彩色摄像机的相关知识（七）

    摄像机的电子特性

    摄像机的电子特性可分为指标性和功能性两类.

    一. 指标性
    1. CCD性能
    2. 分解力
    3. 信噪比
    4. 灵敏度

    二. 功能性
    1. 自动白平衡 2. 自动聚焦 3. 数码变焦
    4. 图像稳定器 5. 夜视功能 6. 同步扫描
    7. 程式自动曝光 8. 数码特技 9. SP -LP 模式

    一. 指标性电子特性

    1. CCD 的性能指标

    摄像机上的光电转换器――电荷耦合器件(CCD -Charge CoupLED Device),是摄像机中最重要的部件，其性能指标的高低是决定摄像机档次最主要、最直接的因素。从画面质量上来看，无论是“优良的画面”，还是“不够好的画面”，都可以在CCD中找到最主要的答案

    （1）CCD的数量
    A. 单CCD摄像机 摄像机里只有一片CCD，用其进行亮度信号及色度信号的光电转换。其中色度信号是用CCD上特殊的彩色遮罩装置，结合电路完成的。由于一片CCD同时要完成亮度信号和色度信号的转换，使得拍摄出来的画面在彩色还原上达不到专业水平的要求。
    B. 三CCD摄像机 摄像机中有三片CCD，分别用其转换红、绿、蓝光信号。拍摄出来的画面从彩色还原上，比单CCD丰富自然。亮度及清晰度也比单CCD好。只是价格要比单CCD贵.

    （2）CCD的大小
    CCD的大小（用其对角线衡量）有多种规格：
    专业： 2/3” 1/2”
    非专业： 1/3”1/3.6”1/4”1/4.7”1/5 ”1/6 ”
    在有效像素相同、明亮光线照明情况下，较大尺寸的CCD与较小尺寸的CCD差别不太明显，但光线较暗时，差别就比较明显，画面的色彩、清晰度、信噪比都可明显看出不同。

    （3）CCD的类型
    CCD按照工作原理 (电荷转移方式) 的不同，可分为以下三种类型：
    A. 帧转移方式FT（Frame―Transfer）
       主要用于家用摄像机
    B. 行间转移方式IT（Interline Transfer）
       主要用于专业摄像机
    C. 帧行间转移方式FIT（Frame-Interline Transfer)
       主要用于广播摄像机
    （4）CCD的总像素和有效像素
    A. 总像素是指CCD所具有的像素，即一片CCD上所有的像素。有效像素是指画面上能看到的像素，即用来拍摄运动画面或静止照片的像素。一般我们用有效像素体现画面的清晰度.
    B. 对于2/3 ” 、1/2” 系统来说，总像素和有效像素只有几十个像素的差别，而对于1/3 ”及以下尺寸的CCD相差可达30％。由于采用了一些新技术，如四重密度像素分布技术，可将像素数提高到惊人的水平，但这只对拍摄数码照片有用，对视频画面并没有改进.
    C. 就标准清晰度电视系统而言，CCD有效像素有数十万就可满足要求，多出的像素只对拍摄数码照片、数码图像稳定器起作用。
    D. 另外值得指出的是：同一片CCD用作运动画面和静态照片拍摄的有效像素是不同的。
    如某台摄像机CCD的总像素为133万，运动有效像素为69万，静态有效像素为125万。

    2. 分解力与电视线
    分解力是指摄像机分解图像细节的能力。有时又称清晰度。衡量标准是摄像机拍摄一个黑白相间垂直条纹测试卡时，在电视画面中心部位，人眼能够分辨出水平方向上的黑白线数.
    摄像机的分解力一般用电视线（TV L）表示。若有N条黑白相间垂直条纹落在像宽W的范围内，那么在水平方向上等于像高H的宽度内的线数就是：NH/W。电视系统中，将这样经过折算后的线定义为电视线，简称线。
    摄像机的分解力受镜头质量、CCD像素数目的多少、视频带宽等因素影响。一般3片式
    1/2英寸CCD摄像机为800线左右，
    2/3英寸CCD摄像机为880线左右。
    DV摄像机的清晰度有两种：摄像机水平清晰度和记录水平清晰度。 记录水平清晰度指记录在DV录像带重放时能够达到的指标，一般为500线以上，目前厂商标注的最大值可达540线。一般摄像机的水平分解力要大于录像机的水平清晰度。

