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弱电行业百科大全

电荷耦合器件简介

电荷耦合器件(ChargeCoupleDevice)缩写为CCD,由贝尔实验室于1969年首次开发。它可以将吸收的光转换成电荷,存储和传输,并将成像的光信号转换成电信号输出。它具有光电信号转换功能,是一种理想的摄像元件。测量CCD相机性能的技术指标主要包括以下几个方面:清晰度、灵敏度(也称为最小照度)和信噪比。

电荷耦合器件

单片CCD和三片CCD

摄像机中使用的CCD数量一般分为单个和三个。专业数码相机一般有三个电荷耦合器件,RGB颜色分别由独立的电荷耦合器件成像家用数码相机通常使用单个电荷耦合器件。单芯片照相机只使用一个电荷耦合器件来处理RGB信号。优点是价格相对较低。然而,与使用三个电荷耦合器件的相机相比,单芯片相机的色彩恢复能力较差。


有效像素

有效像素与电荷耦合器件直接相关。数码摄像机的总像素是指整个电荷耦合器件上所有像素的总数,这也是大多数人用来对产品进行分类的标准。事实上,在实际操作中,并非所有像素都是敏感的,因为边缘的像素将被覆盖以提供完全纯的黑色信号作为计算图像的基础,而剩余的像素被正式用于感测图像,这就是所谓的“有效像素”


信噪比

放大器的输出信号电压与同时输出的噪声电压之比是放大器的信噪比,简称信噪比。通常用英文字符S/N表示,S代表假设没有噪声时摄像机的图像信号值,N代表摄像机本身产生的噪声值(如热噪声),两者之比是信噪比,以分贝(dB)表示信噪比越高,信噪比越好,这意味着信号中混合的杂波越少,视频质量越高。相反,更糟的是


采样频率和采样率

视频亮度采样频率为13.5兆赫,与D-1格式相同,同时色度信号被处理成两种不同的色差信号(R-Y和B-Y)分量记录方法减少了色度的衰减,保证了颜色的恢复。γ-γ和γ-γ的采样频率为3.375兆赫,是13.5兆赫的1/4换句话说,为了确保最合适的记录质量,DV使用4:2:0(PAL)数字分量记录系统。


量化深度

量化采样亮度和色差信号例如,8位亮度信号由256个灰度级描述,即从白色到黑色的256个灰度级比特电平越大,产生的量化噪声越小。量化噪声是数码相机一个重要的固有噪声源。


视频信号压缩率

采样和量化的视频信号数据量非常大。为了降低记录成本,可以根据图像本身的冗余度进行压缩DV格式采用帧内压缩方法,压缩比为5:1,压缩视频流为25Mbps这时,我们得到了一个高质量的数字视频信号,经过进一步处理后将记录在磁带上。


IEEE1394

IEEE1394是一种标准的高速、短程数据传输和交换协议。它的前身是火线(FireWire),由苹果公司的迈克尔·蒂纳在1986年制定。Firewire于1987年完成,1995年被电气和电子工程师协会认可为IEEE1394-1995规范因为在IEEE1394-1995中有一些模糊的定义,所以在过去几年中带有IEEE1394接口的设备并不常见。后来,发布了一份补充文件(草案1394a),以澄清疑问、纠正错误和提高效率。IEEE1394标准中规定了三种数据比特率:98.304Mbps(S100)、196.608Mbps(S200)、393.216Mbps(S400)IEEE1394的标准端子是带电源的6芯连接器。然而,考虑到如果手持数码相机使用这种终端,电线太粗、操作困难、不方便,索尼公司首先在小型DVCAM设备上采用了一个没有电源的小型4芯连接器。

IEEE1394被数字录像机协会认定为标准数字接口,被数字视频协会认定为数字传输标准。视频专家标准协会(VESA)同意1394用于家庭网络,而欧洲数字视频广播(DVB)也同意IEEE1394用于数字电视接口。

IEeel394的优势在于它可以通过1394输入/输出接口在两个DV设备之间复制,并且副本与原件完全相同用户还可以将视频和音频信号从数字视频设备直接传输到NLE(非线性编辑)系统而不会丢失。


水平清晰度和垂直清晰度

水平清晰度定义为图像上可区分的垂直线数量例如,水平清晰度是500行,这意味着在水平方向上,在图像的中心区域,最高分辨率是垂直黑白线,相邻距离是屏幕高度的1/500。水平清晰度与图像传感器的像素数和视频系统的带宽直接相关。垂直清晰度也可以理解为图像可以分解成的水平线的数量。最大垂直清晰度由垂直扫描线的总数决定。水平清晰度和垂直清晰度采用统一的测量标准,因此当屏幕上的水平线间距和垂直线间距相同时,图像的垂直清晰度和水平清晰度的数量应该相同。水平定义和垂直定义的值越高,定义就越高。


光学防抖系统和电子防抖系统

光学防抖系统通过改变透镜组的位置来实现减震和防抖的功能。根据摄像机的晃动,可以调节镜头的透镜组的位置,图像的光和阴影在到达电荷耦合器件图像传感器之前可以自行调节,因此拍摄的图像不会模糊。光学防抖的缺点是成本高,因此只能应用于高端产品。

电子防抖系统是指通过在电路中增加像素,并通过内置传感器进行调节,实现防抖功能总之,无论上下、左右抖动,都可以通过总像素来校正。然而,电子防抖系统广泛用于微型摄像机。电子防抖的缺点是:首先,电子防抖不会立即打开,因为当检测到像素丢失时,打开电子防抖需要时间;其次,缩放和摇动时不能使用电子防抖,因为此时不可能确定像素损失是由身体摇动还是图像移动引起的。


白平衡

物体反射的颜色取决于光源的颜色人脑可以检测和判断这种颜色变化,所以无论在阳光、多云天气或室内光线下,人们仍然可以看到白色物体。然而,就DV而言,这些由不同光源产生的“白色”在颜色上仍然是不同的,一些包含浅蓝色,另一些包含黄色或红色。为了接近人们的视觉,数码相机必须模仿人脑,并根据光线调整颜色,以便最终呈现出肉眼可见的白色。这叫做“白平衡”大多数数字电视提供“自动白平衡”功能


电视系统

目前,世界上使用三种主要的电视广播系统:PAL、NTSC和SECAM。例如,PAL在中国大部分地区使用,NTSC在日本、韩国、东南亚、美国和其他欧美国家使用,而SECAM在俄罗斯使用我们在国内市场购买的数码产品都是PAL标准


LANC插孔

LANC插孔的全名是本地应用控制总线系统,主要应用于索尼和佳能公司生产的相机,一般用于传输控制信号。通过该接口传输的串行信号,我们可以控制大多数摄像机的功能操作,如录制、播放、快进、快退、缩放等。常见的LANC设备是遥控器(有线控制),如安装在三脚架上的设备,以及各种数码相机的扩展盒,如用于水下摄影的设备。甚至国外也有爱好者编写掌上电脑的小程序,并使用掌上电脑来控制各种数字视频操作。


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