學習目標：1、了解電視攝像機的發展歷史及分類方法2、了解電視攝像機的基本工作原理3、了解(CCD)攝像器件的工作原理4、了解攝像機的主要性能指標及其含義數字影像攝制技術——彩色電視攝像機

基本內容：一、彩色攝像機的發展二、彩色攝像機的分類三、彩色攝像機的基本組成四、攝像機的主要性能指標五、攝像機的主要附件彩色電視攝像機*彩色攝像機發展至今，大致經歷了4個重要時期一、彩色攝像機的發展年代機器形式20世紀30年代到60年代初電子管20世紀60年代初到70年代末晶體管和集成電路20世紀80年代初到80年代末大規模集成電路20世紀90年代以后數字化和CCD*彩色攝像機種類繁多，用途廣泛，可從多個側面對其分類，如右表所示：二、彩色攝像機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家庭特殊按攝像器件的數目分類三片(廣播、專業)單片(非專業、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、演播室用)便攜式(攝錄一體)按清晰度分類標準清晰度高清晰度按存儲介質分類磁帶、光盤硬盤、存儲卡廣播級攝像機專業級攝像機家用級攝像機演播室攝像機高清晰度攝像機索尼HVR-A1C手持式高清攝錄一體機光盤攝像機索尼PDW-F330高清光盤攝錄一體機專業光盤攝錄像機標志及專業光盤外觀存儲儲卡卡攝攝像像機機松下下P2卡卡攝攝錄錄一一體體機機8GBP2卡存儲儲卡卡攝攝像像機機松下下P2卡卡攝攝錄錄一一體體機機“掌掌中中寶寶””插插卡卡攝攝錄錄一一體體機機主要要內內容容：：1、、彩色色攝攝像像機機的的基基本本工工作作原原理理2、、光學學系系統統3、、攝像像器器件件4、、視頻頻處處理理5、、編碼碼器器6、、同步步信信號號發發生生器器三、、彩色色攝攝像像機機的的基基本本組組成成*利用用三基基色色原原理理，通通過過光光學學系系統統，，將將景景物物的的彩彩色色光光像像分分解解為為3幅單單色色光光，，然然后后由由攝攝像像器器件件完完成成光光電電轉轉換換，，并并經經過過視視頻頻通通道道進進行行校校正正、、處處理理、、編編碼碼后后形形成成所所需需的的分分量量信信號號、、復復合合信信號號等等。。1、、彩色色攝攝像像機機的的基基本本工工作作原原理理1、、彩色色和和光光2、、人眼眼的的視視覺覺特特性性3、、彩色色三三要要素素和和三三基基色色原原理理附錄錄：：三基基色色原原理理⑴可見見光光的的特特性性①電磁磁波波波波譜譜及及可可見見光光光光譜譜*可見見光光是是波波長長范范圍圍在在380nm~780nm之之間間的的電電磁磁波波。。1、、彩色色和和光光*可見光是波長范圍在380nm~780nm之間的電磁波。宇宙射線無線電波紅外線紫外線X射線1031010102010251015可見光譜f/Hz*可見見光光的的波波長長范范圍圍只只占占整整個個電電磁磁波波波波譜譜中中極極小小的的一一部部分分。。⑴可見見光光的的特特性性②可見見光光的的特特性性(電電視視角角度度)*不同同波波長長的的光光呈呈現現的的顏顏色色不不同同。。只只含含有有單單一一波波長長的的光光稱稱為為單單色色光光，，它它呈現現的的色色調調稱稱為為譜譜色色；；復復合合光光呈呈現現的的混混色色稱稱為為非非譜譜色色。。1、、彩色色和和光光⑵光源源與與物物體體的的顏顏色色*物體體呈呈現現的的顏顏色色，，不不僅僅取取決決于于物物體體本本身身反反射射或或透透射射某某種種光光譜譜的的屬屬性性，，同同時時也也取取決決于于光光源源的的特特性性。。*當白白色色光光照照射射不不發發光光、、不不透透明明的的物物體體時時，，一一部部分分光光波波被被吸吸收收，，一一部部分分光光波波被被反反射射或或透透射射，，由由于于反反射射光光或或透透射射光光的的光光譜譜與與入入射射光光不不同同，，因因此此物物體體呈呈現現出出一一定定的的顏顏色色。。(例如太太陽光光照在在綠葉葉上，，日光光中其其余波波譜成成分全全部被被吸只只反射射綠色色光，，因而而綠葉葉呈綠綠色。。當太太陽光光照射射紅色色濾色色片時時，由由于濾濾色片片吸收收其它它色譜譜而只只能讓讓紅色色通過過，因因此紅紅色濾濾色片片呈紅紅色。。)*照射光光源不不同，，同一一物體體會使使人眼眼感受受到不不同顏顏色，，即物物體所所呈現現的彩彩色與與光源源有關關。1、彩色和和光⑴人眼的的彩色色感覺覺*人眼視視網膜膜里存存在大大量形形狀分分為桿桿狀和和錐狀狀兩類類的光光敏細細胞。。①桿狀細細胞*約一億億三千千萬個個，感感光靈靈敏度度較高高，感感色靈靈敏度度差。。②錐狀細細胞*約七百百萬個個，具具有辨辨色能能力，，感光光靈敏敏度較較低；；它們們又分分為紅紅敏﹑﹑綠敏敏﹑藍敏細胞胞。