广播电视技术a

1、宽带网络技术电信技术广播电视技术以广播电视技术为基础，多种相关技术相融合，以继续保持广播电视事业的发展。广播电视业的发展方向1 单机现场录像节目采集 多机现场EFP录像 多机现场转播车录像 演播室录像 虚拟演播室录像 单机现场录像 多机现场EFP录像 多机现场转播车录像 虚拟演播室录像 1 1 1 0 1 1被拍摄的图像记录模拟信号 记录数字信号P2半导体REV ProXDCAM专业光盘专业USB专业SD卡专业硬盘数字磁带2广播电视数字化是全系统的数字化用户接收无线用户有线用户 发射、分配有线电视分配网无线发射台卫星信号传输微波现场信号广播电台电视台 制作、播出光缆干线网3数字电视技术系统架构

2、 采编制播传输发射分配用户接收采编制播发射分配用户接收光缆干线网传输卫星微波有线用户有线广播电视分配网无线发射台直播卫星直播星用户互联网传输节目集成节目集成平台互联网无线用户电脑IPTV用户电台N节目流电视台Z节目流电台A节目流电视台A节目流电视台N节目流4接收从固定向移动便携手持扩展固定接收火车汽车 轮船 移动终端笔记本掌上电脑 便携终端PDA手机 手持终端5电视节目制作第一节 电视节目制作概况电视节目制作方式 1、ENG方式-电子新闻采集 ELECTRONIC NEWS GATHERING 设备组成：便携式摄像机/录像机一体化 特征：前期拍摄、后期编辑 6电视节目制作 2、EFP方式-电子

3、现场制作 ELECTRONIC FIELD PRODUCTION 设备组成：三台或三台以上摄像机，切换台、 调音台、录像机等辅助设备。 特征：多机拍摄、同时编辑 7电视节目制作 3、ESP方式-电子演播室制作 ELECTRONIC STUDIO PRODUCTION 设备组成：完善的照明、音响设施 特征：综合特性。灵活性强。 8多机拍摄方式多机拍摄，现场切换。多台单机拍摄，后期编辑。多机拍摄，现场切换；辅以单机拍摄，后期编辑。分段拍摄。不间断拍摄。9多机常用机位三台固定机位和一台游动机位2号机全景及部分特写。1、3号机中、近景，特写。4号机游动机位。机动灵活。241310演播室景区A区正在演播

4、；B区搭好布景，演员就位；C区正搭景。B区演播； C区待命； A区拆景、搭景。A、B、C三个区域分别用红绿蓝三色标志景区。ABC11电视节目制作电视节目流程:采集编辑播出12电视节目制作电视节目流程:总编室审片选题采访，拍摄编辑，合成审片播出技术部审片制作播出带13传统概念的节目制作系统ENGEFPESP 后期创作视频 音频Swer MixerDVE DATVTR DAW绘图编辑 传送VTR Cat复制信号信号衰减工作分担14演播室EFP制作服务器视频/音频数据网络电脑动画工作站编辑、合成、信号处理数字系统为基础的节目制作环境流媒体信号信号衰减小工作综合型15改革工作流程ServerPlann

5、ingMetaDataAcquisitionMetaDataEditing MetaDataVTRArchivePlanningAcquisitionEditingGPSArchive MetaData-MetaDataGPSMetaData现在未来MetadataNon LinearIT Networke-VTRMetaDataMXF16基于网络的新闻节目制作摄像师随时随地离线编辑下载/编辑视音频存储低解析度数据.DB自动记录拍摄日期和地点草稿/注释/可用素材标记低解析度编辑无录像机制定编辑列表记者高解析度低解析度现场数据与室内服务器联机17基于网络的现场节目制作网络输入/输出处理器PFV-

6、SP 系列路由转换器HDS-X3000/5800系列硬盘录像机MAV-555A/777现场数据（时间/地点）网络控制片段共享自动/半自动操作系统管理员进行系统整体设定和管理A/VStorageDataStore高清摄像机18电视剧/电影/广告节目制作摄像师现场导演DataStore现场数据（日期/地点）电子场景板视音频监看/监听草稿/注释编辑摄像机控制场景/编目浏览/搜索自动载入24P/30P音频同步便于办公室复制操作网络分工编辑制作高速存档后期制作19 Frame 帧 在一个扫描周期中，电磁束完整扫描一次的区域，包含两个场。完整的电视画面的最小单位。 FIELD场 一个完整扫描周期的一半，一

7、帧电视画面至少由两个场组成。每秒由60个场或30帧组成。 场频和帧频 帧是构成视频信息的最基本单元。单位时间内所扫描、传递、和接收的帧数称做帧频。如PAL制图像信号每秒由25帧画面组成，即帧频为25HZ。 单位时间内所扫描、传递、和接收的场数称做场频。传统电视是隔行扫描的，一个标准的电视帧由两个扫描场组成。20480P 分辨率最低的数字电视扫描系统。P代表逐行，每一帧完整的电视图像包含480个被逐一扫描的行。720P 数字电视的逐行扫描系统。1080i 高清晰电视的一种扫描系统。I代表隔行，每一帧完整的电视图像包含两个隔行扫描的场构成，每一场包含539.5行。1080i系统每秒产生60场或30

8、帧完整的画面。21三基色原理电视系统中，将红、绿、兰作为三基色，用R、G、B表示。 （R=700nm，G=546.1nm， B=435.8nm）三基色原理的主要内容包括： 自然界中绝大多数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为三基色。三基色是相互独立的彩色，任何一种基色都不能由其它两种基色混合。三基色的比例决定了混合色的色调及饱和度。混合色的亮度等于三基色亮度之和。22空间混色法： 利用人眼对空间细节分辩力差的特点，将三种基色色光点放在同一表面的相邻处，只要三个光点足够小，又足够靠近，人眼在它们一段距离之外，所看到的不是三个分别独立的光点，而是看到一个三基色混

