第1章 彩色摄像机的工作原理
2012第一章 数字电视摄像概述
主要仪器： DSR-PD190P 3CCD全自动小型摄像机 GY-DV500EC 3CCD专业型大摄像机 DSR-1600P、DSR-1800P线性编辑系统 AVID网络非线性编辑系统 LDK-300 演播室摄像机 HVR-Z5C 高清摄像机
5台 5台 2套 20套 3套 5台
ENG摄像机 基于 MPEG-2压缩的卡式记录机型
XF300
XF305
2010年新品，4：2：2，50Mbps记录，MXF文件格式，CF卡存储
ENG摄像机基于AVC/H.264的卡 式记录机型
新压缩算法（AVC/H.264），低码流、高画质 （是MPEG2压缩效率的2倍） 支持1920×1080分辨率 采用高性价比通用闪存介质 由于编码复杂，编辑时占用CPU+GPU资源相对 较多，在配置较低的非编上，实现流畅的原码 多层编辑比较困难。但是随着计算机技术的发 展，硬件水平的进步，这些问题会很快得到解 决。 近两年，各厂商纷纷推出相关产品
⑴日本松下公司最先打出了他们的 号称世界统一格式的DVCPRO 系列
松下AJ-D815 50M摄录一体机
⑵日本索尼公司在实现数字化方面 仍然延用他们的Betacam（贝 塔）格式，在Betacam-SP （分量贝塔）和Betacam-SX的 基础上推出了数字Betacam， DVW系列
索尼DVW-970摄录一体机
1.5.2 音频信号的数字化
1.音乐的数字化 2. 音响的数字化 3.文字语言的数字化
实验一 电视节目制作概览
实验目的： 1、熟悉电视节目摄像工作的基本情况。 2、了解电视节目制作的现状。 3、了解ENG方式摄像机的基本结构。 4、了解EFP和ESP方式摄像机的基本结构。
第一章摄像头的基本结构
第一章 摄像头的基本结构根据我公司的产品特征，结合行业内的产品特点，首先从摄像头机芯出发，先以单板机为例，详细分解摄像头的基本结构，以此为点辐射开来，逐步认识摄像头的工作原理、特性和应用范围。
摄像头的基本结构可分为4个基本部分，分别是镜头部分、LED部分、芯片部分、PCB 及元器件部分。
其中每一部分中又包含几个小的部件，具体如下：一．镜头部分，镜头部分包括镜头、镜头座、镜头盖、固定焦距件等4个配件1.镜头，镜头由透镜（凸透镜、凹透镜）组成，透镜从材质上分塑胶透镜(plastic) 和玻璃透镜(glass)。
这两种材质可以通过多种组合方式形成最后的镜头。
通常镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G、5G等。
玻璃透镜又分镀膜和不镀膜。
镀膜镜片可以增加通光量减少反光，使成像清晰，画质明亮鲜艳，镀膜是常见的镜头处理工艺，最常见镀膜为单层膜、多层膜、增透膜、滤光膜、红外线截止膜等。
⑴按照颜色分类，镜头可分为：彩色镜头、黑白镜头。
⑵按照功能分类，镜头可分为：固定镜头、变焦镜头。
⑶按照大小分类，镜头可分为：单板镜头、针孔镜头、CS镜头。
⑷按照红外分类，镜头可分为：850nm镜头、940nm镜头、650nm镜头。
⑸按照焦距分类，镜头可分为：1.8mm、2.1mm、2.5mm、2.8mm、3.0mm、3.6mm、5.4mm、6mm、8mm、12mm、16mm、25mm、…….2. 镜头座，镜头座是用来固定镜头的，镜头是螺旋在镜头座里面的，按照材质分类， 镜头座常分为以下2类：⑴塑胶镜头座，这种座价格成本低，使用最普遍。
⑵金属镜头座，这种座价格成本高，但是其散热性能好。
⑶另外也可以按照用途分类，可以分为：单板镜头座、CS镜头座等。
3. 镜头盖，保护镜头前端玻璃的塑胶盖。
4. 固定焦距件，主要针对单板镜头，将镜头锁定在镜头座内让其不易滑动而改变焦距，导致图像模糊。
其主要固定方法有3种：⑴螺丝固定，容易划伤镜头螺纹牙，容易造成光轴偏移，有突出螺帽存在而易与其他器件冲突，但固定较紧实。
电视新闻画面拍摄技术
料的共享。
*数字信号使节目网络化、双向交换性。为电视媒体提供了创
作自由度，开拓、扩展了传播空间。
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一 、彩色数字摄像机概述
2、常见数字摄像机型
摄像机用途非常广泛，种类也繁多，其分类各不相同。可以按质量、 制作方式、摄像器件、信号记录等方式进行分类。
称之为 DVCAM格式。DVCAM记录格式，是SONY推出町大户，不放弃小户 崭新的、低价位的新产品。 从而满足了像市级台、 高校电视台制作要求。
DSR-570WSP机型
DSR-570WSP产品规格 ；
*DVCAM、DV记录格式；
*产品价格 ：106000元；
*演播室操作、内部通话功能；
*自动跟踪白平衡（ATW），可变色温控制；
*AJ系列：
DVCPRO-50记录格式：如D800、D900WA、D910WA、等，属广播
级档摄像机。
DVCPRO-25记录格式：如D700、D400、D215等。属业务级档摄
像机。
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一 、彩色数字摄像机概述
*DV家用系列 松下AG-DVC15
*Mini-DV一体化摄录像机 *DVC15mc肩扛式设计确保移动拍摄时平稳 *全装备时仅重2.5千克. *采用1/2英寸的彩色寻像器舒适地使用. *3英寸彩色液晶显示器 *显示器能够旋转270度,方便地满足低角度, 仰 角拍摄和自拍的需要. *3CCD感应器.32万象素点的高灵敏度CCD，具有 较高信噪比及更宽的动态范围. *性能优越的数字记录采用MiniDV格式8比 特数 字压缩记录方式拍摄专业质量图像.