2、人眼的的視覺覺特性性⑵人眼的的亮度度感覺覺2、人眼的的視覺覺特性性⑶相對視視敏曲曲線綠紅亮度曲線藍(20倍)人眼相對靈敏度(%)10080604020650700600500400750人眼三種錐狀細胞的光譜響應特性人眼的亮度感覺λ/nm人眼的光譜響應特性1.00.80.60.40.2700600500青400綠明視覺暗視覺λ/nm相對視敏度相對視敏曲線⑷人眼的的視覺覺特性性*人眼對對黑白白細節節的分分辨能能力遠遠大于于對彩彩色細細節的的分辨辨力,同樣樣條件件下的的發光光點,若是是黑白白兩點點可能能分得得很清清楚,而換換成兩兩個彩彩色點點,可可能早早就分分不清清顏色色了。。*人眼對對單色色光的的分辨辨率又又大于于對混混合色色的分分辨率率。對對不同同的單單色,人眼眼的分分辨力力也不不同。。*人眼對對亮度度細節節的分分辨能能力(視力力)的的極限限值為為0.5-1.5′，而對對彩色色細節節分辨辨力極極限值值為6-10′′。眼睛對對太小小的物物體是是色盲盲。2、人眼的的視覺覺特性性⑴彩色三三要素素*亮度、色調和色飽和和度稱為彩彩色三三要素素，由由這三三個參參量可可以確確切地地表示示任何何一種種彩色色光。。①亮度：：表示彩彩色光光引起起人眼眼視覺覺的明明亮程程度，，它和和彩色色光的的光強強度成成正比比。②色調：：表示彩彩色的的種類類，它它由彩彩色光光的主主色光光的波波長決決定。。③色飽和和度：：指彩色色的純純度(濃度度)，，即參參入白白光的的程度度。它它的高高低和和彩色色的亮亮度有有關，，對于于同一一色調調的彩彩色光光，色色飽和和度越越高則則顏色色越深深或者者說越越純。。它是是一個個相對對參量量。*色調和色飽和和度合稱為為色度。它即即表示示了彩彩色的的種類類，又又表示示了彩彩色的的濃淡淡。3、彩色三三要素素和三三基色色原理理⑵三基色色*三基色色：自然界界中的的各種種顏色色幾乎乎都可可以由由三種種基色色光按按不同同的比比例混混合得得到。。反之之，任任意一一種彩彩色都都可以以分解解為三三基色色。在在彩色色電視視技術術中，，用紅(R)、綠(G)、藍(B)三種種單色色光進進行不不同比比例的的混合合，可可以呈呈現出出幾乎乎所有有的自自然色色彩。。因此此，紅、綠、藍三色稱稱為三三基色色。*三基色原理理的主要內內容：①三種基色是是相互獨立立的，即其其中任一種種不能由另另外兩種合合成得到。。②自然界中幾幾乎所有的的色彩都可可以用三基基色按一定定比例混合合出來;反反之;任何何色彩都可可以分解為為強度不同同的三基色色。③混合色的亮亮度等于參參與混合的的基色亮度度之和。④混合色的色色調和飽和和度(即色色度)由三三基色的比比例確定。。3、彩色三要素素和三基色色原理⑶混色方法*利用三基色色按不同比比例混合來來獲得彩色色的方法叫叫混色法。。彩色電視視采用的是是相加混色色法。3、彩色三要素素和三基色色原理綠59%藍11%紅30%白100%41%紫89%黃70%青相加混色圓及各色亮度藍藍綠綠紅白紫黃青紫藍紫紅青綠黃綠橙相加混色的色度三角形三片CCD攝像機的的組成方框框圖1、彩色攝像機機的基本工工作原理*攝像機光學學系統由變變焦距鏡頭頭、分色棱棱鏡和各種種濾色片等等組成。*變焦距鏡頭頭的作用是是將所攝取取的景物成成像于攝像像器件上。。*分色棱鏡的的作用是將將景物的入入射光分解解成紅(R)、綠(G)、藍(B)3幅幅單色圖像像，分別傳傳送到R、、G、B的的三個CCD感光面面上。*濾色片的作作用是使進進入各攝像像器件的彩彩色光的強強度及光譜譜特性符合合電視系統統的要求。。2、光學系統(1)變焦距鏡頭頭*鏡頭一般由由若干片透透鏡組裝而而成，其作作用是使景景物成像在在攝像器件件上。*變焦距鏡頭頭是能在一一定范圍內內改變焦距距的鏡頭。。*實際使用的的變焦距鏡鏡頭至少有有3組單元元透鏡，即即調焦組、、變焦組和和補償組。。若要增大大后截距，，還需要增增加第四組組，即物鏡鏡組。變焦距鏡頭頭結構示意意圖變焦距鏡頭頭結構示意意圖變焦距鏡頭頭結構示意意圖變焦距鏡頭頭成像示意意圖*變焦距鏡頭頭的最長焦焦距與最短短焦距的比比值稱為變變焦比。*變焦距鏡頭頭有電動和和手動兩種種變焦方式式。(1)變焦距鏡頭頭①電動變焦距距鏡頭附有有控制電動動機，使用用時撳動電電動變焦按按鈕，電動動機則作正正向或反向向旋轉，使使鏡頭內部部的變焦組組鏡片改變變相對位置置實現變焦焦。②手動變焦則則通過旋轉轉變焦環實實現變焦。。光圈環變焦控制桿變焦桿/環手動聚焦環*光圈是攝像像機光學系系統中專門門設計的一一個可以改改變其中央央通光孔徑徑大小的孔孔徑光闌。。(2)光圈*光圈的主要要作用是控控制鏡頭光光通量的大大小，用相相對孔徑的的倒數F表表示。光圈環變焦控制桿變焦桿/環*F值一般稱稱為光圈指指數，被標標注在鏡頭頭的光圈調調節環上。。