9、合后的彩色光点，此种方法用于同时制彩色电视体制中。（NTSC、PAL）时间混色法 利用人眼视觉惰性，顺序地让三基色呈现在同一表面的同一点，如果三基色交替出现的速度很快（时间间隔小于人眼的视觉暂留时间0.1秒），人眼也会感到三种基色的混合彩色光，此种混合法被顺序制彩色电视体制所采用（SECAM）。 23电视信号的传输通道及视频带宽。传输最简单的画面，即屏幕上图象为单一色无变化，则信号变化频率为0MHz。传送最复杂的画面，则是屏幕上为每相邻的二个象素均在变化，计算出信号变化频率约为6MHz。所以要完整的反映电视图象变化的信号频率范围应在06MHz。用代表最复杂画面的最高频率减去代表最简单画面的最低

10、频率，即为电视信号的带宽。对于传输通道的要求是能够不失真的传输信号，则电视信号传输通道带宽应为0-6MHz。24彩色电视的视频信号包括亮度信号、色度信号、和色同步信号。视频信号的标准值是1.0VP-P复合，特性阻抗75欧姆；分量信号的亮度是1.0，色度是0.7VP-P。25（1）复合系统：把彩色和亮度信息结合成单一的信号。它只需一条视频线传送。缺点是彩色和亮度之间有些干扰。（2）分离系统：亮度信号（Y）和色度信号（C）在编码处理和解码处理中分开进行，但两个信号在实际到录像带上时组合和占用同一轨道，需要两路传送分离信号。Y/C分离信号的优点是能录出高质量的图像。26（3）分量系统：亮度信号（Y）

11、、红色差信号（R-Y）和蓝色差（B-Y）信号，三个信号分开传送。录像带分别记录两轨信号，即亮度信号和色度信号。优点是即使经过多次转录，能保持比较好的质量。（4）RGB系统：红、绿、蓝信号保持分开。在录制和传送过程中是分开的。系统需三路传送图像信号。系统许切换台、编辑机、监视器都具备处理RGB信号的能力，常见系统中少用。27全球彩色电视制式 PAL制，每帧625行扫描线，场频50HZ。克服了N制对相位的敏感性。SECAM制，避免了串色和失真。每帧525行扫描线，场频50HZ。NTSC制，接收机简单、最佳图像质量高、信号处理方便。由于传输通道的非线性引起的微分相位失真，而使接收端彩色失真。每帧52

12、5行扫描线，场频60HZ我国采用PAL制。28景物镜头成像光电转换（变成电信号）电路（放大、整形、加工处理）编码（形成不同电视制式的全电视信号）发送（调制传输）接收（解调制、分解全电视信号）显像（电光转换） 29彩色及其再现1、光与色光的性质电磁波可见光在电磁波辐射波谱中的位置 302、色温与标准光源只要不是单色光,复合光都能使人产生程度不等的白色光感觉。怎样描述一个白光,用形容词显然不够科学和准确，为了便于比较和进行色度计量，需要引入色温的概念。首先引入绝对黑体的概念，所谓绝对黑体（完全吸收体）是指在辐射作用下，即不反射、也不透射，而能把落在它上面的辐射全部吸收的物体（这是一个抽象的概念，此

13、种物体并不存在）。把绝对黑体加热，在温度变化时，它发出的光的颜色随之变化。当颜色变化到与被测光源的颜色相同时，这时黑体的温度就叫作该光源的颜色温度，简称色温。波谱能量偏重波长较长区域的白光，色温低、偏红色。波谱能量偏重波长较短区域的白光，色温高、偏蓝色。太阳光因受大气层吸收、受季节、气候、时辰、晴雨、地球纬度、地理环境等影响造成的频谱分布影响，色温变化差异很大。如清晨色温是2000K、偏红色。阴雨天色温是7000K15000K、偏蓝色。必须注意色温与光源的实际温度是两个概念。例如、3200K的灯，蒙上浅蓝色的透明纸，色温立刻变成4000K以上，。反之、蒙上一层浅黄色透明纸，色温马上变到2500

14、K以下。 313、彩色三要素 任何光束对人的眼睛引起的视觉作用可以用亮度、色调、色饱和度三个量来描述，这三个量称为彩色三要素。 亮度：通常用Y表示。指彩色光所引起的人眼视觉明暗程度。亮度与光线的强弱有关，与光线的波长有关。人眼对黄绿光最敏感，因而在同等强度的不同色光照射下，会感到被黄绿光照射的景物最明亮。 色调： 指彩色光的颜色类别。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫就是表示着不同的色调。改变色光的光谱成分，就会引起色调变化。不同波长的光所呈现的颜色不同，实际就是指的色调不同。彩色景物的色调取决于光照下反射或透射的光谱成分，因此它的色调与照射它的光源有关。色饱和度：指颜色的深浅程度，即色的浓或淡。对于

15、同一色调的彩色光，其饱和度越高它的颜色越深，反之越浅。 324、视觉灵敏度 光源的强度大小，引起人眼视觉的感受是明暗变化，光源的强度用光通量描述，光通量表示辐射通量对人眼的作用程度，光通量的单位流明lm. 定义1：某方向发光强度为1坎德拉（cd）的点光源在该方向的单位主体角内传出的光通量为1流明。 定义2：投射到某面积上的光通量与该面积之比，称为该面积上的照度。常用单位一勒克斯lx1流明光通量均匀分布在1平面上所产生的照度为1勒克斯。 33典型环境下的照度举例环境条件 照度lx黑 夜 0.01-0.02月 夜 0.02-0.2阴 天 室 内 5-10晴 天 室 内 100-500晴 天 室 外