*10比特A/D数字信号处理技术
*RM-VJ1控制单元、暗部扩展和压缩 。
Infinova V5111-A2 系列 彩色摄像机 说明书
V5111-A2彩色摄像机使用说明书第一章简介首先感谢您选购本公司的产品！V5111-A2系列彩色摄像机采用高灵敏度1/3" SONY HAD CCD图像传感器，使得摄像机拍摄的图像色彩真实、场景细腻。
同时，本系列摄像机还具有简易日夜转换功能，当周围环境变暗时，摄像机自动切换到黑白模式；当光线变亮时，又自动切换到彩色模式，从而实现24小时不间断监控。
优越的低照度性能，在超低照度环境下仍能清晰地识别物体。
V5111-A2系列彩色摄像机，枪型全铝合金机身，精致、小巧、坚固，且具有良好的散热性能。
该摄像机可适配C或CS型接口的手动变焦镜头或DC驱动/VIDEO驱动镜头，适用于商场、银行、写字楼、停车场及城市街道等常用监控场所。
本说明书适用于以下型号的产品：V5111-A2014 1/3" 彩色摄像机(PAL，480TVL，简易日夜，12VDC/24VAC) V5111-A2004 1/3" 彩色摄像机(NTSC，480TVL，简易日夜，12VDC/24VAC) V5111-A2019 1/3" 彩色摄像机(PAL，480TVL，简易日夜，100~240V AC) V5111-A2009 1/3" 彩色摄像机(NTSC，480TVL，简易日夜，100~240V AC)第二章主要特性y1/3" SONY HAD CCD传感器y水平解析度：480TVLy简易日夜转换功能y高灵敏度，抑制光晕能力强和高信噪比y自动电子快门(AES)，自动增益控制(AGC)，手动/自动白平衡(MWB/A TW)，背光补偿(BLC)，防闪烁模式(F.L.)y后调焦功能，以实现完美聚焦y支持DC驱动/VIDEO驱动镜头y光圈LEVEL调节功能y支持12VDC/24VAC或100~240V AC电源供电图3按顺时针方向旋转镜头，将镜头固定在摄像机上。
并调节其位置。
24图6由于本摄像机最初设计为从底部安装，故欲采用顶部安装，需按以下4个锁定螺丝，将装配插座摄像机安装块从摄像机底部取下。
第二章 彩色摄像机
图示2－1：CCD 摄像机的构成 第二章 彩色摄像机摄像机种类繁多，世界上有很多生产厂家，用途也越来越广泛。
我们可以从多个侧面来对其进行分类。
一般可以按摄像机的用途、摄像机器件、摄像机器件的数量、摄像机器件的尺寸等方式分类。
我们重点介绍按用途来分类，可划分为广播级、业务级和家用级三类。
广播级主要用于电视台等广播电视领域，图像质量最好。
业务级摄像机主要用于电化教育、闭路电视、工业、医疗等领域，图像质量低于广播级设备，价格相对便宜。
家用级摄像机主要用于家庭娱乐，如旅游、生日、婚礼、聚会等场合，图像质量一般,最常用的是“掌中宝”系列。
无论你使用的是非常精密的广播级演播室用摄像机，还是在家电市场购买的“掌中宝”，它们的主要构件和工作原理大致都是一样的。
第一节 摄像单元一、 CCD 摄像机的构成摄像机是进行光电转换的设备，它利用三基色原理，通过光学系统，把彩色景物的光像分解为红、绿、蓝三种基色光像，由摄像器件完成光信号到电信号的转换，然后进行信号处理，编码形成彩色全电视信号（图示2－1）。
二、 光学镜头光学镜头（透镜）的主要功能是将被摄物体反射过来的光像聚集在成像元件（又称成像靶面）电荷耦合元件（CCD ）上。
大多数电视摄像机和摄录一体机都使用变焦镜头（伸缩镜头），可以捕捉特写,全景及景别处于这两者之间的任何镜头。
它由调焦组、变焦组、补偿组和移像组等多组光学透镜组成，每组透镜又由多片不同曲率，不同材料的透镜组成，以便校正镜头系统中的像差和色差（图示2-2）。
焦距是从镜头的光学中心到摄像机内影像聚焦处之间的距离。
焦距越长，影像放大率越高。
变焦镜头的变焦范围可以从10毫米到120毫米。
变焦镜头常会标明最长焦距和最短焦距的倍数比。
例如，有的镜头是16：1，有的镜头是18：1等。
比率越高，变焦的范围就越大，价格自然也就越昂贵。
无论是在一个镜头当中还是两个景别之间变化，拍摄者都可以利用变焦镜头调整焦距。
这时只需要转动焦距调节环带动镜头内部的组件即可。
(完整版)第一章电视摄像概述
匀，准） 4、注意同期声的采录
1.5、摄像机的操作要领
1、持机方式 肩扛式：
将摄像机放在 肩上架稳，右 手握紧手柄， 操纵开关进行 变焦和录制。
左手轻抚遮 光罩或寻像器 罩，适时调整 光圈和焦距。
3CCD摄像机的组成框图
摄像机光电机构及处理流程
1.1.3、摄像机的分类
➢ (1)按质量性能分：广播级、专业级和家用级；
广播级
➢ (2) 、安使用方式分（制作使用场合）