主要有1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、、16、22等序列列值。每兩兩個相臨數數值中，后后一數值是是前一數值值的21/2倍。*由于像面亮亮度與光圈圈指數的平平方成反比比，所以光光圈每變化化一檔，像像面亮度就就變化一倍倍。(2)光圈*F值越小，，表示光圈圈越大，透透光能力越越強，到達達CCD芯芯片的光通通量就越大大。光圈環變焦控制桿變焦桿/環①自動光圈的的工作原理理：在一幅幅圖像的中中心部位選選取紅、綠綠、藍三基基色信號中中電平最大大者，再取取平均值，，放大后與與某一基準準電平相比比較，最后后用其誤差差信號來驅驅動控制光光圈的電動動機來調整整光圈，從從而使信號號保持在預預先選定的的標準電平平。②自動光圈擋擋只適用于于景物場面面照度比較較均勻的情情況，而不不適用于逆逆光拍攝或或景物與背背景之間亮亮度差別很很大的場合合。為了使使不同的景景物在畫面面中得到最最佳的表現現，除了特特殊的情況況外，都應應使用“手手動光圈””而不用““自動光圈圈”，這樣樣才能得到到滿意的畫畫面效果。。附錄:攝像機自動動光圈的工工作原理、、適用的場場合及不適適用的場合合*一般攝像機機都是按照照3200K照明色色溫設計，，它的白平平衡是按D65(標準白光光源)白色色要求調整整的。*而現實中照照明光源是是變化的，，如果用攝攝像機去拍拍攝任意色色溫照明的的景物，會會產生嚴重重的彩色失失真。*為了使攝像像機在不同同的色溫光光照時拍攝攝的景物與與3200K光照、、平衡于D65白色時景物物的色彩一一致，就需需要對由于于色溫不同同而引起的的光譜能量量分布的變變化進行補補償。(3)色溫濾色片片和中性濾濾色片(CC/ND)*通常在攝像像機光學系系統中加入入色溫校正正濾色片(也稱CC濾色片)，它具有有一定的光光譜特性，，可以補償償因色溫變變化而引起起的光譜特特性誤差，，把不同色色溫的光源源轉換到3200K色溫光源源。(3)色溫濾色片片和中性濾濾色片(CC/ND)*一般攝像機機將多個不不同的濾色色片鑲在一一個圓盤上上，拍攝時時根據光源源的色溫情情況撥動圓圓盤，以適適應不同光光照時的色色溫轉換要要求。(3)色溫濾色片片和中性濾濾色片(CC/ND)濾色片旋鈕設置說明13200K25600K+1/4ND35600K46000K+1/6ND濾色片拍攝條件1日出、日落、室內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換控制旋鈕*當攝像機在在強光下工工作時，應應減少光圈圈。但有時時為了達到到一定的藝藝術效果，，不允許減減少光圈，，這就需要要在光路中中加入減少少光通量的的衰減器，，即中性濾濾色片(也也叫ND濾濾色片)，，它一般設設置在分色色棱鏡前面面。*ND濾色色片不改改變入射射光的色色溫。常常用的透透光率有有100%、25%、、10%等。(3)色溫濾色色片和中中性濾色色片(CC/ND)1、基本步驟驟①選擇與現現場拍攝攝光源相相符(色色溫相符符)的濾濾色片；；②在現場拍拍攝光源源下，拍拍攝某一一標準白白卡或白白色物體體(如白白紙、白白墻等)；③將鏡頭光光圈放在在自動狀狀態；④按動自動動白平衡衡按鈕數數秒鐘，，白平衡衡自動調調好，這這時尋像像器上顯顯示白平平衡調好好的信號號(顯示示指示燈燈或字母母或文字字等)。。附錄:攝像機白白平衡調調整的基基本操作作步驟及及注意點點2、注意點①白平衡調調整卡一一般占屏屏幕的70%~80%,不小于于屏幕的的1/8就可以以了(白白色的比比例太小小,調整整會無目目標,占占滿屏幕幕會因為為沒有比比較造成成調整時時的失調調。)。。②不要在白白平衡調調整指示示沒有出出現OK顯示時時移動攝攝像機。。③應該和被被拍攝物物體在同同一照明明光源下下進行調調整;在在混合光光線的情情況下,應該在在起主要要作用的的光源照照明下進進行調整整。④變換場景景,如由由室內到到室外,或一天天的不同同時候進進行拍攝攝時,在在開拍前前,要進進行白平平衡調整整。附錄:攝像機白白平衡調調整的基基本操作作步驟及及注意點點3、對于鏡頭頭蓋是原原配白色色的一體體化攝錄錄像機，，白平衡衡調整的的基本方方法*使機器處處于手動動白平衡衡調整狀狀態,并并用白色色鏡頭蓋蓋將鏡頭頭罩上,打開自自動光圈圈,焦距距變到最最短(廣廣角W),手動動調焦調調到無限限遠,校校色片撥撥到“室室外”或或有太陽陽等標記記的檔位位,然后后把機器器對向天天空,但但不能直直接指向向太陽,接著按按一下白白平衡調調整按鈕鈕,當尋尋像器中中“W””或相應應指示燈燈閃爍幾幾下后熄熄滅,表表明白平平衡已調調整好。。附錄:攝像機白白平衡調調整的基基本操作作步驟及及注意點點①分色棱鏡鏡的組成成*由(A)、(B)和(3)三三部分粘粘合組成成,在Mr、Mb面(1)和(2)上分分別涂上上不同厚厚度的干干涉膜。。