16、 1000-100000读 书 必 须 照 度 30电 视 演 播 室照度 300-2000摄像机标准测试照度 200034各种摄像机的灵敏度及最低照度指标举例 型号 灵敏度 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 光源的强度相同，但波长不同（颜色不同）所引起的人眼视觉亮度感觉也不同。研究表明人眼对5

17、55nm的黄绿光灵敏度最高，对红光、紫光较不敏感，对红外紫外光毫无视觉反映。 35 摄像机概论 36摄像机的主要技术指标 灵敏度，分解力，信噪比统称为电视摄像机的三大指标。是摄像机最重要的技术指标。1、摄像机灵敏度（指摄像机的光电转换效率） 评定方式： 是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。标准摄像状态指的是，灵敏度开关设置在0DB位置，反射率为89.9的白纸，在2000勒克司的照度，标准白光（碘钨灯）的照明条件下（色温3200K），图像信号达到标准输出幅度时（700mV），光圈的数值称为摄像机的灵敏度。通常灵敏度可达到F8.0，新型优良的摄像机灵敏度可达到F11。相当于高灵敏度ISO-400

18、胶卷的灵敏度水平。 372、水平分解力 分解力又称为清度。其含义是，在水平宽度为图像屏幕高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。例如 水平分解能力为700线，则表示在拍摄一幅水平方向具有700条黑白相间的垂直线条的图像时，在监示器上重现图像的中心部分，还能够看清黑白线条。水平分解力越高，表示图像清晰度就越高。摄像机图像中央部分的分解力高，边缘差，CCD机整幅图像的水平分解力都是一致的。 摄像机的垂直清晰度主要取决于扫描格式，即扫描的行数。因此，对于摄像机的垂直清晰度不必加以考虑。 383、信噪比 在标准照度下（2000lx），摄像机图像信号峰峰值与视频杂波信号的有效值之比称为信杂比。信

19、杂比的数值与测量条件有关系，信杂比是摄像机的重要指标。 表示在图像信号中包含噪声成分的指标。在显示的图像中，表现为不规则的闪烁细点。噪声颗粒越小越好。信噪比的数值以分贝（DB）表示。 39摄像机构成 4041光学系统包括变焦距镜头，分光棱镜，滤色片 光学系统作用是通过镜头把被拍摄景物成像后通过分光镜分解为R、G、B三幅单色图像。 光电转换系统包括：摄像管及其附属电路（摄像管机）或CCD芯片及其附属电路（CCD机） 光电转换系统是摄像机的核心部分，其好坏直接影响摄像的质量，其作用是将光图像信号转变成电子图像信号。电路系统分两大部分1、信号处理电路 2、自动控制电路 是对光电转换后微弱的电信号进行

20、放大，处理校正，补偿信号的先天不足，然后送入编码器形成符合电视制成规定的彩色电视全信号。 是对操作上的一些自动化功能的实现，如自动黑、白平衡，自动光圈，自动聚焦，伺服变焦等。 42彩色电视摄像机光学系统 431、光的反射、折射现象，及单透镜成像原理44空气折射率为n=1.003 普通玻璃折射率为n=1.5光学玻璃折射率为n=1.6折射率大小不仅与物质有关，而且与光的波长有关，对于同一物质来说，长波长的光折射率小，短波长的光折射率大，即红光折射率小，蓝光折射率大。全反射 当光线从折射率大的物质折射到折射率小的物质时，随着入射角增大，折射角也增大。折射角增大到90时的入射角称作临界角。入射角大于临

21、界角时，入射光从界面上完全反射，这种现象称全反射。 45单透镜成像原理 46单透镜成像原理 原因是镜头玻璃与空气的界面是球面，而不是平面。因为球面上所有点的法线都在球面的曲率中心处相交，所以从物体某点散发出的光线穿过透镜后，各点向其法线靠拢，最后这些光线交于一点，这一点便是原物点的像点，这就是透镜成像的简单原理。凸透镜是会聚透镜也称正透镜 凹透镜是发散透镜也称负透镜 47镜头是由许多各种各样的单元透镜组成，凸凹透镜是二种最基本的透镜。凸透镜可以看成两个圆相交组成（半径相同或不同均可）凹透镜可以看成两个圆不相交之间部分。48球差 由于球面透镜的边缘部分比中心部分弯曲的历害，所以通过边缘部分的光线

22、比近轴光线折射角度大，使边缘入射光线会聚于焦点前的Fm点，而没有会聚于焦点Fp，因此在焦点处形成一个中心亮，边缘模糊的小圆盘而不是一个清晰的小圆点，这种由透镜球面引起的像差称为球差。49色差 一束平行的入射白光，到透镜时，由于波长短的折射率大，所以经透镜折射后会聚于F1点（离透镜近）。而波长长的光折射率小，会聚于F2点（离透镜远），这就是由波长不同的光引起的色差。球差和色差的校正 凸透镜产生的球差、色差，可以用凹透镜来校正。将一个像差小的厚凸透镜与一个象差大的薄凹透镜胶合在一起，可以克服像差。校正原理如下：因为凹透镜对边缘光向外折射大，所以可以补凸透镜球差。 又因为凹透镜对白光中的短波长的光向

23、外折射率大，所以可以补色差。50像的几何畸变 垂直于光轴的物体各处的放大率与光轴的距离不同而不同，因而造成几何畸变，称为桶形失真与枕形失真。一般情况下，镜头在短焦距时产生桶形失真，长焦距时产生枕形失真。 5152AB点的像成为一段向外弯曲的曲线AB。一个正方形物体的像就变成了四角向外拉的失真图像，称为枕形失真。 53相对孔径 光圈的主要作用是通过控制镜头的进光量大小，满足镜头所需要的灵敏度，也就是满足镜头成像面所需要的合适的亮度。亮度过大或过小，在成像面上均不能产生理想的图像。 实际操作中，我们调正的是表征光圈大小的参数光圈指数F。F的定义为相对孔径的倒数。5455视场角与成像尺寸 拍摄时如果

