時間(1/50秒)分成前后兩個部份,前一部分為4/250秒,后一部分為1/250秒。對于前一部分時間內(nèi)積累的電荷在一場開始后的4/250秒的時刻全部通過垂直溢流溝道釋放掉(圖中無陰影部分),此后再從頭積累電荷
38、,因此一場時間內(nèi)只有1/250秒的時間內(nèi)積累的電荷才有效。由這些有效積累的電荷產(chǎn)生信號輸出(圖中陰影部分)。 由于產(chǎn)生電荷積累在更短的時間內(nèi)發(fā)生(此例中的1/250秒)。物體在此時間內(nèi)產(chǎn)生的位置移動要小于一場時間內(nèi)產(chǎn)生的位置移動(此例中只有原來的1/5)。因此重現(xiàn)圖像變的清晰。97 用攝像機(jī)拍攝計算機(jī)顯視屏?xí)r,經(jīng)常出現(xiàn)水平干擾條紋,并閃爍、跳動,這是因為計算機(jī)顯示器的掃描頻率與電視系統(tǒng)的掃描頻率不一致所造成,為了解決這類問題,攝像機(jī)用精確控制電子快門速度的方式,校準(zhǔn)掃描頻率與計算機(jī)顯示器掃描頻率,相對應(yīng),使條效最小或完全消失。這種功能稱為清晰掃描方式。982、提高靈敏度和信雜比 早期的CCD攝
39、像機(jī)靈敏度很低,拍攝時需很強(qiáng)的燈光照明,以使演員被燈光烤的難以忍受,經(jīng)過近30年的改進(jìn)與開發(fā),現(xiàn)在CCD機(jī)的靈敏度反而比硒砷銻管機(jī)高了一檔光圈 。99通過芯片設(shè)計來改進(jìn)自身特性。CCD攝像機(jī)靈敏度的提高,主要?dú)w功于CCD制作技術(shù)和工藝改進(jìn)。首先精心選擇光電轉(zhuǎn)換效率較高的光敏材料制作CCD芯片的感光部件。盡量擴(kuò)大CCD芯片上每個感光單元的有效感光面積,即提高開口率。SONY公司開發(fā)的新型光敏器件,空穴積累型二極管(HAD)其蘭色區(qū)域的靈敏度比老式CCD提高了5%,開口率由老式的23%提高到34%,CCD攝像機(jī)要獲得較高信雜比,除了提高靈敏度,還要盡量減少雜波,空穴積累型二極管CCD,有效地減小了
40、暗電流(其暗電流已經(jīng)減小到老式CCD的1/10)。暗電流表現(xiàn)在圖像上,主要是固定圖形的雜波或者是隨機(jī)雜波,暗電流的大幅度減小,大大地提高了信雜比。 100在CCD表面制作微透鏡技術(shù)。 所謂微透鏡制作技術(shù)是指在CCD制造過程中,在每個CCD感光單元(即像素)的表面制作一個極其微型的透明樹脂透鏡。利用微透鏡的聚光作用。加大每個感光單元的有效感光面積 。1011023、克服垂直拖影和開花等缺陷。 早期的CCD攝像機(jī)如果對著明亮的物體拍攝,在重現(xiàn)的圖像上會出現(xiàn)一條垂直亮道,這就是垂直拖影。后期生產(chǎn)的三片機(jī)垂直拖影現(xiàn)象已經(jīng)很輕,目前已經(jīng)做到了-145db,而且拖影的顏色已由原來的粉紅色變成了淡白色,有的