• ESP：电子演播室制作Electronic Studio Production ，
演播室节目制作系统。
• EFP：电子现场制作Electronic Field Production ,多机拍
教学目标
1、了解电视摄像机组成、分类和技术特点 2、了解电视画面的主要特性，地位和作用 3、掌握电视画面取材的基本方式 4、掌握摄像机的操作要领
1.1 电视摄像机
1.1.1、什么是电视摄像 1.1.2、摄像机组成 1.1.3、摄像机分类 1.1.4、摄像机的技术特点 1.1.5、摄像机的技术指标
实验教学目的：学生通过本课程实验，至少 需要掌握一种摄像机的使用；学生能够熟练 运用摄像机进行取景、构图、固定镜头、运 动镜头的基本拍摄实践；学生能够使用摄像 机进行采访的拍摄和各类综合性的拍摄。
第一章 电视摄像概述
1.1、电视摄像机 1.2、电视画面 1.3、电视画面的造型艺术特点 1.4、电视画面取材要求 1.5、摄像机的操作要领
摄，即刻编辑。使用电视录像车和电视转播车场拍摄和制 作或实况直播。
• ENG： 电子新闻采集Electronic News Gathering ，便 携式的摄像。单机单独进行摄录。
摄像机工作原理范文
摄像机工作原理范文摄像机是一种用来拍摄和记录影像的设备。
它的工作原理基于光学和电子技术的相互作用，通过摄像机的镜头捕捉到的光信号，经过传感器的转换和处理，最终生成一个数字图像或视频信号。
下面将详细介绍摄像机的工作原理。
摄像机的光学系统是整个工作过程的第一部分，它由镜头和光学滤镜组成。
摄像机的镜头是光线聚焦的部分，它通过调整焦距和光圈大小来控制图像的清晰度和明亮度。
光学滤镜用于滤除或调整不同波长的光线，以保证图像的色彩准确性。
光线通过镜头进入摄像机后，进入摄像机的传感器。
传感器是一个电子光敏元件，它将光线转换为电子信号。
目前最常用的传感器类型是CCD （中国制造的晶体管组件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
在CCD传感器中，光线通过镜头进入感光元件，光子撞击感光元件表面的光敏元件，然后由电场转换为电荷。
感光元件是由许多微小的光敏单元组成，它们被称为像素（Pixel）。
每个像素都能够记录光线的强度，而不同像素的总和形成了一幅图像的亮度和颜色。
CMOS传感器与CCD传感器相比，它的工作原理略有不同和更复杂。
CMOS传感器将感光单元和信号处理器集成在一个芯片上。
当光线通过镜头进入感光单元时，每个感光单元产生的电荷通过放大器和模数转换器来转换为数字信号。
在从传感器中读取到的电子信号之后，摄像机会将信号输入到图像处理器。
图像处理器对信号进行一系列的处理，包括放大、去除噪声、增强细节、调整对比度、饱和度以及进行色彩校正等等。
这些处理步骤有助于使图像质量更好，更逼真。
最后，摄像机将处理后的信号转换为标准数字格式（例如JPEG或MPEG），并存储在存储介质中（如硬盘、内存卡等）。
现代摄像机还可以通过无线网络将信号实时传输到计算机或其他设备上。
总之，摄像机的工作原理基于光线的聚焦和电子信号的转换与处理。
光学系统通过聚焦镜头捕捉光线，然后传感器将光线转换为电子信号，再经过图像处理器对信号进行处理和优化，最终生成数字图像或视频信号。
第一章：DV的基础知识
• 景深：就是对焦点前后一定距离内景物的 成像都可以是清晰的，这个前后范围的总 和就叫景深。 • 色彩还原：所拍摄的彩色景物与实际景物 颜色的差别。 • 白平衡：不同光照下，光谱特性不同，故 拍摄下的景物会偏色，DV可根据不同的光 线条件进行色彩设置，以使颜色不失真， 调节常以白色为主，故成为白平衡。
DV的基本原理
• DV: A）Digital Video 的英文缩写 即数码微型摄像机 B）一种数字视频格式 一、原理 数码摄像机进行工作的基本原理简单地说就是光－电－ 数字信号的转变与传输。即通过感光元件将光信号转变成 电流，再将模拟电信号转变成数字信号，由专门的芯片进 行处理和过滤后得到的信息还原出来就是我们看到的动态 画面了。 数码摄像机的感光元件能把光线转变成电荷，通过模数 转换器芯片转换成数字信号，主要有两种：一种是广泛使 用的CCD（电荷耦合）元件；另一种是CMOS（互补金属 氧化物导体）器件。
• 成像系统：DV上负责接收，浏览和保存图 像的相关部件组成。 • 存储系统：DV录像带，DVD光盘、硬盘 用于记录数码照片的存储卡 电源系统：电池（反复充电、寿命长） 交流电源
DV的基本参数