*Fr、Fg、Fb分別表示示紅、綠綠、藍CCD,它們的的感光面面直接與與三塊棱棱鏡的一一個面粘粘合在一一起。(4)分色棱鏡鏡(分光光鏡)C*當光線投投射到Mr面上時，，紅光被被反射而而其他光光則能透透過。*透過Mr面的光進進入Mb時,藍光光被反射射而讓余余下的綠綠光透過過。*光線在介介質中所所走的路路程與介介質折射射率的乘乘積稱為為光程，，紅、綠綠、藍三三路的光光程應嚴嚴格一致致。②分色棱鏡鏡的分色色過程C*攝像器件件主要完完成光電電轉換作作用，其其性能指指標決定定著攝像像機圖像像信號的的質量，，目前主主要有CCD和和CMOS固體體攝像器器件兩類類。其中中，CCD占多多數。*固體彩色色攝像機機是將CCD攝攝像器件件裝在分分色系統統的成像像面上，，具有畫畫面均勻勻性好、、靈敏度度高、幾幾何失真真小、重重合精度度高、惰惰性小、、抗強光光照射、、耐沖擊擊抗振動動、小巧巧及壽命命長等優優點。3、攝像器件件固體攝像像器件CCD及及分色棱棱鏡系統統①CCD的的單元結結構*在P型硅硅上涂一一層氧化化硅薄膜膜作為絕絕緣層，，在氧化化硅上淀淀積一個個透明金金屬電極極，就形形成金屬屬氧化物物半導體體(MOS)，，稱為一一個CCD單元元。(1)CCD器器件的結結構及工工作原理理*若在電極極(柵極極)上加加一個正正電壓，，它所形形成的電電場(穿穿過氧化化硅薄膜膜)排斥斥P型硅硅中的多多數載流流子，在在電極下下構成一一個電荷荷耗盡區區，而在在氧化硅硅-P型型硅界面面上得到到一個可可以儲存存少數載載流子的的勢阱，，所加的的偏壓越越大勢阱阱就越深深。CCD單元結構示意圖*當透過透明的的金屬電極的的光線照射在在P型硅半導導體上時，在在硅晶體內會會激發出一個個電子-空穴穴對，在耗盡盡區的電場作作用下，空穴穴流入P型襯襯底，電子被被收集到由MOS結構所所形成的勢阱阱中，即形成成電荷包。②光電轉換和電電荷儲存CCD單元結構示意圖*勢阱中所捕獲獲的電子數目目與該處的光光照強弱成正正比，光照越越強，對應的的勢阱所捕獲獲的電子數就就越多。這樣樣，就完成了了光電轉換和和電荷儲存。。*右圖分別是由由一行CCD單元組成的的一個線陣CCD結構與與電荷轉移示示意圖和被稱稱為三相驅動動時鐘脈沖電電壓的波形示示意圖。*在線陣CCD結構中，每每3個CCD單元為一組組，每個CCD單元的電電極(柵極)分別與3個個相位不同的的時鐘脈沖電電壓U1、U2、U3相連。③電荷的轉移和和輸出*每個電極下面面勢阱內的電電荷包通過轉轉移后，順序序向外電路輸輸出，并轉換換成信號電流流或電壓的形形式，由外電電路放大和處處理。*三相脈沖驅動動方式為最基基本的方式。。為使傳送速速度快，可采采用二相脈沖沖驅動方式。。為了傳送更更可靠，可采采用四相脈沖沖驅動方式。。③電荷的轉移和和輸出*根據制作工藝藝和電荷轉移移方式的不同同，CCD攝攝像器件分為為行間轉移式式(IT)、、幀間轉移式式(FT)、、和幀-行間間轉移式(FIT)三種種基本形式。。*最新型的CCD攝像器件件是在這三種種基本形式上上進行改進和和創新。(2)CCD攝像器器件的主要類類型A、基本組成*由列感光單元元(感光器)、列垂直移移位寄存器和和水平移位寄寄存器組成。。*列感光單元(感光器)與與列垂直移位位寄存器相間間排列，最下下面是水平移移位寄存器。。①行間轉移式(IT)CCD攝像器器件行間轉移式(IT)CCD結構示意圖*場正程期間列列感光單元完完成光電轉換換并積累電荷荷。(a圖)*場消隱期間列列感光單元積積累的電荷包包轉移到與其其對應的垂直直移位寄存器器。(b圖)B、工作過程a：光電轉換與電荷積累b：電荷積累*下一場場正程程期間列感光光單元重新積積累電荷包，，同時場正程程內的行逆程程期間垂直移移位寄存器將將電荷包向下下轉移一個單單元，最下一一行電荷包進進入水平移位位寄存器，而而場正程內的的行正程期間間水平移位寄寄存器將一行行電荷包順序序移至輸出端端。(c、d圖)B、工作過程c：電荷轉移與輸出d：電荷轉移與輸出A、基本組成*由成像區、存存儲區和水平平移位寄存器器組成。*成像區主要完完成光電轉換換，存儲區用用于存儲電荷荷。*成像區和存儲儲區的CCD單元數目相相同。②幀間轉移式(FT)CCD攝像器器件幀間轉移式(FT)CCD結構示意圖*場正程期間成成像區完成光光電轉換并積積累電荷。(a圖)*場消隱期間成成像區積累的的電荷快速轉轉移到對應的的存儲區。(b圖)*下一場場正程程期間成像區區重新積累電電荷包，存儲儲區開始轉移移和輸出電荷荷，其基本過過程和ITCCD相同同。(c圖)B、工作過程a：光電轉換換和電荷積累累b：電荷轉移移c：電荷轉移移與輸出A、基本組成*該方式是行間間轉移式和幀幀間轉移式的的組合。*由感光區(成成像區)、垂垂直移位寄存存器(存儲區區)和水平移移位寄存器組組成。