彩色摄像机

如何校正？
黑斑校正
1、黑斑的类型 （1）图像信号本身没有畸变，只是叠加了一些不均匀的附 加信号，如不均匀的背景光照射引起的阴影等。 （2）摄像器件输出的图像信号本身受到一种附加信号的调 制，如摄像器件成像面灵敏度的不均匀性引起的信号的 不均匀。 2、黑斑的校正 （1）静态校正 在电路中产生一种与附加信号波形相反的校正信号。 （2）动态校正 在电路中产生一种与附加信号波形相反的校正信号， 并且该校正信号对图像进行再调制。
1/f=1/f1+1/f2-d/f1f2
变焦距镜头
在f1和f2 一定的情况下，改变d的大小就可以使f相应变化。所 以，只要改变两透镜的位置，就可以改变焦距。 在实际应用上，设计变焦距镜头时，通常把一个单元镜头固定， 使另一个透镜相对于前一个镜头移动，来改变d。f发生变化， 焦距改变，像距改变。为了固定成像面的位置，还必须增加第 三组透镜并随之按照一定的规律一起移动。 调焦组 变焦组 补偿组
教育电视系统
主讲：刘淑霞
绪论
课程是什么？ 《教育电视系统》 分析各类节目制作设备和应用系统。 以系统应用为主，综合介绍制作电视节目的核心设备， 并且对各类节目制作的应用系统进行介绍。 为什么学习？ 教育电视系统的定位 电视媒体类课程在教育技术学专业课程体系中占有相当 的比重。 《教育电视系统》处于承上启下的位置，是将电视基础 知识转换为实践能力的纽带。
混入消隐脉冲及黑/白切割： （1）经过放大与处理的图像信号混入消隐脉冲。摄像器件 的行消隐时间是11.1微秒，而标准行消隐时间是12微秒。 混入消隐脉冲后，相当于修剪掉四周的边幅。 （2）图像信号所经过的多级电路在逆程扫描过程中会产生 杂波，混入消隐脉冲之后，图像信号中的杂波被“顶” 了出来，进行黑切割以后，消隐脉冲更符合标准，而且 切除了杂波。 （3）在拍摄灯光、高反光物时，图像电平过高，影响电路 正常工作，必须切掉过高的白平衡，为此设置了白切割 电路。
彩色摄像机的基本组成
本质：进行光电转换的 摄像系统 设备 工作原理：利用三基色 原理，通过光学系统将 视频处理 光学系统 系统 景物的色彩光像分解成 为三幅单色光像，然后 摄像机 由摄影器件完成光电转 换，并通过视频通道进 行校正、处理、编码后 同步信号 编码器 发生器 形成所需要的复合信号， 分量信号。
彩色校正的方法
1、修正法 略去光谱响应的负区而只保留其正区，并将正区适 当的压缩，以使重现彩色的失真程度限制在允许的范围内。 缺点：不够精确，减少了CCD入射光的能量而使摄像机灵敏度有所下 降。 2、线性矩阵法 把光电器件丢掉的光谱响应曲线的负区部分设法 用矩阵电路给予近似修复。
γ校正：检出图像信号中的深度部分和浅色部分，并使两 者的比例增大，从而提高图像对比度的效果。 轮廓校正：使图像中的轮廓和细节的分界线得到加强，从 而加强图像的清晰度。
行间转移式 帧间转移式 帧—行间转移式 ITCCD FTCCD FITCCD
视频处理系统
视频处理系统的作用： 对摄像器件输出的图像信号（很微弱）进行预放大，然 后对三基色图像信号进行各种校正、补偿处理。 视 频 处 理 电 路 预放器 增益选择与控制 黑斑校正 彩色校正 γ校正 轮廓校
色温滤色片的用途：把现实中照明光源调整到标 准色温光源。一般摄像机是将多个不同的滤色片镶 在一个圆盘上，摄像时可根据光源的色温情况拨动 圆盘，以适应不同光照时的色温需求。
中性滤色片的用途：减少通光量。
色温
表示光源光谱质量最通用的指标。色温是19世纪末 英国物理学家洛德·开尔文所创立的。它是用来度 量和计算光线的颜色成分的方法。单位是开尔文 （K）。表示物体在特定的温度辐射时最大波长的 颜色。 低色温光源的特征是能量分布中红辐射相对说要多 些，通常被成为“暖光”。 高色温光源的特征是能量分布中蓝辐射相对说要多 些，通常被成为“冷光”。
变焦范围由变焦比率来表示。 *变焦比率=最长焦距/最短焦距
eg：10x25型
光圈