• 用于考核DV的性能，优劣 CCD:即电荷耦合器件。它就像传统相机的底片一样， 是感应光线的电路装置，可以将它想象成一颗颗 微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线 与图像从镜头透过、投射到ccd表面时，ccd就会 产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存 起来。ccd的尺寸其实是说感光器件的面积大 小,ccd像素数目越多、单一像素尺寸越大，捕获 的光子越多，感光性能越好，信噪比越低,收集到 的图像就会越清晰。因此，尽管ccd数目并不是 决定图像品质的唯一重点，我们仍然可以把它当 成相机等级的重要判准之一。
摄像机工作原理
摄像机工作原理
摄像机工作原理是将光线转化为图像的过程。
摄像机通常由光学系统、图像传感器和图像处理器组成。
光学系统是摄像机中的重要组成部分，它主要由镜头和光圈组件组成。
镜头通过改变光线的聚焦距离来调整图像的清晰度和焦距。
光圈则控制入射光的强度，影响图像的曝光度。
图像传感器是摄像机的核心部件，负责将光线转换成电信号。
常见的图像传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补
金属氧化物半导体）两种类型。
当光线照射到图像传感器上时，光子被感光元件吸收，并产生电流。
图像传感器会根据光线的强弱和颜色信息产生相应的电信号。
图像处理器是摄像机中另一个重要组成部分。
图像处理器负责接收图像传感器传来的电信号，并将其转换为数字信号进行处理。
处理过程包括增强对比度、调整颜色平衡、去除噪点等。
图像处理器还可以进行压缩和编码，以便存储和传输图像。
摄像机工作原理的基本流程是：通过光学系统将光线聚焦到图像传感器上，图像传感器将光线转换为电信号，图像处理器对电信号进行处理和编码，最终生成可视化的图像。
这些图像可以通过显示设备、存储设备或网络传输给用户。
摄像头工作原理详解
摄像头工作原理详解摄像头工作原理：摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。
注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
DSP结构框架:1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2. JPEG encoder(JPEG图像解码器)3. USB device controller(USB设备控制器)摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。
好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。
摄像头镜头：五玻镜头是主流这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。
简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。
玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。
这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。
有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。
虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。
现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。
因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。
第1章 彩色电视基础知识
1.5.3电视图像基本参量 宽高比 根据人眼视觉特性,视觉最清楚的 范围是在垂直视角约15°,水平视角 约20°的矩形面积之内.因此,电视 机屏幕一般都设计成矩形. 我国原来的模拟电视图像宽高比为 4:3.生理和心理测试表明,图像宽 高比达16:9以上的宽幅图像利于建立 视觉临场感.为此,我国高清晰度电 视的图像宽高比已确定为16:9.
1.3.2三基色原理及应用 实现相加混色的方法: 空间混色法
空间混色法是将三种基色光分别投射到同 一表面的相邻三点上,只要三点相隔足够近, 由于人眼的分辨力有限,故看到的不是三种基 色,而是它们的混合光.
1.3.2三基色原理及应用 实现相加混色的方法: 生理混色法
当两只眼睛同时观看不同的颜色,人们所 感觉到的彩色不是两种单色,而是它们的混合 色,称为生理混色法.