41、攝像機(jī),即使對著太陽拍攝也只是出現(xiàn)很淡的拖影 103行間轉(zhuǎn)移IT方式攝像機(jī),在CCD芯片制作中設(shè)置了垂直溢流溝道,放掉由強(qiáng)光所造成的過多電荷的積累。由此可以大大減輕由器件本身造成的垂直拖影。在幀轉(zhuǎn)移FT方式攝像機(jī)中,加用一塊轉(zhuǎn)動的葉子板作為機(jī)械快門。在電荷從感光面向存貯區(qū)轉(zhuǎn)移期間,使按場頻轉(zhuǎn)動的葉子板剛好遮住進(jìn)入CCD的光線,從而完全隔絕入射光對下一場圖像的影響,成功消除了垂直拖影現(xiàn)象。在幀一行間轉(zhuǎn)移FIT方式CCD攝像機(jī)中,盡可能地提高信號電荷垂直轉(zhuǎn)移速度。新開發(fā)的FIT攝像器件的垂直轉(zhuǎn)移速度,比行間轉(zhuǎn)移IT方式器件,高了幾十倍,將垂直拖影現(xiàn)象有效地減輕到幾乎看不出來的程度。CCD攝像機(jī)的開
42、花現(xiàn)象是由于CCD表面的光散射,使得物體圖像周圍出現(xiàn)光斑。要減輕開花現(xiàn)象除了采取上述消除垂直拖影相同的措施外,還采用了嚴(yán)格控制的鍍膜技術(shù),在CCD表面蒸鍍一層球面形狀的防暈玻璃,這樣不僅可以減少CCD表面的光反射,以抑制開花現(xiàn)象,而且還可以明顯提高光利用率。104此外,有許多型號的攝像機(jī)還設(shè)置了動態(tài)對比度控制(DCC)電路。(有的攝像機(jī)稱為自動拐點(diǎn)控制電路AUTO KNEE)用來減輕開花現(xiàn)象。 DCC電路的傳輸特性曲線,DCC電路實質(zhì)是根據(jù)輸入信號電平(即入射光強(qiáng)度)自動調(diào)節(jié)白壓縮的起點(diǎn)(即拐點(diǎn))。 105當(dāng)拐點(diǎn)降到85%這一最低點(diǎn)時,入射光強(qiáng)度高達(dá)600%的輸出信號仍能維持在正常幅度范圍內(nèi),
43、此時白壓縮最強(qiáng),攝像機(jī)動態(tài)范圍最大,對開花現(xiàn)象抑制也最大,選擇適當(dāng)?shù)碾娮涌扉T,也可以減輕開花現(xiàn)象。106CCD機(jī)與管機(jī)的比較 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):形狀:CCD:平面結(jié)構(gòu)、體積小攝象管:立體結(jié)構(gòu)、體積大成像:CCD:像素分立,成像部分是離散的攝像管:成像部分是連續(xù)的掃描:CCD:電荷耦合轉(zhuǎn)移,利用時鐘脈沖拾取攝像管:利用電子束掃描,直接從光電靶上拾取1072、電特性(1)靈敏度 CCD:靈敏度高,加入微透鏡后更有改進(jìn),但感光單元之間靈敏度不均勻性大。 攝像管:靈敏度相對于CCD比較低,但靈敏度不均勻性不明顯。(2)分解力 CCD:取決于像素的總數(shù)量R、G、B空間像素偏置裝配后,可以提高分解力,整個畫面
44、分解力均勻。 攝像管:受電子束直徑大小,即電子束聚焦?fàn)顟B(tài)影響大,由于電子束的形狀在整個畫在不同位置上有所差異、畫面周邊分解力會下降。108(3)雜波CCD:由于暗電流不均勻會產(chǎn)生固定圖形雜波,CCD輸出電路的時鐘漏信會產(chǎn)生預(yù)充電雜波,利用雙重相關(guān)取樣電路,可消除這種雜波,因為CCD是低阻輸出,故而予放器雜波影響不大。攝像管:由于分布電容影響而產(chǎn)生三角形雜波,因為有微音效應(yīng)故不耐振,攝像管采用高阻輸出,所以予放器雜波影響大。(4)殘像:CCD:無攝像管:因光電導(dǎo)膜的電容影響而產(chǎn)生殘像。 109(5)低照度特性CDD:因暗電流影響會看見固定圖形的雜波,需加黑斑校正來補(bǔ)償。攝像管:因殘像影響會看見拖