定义：可以改变通光孔直径大小的孔径光阑。 作用：控制镜头通光量的大小。 光圈指数F：表示光圈大小的参数。标注在 镜头的光圈环上。 1.4 、2、2.8、4、5.6、8、11、16 F越小，透光能力越强。 *F=f/D
白平衡
白平衡： 白色的平衡。调节白平衡的目的 是使拍摄出的影像抵消偏色，更接近人眼的 视觉习惯。
黑斑校正
产生黑斑的原因： 由于色渐变效应，镜头像场亮度的不均匀，摄 像器件成像面灵敏度的不均匀以及投射背景光的不 均匀等，都会引起电视图像亮度上的不均匀，导致 图像中出现大面积的暗斑或色斑现象。
按信号处理方式分类 ⅰ模拟摄像机 ⅱ数字化处理模拟摄像机 ⅲ完全数字化摄像机 按清晰度等级分类 ⅰ标准清晰度摄像机 250~850TV线之间 ⅱ高清晰度摄像机 1000TV线以上
彩色摄像机的分类
按使用场所 ⅰ台式摄像机—主要供演播室和转播车使用 ⅱ便携式摄像机—主要供外拍使用 按存储介质分类： ⅰ磁带式摄像机 ⅱ光盘式摄像机 ⅲ硬盘式摄像机（05年JVC公司率先推出） ⅳ存储卡式摄像机：SD卡、P2卡（松下开发）等
彩条信号发生器 作用：能产生白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑的标准彩 条信号，供摄像机调节编码器用，也可用来调节监视器 的亮度、对比度和饱和度。 自动控制电路 作用：主要由微型处理器构成，相当于一部小型的计算机， 对整个摄像机系统的数据和信息进行运算和存储，并发 出控制指令，使摄像机的部分装置自动进行工作。 声音处理电路 作用：声音的采集、处理和输出等。在摄像机上主要包括 摄像机内部话筒和外接话筒两部分，有的摄像机还有对 讲系统。
彩色摄像机的分类
按用途 ⅰ广播用途摄像机—主要用于广播电视系统。指标高、 图像质量好、价格昂贵。一般为三片2/3英寸CCD摄像机。 ⅱ专业用途摄像机—主要用于教育、工业、医疗等非 广播领域。一般为三片1/2英寸或1/3英寸CCD摄像机。 ⅲ家庭用途摄像机—一般为单片1/2英寸或1/3英寸 CCD摄像机。 ⅳ特殊用途摄像机—主要用于航天控制、商业监视、 图像通信等领域。 按摄像器件的数目 三片、二片、单片
电视媒体类课程
《电视原理》→ 基本原理 主要介绍广播电视的基本原理 《教育电视系统》→ 系统应用 主要分析各类节目制作设备和应用系统 《电视教材编导与制作》 → 节目制作 主要侧重广播电视节目的策划和编制
基础 桥梁 目的
学习内容

摄 录 视 演 像 像 频 播 机 机 切 室 换 系 与 统 特 技 外 景 节 目 制 作 系 统
绪论
教育电视系统的发展与变革 模拟电视节目制作系统 ↓ 数字电视节目制作系统 ↓ 虚拟演播室节目制作系统
彩色电视摄像机
电视节目制作第一步→利用摄像机摄取画面 摄像机是什么？ 摄像机是产生视频信号的最主要的设备， 它是一种把景物的光学图像信号变成电信号 的装置。
摄像机的发展历史
⊙20世纪30年代-60年代初 电子管电路时期 体积庞大、耗电量大、笨重、黑白摄像 ⊙60年代初-70年代末 晶体管和集成电路时期 体积、重量和各项电性能指标取得突破性进展 ⊙80年代初-80年代末 大规模集成电路时期 摄像机的调整和控制基本实现全自动化 ⊙20世纪90年代数字和CCD摄像机时期 全面实现数字化，CCD淘汰真空摄像机 *CCD 电荷耦合器件、摄像器件
同步信号发生器
同步信号发生器：产生各种同步脉冲，保证图像信号能 够从发生端到接受端稳定、准确地传送。 *电视标准 （1）实现各同步脉冲间严格的频率关系，用它来形成各种 形状的同步脉冲，称为定时部分。 （2）由定时部分产生的信号形成上述各种规定波形标准的 同步脉冲，并保证它们有严格的时间相位关系，称为同 步脉冲形成部分。 （3）把产生合乎标准的同步信号放大到规定幅度，由脉冲 分配放大器馈送给需要的位置。 （4）具有台从锁相和台主锁相功能。
各系统作用