1.5.2电视扫描方式 隔行扫描的缺点: 行间闪烁现象 并行现象引起垂直清晰度下降 易出现垂直边沿锯齿化现象 隔行扫描产生的视频信号对于压缩处 理和后期视频制作带来困难
1.5.2电视扫描方式 逐行扫描 电子束从屏幕左上端开始,按照从 左到右,从上到下的顺序以均匀速度 一行接一行的扫描,一次连续扫描完 成一帧电视画面的方式称为逐行扫描.
幅度:
1.6标准彩条信号
相位:
作业
P23
2.说明彩色三要素的物理含义. 6.什么是图像分辨力?什么是图像清 晰度?图像清晰度与图像分辨力有什么 联系和区别? 8.图像显示格式是指什么?什么是 720@60p,1920×1080i 和1080p格式?
1.6标准彩条信号
1.6标准彩条信号 彩色电视为了与黑白电视兼容,必 须传送一个亮度信号,以便黑白电视机 接收.在彩色电视中,常用两个色差信 号(B-Y)和(R-Y)来代表色度信息,它们与 彩色摄像机输出的R,G,B三基色信号 存在下列关系: Y = 0.299 R + 0.587G + 0.114 B R Y = 0.701R 0.587G 0.114B B Y = 0.299 R 0.587G + 0.886 B
摄像机的基本结构和原理
第二章摄像机的基本结构和原理（2012年2月29日星期三）第一节摄像机的原理及分类一、摄像机的基本结构和原理：１、基本结构：通常摄像机是由光学系统，光电转换系统，图像信号处理系统，自动控制系统组成。
（其中，自动控制系统包括白平衡调整、自动光圈调整、自动变焦、自动增益、自动聚焦等装置。
光学系统由变焦镜头、红绿蓝分光系统、滤色片组成，这里主要指的是镜头。
光电转换系统主要由CCD或摄像管构成）另外摄像机还有一些附属部件，主要有录像机、彩条信号发生器、寻像器、电源等。
２、基本原理：通过摄像机光学系统对光学图像（光能）的摄取，经过分光、滤色等过程，可以得到成像于摄像器材（如CCD）靶面上的红绿蓝三幅基色光像。
再由摄像器械（如CCD）为主体的光电转换系统，将成像于靶面上光像转换成电信号，然后经图象信号处理系统放大、校正和处理并同时完成信号编码工作记录在磁带或存储卡上，最终形成彩色全电视信号输出。
光—电—磁—电视信号（电、光）二、摄像机的分类和发展从不同的角度出发，摄像机不同的分类方法，以下我们介绍几种常见的摄像机分类方法：1、按质量分类：家用级、专业级、广播级。
（1）广播级，摄像机的各项技术指标最优，图像质量最好，适合各级电视台、电视传媒使用。
一般要求其水平方向分解力达550线，垂直方向分解力达575线，信噪比达54分贝以上，在允许的工作范围内达到较低失真或无失真。
价格比其他类型的摄像机昂贵，体积大，重量也比较重。
索尼的BETACAM系列、BETACAMS—X系列，松下的DVCPRO050系列，JVC的数字D—9格式的产品都属于广播级的摄像机。
（2）业务级，图像质量较好，一般用于各单位的闭路系统中，多见于广播电视以外的专业领域。
其清晰度达450线以上，信噪比达50分贝以上(信噪比：signal-to-noiseratio信号杂讯比，信噪比是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号s/n来表示。
由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用db来表示。
摄像头工作原理详解
摄像头工作原理详解
摄像头是一个用于捕捉图像和视频的设备，它利用光学技术和传感器来捕捉光信号并转化为电信号。
摄像头的基本工作原理如下：
1. 光学组件：摄像头的光学组件由多个镜头和透镜组成。
镜头负责聚焦光线，使其聚集到感光元件上。
透镜可根据需要进行调整，以改变镜头的焦距和视场。
2. 图像传感器：感光元件是摄像头最重要的部分。
主要的感光元件有两种类型：CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金
属氧化物半导体）。
这些感光元件能够将光线转换为电荷或电压信号。
3. 色彩滤光片：为了获得彩色图像，摄像头通常附带一个色彩滤光片阵列（通常使用Bayer模式）。
这个滤片阵列可以过滤
不同波长的光线，使摄像头可以获取红、绿和蓝三个颜色的信息。
4. 数字转换：摄像头接收到的模拟电信号需要转换成数字信号，以便通过电缆或其他方式传输给显示设备或计算机。
为了完成这一过程，摄像头内部会有一个模数转换器（ADC），它将
模拟信号转化为数字信号。
5. 控制电路和接口：摄像头通常还有一些控制电路和接口，用于调整图像质量、对焦、曝光等参数。
这些电路和接口还能与
计算机或其他设备进行通信，以实现图像的捕捉、传输和处理。
综上所述，摄像头是通过将光线转换为电信号，并经过一系列的转换和处理，最终将图像传输到显示设备或计算机。
它的工作原理主要包括光学组件聚焦光线、感光元件转换光信号、数字转换和控制电路和接口等部分的协同工作。
第一章 电视技术基础知识
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1.2电子扫描技术