24、物像的一部分落在取景框外，像的这部分就照不上了，这说明在成像面（胶片、靶面）尺寸一定时，固定焦距镜头，就有一个固定的视野，其大小就用视场角来表征描述。所谓视场角，就是景物对镜头的最大张角。 56常用摄像管的成像尺寸 摄像管规格（英寸） 成像尺寸（mm） 对角线长度（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视场角计算公式：=2tg-1 H/2f H成像面高度或宽度 f镜头焦距 5758决定景深的因素 物距与景深成正比，光圈、焦距与景深成反比，则有光圈大，景深小。光圈小，景深大。（同一台机，光圈、焦距相同情况下

25、）焦距长，景深小。焦距短，景深大。（光圈、焦距相同情况下）物距近，景深小。物距远，景深大。（光圈、焦距相同情况下）59放大率与最近拍摄距离 镜头的放大率是物距与象距之比即m= ABA B =b/a b像距 a物距60光学系统变焦距镜头 616263变焦镜头的性能指标 （1）分解力与调制传输函数 表征镜头分辨图像细节的能力。分解力高图像清晰度高反之则低。通常用每毫米内分辨多少黑白条纹表示大小，它不同于摄像机分解定义，摄像机用整个像面高度或宽度内能分辨的黑白条总数来表示。 N N22H N镜头分解力 N2摄像机分解力 H摄像管靶面高度64（2）透光率透光率= 射出镜头的光通量射入镜头的光通量100

26、 1.光在每个透镜表面不仅会发生透射（折射）还会发生反射。反射光使透光率下降。同时还形成了杂散光。在镜头表面镀上增透膜，各界面的反射光可减少到0.5%以下，因此，镜头表面不要随便乱擦，以免划伤镀膜。 2.镜头对于波长不同的光，其透光率也不同 65（3）像场亮度分布a、当入射光垂直镜头面时，反射光为0，入射角增大，反射加剧，光能量损失增大，所以镜头中心透光率高，边缘则低，即像场中心亮度最高，靠边缘部分亮度降低。b、像场亮度不均匀，引起电视图像的亮度失真。这种失真在电视中叫黑斑效应，由于光学系统上最大限度的把不均匀性压缩到最小，但仍有残存的不均匀，则摄像机电路中一般都设有黑斑校正电路以进上步最大限

27、度减弱黑斑的影响。66结论:光圈开大,焦距拉长都会增加像场亮度分布的不均匀性,所以使用中要尽量避免长焦距,大光圈同时使用的情况,以保证画面亮度的均匀性. 67变焦距镜头的后焦距调正 使用变焦距镜头时，除了正确地调聚焦和变焦外，必须首先检查它的后焦距是否调好，否则变焦距时，图像的清晰度将要随之变化（后焦调好时，不论变焦在长焦还是短焦，图像都应是清晰的）通常最后一片透镜（固定片）到达成像面的距离，称为后焦距，又称后截距，一般镜头出厂时均已调好，故使用者不要随意调正。 JVC调整后部焦距.exe68调整后焦使用西门子星卡（如无此卡，可用轮廓明显的画面代替）调整步骤如下：1.用长焦对准卡转动聚焦环使图

28、像清晰。2.用短焦对准卡转动微调环使图像清晰（这时聚焦环不要再动）3.长、短焦反复交替调整，使图像均为清晰即完成了后焦调整。69近拍调整 每个镜头都有一个最近拍摄距离（0715m）,小于这个距离无法清晰成像，变焦距镜头在后焦环的后面设了一片近拍调整环，此环在正常拍摄时锁定不需调整。在近拍时松开锁定钮，镜头对准被拍物体，调整此环使图像达到清晰。使用者应注意，近拍完成后要把近拍环恢复到原位，以免影响正常状态下的拍摄工作。 70色温及衰减滤色片 在不同光源下拍摄同一景物，在电视上显示了色调不同显然是不允许的，因此在镜头与棱镜之间加装色温滤色片，对此进行较正，在光源气温不同时，换用不同色温片，以保证总

29、的光谱物性有变。 71摄像机光电转换系统 72管靶材料 最低照度 惰性 分辩率硫化锑 60L 大 300线硒砷锑 30LX 小 500线氧化铅 20LX 很小 600线73 固体摄像器件称CCD（charge、coupled、Deuices）是一种半导体集成器件，中文称电荷耦合器件。它打破了传统的电子扫描方式，使摄像机的发展又一次产生巨大飞跃。 CCD优点很多，比如：体积小、重量轻、不易破碎、灵敏度高、分解力高、分布均匀，不受外磁场干扰、无灼伤、寿命长、可实现电子快门功能、耗电小，省掉了摄像管方式中的偏转，聚焦线圈及相关电路，不须要调整正重合、电子束等等。74摄像管技术参数 1、惰性： 像素在

30、一帧内所建立的电荷像，在电子束扫描时，必须一次拾取干净。每一次扫描必须使靶的内侧（右）电位下降到0V。否则将留下剩余电荷，即使光照停止，下一次扫描时，仍有电流输出，重现图像上出现很淡的前一帧图像。这称为余象或残象。这种现象称摄像管惰性。 752、灵敏度：灵敏度取决于光电材料本身的光电效率。大部分光电材料的电阻率是介于半导体与绝缘体之间。一般讲，材料电阻率越低，越接近半导体，其光电转换效应越高，反之则低，但用电阻率低的材料制造的管，其分解力和暗电流很难达到满意的指标。经实验挑选，氧化铅和硒是电阻率和光电转换效率都较高的材料，它即满足了灵敏度指标要求，又能满足分解力、暗电流等其它指标要求，所以应用