    3. 信噪比（S/N）
    信噪比是指有用的图像信号与夹杂在其中无用的干扰信号（表现为画面中黑白或彩色颗粒状跳动的小点）的比值。这个数值越大，说明其拍摄出的画面干扰愈小。也就是业内人士常说的，画面“干净”、“透彻”。这种感觉初学者要通过仔细观察来体会。 信噪比用 dB（对数）表示。即得到比值后再取对数。 DV数码摄像机可轻松达到60dB， 有些机型已达62dB。

    4. 灵敏度
    摄像机的灵敏度是用同一照度下，拍摄同一景物得到额定输出时，所用光圈的大小来衡量的。通常取照度2000Lx，色温3200K，拍摄白反射系数89.9 %的景物，视频信号输出为700毫伏，此时使用光圈越小，表示摄像机灵敏度越高。（广播档摄像机灵敏度一般为：F8.0）
显然F值为8的摄像机的灵敏度要高于F值为5.6的摄像机。在微光情况下（如只有几个Lx――大约相当点燃一根光柴的亮度），观察摄像机拍摄的画面质量如何，也是衡量摄像机灵敏度的重要依据。摄像机在低照度下的表现，判断的依据更多的是主观感觉。

    虽然有些摄像机号称可在几个Lx的微光下拍摄，但这时拍摄出的画面大多为轮廓不清、信噪比很低、基本无色彩的“不良画面”。

    二. 功能性电子特性

    1. 自动白平衡（AWB）

    非专业摄像机上往往装有自动白平衡感应器，其调整范围大约在2500 K ~7000 K之间。
    在下列情况下，自动白平衡会失灵：

    （1）夜间拍摄蜡烛光或室外拍摄烟火时；
    （2）水银灯、钠蒸汽灯等极亮照明下时；
    （3）两种不同色温的光源混合时；
    （4）强逆光拍摄及运用微距功能拍摄时；
    （5）在蒙蒙细雨和雪地拍摄时；
    （6）环境亮度低于摄像机的规定照度时；
    （7）日落、日出或带有强烈红色调时；
    （8）移动拍摄中摄像机从明亮处移到光线相对暗处时的一段时间内，如从室外移到室内。

    2. 自动聚焦（AF-Auto Focus）

    当摄像机对准拍摄物体时，镜头能自动把焦距调在焦点上，叫做自动聚焦。目前摄像机镜头的自动聚焦方式很多，大致可分为两类：一类为有源方式聚焦，包括红外线方式和超声波方式；另一类为无源方式聚焦。家用摄像机通常采用有源聚焦方式。原理是当镜头对准目标时，摄像机镜头内下方的发射器，发出红外线或超声波，经被摄物体反射回来，由摄像机红外线传感器或超声波传感器接收下来，测定出距离，根据测定的距离驱动摄像机聚焦装置聚实焦点。

    其优点是不受光线条件影响，能在完全黑暗的情况下工作。缺点是不能透过玻璃进行工作、对吸收红外线或超声波的物体、远距离的物体等不能正常工作。专业摄像机多采用无源聚焦方式。常见的有佳能公司（Canon）研制开发的“固态三角测量”聚焦系统SST（Solid State Triangulation），胜利公司（JVC）研制开发的“图像传感方式”聚焦系统TCL等。

    无源聚焦方式有远距离聚焦准确，对焦没有视差等优点，不足之处就是当光线太暗和被摄物体反差小时不能正常工作。摄像机自动聚焦装置的检测视角一般只有几度。当镜头处于长焦端时，画面大部分进入自动聚焦控制范围，聚焦效果良好；而镜头处于短焦时，只有画面中央很小范围是自动焦点的检测范围。这一小范围内的物体的焦点能够自动聚实，如果被摄物体不在画面中央这一范围内，自动聚焦就会出现偏差。

    另外，自动聚焦系统受光线、亮度、被摄物等条件的影响很大，在一些特殊情况下会出现聚焦偏差，在这些场合最好还是使用手动聚焦效果比较好。
 
    不适合采用自动聚焦拍摄的景物如下：
    不适合采用自动聚焦拍摄的景物：
    (1) 快速运动的物体
    (2) 被摄体距离太远
    (3) 很暗环境中的物体
    (4) 远离画面中心的景物
    (5) 下雨、下雪或地面有水
    (6) 能吸收红外线或超声波的物体
    (7) 网、栏栅、成排的树或柱子后的景物
    (8) 反差太弱或无垂直轮廓的景物，
    (如一面白墙)
    (9) 表面有光泽、光线反射太强或周围太亮的景物
    (10) 被摄物体一端离摄像机很近， 另一端离得很远
    (11) 玻璃后面的物体 (在玻璃前拍摄时，可贴紧玻璃拍摄）

    3. 光学变焦与数码变焦
    镜头是由透镜组组成