电视是一种视觉设备，电视技术是根据人眼的视觉特性，经 过电子扫描，用光电转换的方法来传送活动图像的技术。电 视技术与电影技术的最大的区别在于，电影采用的是图片投 影成像，而电视技术的成像是逐个对像素扫描成像，因此， 首先要建立像素的概念，理解电子扫描成像的工作原理，并 了解在电视机中实现电子扫描的器件，偏转线圈的结构及工 作原理。
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1.1 绪论
纵观电视的发展，它经历了机械黑白电视、电子黑白电 视和彩色电视三个阶级。1884年德国人尼普科夫 （Nipkov）做出了第一个电视装置；1925年英国的贝尔 德（Barid）表演了实用的机械电视；1936年英国贝尔德 电视公司首次进行电子黑白电视广播，从此人类进入了电子 广播电视的新时代。 1940年美国的哥德马克（Goldmark）发明了场顺序 制彩色电视，由于它不能与黑白电视兼容，因此没有得到推 广。1953年美国发明了世界上第一个兼容制的彩色电视制 式－－NTSC（National Television System Committee）制。1960年以后法国和德国针对NTSC制 的缺点，发明了另两种兼容彩色电视，它们分别是
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1.1 绪论
如果把影像分成单个像点，就极有可能把人或景物的影像传 送到远方。1883年圣诞节 ，“尼普柯夫圆盘”问世，它是 一种光电机械扫描圆盘。1884年11月 6日，尼普可夫为这 项发明申请专利。他称这项发明可使处于A地的物体，在任 何一个B地被看到。一年后，专利被批准了。 这是世界电视 史上的第一个专利。 专利中描述了电视工作的三个基本要素：1.把图像分解 成像素，逐个传输。2.像素的传输应逐行进行。3.用画面传 送运动过程时，许多画面快速逐一出现，应用人的视觉惰性 这个过程在眼中融合为一。
监控摄像机原理
监控摄像机原理第一章安防监控设备第一节摄像机一、工作原理在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或CCD（Charge CoupledDevice）即电荷耦合器件。
严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。
摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。
是代替摄像管传感器的新型器件。
CCD的工作原理是：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。
这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。
二、CCD分类CCD摄像机的选择和分类CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。
目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。
因为芯片生产时采用不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。
在购买时，可以采取如下方法检测：５、依供电电源划分 110v（NTSC制式多属此类）， 220VAC， 24VAC。
12VDC或9VDC（微型摄像机多属此类）。
６、按同步方式划分内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。
外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。
讲彩色电视的基本原理PPT课件
3.1 色度学的基本知识
3.1.1光与色 光是一种以电磁波辐射形式存在的物质。电磁波
的频谱范围很广，包括无线电波、红外线、可见光波、 紫外线、X射线、宇宙射线等。可见光随着波长由长到 短的变化，对人眼中引起的颜色感觉是不一样的，呈 现的色光依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。以 后用“色调”这一术语来表示颜色的类别。电磁波波 谱及可见光的波长如图3-1所示。
第3章 彩色电视的基本原理
绿
绿黄 红
白青紫蓝来自(a)青黄
白 A
蓝
紫
红
(b)
图3-2 (a)相加混色图；(b)彩色三角形
第3章 彩色电视的基本原理 从图3-2(a)得知： 红光＋绿光＝黄光 红光＋蓝光＝紫光 绿光＋蓝光＝青光 红光＋绿光＋蓝光＝白光
以上均指各种光等量相加，若改变它们间的混合比例， 则可以得到各种颜色的光。
EY＝0.30ER+0.59EG+0.11EB
第3章 彩色电视的基本原理
这里，EY、ER、EG、EB各代表亮度信号、红基色 信号、绿基色信号和蓝基色信号的电压，且分别独立。 已知其中任意三种，就可通过加、减法矩阵电路来合 成第四种。在后面的讨论中，为了书写方便，仍把以 上四种信号电压EY、ER、EG、EB分别以Y、R、G、B 来表示。
图3-4给出了由R、G、B这三种基色信号通过编码 合成的亮度信号Y与色差信号R-Y、B-Y的示意图。
第3章 彩色电视的基本原理
R
G 矩 阵
B