31、很广泛。763、分解力与孔阑效应77 CCD摄像机的光电转换系统 CCD是由几十万个感光单元组成的二维阵列。它是一种电荷转移方式的固体摄像器件。它首先把各个感光单元上所产生的电荷转移到存贮区，然后在读出移位寄存器上逐一移动，最后将信号电荷读取出来产生视频信号。 7879801、CCD的光电转换在P型单晶硅的衬底上形成一层很薄的绝缘氧化物（二氧化硅）层。当光照射到氧化物层的表面时，就在氧化层与P型硅之间产生电荷。其电荷的数量与照射到该点的光的强度和被照射时间成正比。这就是光电转换作用。812、CCD的存贮 如果在氧化物表面制作一个透明电极，当电极加上一个正电压，该电压形成的电场将穿过氧化层在电极

32、对应的下方形成一个电荷耗尽区。这样在二氧化硅与P界面之间得到了一个可以存贮电荷的势阱，它使光照产生的电荷留在阱内 823、CCD的电荷转移势阱的深与浅由对应电极所加电压大小决定。电荷在势阱内可以流动，电荷总是从浅阱处向深阱处流动，这种电荷的流动称为电荷转移（似水流）。如果有规律地改变电极的电压，势阱的深浅会随之变化。势阱内电荷就可以按人为确定的方向转移，直到最终由输出端输出，这就是电荷转移的基本原理（见图） 83 从上图电荷转移过程可见，只有当A、B两电极间隔很小时，两个势阱才能紧密相连通。如果间隔大，两个势阱之间就会有P_型硅隔断层存在，而不能连通。电荷就无法耦合，也就难以实现转移。 84C

33、CD电荷转移方式 CCD是由MOS电容组成的二维陈列，将CCD光电转换产生的电荷转移出去形成电视信号有多种方法，在摄像机中广泛应用的有 a.行间转移IT方式 b.帧转移FT方式 c.帧一行转移FIT方式85868788三种电荷转移方式比较a、在三种转移方式中，IT方式不设存贮部，CCD芯片面积较小，驱动脉冲简单，造价便宜，应用较广。 缺点是IT方式的感光部与转移部的相同排列方式，使感光部窗口较小，开口率只有1/2。光利用率较低，与FT方式相比灵敏度较低，不过这一缺点已被在CDD芯片上制造像素表面微透镜等新技术弥补。 缺点二是从转移部遮光层的两侧斜射到转移列内，并产生光电子，掺与到正在转移的前一

34、场信号电荷内，产生干扰信号。使用图像上的强光点的上下造成垂直拖影。这种现象在早期CCD机中十分明显，目前已有了很大改进。b、FT方式、光的利用率高，像素密度可以提高，因此灵敏度，分解力较高，但是与IT方式相比，多设了一个存贮部，器件总面积较大。 此外感光部即进行电荷积累又参与电荷转移，在场逆程期间电荷转移过程中仍有电荷积累。因而也将产生严重的垂直拖影现象，所以FT方式的CCD，通常设机械快门，在场逆程期间对感光部遮光，来进行减小，克服垂直拖影现象。c、FIT方式吸收了IT方式与FT方式两者的优点，尤其是克服垂直拖影有明显改进。但结构复杂，芯片面积大，成本高，故多用于高档摄像机。89转移方式 I

35、T FT FIT芯片尺寸 小 大 大开口率 一般 大 一般垂直拖影 较大 无机械快门时很大 小实用化产品 最多 较少 正在增多90电荷转移器件CCD的技术改进 1、提高图像清晰度最初的CCD集成度低，感光单元数量少，经过三十多年的开发研制，目前的三片机、分解力水平普遍高于700TV线。最新型的SONY公司生产的，HDC-900/950/930机，具有220万个像素。水平分解力高达1000TV线。BVP-E10WSP，中央水平分解力900TV线。总像索1233K91提高芯片集成度，增大感光单元密度。 CCD的发展，使感光单元密度越来越大，而尺寸越来越小，有效像素数目越来越多。 92三片CCD采取

36、空间像素偏置的装配技术。 所谓三片CCD空间像素偏置装配技术，是指固定于分光棱镜的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，并使两路相对于G路CCD芯片在水平方向错开1/2个像素位置，其等效像素增加了一倍。9394增设电子快门功能，改善运动图像的清晰度。 对于快速运动的物体。如体育运动中滑雪、赛车、短跑等运动，在一场的时间内物体光像在感光面上会有明显的位移，这时，光像在感光单元上电荷积累的位置变化将使图像中运动物体的边缘变的模糊不清，运动物体的清晰度变差，即动态清晰度较低。如果用摄像机快速地摇摄景物，即使物体不是快速移动，其被摄图像也会产生相似的情况。要克服这一情

37、况，利用电子束扫描进行光电转换的摄像管机是十分困难的，但CCD机可以通过启用可变速度的电子快门功能来解决。 9596a表示不加电子快门时的电荷积累情况，对于625行/50场电视制式。如果忽略场逆程电荷转移时间，则每场画面积累电荷的时间为1/50秒，所积累的电荷量由光的强度及1/50秒的时间决定。 b表示加了电子快门之后的电荷积累情况，如设快门速度为1/250秒，这时电子快门控制电路将每一场时间（1/50秒）分成前后两个部份，前一部分为4/250秒，后一部分为1/250秒。对于前一部分时间内积累的电荷在一场开始后的4/250秒的时刻全部通过垂直溢流沟道释放掉（图中无阴影部分），此后再从头积累电荷