45、影,需加背景光補(bǔ)償。(6)高亮度特性CCD:由于勢阱中電荷溢出會產(chǎn)業(yè)污斑及模糊現(xiàn)象,在每個像素單元上設(shè)置泄漏電極后,可改善此現(xiàn)象。攝像管:強(qiáng)光照射,會引起圖像單元擴(kuò)大,移動物體會產(chǎn)生慧尾,因電子束散焦也會引起模糊,利用自動電子束優(yōu)化電路,可得到改善。110(7)垂直拖影CCD:早期IT方式明顯攝像管:無(8)重合CCD:三片CCD與分光棱鏡,出廠前已精確調(diào)正固定,使用中不需調(diào)正。攝像管:R、G、B三只管的光柵精確重合較困難,使用一段時間需調(diào)正。 111(9)幾何失真CCD:每個感光單元有規(guī)律排列,無圖像幾何失真。攝像管:因電子束掃描要實現(xiàn)中心部分與邊沿部分線性掃描非常困難,故幾何失真大。(10
46、)外磁場影響CCD:無攝像管:電子束掃描,容易受地磁等外磁場影響。(11)莫爾條紋:CCD:當(dāng)光像信號頻率高于取樣頻率(光敏組件空間頻率)時,就會出現(xiàn)折返的偽信號,即莫爾條紋,利用光學(xué)晶體低通濾波器,可以得到克服。攝像管:不易產(chǎn)生莫爾條紋。1123、操作特性灼傷CCD:無灼傷攝像管:因光電導(dǎo)膜的特性在強(qiáng)光射入時會產(chǎn)生灼傷。 113彩色攝像電路系統(tǒng) 攝像機(jī)電路分為兩大類,一類是對信號進(jìn)行放大、校正,編碼的視頻處理電路,如:予放器、增益選擇與控制,黑斑校正,彩色校正,輪廊校正r校正,雜散光校正,電纜校正,白切割等電路。另一類是為實現(xiàn)各種自動控制的電路,如:自動黑、白平衡、自動重合、自動光圈、自動聚
47、焦、伺服變焦等等。114視頻處理電路1、予放器:主要功能是對CCD輸出的微弱信號加以放大,它是視頻通道的第一有放大器,要求是一種低雜波,高增益(電流輸出大于90db,寬頻費(fèi)視頻放大器) 2、黑斑校正電路(重現(xiàn)圖像中央出現(xiàn)大面積暗斑或色斑,使背景亮度和顏色呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,稱為黑斑效應(yīng)。引起黑斑的原因很多,從黑斑對圖像信號的影響所反映的現(xiàn)象,可分為選加型和調(diào)制型黑斑。選加型黑斑是由CCD或攝像管的暗電流引起,將導(dǎo)致圖像暗部亮度不均勻。調(diào)制型黑斑是由CCD或攝像管靶面靈敏度不均勻;鏡頭各區(qū)域透光率的不同,分光校鏡色漸變現(xiàn)等因素所產(chǎn)生。1153、增益選擇與增益控制 a、攝像機(jī)面板設(shè)增益選擇開關(guān),其作用
48、是在低照度下,提升視頻信號電平。 增益控制是由攝像機(jī)內(nèi)設(shè)的CPU控制R、B兩路放大器增益,改變R、G、B三路信號的相對比例,當(dāng)面板上自動白平衡鈕按下時,CPU根據(jù)所攝的白色畫面及光源色溫。自動調(diào)節(jié)R、B路可變增益放大器的增益,使R、G、B三路基色信號達(dá)到平衡,白平衡一于調(diào)正完畢,R、B路增益就被自動記憶并一直保持在這一數(shù)值上。 1164、彩色校正 攝像機(jī)的光譜特性,等于本機(jī)光學(xué)系統(tǒng),光譜特性,攝像管光譜特性,實際使用光源的光譜性之積,因三者均無負(fù)辨,因此攝像機(jī)的實際光譜性無負(fù)辨。這樣有些色光,就無法正確合成,而產(chǎn)生彩色失真,這是實際光譜特性與攝像機(jī)光譜特性的差別之一。在光學(xué)系統(tǒng),攝像管的制造,