R－Y 叠加
－Y
倒相 Y
－Y
第3章 彩色电视的基本原理
彩色电视的实现就是基于此三基色原理的。在彩色电视 中，通常选用红(用字母R表示)、绿(用字母G表示)、蓝(用 字母B表示)作为三种基色光。
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这个点称为焦点。从焦点至镜头中心的距离为该镜头的焦距。
单位：毫米（mm） 按透镜焦距的长短，镜头有短焦距镜头、长焦距镜头以及介
于两者之间的中焦距镜头之分。
不同焦距的镜头使用在不同的拍摄场合，并获得不同的画面
效果。
镜头的光学特性； ②视场角
1．光学镜头 2．导像器 /监视器 3．主机/机体（含白平衡等） 4．话筒（外置、内置） 5. 滤色片
常见摄像机
常见摄像机
DV级的数字式摄像机 外景新闻类数字摄像机 演播室专用摄像机
常见摄像机
索尼HXR-MC1500C
常见摄像机
常见摄像机
常见摄像机
常见摄像机
二、摄像机的工作原理
摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。 其结构大致可分为三部分： 1.光学系统（主要指镜头） 2.光电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件） 3.电路系统（主要指视频处理电路）。
案例图
决定景深的三个主要因素
（1）光圈 （2）焦距
（3）物距
决定景深的主要因素: (1)光圈
在镜头焦距相同，拍摄距离相同时，光圈越小，景深的范
围越大；光圈越大，景深的范围越小。
即：光圈越大，景深越浅。光圈越小，景ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ越深。
这是因为光圈越小，进入镜头的光束越细，近轴效应越明显，光线会聚
焦深与景深的区别示意图
焦深与其他镜头光学属性的关系
光圈与焦深成反比 摄距与焦深成反比
焦距与焦深成正比
四、镜头的景深原理
有的画面上被摄体是前面清晰而后面模糊，有的画面上
被摄体是后面清晰而前面模糊，还有的画面上是只有被摄 体清晰而前后者模糊，这些现象都是由镜头的景深特性造 成的。
景深原理在摄像上有着极其重要的作用。 正确地理解和运用景深，将有助于拍出满意的画面。
决定景深的主要因素：(3)物距
在镜头焦距和光圈系数都相等的情况下，物距越远， 景深范围越大；物距越近，景深范围越小。 这是因为，远离镜头的景物只需做很少的调节就能获 得清晰调焦，而且前后景物结焦点被聚集得很紧密。 这样会使更多的光斑进入可接受的清晰度区域，因此 景深就增大。
决定景深的主要因素：(3)物距
景深焦深示意图
焦深示意图
弥散圈，指在镜头视角内但又不在镜头焦平面上的物体，在胶卷 /CCD上的投影会形成一个圆形光斑，这个光斑就是弥散圈。
前后景深的关系
焦深与景深的区别
焦深，是针对影像的焦平面可允许移动的范围 而言的； 景深，则是针对被摄物体参被清晰记录的范围 而言的。 当摄距缩短时，景深缩小、焦深增大。（注： 要产生1：1影像时，焦深=景深）
下，就能取得预想的视野范围。
镜头的光学特性： ④调焦
调焦
(也称为“聚焦” ) ：调整焦点。
调焦的目的与结果：
1）光线通过摄像机后能准确地会聚在摄像器件的受 光面上，从而获得轮廓清晰的景物图像。 2）除非特别要求，否则摄像镜头的焦距必须调节清 楚。
镜头的光学特性： ⑤可变光阑（光圈）
可变光阑（又称光圈）：用来控制光线透过镜头、进入机
身内感光面的光量的装置，通常是在镜头内。
对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，
但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面 积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做 光圈。
表达光圈大小我们是用f值。
镜头的光学特性： ⑤可变光阑（光圈）
=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。 光圈 f 值越小，通光孔径越大，光圈越大，进光量越多； 反之，则越小。 完整的光圈值系列如下： f1.0，f1.4，f2.0，f2.8，f4.0， f5.6，f8.0，f11，f16，f22，f32，f44，f64
注意清晰图像的范围：景深
清晰范围不同
景深的表现特点与使用
超焦距示意图
超焦距实例
镜头的光学特性: ⑦焦深（Depth of Focus）
焦点深度的简称。在使用显微镜时，当焦点对准某一 物体时，不仅位于该点平面上的各点都要可看清楚， 而且在此平面上下一定厚度内也能看清楚。这个清楚 部分的厚度，就是焦深。 焦深：指在保持影像景深不变的前提下，焦点沿着镜 头光轴所允许移动的距离。简单地说，就是镜头的像 平面两边的成像清晰范围。
相反，对靠近镜头的景物调焦，由于扩大了前后结焦 点的间隔，即焦深范围扩大了，因而使进入可接受的 清晰度区域的光斑减少，景深变小。 由于这样的原因，镜头的前景深总是小于后景深。
五、变焦距镜头及其原理
摄像机的镜头可划分为标准镜头、长焦距镜头和广角镜头。
