苏州大学：《电视摄像基础》课程教学资源（课件讲稿）第一章 摄像机（2节）摄像机的结构（B）

2.摄像机主体部分的主要构成与原理 (目录) (1) 摄像器件 (2) 预放电路 (Preamplifier) (3) 电子快门 (Shutter) (4) 视频信号处理单元 (5)同步信号发生器(Sync Generator (6)编码器(Encoder ) 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡(White Balance, 简称WB) ②黑色平衡(Black balance ③增益(Gain) 11/16/2011 1

11/16/2011 1 2. 摄像机主体部分的主要构成与原理 (目 录) （1） 摄像器件 （2） 预放电路（Preamplifier） （3） 电子快门（Shutter） （4） 视频信号处理单元 （5） 同步信号发生器 ( Sync Generator ) （6） 编码器 ( Encoder ) 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡（White Balance，简称WB） ②黑色平衡 ( Black balance ) ③增益 ( Gain )

摄像机主体部分的主要构成与原理 摄像机的主体-一一机身部分主要包括：内部光学系统（前面已述）、 摄像器件、预放电路、信号处理、信号编码、信号调整、信号记录、视频 返送、信号输出处理等多个部分。 寻像器 R 分光 视频处理 接 视频输出 Y/C 变焦镜头 系统 放大器 器 YR-YB-路 VBS 外同步 锁相输入 信号调整 彩条信号 同步信号 单元 发生器 发生器 11/16/2011 2

11/16/2011 2 摄像机的主体----机身部分主要包括：内部光学系统（前面已述）、 摄像器件、预放电路、信号处理、信号编码、信号调整、信号记录、视频 返送、信号输出处理等多个部分。 2. 摄像机主体部分的主要构成与原理

下面将主要介绍与摄像性能直接相关或与操作有关的功能器件及其作用 (1) 摄像器件 (2) 预放电路(Preamplifier) (3) 电子快门(Shutter) (4)视频信号处理单元 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡(White Balance, 简称WB） ②黑色平衡(Black balance ③增益(Gain) (5)同步信号发生器(Sync Generator (6)编码器(Encoder) 11/16/2011 3

11/16/2011 3 下面将主要介绍与摄像性能直接相关或与操作有关的功能器件及其作用 （1） 摄像器件 （2） 预放电路（Preamplifier） （4） 视频信号处理单元 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡（White Balance，简称 WB ） ②黑色平衡 ( Black balance ) ③增益 ( Gain ) （5） 同步信号发生器 ( Sync Generator ) （6） 编码器 ( Encoder ) （3） 电子快门（Shutter）

(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生和CCD器件-—一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。 TTWwH8 太平洋电脑國 ine.com.cr 11/16/2011

11/16/2011 4 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。 （1） 摄像器件

(2) 预放电路(Preamplifier) 这个电路的作用是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(Shutter) 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，不同机器设置稍有不同。 11/16/2011 5

11/16/2011 5 这个电路的作用是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（Shutter） 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，不同机器设置稍有不同。 （2） 预放电路（Preamplifier）

(4)视频信号处理单元 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡(White Balance,.简称B) 在景物光像中，任何一种颜色都可分解为红、绿、蓝三个基色， 但是它可能与电视系统设定的理想状况不一致。 白平衡就是无论环境光线如何，让摄像机默认“白色”，就是让它能调出 白色，而平衡其他颜色在有色光线下的色调。 11/16/2011 6

11/16/2011 6 （4） 视频信号处理单元 与操作调整相关的视频信号处理单元有： ①白色平衡（White Balance，简称WB） 在景物光像中，任何一种颜色都可分解为 红、绿、蓝三个基色， 但是它可能与电视系统设定的理想状况不一致。 白平衡就是无论环境光线如何，让摄像机默认“白色”，就是让它能调出 白色，而平衡其他颜色在有色光线下的色调

如果不进行“强制性”的调整过程，这三个信号分量可能得不到相同的放 大量，所拍摄出来的图像就可能偏离原来的颜色。所以，必须针对“不平衡 比例的进光量”，让电路的放大量分别进行“针对性”的调整，这就是白色 平衡调整，它是景物图像获得正确色彩还原的重要保证。 ②黑色平衡(Black balance 黑平衡是指没有光进入摄像机的情况下，R、G、B三路的输出 黑电平相等，也就是使图像部分无彩色，称为黑平衡。 单个摄像机在出厂前已经调整好了黑色平衡，一般无须再作调整。 只有当多台摄像机协同工作时，为了保证所摄图像质量一致，必须进行 黑色平衡的协同调整工作，以使不同摄像机尤其在拍摄黑色物体时，三 个基色电平也相等。 11/16/2011 7