*感光器的結構構與行間轉移移式相似,成成像區與存儲儲區之間的關關系類似于幀幀間轉移式。。③幀-行間轉移移式(FIT)CCD攝像器器件幀-行間轉移移式(FIT)CCD結結構示意圖*場正程期間成成像區完成光光電轉換并積積累電荷。(a圖)*場消隱期間開開始后,首先先以極快的速速度將所有列列感光器積累累的電荷快速速轉移到與其其對應的垂直直移位寄存器器,(b圖)B、工作過程a：光電轉換換與電荷積累累b：電荷轉移移*緊接著又以極極快的速度將將垂直移位寄寄存器的電荷荷轉移至存儲儲區。(c圖圖)*存儲區電荷的的轉移和輸出出過程與幀間間轉移式類似似。(d圖)B、工作過程c：電荷轉移移d：電荷轉移移與輸出*視頻信號處理理系統的主要要作用是對攝攝像器件輸出出的圖像信號號進行預放大大，然后對三三基色圖像信信號進行各種校正、補償處理，再送入入彩色編碼器器進行編碼變變換，得到包包含亮度信號號和色度信號號及復合的視視頻信號輸出出。4、視頻處理攝像機視頻信信號放大與處處理電路基本本組成圖*主要作用是把把攝像器件輸輸出的微弱信信號放大，供供后級的視頻頻處理電路使使用。還要負負責高頻提升升，以便展寬寬頻帶和獲得得良好的幅頻頻特性。*電路要求具有有低噪聲、高高增益以及寬寬頻帶等特性性。(1)預放器(前置放大器器)*攝像機上都設設有增益選擇擇開關，它們們與機內增益益選擇電路相相連。*增益選擇多數數都是正分貝貝數，常用于于低照度下提提升信號電平平，此電路也也稱增益提升升電路。*增益控制電路路通過固定綠綠電路放大器器增益，控制制紅、藍兩路路的增益，以以改變紅、綠綠、藍信號電電平的相對比比例，從而實實現白平衡調調整。(2)增益選擇與控控制①黑斑效應*由于色漸變效效應，鏡頭像像場亮度的不不均勻，攝像像器件成像面面靈敏度的不不均勻以及投投射背景光的的不均勻等，，都會引起電電視圖像亮度度上的不均勻勻，導致圖像像中出現大面面積暗斑或色色斑的現象。。(3)黑斑校正A、靜態黑斑*圖像信號本身身沒有畸變，，只是迭加了了一些不均勻勻的附加信號號，如不均勻勻的背景光照照射引起的陰陰影等。B、動態黑斑*攝像器件輸出出的圖像信號號本身受到一一種附加信號號的調制，如如攝像器件成成像面靈敏度度的不均勻性性引起的信號號不均勻。②黑斑效應的類類型A、靜態校正(加加法補償)*在電路中產生生一個與附加加信號波形相相反的校正信信號。B、動態校正(乘乘法補償)*在電路路中產產生一一種與與附加加信號號波形形相反反的校校正信信號，，并用用該校校正信信號對對圖像像進行行再調調制。。③黑斑的的校正正方法法A、由行、、場消消隱脈脈沖信信號經經積分分而得得到的的行頻頻與場場頻的的鋸齒齒波信信號。。B、將行頻頻與場場頻的的鋸齒齒波信信號經經積分分而得得到的的行頻頻和場場頻拋拋物波波信號號。*以上兩兩種校校正信信號的的幅度度和極極性都都能任任意調調節，，并組組合在在一起起，形形成視視頻的的全校校正信信號。。④兩種校校正信信號①彩色校校正的的必要要性*為了正正確重重現被被攝景景物的的彩色色，攝攝像機機的光光譜響響應特特性應應與接接收端端顯示示器件件三基基色的的混色色曲線線相一一致。。*事實上上，在在三基基色混混色曲曲線中中，每每條曲曲線除除了各各自具具有的的正主主瓣外外，還還有正正次主主瓣、、負次次瓣。。*而從攝攝像鏡鏡頭到到攝像像器件件各部部分的的光譜譜響應應曲線線只能能提供供近似似的正正主瓣瓣響應應(主主要靠靠分色色棱鏡鏡)提提供正正次瓣瓣響應應是困困難的的，提提供負負次瓣瓣響應應更不不可能能。(4)彩色校校正A、修正法法(縮縮窄主主瓣法法)*略去光光譜響響應的的負區區而只只保留留其正正區，，并將將正區區適當當壓縮縮，以以使重重現彩彩色的的失真真程度度限制制在允允許的的范圍圍內。。*該法除除了不不夠精精確外外，還還因減減少了了CCD入入射光光的能能量而而使攝攝像機機靈敏敏度有有所下下降。。②彩色色校校正正的的方方法法B、、線性性矩矩陣陣法法*把光光器器件件丟丟掉掉的的光光譜譜響響應應曲曲線線的的負負區區部部分分設設法法用用矩矩陣陣電電路路給給予予近近似似恢恢復復。。*專業業攝攝像像機機均均采采用用該該方方法法來來補補償償沒沒有有光光譜譜響響應應負負區區所所造造成成的的彩彩色色失失真真。。*為了了拍拍攝攝效效果果，，有有時時需需要要人人為為地地改改變變某某種種顏顏色色的的飽飽和和度度或或色色調調，，也也需需要要用用矩矩陣陣來來進進行行可可變變的的彩彩色色校校正正。。②彩色色校校正正的的方方法法*光電電轉轉換換特特性性的的非非線線性性會會引引起起圖圖像像的的非非線線性性失失真真，，表表現現在在兩兩個個方方面面：：一是是灰度度失失真真，，即即電電視視圖圖像像亮亮度度層層次次的的壓壓縮縮與與擴擴張張；；二是是色度度失失真真。。