光学系统：成像、分色、改变入射光的强度和校正摄像机 的光谱特性。 摄像管系统：由三片CCD摄像管和驱动电路组成。 视频处理系统：各摄像管输出的微弱信号经处理，使输出 的图像信号符合编码要求。 编码器：RGB三路基色信号按照彩色电视制式的要求进行处 理，得到合乎标准的信号作为摄像机的输出。 同步信号发生器：产生摄像机所需要的各种脉冲及信号供 调整彩色电视机系统之用。
光学系统
变焦镜头-摄取的景物 成像于摄像器件上 分色棱镜-将景物的入 射光分解成RGB三幅单 色图像，并且传送到 RGB的三个摄像管上 滤光片-使进入各摄像 管彩色光的强度及光 谱特性符合电视系统 的要求
光学系统
变焦距 镜头
分色棱镜
滤光片
变焦距镜头
定义：能在一定范围内改变焦距的镜头。 基本原理：以两个透镜为例 f1 d f2 等效透镜的焦距为f
CCD的结构与原理
结构：可以看作是由一个个整齐排列的像素 组成的矩阵，这些像素是CCD的最小感光单 元。 工作原理：每个像素好像一个小容器，它们 在受光照射时可以产生电荷，电荷的积累形 成电流，电流按一定的方式转移就形成了信 号。于是，最终将光学影像转变为信号电流。
CCD摄像器件的主要类型
摄像器件CCD
CCD： 一中探测光的硅片，比传统的底片
更加敏感的探测到光的变化。是用电荷量来 表示不同状态的动态移位寄存器，由时钟脉 冲电压来产生和控制半导体势阱的变化，实 现传递和存储电荷信息的固态电子器件。 CCD的结构及工作原理 （1）CCD的单元结构 （2）光电转换和电荷的储存 （3）电荷的转移和输出
彩色校正
彩色校正？为了正确重现被摄景物的色彩，摄像机的光谱响应
特性应该与输出端显像管混色曲线相一致。在三基色混合曲线中，每 条曲线除了各自有正主瓣之外，还有正次瓣、负次瓣，但是，从摄像 镜头到摄像器件各部分的光谱响应曲线只能提供出近似的正主瓣响应， 提供正次瓣响应困难，负次瓣响应更加不可能。所以，摄像机必须采 取补偿措施，进行彩色校正，重现被摄景物的色彩。
彩色摄像机的分类
按摄像器件的类型 ⅰ真空管摄像机—采用电子扫描的方式读取电荷 已基本淘汰 ⅱ固体摄像机—采用固体扫描技术读取电荷 CCD摄像机 按摄像器件的尺寸 1英寸、2/3英寸、1/2英寸、 1/3英寸、 1/4英寸 *指对角线长度 按功能 ⅰ普通摄像机 ⅱ摄录一体机

彩色摄像机的分类
编码器
编码器功能： （1）把经过补偿、校正处理的三基色信号RGB，由矩阵电 路变成亮度信号Y，蓝色差信号（B-Y）和红色差信号 （R-Y）。 （2）然后对两个色差信号进行压缩和低通滤波。 （3）再对这两个色差信号进行逐行倒相正交平衡调制，获 得色度信号。 （4）最后，将色度信号与延时的亮度信号混合成彩色全电 视信号。
预放器的作用：把从摄像器件输出的微弱信号放大， 供后级的视频处理电路使用。它除了放大作用之外， 还要负责高频提升，以便展宽频带和获得良好的幅频 特性。 增益选择与控制 增益：表示信号通过放大器、增音器或者是天线后幅 度增大的程度。通常用放大系统的输出功率与输入功 率之比分贝（dB）来表示。 摄像机上都设有增益选择开关。增益选择都是正分贝 数，用以低照度下提升信号电平。 增益控制电路是通过固定绿路放大器增益，控制红、 蓝两路的增益，以改变三路信号电平的相对比例，从 而实现白平衡调整。
线 性 编 辑
非 线 性 编 辑
音 响 制 作 系 统
虚 拟 演 播 室
变电 革视 和节 发目 展制 作 环 境 的
彩色摄像机
录像机
切换台
演播室
外景节目制作系统
线性编辑系统
非线性编辑系统
调音台
虚拟演播室
绪论
达到什么学习目的？ 能够理解各个核心设备的基本原理 能够熟练操作使用系统设备 怎样去学习？ 上课做好笔记，认真听讲；利用网络资源自主学习； 活用校现代教育技术中心的设备资源。 课程安排与考核 课程讲授：彩色摄像机、录像机、切换台、演播室、外景 节目制作系统、线编、非线编、音响、虚拟演播室、电 视节目制作环境的变革（共计50学时） 实验实习：22学时 考核：平时成绩40%（考勤+实验）期末成绩60%（闭卷考试）