11/16/2011 7 如果不进行“强制性”的调整过程，这三个信号分量可能得不到相同的放 大量，所拍摄出来的图像就可能偏离原来的颜色。所以，必须针对“不平衡 比例的进光量”，让电路的放大量分别进行 “针对性”的调整，这就是白色 平衡调整，它是景物图像获得正确色彩还原的重要保证。 ②黑色平衡 ( Black balance ) 黑平衡是指 没有光进入摄像机 的情况下,R、G、B三路的输出 黑电平 相等,也就是使图像部分无彩色，称为黑平衡。 单个摄像机在出厂前已经调整好了黑色平衡，一般无须再作调整。 只有当多台摄像机协同工作时，为了保证所摄图像质量一致，必须进行 黑色平衡的协同调整工作，以使不同摄像机尤其在拍摄黑色物体时，三 个基色电平也相等

③ 增益( Gain 在低照度的情况下，光圈已开到最大，但图像仍然较暗，如果受条 件所限不能用灯等照明器具进行补充，则可以利用摄像机上的增益控制 钮来增加电路系统的增益。 增益调整是对摄像机图像输出信号电平的大小进行调整。增益可以通 过增益控制开关来调节，通常有0dB、3dB、6dB、9db、18dB等 档位供选择。增加电路增益往往会造成图像质量的下降-一一背景噪声也被 提升，所以不是万不得已时最好不使用这一方法。 .T/IRIS GAIN dB A .3 0 GAIN 0-+18,+36 3 +18 6 ◆12 L 11/16/2011 8

11/16/2011 8 ③ 增益 ( Gain ) 在低照度的情况下，光圈已开到最大，但图像仍然较暗，如果受条 件所限不能用灯等照明器具进行补充，则可以利用摄像机上的增益控制 钮来增加电路系统的增益。 增益调整是对摄像机图像输出信号电平的大小进行调整。增益可以通 过增益控制开关来调节，通常有0dB 、 3dB 、6dB、 9db、18dB等 档位供选择。增加电路增益往往会造成图像质量的下降----背景噪声也被 提升，所以不是万不得已时最好不使用这一方法

(5)同步信号发生器(Sync Generator 同步信号发生器用来产生一个同步信号，以保证整个系统同步工作，使 接收端显像管的电子束扫描与发送端的摄像器件完全同步从而得到不失真的 还原图像。摄像机的同步机能有内同步、外同步或同步锁相之分。 单机外拍时，是选择内同步方式；在演播室中，几台摄像机共同摄取图 像以供导演在特技台上选择时，它们都必须工作在外同步或同步锁相的方式 之中，以保证不同的摄像机所摄取的图像在转换时稳定。家用机没有这个功 能。 2032372032 11/16/2011 9

11/16/2011 9 同步信号发生器用来产生一个同步信号，以保证整个系统同步工作，使 接收端显像管的电子束扫描与发送端的摄像器件完全同步从而得到不失真的 还原图像。 摄像机的同步机能有内同步、外同步或同步锁相之分。 单机外拍时，是选择内同步方式；在演播室中，几台摄像机共同摄取图 像以供导演在特技台上选择时，它们都必须工作在外同步或同步锁相的方式 之中，以保证不同的摄像机所摄取的图像在转换时稳定。家用机没有这个功 能。 （5） 同步信号发生器 ( Sync Generator )

(6) 编码器(Encoder 编码器用于将R、G、B三基色电信号编成彩色全电视信号或其他方便传 输的信号样式，以适于传输或适应各类电视制式兼容的需要等等。 3.寻像器(VF:1) 寻像器是用来在拍摄时对所摄图像取景和监视的小型黑白或彩色显示屏。 一般便携式摄像机上的寻像器荧屏对角线为1.5英寸；演播室里用的一 般是4.5英寸的。 3224 SONY 11/16/2011 10

11/16/2011 10 （6） 编码器 ( Encoder ) 编码器用于将R、G、B三基色电信号编成彩色全电视信号或其他方便传 输的信号样式，以适于传输或适应各类电视制式兼容的需要等等。 3. 寻像器（VF：Viewfinder ） 寻像器是用来在拍摄时对所摄图像取景和监视的小型黑白或彩色显示屏。 一般便携式摄像机上的寻像器荧屏对角线为1.5英寸；演播室里用的一 般是4.5英寸的