*在攝攝像像機機中中對對此此失失真真的的校校正正稱稱為為校正正。。*校正正主主要要有有二二極極管管非非線線性性校校正正(連連續續式式校校正正)和和二二極極管管開開關關式式校校正正(折折線線式式校校正正)。。(5)校正正①孔闌闌效效應應*如果果圖圖像像細細節節比比掃掃描描電電子子束束更更小小，，這這時時則則根根本本反反映映不不出出圖圖像像細細節節的的變變化化的的現現象象。。*孔闌闌效效應應對對信信號號頻頻譜譜的的影影響響表表現現為為高高頻頻頻頻幅幅衰衰減減，，它它使使圖圖像像清清晰晰度度和和細細節節對對比比度度下下降降，，而而相相頻頻特特性性不不變變。。(6)輪廓校正正(增強強)*輪廓校正正(增強強)電路路就是使使圖像中中的輪廓廓和細節節的分界界線得到到加強，，從而增增強圖像像的清晰晰度。*處理方法法是：首先取出圖像像信號中中與有亮亮度突變變的圖像像輪廓邊邊緣相對對應的部部分，經經加工處處理后，，再加到圖像像信號中中，以補補償該部部分因孔孔闌效應應而造成成的邊緣緣模糊，，提高圖圖像的清清晰度。。③智能型輪輪廓校正正②輪廓校正正(增強強)*經過放大大與處理理的圖像像信號需需要混入入消隱脈脈沖，建建立起2%~5%的黑黑電平，，即把消消隱電平平與黑電電平分開開。*圖像信號號所經過過的多級級鉗位電電路會在在掃描逆逆程中產產生雜波波，混入入消隱信信號后，，消隱期期內的雜雜波被““頂”了了出來，，經黑切切割后消消隱脈沖沖更符合合標準并并且切掉掉了雜波波。(7)混消隱、、黑/電電平控制制及黑/白切割割*為了切除除因拍攝攝燈光、、高反光光物引起起攝像機機的圖像像電平過過高，影影響電路路正常工工作而設設置的電電路———白切割割電路。。*攝像機中中100%的圖圖像信號號電平為為0.7VP-P，切割電電平在115%左右。。*自動拐點點(動態態對比度度控制DCC)電路(7)混消隱、、黑/電電平控制制及黑/白切割割*把經過補補償、校校正處理理的三基基色信號號R、G、B由矩陣電電路變成成亮度信信號Y、、藍色差信號號(B-Y)和和紅色差信號號(R-Y)。。然后對對兩個色色差信號號進行壓壓縮和低低通濾波波，再對對兩個色色差信號號進行逐逐行倒相相正交平平衡調制制，獲得得色度信信號。最最后將色色度信號號與延時時后的亮亮度信號號混合成成彩色全全電視信信號。5、編碼器(PAL制)PAL制制編碼器器方框圖圖(1)彩色電視視同步信信號發生生器產生生的符合合電視標標準(幅幅度、頻頻率、相相位、波波形)的的7種脈脈沖信號號：①行、場復復合同步步，②行、場復復合消隱隱，③色同步，，④P脈沖，，⑤彩色副載載波。6、同步信號號發生器器①實現各同同步脈沖沖間嚴格格的頻率率關系，，用它來來形成各各種形狀狀的同步步脈沖，，稱為定定時部分分。②由定時部部分產生生的信號號形成上上述各種種規定波波形標準準的同步步脈沖，，并保證證它們有有嚴格的的時間相相位關系系，稱為為同步脈脈沖形成成部分。。③把產生合合乎標準準的同步步信號放放大到規規定的幅幅度，由由脈沖分分配放大大器饋送送給需要要的位置置。(2)同步信號號發生器器具有的的功能A、臺從鎖相相*指本地同同步機的的頻率和和相位受受控于外外地同步步機的頻頻率和相相位。B、臺主鎖相相*指外地同同步機的的頻率和和相位受受控于中中心臺的的頻率和和相位。。*具有鎖相相功能的的目的是是保證不不同的同同步信號號在頻率率和相位位上嚴格格一致。。*同步信號號發生器器的鎖相相功能已已由數字字幀同步步器代替替。④具有臺從從鎖相和和臺主鎖鎖相功能能第三節完完主要內容容：1、電荷耦合合器件2、分解力3、靈敏度4、信噪比5、量化比特特數6、其他技術術指標四、攝像機的的主要性性能指標標(1)CCD類類型*目前，攝攝像機用用CCD主要有有行間轉轉移(ITCCD)、幀間間轉移(FTCCD)和幀幀-行間間轉移(FITCCD)3種類型型。*3種類型型各有優優缺點，，ITCCD應用最最普遍，，FTCCD使用較較少，FITCCD用在較較高檔的的攝性機機中。*現在，經經過改進進的新型型CCD，都能能提供16:9的畫面面、有更更寬的動動態范圍圍和最小小的拖尾尾、有更更高的靈靈敏度和和信噪比比、較暗暗環境下下也能獲獲得良好好的畫面面。1、電荷耦合合器件*指對角線線長度，，用英寸寸表示。。CCD尺寸越越大，圖圖像的感感光區越越大，像像素數越越多，圖圖像質量量越好，，價格也也越高。。*常見的尺尺寸主要要有2/3、1/2、、1/3、1/4、1/5等等等。幾幾種CCD尺寸寸比較如如下表：：(2)CCD尺尺寸*一般家用用級采用用單片CCD，，專業、、廣播級級多采用用3CCD。(3)CCD數數量CCD總像素與有效像素的關系*CCD像像素數是是體現CCD攝攝像器件件解像能能力的重重要指標標。*CCD攝像像器件件上的的感光光單元元稱為為像素素。