38、，因此一场时间内只有1/250秒的时间内积累的电荷才有效。由这些有效积累的电荷产生信号输出（图中阴影部分）。 由于产生电荷积累在更短的时间内发生（此例中的1/250秒）。物体在此时间内产生的位置移动要小于一场时间内产生的位置移动（此例中只有原来的1/5）。因此重现图像变的清晰。97 用摄像机拍摄计算机显视屏时，经常出现水平干扰条纹，并闪烁、跳动，这是因为计算机显示器的扫描频率与电视系统的扫描频率不一致所造成，为了解决这类问题，摄像机用精确控制电子快门速度的方式，校准扫描频率与计算机显示器扫描频率，相对应，使条效最小或完全消失。这种功能称为清晰扫描方式。982、提高灵敏度和信杂比 早期的CCD摄

39、像机灵敏度很低，拍摄时需很强的灯光照明，以使演员被灯光烤的难以忍受，经过近30年的改进与开发，现在CCD机的灵敏度反而比硒砷锑管机高了一档光圈 。99通过芯片设计来改进自身特性。CCD摄像机灵敏度的提高，主要归功于CCD制作技术和工艺改进。首先精心选择光电转换效率较高的光敏材料制作CCD芯片的感光部件。尽量扩大CCD芯片上每个感光单元的有效感光面积，即提高开口率。SONY公司开发的新型光敏器件，空穴积累型二极管（HAD）其兰色区域的灵敏度比老式CCD提高了5%，开口率由老式的23%提高到34%，CCD摄像机要获得较高信杂比，除了提高灵敏度，还要尽量减少杂波，空穴积累型二极管CCD，有效地减小了

40、暗电流（其暗电流已经减小到老式CCD的1/10）。暗电流表现在图像上，主要是固定图形的杂波或者是随机杂波，暗电流的大幅度减小，大大地提高了信杂比。 100在CCD表面制作微透镜技术。 所谓微透镜制作技术是指在CCD制造过程中，在每个CCD感光单元（即像素）的表面制作一个极其微型的透明树脂透镜。利用微透镜的聚光作用。加大每个感光单元的有效感光面积 。1011023、克服垂直拖影和开花等缺陷。 早期的CCD摄像机如果对着明亮的物体拍摄，在重现的图像上会出现一条垂直亮道，这就是垂直拖影。后期生产的三片机垂直拖影现象已经很轻，目前已经做到了-145db，而且拖影的颜色已由原来的粉红色变成了淡白色，有的

41、摄像机，即使对着太阳拍摄也只是出现很淡的拖影 103行间转移IT方式摄像机，在CCD芯片制作中设置了垂直溢流沟道，放掉由强光所造成的过多电荷的积累。由此可以大大减轻由器件本身造成的垂直拖影。在帧转移FT方式摄像机中，加用一块转动的叶子板作为机械快门。在电荷从感光面向存贮区转移期间，使按场频转动的叶子板刚好遮住进入CCD的光线，从而完全隔绝入射光对下一场图像的影响，成功消除了垂直拖影现象。在帧一行间转移FIT方式CCD摄像机中，尽可能地提高信号电荷垂直转移速度。新开发的FIT摄像器件的垂直转移速度，比行间转移IT方式器件，高了几十倍，将垂直拖影现象有效地减轻到几乎看不出来的程度。CCD摄像机的开

42、花现象是由于CCD表面的光散射，使得物体图像周围出现光斑。要减轻开花现象除了采取上述消除垂直拖影相同的措施外，还采用了严格控制的镀膜技术，在CCD表面蒸镀一层球面形状的防晕玻璃，这样不仅可以减少CCD表面的光反射，以抑制开花现象，而且还可以明显提高光利用率。104此外，有许多型号的摄像机还设置了动态对比度控制（DCC）电路。（有的摄像机称为自动拐点控制电路AUTO KNEE）用来减轻开花现象。 DCC电路的传输特性曲线，DCC电路实质是根据输入信号电平（即入射光强度）自动调节白压缩的起点（即拐点）。 105当拐点降到85%这一最低点时，入射光强度高达600%的输出信号仍能维持在正常幅度范围内，

43、此时白压缩最强，摄像机动态范围最大，对开花现象抑制也最大，选择适当的电子快门，也可以减轻开花现象。106CCD机与管机的比较 1、结构特点：形状：CCD：平面结构、体积小摄象管：立体结构、体积大成像：CCD：像素分立，成像部分是离散的摄像管：成像部分是连续的扫描：CCD：电荷耦合转移，利用时钟脉冲拾取摄像管：利用电子束扫描，直接从光电靶上拾取1072、电特性（1）灵敏度 CCD：灵敏度高，加入微透镜后更有改进，但感光单元之间灵敏度不均匀性大。 摄像管：灵敏度相对于CCD比较低，但灵敏度不均匀性不明显。（2）分解力 CCD：取决于像素的总数量R、G、B空间像素偏置装配后，可以提高分解力，整个画面

44、分解力均匀。 摄像管：受电子束直径大小，即电子束聚焦状态影响大，由于电子束的形状在整个画在不同位置上有所差异、画面周边分解力会下降。108（3）杂波CCD：由于暗电流不均匀会产生固定图形杂波，CCD输出电路的时钟漏信会产生预充电杂波，利用双重相关取样电路，可消除这种杂波，因为CCD是低阻输出，故而予放器杂波影响不大。摄像管：由于分布电容影响而产生三角形杂波，因为有微音效应故不耐振，摄像管采用高阻输出，所以予放器杂波影响大。（4）残像：CCD：无摄像管：因光电导膜的电容影响而产生残像。 109（5）低照度特性CDD：因暗电流影响会看见固定图形的杂波，需加黑斑校正来补偿。摄像管：因残像影响会看见拖