在使用标准镜头拍摄时，被摄对象的空间和透视关系与摄
变焦的两种方法：一是电动变焦，二是手动变焦。
变焦镜头的操作
（1）电动变焦：靠电动推拉杆（T推－W拉）来控制， 手在推拉杆上用力的大小可改变镜头运动的速度。
电动变焦的特点是镜头在推拉的过程中变化均匀。
（2）手动变焦：通过直接用手拨动变焦环实现。
手动变焦一般是在镜头需要急速推拉时才能使用。
六、摄像机主体构成与原理
机身部分主要包括： 1. 内部光学系统 2. 摄像器件 3. 预放电路 4. 信号处理 5. 电子快门 6. 信号编码 7. 信号记录 8. 视频返送 9. 信号输出处理 10. 其他
（1） 摄像器件
电视摄像机能将景物光转变成电信号，依靠的是摄像器件，它也是
决定图像质量的关键器件。
摄像器件有电子管摄像器件和CCD器件（半导体摄像器件）之分
目前广泛使用的摄像器件是CCD器件，即电荷偶合器件（Charge
Coupled Device），这是一种利用半导体原理设计制成的复杂的光 电转换器件。
CCD的直接作用是“感光度”的大小；成像感光度范围越大，对
色彩和小物件的质量表现就越好。
摄像机基本配件
三片CCD摄像机的组成构图
（2） 预放电路
像者在寻像器中所见到的相同。
焦距50毫米以上称为长焦距镜头，16毫米以下的称为广角
镜头。
目前我国的电视摄像机大多只采用一个变焦距镜头。
变焦距镜头的外部结构图
变焦距镜头的内部结构图
变焦镜头的操作
变焦距镜头的操作有一定的难度，初学者会更为明显地感到
困难，这是因为影响聚焦清晰的因素如镜头焦距、光圈、景 深以及主体离摄像机的距离等可能同时都在变化。
三、镜头及其成像原理
镜头是摄像机最主要的组成部分，并被喻为人的眼睛。
人眼之所以能看到宇宙万物，是由于凭眼球水晶体能在视 网膜上结成影像的缘故。
摄像机所以能摄影成像，主要是靠镜头将被摄体结成影像 投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。
电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力，受 光学镜头的内在质量所制约。
作用：将经摄像器件光电转换出来的图像电 信号放大成可以激励后级视频信号处理电路 工作的信号。 预放电路一般都是由特别低噪声的场效应管 来担任，以保证放大后的信号噪声低、增益 高和频带宽。
（3） 电子快门
电子快门是利用电子技术在时间上控制CCD芯片上电 荷的产生与转移，从而得到“快门”效果。 电子快门的特点是无运转噪声、速度档次多、速度快， 适合分析快速运动过程，但存在图像的不连续、间断 跳跃感。 电子快门速度的标值有1/50、1/100、1/200、1/500、 1/1000秒等分级，不同机器设置不同。
二、摄像机的工作原理
光电转换系统的光敏原件会把“焦点”外的光 学图像转变成携带电荷的电信号。 电路系统放大这些微弱的电信号，形成符合特 定技术要求的信号，并从摄像机中输出。
二、摄像机的工作原理
光学系统相当于摄像机的眼睛，与操作技巧密切 相关，在本章以后的小节里将详细叙述。 光电转换系统是摄像机的核心，摄像管或固体摄 像器件便是摄像机的“心脏”。 由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合 为一体，下面再概述一下录像部分的工作原理。
二、摄像机的工作原理
光学系统的主要部件是光学镜头，它由透镜系统组合而成。
这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜
的中心比边缘厚，因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的 光线会发生更多的折射。
当被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光电转换系统的
摄像管或固体摄像器件的成像面上形成“焦点”。
三、镜头及其成像原理
当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头。 加膜就是在镜头表面涂上一层带色彩的薄膜。 加膜的作用： 1）消减镜片与镜片之间所产生的色散现象。 2）减少逆光拍摄时所产生的眩光，保护光线顺利通过镜头，提 高镜头透光的能力，使所摄的画面更清晰。
镜头的光学特性： ①焦距
f
镜头的光学特性： ⑤可变光阑（光圈）
光圈越大，进入的相机的光线就多，成像就会很亮， 反之就会很暗。光圈越大，景深就越小，背景也就越 模糊，光圈越小，景深越大，背景也就越清楚。 注：光圈和相机上的光圈数值标示相反，数值越大光 圈越小，数值越小光圈越大。
镜头的光学特性: ⑥景深
摄像机在拍摄时，能获得清晰景象的前后距离 就是“景深”。 景深的范围可大可小，根据拍摄内容要求不同 ，对景深的要求也不同。善于控制景深大小， 就可以拍摄出有特定含义的镜头内容。 景深与镜头焦距的长短、光圈的大小以及物距 的长短有关。
为了有效地解决这一问题，初学者可以：先用变焦距镜头最
长的焦距对准被摄对象聚焦，然后再恢复到拍摄时所需要的 焦距上，这样就能保证被摄对象的清晰。
变焦镜头的操作
在实际拍摄时，当把变焦距镜头从广角端渐渐地变