49、光源選用上,都最大限度考慮了實際光譜特性的要求,但要做到攝像機(jī)光譜特性曲線的正辨與實際特性曲線正辨的完全一致,在技術(shù)上,目前還無法做到,這是二者的差別之二。以上二個差別說明,在電視系統(tǒng)中不能重現(xiàn)某種色光,而存在著彩色失真,因此要在攝像機(jī)內(nèi)設(shè)彩色校正電路(用線懷矩陣方式),對攝像機(jī)的光譜特性進(jìn)行校正。1175、r 校正對于整個電視傳輸系統(tǒng)而言,其工作任務(wù)是要進(jìn)行光一電,電一光兩次轉(zhuǎn)換,在攝像端,攝像機(jī)把光像變成電信號,在接收端電視機(jī)電信號變成光圖像。承擔(dān)這二次變換的器件是攝像器件(CCD、攝像管)和顯像管。從整個系統(tǒng)角度出發(fā),顯像管熒光屏上重現(xiàn)圖像的亮度,應(yīng)該與被攝景物上各點(diǎn)亮度成正比例,使兩次
50、變換的綜合特性為線性,即重現(xiàn)圖像的亮度L=K-L0式中,L0為景物亮度,K是常數(shù)(系數(shù))。否則重現(xiàn)圖像必定會出現(xiàn)亮度和色度的非線性失真,只要能做到攝像器件和顯像器件,保證是線性變換就可以不產(chǎn)生非線性失真。 1186、輪廊校正a、為了提高圖像清晰度,使圖像輪廊鮮明,勾邊電路,圖像增強(qiáng)等名稱。它是由水平輪廊校正和垂直輪廊校正兩部分電路,分別對圖像的水平與垂直輪廊進(jìn)行校正的。b、無論是CCD中的感不單元還是攝像管中的電子束,都具有一下的截面積,當(dāng)它們感光式掃描到圖像細(xì)節(jié)部分,或輪廊邊沿時,會使細(xì)節(jié)變模糊,或使輪廊邊沿的電平跳變平緩。 1197、雜散光校正被拍攝的物體的光像要通過由20多層透鏡組成的鏡
51、頭,濾氣片,以及分光棱鏡才成像在攝像器件感光面上,每個鏡面都會有不同程度的反射。CCD內(nèi)也存在著散射現(xiàn)象,攝像管靶面和金屬電極還會產(chǎn)生反射現(xiàn)象。所有這些反射與散射現(xiàn)象產(chǎn)生的雜散光照到攝像器件感光面上會產(chǎn)生一種平場信號。提高了圖像的黑電平,本來應(yīng)當(dāng)為黑色的部分,但重現(xiàn)圖像卻有一定程度的發(fā)白,使圖像上好像蒙上了一層霧,降低了對比度和清晰度。 1208、電纜校正在電視演播室,電視轉(zhuǎn)播不及EFP系統(tǒng)中使用的攝像機(jī)要用很長的電纜把信號送到攝像機(jī)控制單元(CCU)進(jìn)行調(diào)正,并供給切換方,供導(dǎo)播對多路信號選擇切換。電纜中的分布電容和分布電感會使傳輸信號的高頻衷減,電纜越長,衷減越大,所以這類攝像機(jī),通常都設(shè)
52、有電纜校正電路以提升信號的高頻份量,而用于ENG的攝像機(jī),因不需連接長電纜傳輸,故不設(shè)電纜校正電路。1219、電子導(dǎo)像器 每一個照相機(jī)都有一上取景器,同樣每一中攝像機(jī)也都有一上取景器,用于尋找拍攝的畫面。但是兩者的結(jié)構(gòu)完全不同,照相機(jī)取景器,通常由光學(xué)部件構(gòu)成,而攝像機(jī)取景器都是由電子電路組成,它采用電信號處理方法,來進(jìn)行尋像取景,因此攝像機(jī)中的取景器通常稱電子尋像器,常用字母VF表示,其實質(zhì)是一中微型的視頻監(jiān)示器。122拍攝時導(dǎo)像 選取合適的拍攝景物,優(yōu)化畫面構(gòu)圖,并以導(dǎo)像器上顯示的圖像為參考進(jìn)行聚焦,光圈,變焦等鏡頭操作。監(jiān)示返送視頻圖像 專業(yè)攝像機(jī)設(shè)置一上返送視頻按鈕,RET(RETUR