*像素數數越多多，構構成畫畫面的的微粒粒就越越小，，分辨辨率就就越高高，圖圖像就就越細細膩。。*一般數數字攝攝像機機只需需要50萬萬有效效像素素就能能形成成500線線的清清晰度度。(4)CCD像素素數*攝像機機分解解圖像像細節節的能能力。。包括括水平平和垂垂直分分解力力。(1)垂直分分解力力*指沿垂垂直方方向分分解圖圖像細細節的的能力力。主主要由由電視視制式式規定定的掃掃描行行數決決定。。各種種攝像像機差差別不不大。。*攝像機機技術術手冊冊中，，一般般只給給出畫畫面中中心的的水平平(極極限)分解解力。。2、分解力力*指沿水水平方方向分分解圖圖像細細節的的能力力。*計算和和測量量水平平分解解力的的方法法有兩兩種,一種種是用用調制制度測測試卡卡，另另一種種是用用分解解力測測試卡卡。*CCD攝像像機的的水平平分解解力與與水平平方向向像素素數的的多少少有關關,像像素數數越多多，水水平分分解力力越高高。在在像素素數一一定的的情況況下，，采用用空間間偏置置技術術可以以提高高攝像像機水水平分分解力力。(2)水平分分解力力*水平分分解力力的單單位是是電視視(TV)線，，它并并非是是指感感光面面寬度度內所所能分分解的的實際際線數數，而而是指指在水水平方方向上上等于于像高高寬度度內的的線數數。*電視系統中中，將這樣樣折算后的的線數定義義為電視線線，簡稱TV線。(3)一點說明*攝像機的光光電靈敏度度簡稱為靈靈敏度。*靈敏度有兩兩種表示方方法。(1)用攝像器件件輸出的光光電流與通通入感光面面上的光通通量之比Q表示Q=Is/(A/lm)*此式反映的的主要是攝攝像器件的的光電轉換換能力，為為早期采用用的測量方方法。3、靈敏度*測量條件：：色溫3200K、、照度2000Lx、反射系系數89.9%的灰灰度卡，并并關閉電子子快門———標準情況況。*額定輸出電電平：在波波形監視器器上得到幅幅度為100%(即即0.7VP-P)的視頻信信號。*如JVC公公司產生的的GY-DV500攝像機的的靈敏度為為F11，，2000Lx。*此種測量方方法所表示示的靈敏度度除與攝性性器件有關關外，還與與視頻電路路增益有關關。(2)用在一定測測量條件下下,攝像機機達到額定定輸出時所所需的光圈圈來表示*攝像機靈敏敏度越高，，最低照度度越小。*最低照度除除與靈敏度度有關外，，還與最小小光圈數、、最大增益益等因素有有關。*在最低照度度環境下拍拍攝的畫面面噪聲大、、信號弱、、景深淺、、實際使用用價值不大大。*目前，專業業攝像機一一般以F11、2000Lx作為靈敏敏度的標準準值。*與靈敏度密密切相關的的一個量-最低照度參考答案：：靈敏度標注注為F11/2000lx的的攝像機表表示該攝像像機關掉電電子快門后后,拍攝某某一標準景景物(如3200K、2000lx、、89.9%的反射射系數)時時，為使攝攝像機有0.7VP-P的視頻信號號輸出，光光圈應設置置在F11。靈敏度標注注為F1.4/0.75lx的攝像機機表示該攝攝像機當增增益撥置最最大，關掉掉電子快門門，光圈設設置為F1.4，在在0.75lx照度度下，攝像像機的視頻頻信號應有有0.7VP-P的輸出。實例:一臺攝像機機標注的靈靈敏度為F11/2000lx，另一一臺則標注注為最低照照度F1.4/0.75lx，請問它它們各代表表什么含義義？*有用信號(S)與噪噪聲(N)的比值。。*攝像機信噪噪比定義為為圖像信號號的峰峰值值(USP-P)與雜波信信號的峰峰峰值(UNP-P)之比,并并用分貝數數表示：S/N=20lg(USP-P)/(UNP-P)*信噪比與CCD、預預放器輸入入電路、預預放器、視視頻處理電電路等的噪噪聲技術指指標有關。。*廣播專業用用攝像機的的信噪比一一般均高于于60dB。信噪比比越高，畫畫面越干凈凈，圖像質質量越高。。4、信噪比*ITU-R601建建議對演播播室數字信信號編碼規規定的最低低要求是8比特量化化。*廣播級攝像像機的A/D轉換的的量化級數數多為12比特。高高級機有用用14比特特的。5、量化比特數數(1)幾何失真*指重現景物物圖像與原原圖像幾何何形狀的差差異程度。。由攝像機機的光學系系統安裝誤誤差等引起起的。主要要表現為枕枕形、桶形形、梯形、、拋物形、、S形失真真等。*失真的大小小用失真的的偏移量與與像高的百百分數來表表示，失真真小于1%時，人眼眼看不出失失真。*CCD攝像像機的幾何何失真極小小，用目前前的測試儀儀器很難測測量出來。。6、其他技術指指標*攝像時，三三片攝像機機的光學系系統要將一一幅彩色圖圖像分解為為3幅單色色圖像，3幅單色圖圖像的空間間和幾何位位置必須重重合在一起起才能得到到清晰度高高、顏色逼逼真的電視視圖像；否否則合成后后的圖像必必有紅、綠綠、藍邊出出現，嚴重重時一條白白線會變成成紅、綠、、藍3條線線。