摄像机技术指标浅析.doc

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1、摄像机技术指标注析常见一些广播电视界的工程技术人员指着自己操纵的摄像机，不无自豪地脱口而出：“这可是广播级！”或“这可是数字机！”其实，“广播级”也好，“数字机”也罢，说的都是摄像机的等级,而所谓“摄像机”的等级又是用摄像机的技术指标來量化來定义的。所谓技术指标，即摄像机按英使用耍求必须达到的冃标，如图像的技术质量，摄像机的性能和桔度等等。这些指标是对摄像机的定量分析和科学评析，具有可量化性和可比较性。当然这些指标由许多项冃组成，因为我们评价的是摄像机这一电视节冃的信号源的制造者。摄像机必须满足多项技术指标的耍求，等级越高指标越苛刻。为了规沱摄像机的等级，国家颁布了摄

2、像机技术条件的规沱。可是在电视工程技术飞速发展的今天，这些规定已相对落后，灵敏度、分解力和信杂比这三大技术指标已不能全面反映摄像机的质量。-ccd器件和图像像素这一指标给出ccd器件的数量、尺寸和电荷转移方式的种类，以及图像像素的数量。广播级和许多业务级摄像机一般都是3块2/3英寸ccd,电荷转移方式或it（行间转移），或ft（帧转移）、或fit的都有,等级稍高的取fit,稍低点的取it,而仕ccd摄像机亦不乏佼佼者。与it相比/残留电荷少，图像惰性小，但价格之贵也自不待言。而it在采取了微透镜等技术后提高了灵敏度，减少了图像惰件，更具竞争力的当然还是价格cftccd

3、的摄像机种类较少，但尺寸相比他小，残留电荷少于it,灵敏度和动态范鬧均高于it。加上设置了机械快门，利用机械快门在场消隐期间对感光部遮光，减少拖尾。据冇关公司介绍，英flccd由于取消了/ccd的垂H移位寄存器，增人了ccd像素窗口，内而增加了像素的有效受光血积，使更多的光转换为电荷，提高了灵敏度。此类摄像机的件能，指标均高于itccd摄像机，而并不弱于fitccd摄像机。图像像素数量是ccd器件的一项重耍指标，像素就是ccd表面上的感光单元，像素数量越多,越能分辨景物细节、感光密度也越人。因此像素数量不仅与图像清晰度冇关，而且与灵敏度也冇关。20年前2/3英寸ccd

4、器件的像素数量通常在40万左右，分解力仅为250至350线。而今天ccd器件的有效像素可达60至70万，分解力可达800至900线；hdw的ccd器件的像素甚至多达200多万。分解力高达1200线。ccd器件的像素数量与分解力的关系是显而易见的，根据经验公式：水平像素乘以四分之三等于该ccd芯片的水平临界分解力。ccd器件对于摄像机性能之关键，历来为人们所关注，将此项冃做为摄像机的首耍技术指标也顺理成章°二数字量化和数字信号处理数字量化和数字信号处理的等级是数字摄像机出现麻新增的技术指标。众所周知，ccd器件产生的模拟信号必须转换成数字信号，再进行数字处理，这一转换和

5、处理的粘度对信号的技术质量有重人影响，因此必须加以限itu-r601对演播室数字信号编码规过的最低耍求是8bit量化，摄像机作为信号源理所当然地耍高于此耍求。模拟信号和数字处理的参数之间存在一是的关系，信杂比和动态范閑与在转换成数字信号时使用的量化级数成止比°因为量化级数是转换成二进制码值的，所以级数增加一倍，信杂比和动态范毎I增加6db,而只需耍在二进制编码数据屮增加一个bit。因此一个lObit的数字信号比8bit在信杂比和动态范围方面有12db的改善。今天广播级的数字摄像机a/d转换的量化级数多为12bit,这样与itu-r601的耍求相比，可以在信杂比的动态范

6、閑上增加24db的优势。使用12bit的a/d转换器，口J对600%视频电平采用动态压缩算法进行处理°这一功能使摄像机在强光下拍摄时，人人增加了高亮度的层次，降低了高亮度的彩色畸变,提高了拐点的级数。同样600%电平，压缩至100%电平,lObit拐点压缩达438级,而12bit则高达672级。人人提高图像的层次。9()年代屮期，人部分摄像机厂家开发的摄像机多采用lObita/d转换器，再用13bit数字处理。到90年代末期，乞摄像机厂家开发的摄像机几乎都采用12bita/d转换器，而且为了保证更为粘确的伽玛、拐点、轮廓等侍号的校正，在信号处理上都用更高的量级，少则1

7、4-16bit,多的可达20-30bito在摄像机上采用如此之人的数据量进行处理，具有相当的难度，除非开发专用超人规模的数字处理集成电路之外，别无良策。因此各厂家都为此花人气力，开发了专用数字信号处理集成电路。处理量级可达20-30bit,电路细微可达0.6-0.3微米，门数可达180万门。人数据量的信号处理改善了伽玛Illi线，能使黑背景下的柔和对比被加强，也可使亮背景下的饱和色彩对比强烈；人数据量的信号处理改善了图像的对比度，加强了黑扩展功能，使黑色区域呈现更多的层次，获得更多的细节；人数据量的信号处理改善了轮廓校」E,增强了细节的环境对比，可处