53、N VIDEO)當(dāng)按下此導(dǎo)時,導(dǎo)像器可以做為監(jiān)示器,觀看到由與攝像機(jī)所連接的錄像機(jī)或攝像機(jī)控制器(CCA)返送的視頻信號的圖像。123攝像機(jī)狀態(tài)顯示及調(diào)機(jī)菜單顯示。 攝像機(jī)各種工作狀態(tài)都可以由導(dǎo)像器屏幕以英文或英文縮寫及字符顯示出來。告警指示 利用導(dǎo)像器顯示信息的另一內(nèi)容為告警指示。視頻電平指示時間顯示124二、攝像機(jī)的自動控制電路 自動控制電路是用來完成攝像機(jī)的黑白平衡,圖像重合,鏡頭變焦、聚焦、光圈等方面的自動調(diào)正,自動操作功能的電路 。通過cpu自動實現(xiàn)面板上開關(guān),按鍵所設(shè)置的工作狀態(tài)及狀態(tài)所指定的功能。增益選擇開關(guān) 、攝像/彩條開關(guān)、光圈自動/手動選擇開關(guān) 等。自動調(diào)正:攝像機(jī)面板上,
54、另一在開關(guān)按鈕為需進(jìn)行調(diào)正而設(shè)的指令開關(guān),如AUTO WHT按鈕,當(dāng)按下此按鈕,CPU接到信號后,選擇適當(dāng)?shù)哪M輸入信號,并進(jìn)行處理,根據(jù)處理結(jié)果所產(chǎn)生的誤差信號,對視頻處理電路中相關(guān)電路進(jìn)行調(diào)正控制。形成一個死循環(huán)調(diào)正方式,重復(fù)進(jìn)行。直到誤差減到一下的數(shù)(允許值以內(nèi))后。CPU發(fā)生結(jié)束指令,調(diào)正完畢。125工作狀態(tài)自動顯示:自動控制,自動調(diào)正后的穩(wěn)定工作狀態(tài)。將同時顯示在錄像器屏幕上,以供攝像師對工作狀態(tài)了解。126自動調(diào)正功能程序過程 自動黑/白平衡調(diào)正當(dāng)攝像機(jī)所拍的黑色和白色物體,如果能正確地重現(xiàn)其純黑和純白圖像,那么該機(jī)去后攝其它彩色物體,也能正確地還原其色彩,不會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象。這僅是
55、調(diào)正黑白平衡的意義。調(diào)正三基色信號黑電平的相對大小,使三者保持一致,保證黑色物體重現(xiàn)出正常的黑色,叫做黑平衡調(diào)正。調(diào)正三基色信號的增益大小,使三者白峰值電平保持一致,使白色物體重現(xiàn)出正常白色叫做白平衡調(diào)正。127自動黑平衡自動黑平衡調(diào)正是在光圈關(guān)閉情況下進(jìn)行,整個調(diào)正過程,包括三個程序步驟。1.將鏡頭完全閉合。2.進(jìn)行黑跟蹤調(diào)正。3.進(jìn)行黑平衡調(diào)正。按下自動黑平衡調(diào)正按鈕,不論光圈方式是手動還是自動,CPU輸出的控制指令都將使光圈關(guān)閉,隨著光圈的逐漸閉合,三基色信號的幅度越來越小,當(dāng)CPU檢測到光圈完全閉合后,便可進(jìn)入自動黑跟蹤調(diào)正。128自動白平衡 自動白平衡調(diào)整方式有兩種類型,一種是記憶式