45、影，需加背景光补偿。（6）高亮度特性CCD：由于势阱中电荷溢出会产业污斑及模糊现象，在每个像素单元上设置泄漏电极后，可改善此现象。摄像管：强光照射，会引起图像单元扩大，移动物体会产生慧尾，因电子束散焦也会引起模糊，利用自动电子束优化电路，可得到改善。110（7）垂直拖影CCD：早期IT方式明显摄像管：无（8）重合CCD：三片CCD与分光棱镜，出厂前已精确调正固定，使用中不需调正。摄像管：R、G、B三只管的光栅精确重合较困难，使用一段时间需调正。 111（9）几何失真CCD：每个感光单元有规律排列，无图像几何失真。摄像管：因电子束扫描要实现中心部分与边沿部分线性扫描非常困难，故几何失真大。（10

46、）外磁场影响CCD：无摄像管：电子束扫描，容易受地磁等外磁场影响。（11）莫尔条纹：CCD：当光像信号频率高于取样频率（光敏组件空间频率）时，就会出现折返的伪信号，即莫尔条纹，利用光学晶体低通滤波器，可以得到克服。摄像管：不易产生莫尔条纹。1123、操作特性灼伤CCD：无灼伤摄像管：因光电导膜的特性在强光射入时会产生灼伤。 113彩色摄像电路系统 摄像机电路分为两大类，一类是对信号进行放大、校正，编码的视频处理电路，如：予放器、增益选择与控制，黑斑校正，彩色校正，轮廊校正r校正，杂散光校正，电缆校正，白切割等电路。另一类是为实现各种自动控制的电路，如：自动黑、白平衡、自动重合、自动光圈、自动聚

47、焦、伺服变焦等等。114视频处理电路1、予放器：主要功能是对CCD输出的微弱信号加以放大，它是视频通道的第一有放大器，要求是一种低杂波，高增益（电流输出大于90db，宽频费视频放大器） 2、黑斑校正电路(重现图像中央出现大面积暗斑或色斑，使背景亮度和颜色呈现不均匀现象，称为黑斑效应。引起黑斑的原因很多，从黑斑对图像信号的影响所反映的现象，可分为选加型和调制型黑斑。选加型黑斑是由CCD或摄像管的暗电流引起，将导致图像暗部亮度不均匀。调制型黑斑是由CCD或摄像管靶面灵敏度不均匀；镜头各区域透光率的不同，分光校镜色渐变现等因素所产生。1153、增益选择与增益控制 a、摄像机面板设增益选择开关，其作用

48、是在低照度下，提升视频信号电平。 增益控制是由摄像机内设的CPU控制R、B两路放大器增益，改变R、G、B三路信号的相对比例，当面板上自动白平衡钮按下时，CPU根据所摄的白色画面及光源色温。自动调节R、B路可变增益放大器的增益，使R、G、B三路基色信号达到平衡，白平衡一于调正完毕，R、B路增益就被自动记忆并一直保持在这一数值上。 1164、彩色校正 摄像机的光谱特性，等于本机光学系统，光谱特性，摄像管光谱特性，实际使用光源的光谱性之积，因三者均无负辨，因此摄像机的实际光谱性无负辨。这样有些色光，就无法正确合成，而产生彩色失真，这是实际光谱特性与摄像机光谱特性的差别之一。在光学系统，摄像管的制造，

49、光源选用上，都最大限度考虑了实际光谱特性的要求，但要做到摄像机光谱特性曲线的正辨与实际特性曲线正辨的完全一致，在技术上，目前还无法做到，这是二者的差别之二。以上二个差别说明，在电视系统中不能重现某种色光，而存在着彩色失真，因此要在摄像机内设彩色校正电路（用线怀矩阵方式），对摄像机的光谱特性进行校正。1175、r 校正对于整个电视传输系统而言，其工作任务是要进行光一电，电一光两次转换，在摄像端，摄像机把光像变成电信号，在接收端电视机电信号变成光图像。承担这二次变换的器件是摄像器件（CCD、摄像管）和显像管。从整个系统角度出发，显像管荧光屏上重现图像的亮度，应该与被摄景物上各点亮度成正比例，使两次

50、变换的综合特性为线性，即重现图像的亮度L=K-L0式中，L0为景物亮度，K是常数（系数）。否则重现图像必定会出现亮度和色度的非线性失真，只要能做到摄像器件和显像器件，保证是线性变换就可以不产生非线性失真。 1186、轮廊校正a、为了提高图像清晰度，使图像轮廊鲜明，勾边电路，图像增强等名称。它是由水平轮廊校正和垂直轮廊校正两部分电路，分别对图像的水平与垂直轮廊进行校正的。b、无论是CCD中的感不单元还是摄像管中的电子束，都具有一下的截面积，当它们感光式扫描到图像细节部分，或轮廊边沿时，会使细节变模糊，或使轮廊边沿的电平跳变平缓。 1197、杂散光校正被拍摄的物体的光像要通过由20多层透镜组成的镜

51、头，滤气片，以及分光棱镜才成像在摄像器件感光面上，每个镜面都会有不同程度的反射。CCD内也存在着散射现象，摄像管靶面和金属电极还会产生反射现象。所有这些反射与散射现象产生的杂散光照到摄像器件感光面上会产生一种平场信号。提高了图像的黑电平，本来应当为黑色的部分，但重现图像却有一定程度的发白，使图像上好像蒙上了一层雾，降低了对比度和清晰度。 1208、电缆校正在电视演播室，电视转播不及EFP系统中使用的摄像机要用很长的电缆把信号送到摄像机控制单元（CCU）进行调正，并供给切换方，供导播对多路信号选择切换。电缆中的分布电容和分布电感会使传输信号的高频衷减，电缆越长，衷减越大，所以这类摄像机，通常都设