*重合誤差的的大小一般般用紅路(或藍路)相對于綠綠路的偏移移量與像高高之比的百百分數表示。*目前使用的的3CCD攝像機的的重合誤差差在整個畫面上通常常均小于0.05%。(2)重合誤差兩款JVC攝像機(三片)的主要性能能指標型號及參數JVCGY-DV500ECJVCGY-DV5001ECCCD1/2英寸IT型,44萬有效像素←模/數轉換10Bit12Bit靈敏度(2000Lx)F11F13水平分解力(TV線)800←信噪比60dB62dB光學系統F1.4←內置濾光片3200k、5400k、6200K3200k、5600k、5600k+1/8ND5600K+1/64ND最低照度0.75lx0.45lx最大增益33db36db數字采樣DV8bit13.5MHz

4:2:0←記錄磁帶MiniDV磁帶MiniDV/標準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、無鏡頭)←松下AG-DVC180B攝攝像機規格格松下AG-DVC180B攝攝像機規格格松下AG-DVC180B攝攝像機規格格松下AG-DVC180B攝攝像機規格格松下AG-DVC180B攝攝像機規格格松下AG-DVC180B攝攝像機規格格第四節完主要內容：：1、尋像器2、話筒3、電池4、電纜5、支撐裝置五、攝像機的主主要附件(1)尋像器的組組成*尋像器實質質是一個小小型黑白或或彩色監視視器，顯示示尺寸為1~7英寸不等等。*尋像器由電電路、顯示示器(CRT或LCD)及45度平面面鏡和目鏡鏡等組成。。*專業級和廣廣播級攝像像機的尋像像器一般都都是黑白的的。1、、尋像像器器*作為為攝攝像像取取景景用用。。*幫助助攝攝像像人人員員準準確確快快速速地地判判斷斷聚聚焦焦、、變變焦焦和和選選擇擇光光圈圈等等操操作作。。*用該該機機放放像像操操作作時時，，可可作作為為監監視視器器使使用用。。*顯示示攝攝像像機機的的工工作作狀狀態態或或顯顯示示警警告告信信息息等等。。(2)尋像像器器的的作作用用PAL制制電電視視系系統統所所使使用用的的彩彩條條信信號號以以及及其其單單色色效效果果實例例:如何何正正確確使使用用尋尋像像器器？？①將將B(亮亮度度)、、C(對對比比度度)旋旋鈕鈕調調到到最最小小狀狀態態；；②旋旋動動B旋旋鈕鈕，，直直到到彩彩條條最最右右邊邊的的黑黑條條剛剛剛剛出出現現；；③旋旋轉轉C旋旋鈕鈕，，直直到到彩彩條條最最右右邊邊的的黑黑條條剛剛剛剛與與和和它它相相鄰鄰的的藍藍條條分分開開；；④轉轉動動P（（銳銳度度））旋旋鈕鈕，，直直至至自自己己喜喜好好的的銳銳度度程程度度（（如如果果有有銳銳度度調調整整旋旋鈕鈕的的話話））；；⑤轉轉動動尋尋像像器器目目鏡鏡上上的的屈屈光光度度調調節節環環,以以適適應應自自己己的的視視力力；；⑥調調節節尋尋像像器器的的目目鏡鏡長長度度及及與與機機身身的的距距離離，，以以適適應應自自己己的的用用眼眼習習慣慣。。參考考答答案案：：*為了了得得到到較較高高的的靈靈敏敏度度和和較較寬寬的的頻頻率率特特性性，，攝攝像像機機的的話話筒筒多多選選用用電電容容話話筒筒。。其其電電源源用用電電池池或或由由攝攝像像機機通通過過話話筒筒電電纜纜提提供供。。2、、話筒筒*攝像像機機用用的的充充電電電電池池有有鎳鎳鎘鎘、、鎳鎳氫氫、、鋰鋰離離子子等等，，電電壓壓有有7.2V、、12V、、14V等等。。*電池池的的連連續續使使用用時時間間取取決決于于本本身身的的容容量量和和用用電電量量。。容容量量以以Ah(安安時時)或或mAH(毫毫安安時時)為為單單位位。。3、、電池池(1)電池池的的充充電電(2)電池池的的使使用用(3)電池池的的清清潔潔(4)電池池的的保保存存*電池池使使用用時時要要注注意意的的幾幾點點*攝像像機機與與攝攝像像機機控控制制單單元元(CCU)、、錄錄像像機機、、特特技技切切換換臺臺等等設設備備之之間間傳傳送送視視頻頻、、控控制制、、同同步步信信號號和和電電源源等等往往往往通通過過電電纜纜連連接接。。*電纜分為二芯芯同軸、三芯芯同軸、多芯芯及光纖等。。*數字攝錄像設設備之間信號號的傳輸一般般使用二芯、、三芯同軸或或光纖，不使使用多芯電纜纜。4、電纜三同軸CCU控制器26芯-26芯連接電纜纜*攝像機的支撐撐裝置包括三三腳架連接器器(適配器或或托板)、云云臺、三腳架架、升降架或或升降機。*選擇托板時必必須與所用的的攝像機底部部結構和尺寸寸相配。5、支撐裝置托板云臺三腳架大型三腳架普通三腳架架上攝像機后后的三腳架架上攝像機后后的搖臂及三三腳架1、如何對彩色攝攝像機進行分分類？2、簡述彩色攝像像機的基本組組成和工作原原理。3、彩色攝像機鏡鏡頭中的色溫溫濾色片和中中性濾色片各各用什么作用用？4、黑斑效應是怎怎樣產生的？？如何