56、自動白平衡,拍攝前攝像機(jī)對準(zhǔn)白色物體,按下自動白平衡安鈕,機(jī)內(nèi)CPU按調(diào)正程序調(diào)正R、B路增益,直至R=G=B為止。并把調(diào)正結(jié)果存貯起來,使R、B兩路在最終調(diào)正值上保持不變。另一種是實時自動白平衡,它在拍攝過程中能根據(jù)光源色溫不斷調(diào)正R、B路增益,專業(yè)機(jī)一般選前一種方式,民用機(jī)一般選后一種方式 。129手動白平衡的調(diào)整步驟:1.根據(jù)環(huán)境主光特點(diǎn)選擇濾色鏡。燈光選3200K;日光選5600K。2.選擇自動光圈Iris Auto,白卡紙對準(zhǔn)環(huán)境主光源。 3.鏡頭對準(zhǔn)白卡紙或白色物體,并推滿畫面。4.然后按AUTO WHT鍵,尋像器顯示“WHT:OP”,幾秒鐘后尋像器中“WHT:OK”出現(xiàn),白平衡調(diào)
57、節(jié)完成。 JVC拍攝的攝制與調(diào)整.exe130 在傳統(tǒng)觀念中,CCD代表著高解析度、低噪點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn),而CMOS由于噪點(diǎn)問題,一直與電腦攝像頭、手機(jī)攝像頭等對畫質(zhì)要求不高的電子產(chǎn)品聯(lián)系在一起。但是現(xiàn)在CMOS攝像機(jī)絕非只局限于簡單的應(yīng)用,甚至發(fā)展于高清系列。首先我們還是從CCD和CMOS的不同工作原理說起。131 因為人眼能看到1Lux照度(滿月的夜晚)以下的目標(biāo),CCD傳感器通常能看到比人眼略好在0.13Lux,是CMOS傳感器感光度的3到10倍。 CMOS傳感器的感光度一般在6到15Lux的范圍內(nèi),CMOS傳感器有固定比CCD傳感器高10倍的噪音,固定的圖案噪音始終停留在屏幕上好像那就是一個圖
58、案,因為CMOS傳感器在10Lux以下基本沒用,因此大量應(yīng)用的所有攝像機(jī)都是用了CCD傳感器,CMOS傳感器一般用于非常低端的家庭安全方面。132 CCD在工作時,上百萬個像素感光后會生成上百萬個電荷,所有的電荷全部經(jīng)過一個“放大器”進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)變,形成電子信號,因此,這個“放大器”就成為了一個制約圖像處理速度的“瓶頸”,所有電荷由單一通道輸出,就像千軍萬馬從一座橋上通過,當(dāng)數(shù)據(jù)量大的時候就發(fā)生信號“擁堵”,而HDV格式卻恰恰需要在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),因此,在民用級產(chǎn)品中使用單CCD無法滿足高速讀取高清數(shù)據(jù)的需要。133 而CMOS則不同,每個像素點(diǎn)都有一個單獨(dú)的放大器轉(zhuǎn)換輸出,因此CMOS沒有CCD的“瓶頸”問題,能夠在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),輸出高清影像,因此也能都滿足高清HDV的需求。另外,CMOS工作所需要
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