52、有电缆校正电路以提升信号的高频份量，而用于ENG的摄像机，因不需连接长电缆传输，故不设电缆校正电路。1219、电子导像器 每一个照相机都有一上取景器，同样每一中摄像机也都有一上取景器，用于寻找拍摄的画面。但是两者的结构完全不同，照相机取景器，通常由光学部件构成，而摄像机取景器都是由电子电路组成，它采用电信号处理方法，来进行寻像取景，因此摄像机中的取景器通常称电子寻像器，常用字母VF表示，其实质是一中微型的视频监示器。122拍摄时导像 选取合适的拍摄景物，优化画面构图，并以导像器上显示的图像为参考进行聚焦，光圈，变焦等镜头操作。监示返送视频图像 专业摄像机设置一上返送视频按钮，RET（RETUR

53、N VIDEO）当按下此导时，导像器可以做为监示器，观看到由与摄像机所连接的录像机或摄像机控制器（CCA）返送的视频信号的图像。123摄像机状态显示及调机菜单显示。 摄像机各种工作状态都可以由导像器屏幕以英文或英文缩写及字符显示出来。告警指示 利用导像器显示信息的另一内容为告警指示。视频电平指示时间显示124二、摄像机的自动控制电路 自动控制电路是用来完成摄像机的黑白平衡，图像重合，镜头变焦、聚焦、光圈等方面的自动调正，自动操作功能的电路 。通过cpu自动实现面板上开关，按键所设置的工作状态及状态所指定的功能。增益选择开关 、摄像/彩条开关、光圈自动/手动选择开关 等。自动调正：摄像机面板上，

54、另一在开关按钮为需进行调正而设的指令开关，如AUTO WHT按钮，当按下此按钮，CPU接到信号后，选择适当的模拟输入信号，并进行处理，根据处理结果所产生的误差信号，对视频处理电路中相关电路进行调正控制。形成一个死循环调正方式，重复进行。直到误差减到一下的数（允许值以内）后。CPU发生结束指令，调正完毕。125工作状态自动显示：自动控制，自动调正后的稳定工作状态。将同时显示在录像器屏幕上，以供摄像师对工作状态了解。126自动调正功能程序过程 自动黑/白平衡调正当摄像机所拍的黑色和白色物体，如果能正确地重现其纯黑和纯白图像，那么该机去后摄其它彩色物体，也能正确地还原其色彩，不会出现偏色现象。这仅是

55、调正黑白平衡的意义。调正三基色信号黑电平的相对大小，使三者保持一致，保证黑色物体重现出正常的黑色，叫做黑平衡调正。调正三基色信号的增益大小，使三者白峰值电平保持一致，使白色物体重现出正常白色叫做白平衡调正。127自动黑平衡自动黑平衡调正是在光圈关闭情况下进行，整个调正过程，包括三个程序步骤。1.将镜头完全闭合。2.进行黑跟踪调正。3.进行黑平衡调正。按下自动黑平衡调正按钮，不论光圈方式是手动还是自动，CPU输出的控制指令都将使光圈关闭，随着光圈的逐渐闭合，三基色信号的幅度越来越小，当CPU检测到光圈完全闭合后，便可进入自动黑跟踪调正。128自动白平衡 自动白平衡调整方式有两种类型，一种是记忆式

56、自动白平衡，拍摄前摄像机对准白色物体，按下自动白平衡安钮，机内CPU按调正程序调正R、B路增益，直至R=G=B为止。并把调正结果存贮起来，使R、B两路在最终调正值上保持不变。另一种是实时自动白平衡，它在拍摄过程中能根据光源色温不断调正R、B路增益，专业机一般选前一种方式，民用机一般选后一种方式 。129手动白平衡的调整步骤：1.根据环境主光特点选择滤色镜。灯光选3200K；日光选5600K。2.选择自动光圈Iris Auto,白卡纸对准环境主光源。 3.镜头对准白卡纸或白色物体，并推满画面。4.然后按AUTO WHT键，寻像器显示“WHT：OP”，几秒钟后寻像器中“WHT：OK”出现，白平衡调

57、节完成。 JVC拍摄的摄制与调整.exe130 在传统观念中，CCD代表着高解析度、低噪点等优点，而CMOS由于噪点问题，一直与电脑摄像头、手机摄像头等对画质要求不高的电子产品联系在一起。但是现在CMOS摄像机绝非只局限于简单的应用，甚至发展于高清系列。首先我们还是从CCD和CMOS的不同工作原理说起。131 因为人眼能看到1Lux照度（满月的夜晚）以下的目标，CCD传感器通常能看到比人眼略好在0.13Lux，是CMOS传感器感光度的3到10倍。 CMOS传感器的感光度一般在6到15Lux的范围内，CMOS传感器有固定比CCD传感器高10倍的噪音，固定的图案噪音始终停留在屏幕上好像那就是一个图

58、案，因为CMOS传感器在10Lux以下基本没用，因此大量应用的所有摄像机都是用了CCD传感器，CMOS传感器一般用于非常低端的家庭安全方面。132 CCD在工作时，上百万个像素感光后会生成上百万个电荷，所有的电荷全部经过一个“放大器”进行电压转变，形成电子信号，因此，这个“放大器”就成为了一个制约图像处理速度的“瓶颈”，所有电荷由单一通道输出，就像千军万马从一座桥上通过，当数据量大的时候就发生信号“拥堵”，而HDV格式却恰恰需要在短时间内处理大量数据，因此，在民用级产品中使用单CCD无法满足高速读取高清数据的需要。133 而CMOS则不同，每个像素点都有一个单独的放大器转换输出，因此CMOS没有CCD的“瓶颈”问题，能够在短时间内处理大量数据，输出高清影像，因此也能都满足高清HDV的需求。另外，CMOS工作所需要