数码摄像机技术指标及选型知识

除了利用字幕机或计算机动画设备制作电视图像外，电视节目制作的第一步都是利用摄像机摄取画面。摄像机是产生电视素材信号的最主要设备。如果素材信号的质量不高，那么，要制作质量上乘的作品简直就是天方夜谈。一般来说，经过处理，记录，传输以后，信号质量总会产生不同程度的劣化，很难有明显提高。因此，选择优良的摄像机具有非常重要的意义。近年来，摄像机技术取得了长足的进展。CCD摄像器件逐渐取代了真空管的摄像器件，后来又出现了数字处理的摄像机。
数字处理摄像机问世至今，仅只10年。刚开始时，数字处理摄像机还存在若干不足之处。所以，在一段时期中，数字处理摄像机和传统的模拟处理摄像机并行存在，平分秋色。随着技术的飞速发展，现在，数字处理摄像机的功能和技术指标已经全面超过模拟处理的摄像机。因此，模拟处理的摄像机已经难免淘汰的命运。本文阐述CCD摄像机的主要指标，数字处理摄像机的若干特点以及将来发展的方向，供选择摄像机时作为参考。

一、摄像机发展的简要历程
最早的电视摄像机以电真空摄像管作为摄像器件。摄像管在工作之前必须进行预热，时间长了以后，工作状态容易发生漂移。摄像管本身有多项调整，例如重合调整、机械聚焦、电聚焦调整、白黑平衡、黑斑校正调整等。往往在使用一段时间以后，工作状态发生改变，必须重新进行调整。摄像管的耐震动性能差，工作中需要比较复杂的电源供电系统，这一部分的电路十分复杂，因而故障率比较高。
以后出现了CCD为摄像器件的摄像机。CCD是大规模集成电路（VLSI）的产品。在CCD刚刚出现的时期，某些技术指标，例如信噪比、清晰度、灰度特性的指标还达不到摄像管的水平，还有一些CCD固有的缺陷。但是，随着VLSI技术的进步，近几年来，CCD器件的技术指标获得了长足进展。现在可以说，CCD器件的技术指标已经全面超过了摄像管的指标。这样，摄像管的摄像机就彻底退出摄像机的市场了。
数字处理摄像机是在CCD器件的基础上发展起来的。1989年，日本松下公司推出了世界上第一部数字处理摄像机AQ-20时，曾经引发了一场议论。有人认为，在当时的条件下，模拟处理摄像机的功能已经达到十分完美的程度，似乎没有必要采用数字处理的方法。然而，经过了近十年的实践，现在事实已经证明了，数字处理具有模拟处理无法比拟的独特优点。现在新推出的摄像机，毫无例外都是数字处理的摄像机。

二、电视摄像机的三大指标
灵敏度，分解力，信噪比统称为电视摄像机的三大指标。是摄像机最重要的技术指标。

1、摄像机灵敏度
是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。标准摄像状态指的是，灵敏度开关设置在0DB位置，反射率为89.9％的白纸，在2000勒克司的照度，标准白光（碘钨灯）的照明条件下，图像信号达到标准输出幅度时，光圈的数值称为摄像机的灵敏度。通常灵敏度可达到F8.0，新型优良的摄像机灵敏度可达到F11。相当于高灵敏度ISO-400胶卷的灵敏度水平。
在摄像机的技术指标中，往往还提供最低照度的数据。在选择时，这个数据更为直观，所以具有一定的价值。最低照度与灵敏度有密切的关系，它同时与信噪比有关。最新摄像机的最低照度指标是，光圈在F1.4，增益开关设置在+30DB档，则最低照度可以达到0.5勒克司。在ENG条件下使用时，可以选择低照度的摄像机。这样，在外出摄像时，可以降低对于灯光的要求，甚至在傍晚肉眼看得不清楚的环境下，不用打光，也能摄出可以接受的图像。对于演播室应用的场合，利用高灵敏度的摄像机，可以降低对于演播室灯光照时的要求。降低演播室内的温度，改善演职人员的工作条件，降低能源消耗，节约制作的经费。

2、水平分解力
分解力又称为清晰度。其含义是，在水平宽度为图像屏幕高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。例如，水平分解力为850线，其含义就是，在水平方向,在图像的中心区域，可以分辨的最高能力是，相邻距离为屏幕高度的850分之1的垂直黑白线条。
现在，高档的业务级摄像机能够达到的水平分解力是800线。有的摄像机采用像素错位的技术，号称清晰度达到850线。实际上，片面追求很高的分解力是没有意义的。由于电视台中的信号处理系统，以及电视接收机中信号处理电路的频带范围有限，特别是录像机的带宽范围的限制，即使摄像机的分解力很高，在信号处理过程中也要遭受损失，最终的图像不可能显示出这么高的清晰度。
两部摄像机，即使具有相同的分解力，但是，图像信号的调制度不同时，获得图像的视觉效果也会大不相同。因此，在比较摄像机优劣时，应该在相同调制度的条件下进行比较，分解力越高，则质量越好。一般摄像机产品没有提供调制度的数据，在购买时，应该通过对比，以判明优劣。
摄像机的垂直清晰度主要取决于扫描格式，即扫描的行数。因此，对于摄像机的垂直清晰度不必加以考虑。

3、信噪比
表示在图像信号中包含噪声成分的指标。在显示的图像中，表现为不规则的闪烁细点。噪声颗粒越小越好。信噪比的数值以分贝（DB）表示。最近，摄像机的加权信噪比可以做到65DB。用肉眼观察，已经不会感觉到噪声颗粒存在的影响了。
摄像机的噪声与增益的选择有关。一般摄像机的增益选择开关应该设置在0DB位置进行观察或测量。在增益提升位置，则噪声自然增大。反过来，为了明显地看出噪声的效果，可以在增益提升的状态下进行观察。在同样的状态下，对不同的摄像机进行对照比较，以判别优劣。
噪声还和轮廓校正有关。轮廓校正在增强图像细节轮廓的同时，使得噪声的轮廓也增强了，噪声的颗粒增大。在进行噪声测试时，通常应该关掉轮廓校正开关。
所谓轮廓校正，是增强图像中的细节成分。使图像显得更清晰，更加透明。如果去掉轮廓校正，图像就会显得朦胧，模糊。早期的轮廓校正只是在水平方向进行轮廓校正，现在采用数字式轮廓校正，在水平和垂直方向上都进行校正，所以，其效果更为完善。但是轮廓校正也只能达到适当的程度，如果轮廓校正量太大，则图像将显得生硬。此外，轮廓校正的结果将使得人物的脸部斑痕变得更加突出。因此，新型的数字摄像机设置了在肤色区域减少轮廓校正的功能，这是智能型的轮廓校正。这样，在改善图像整体轮廓的同时，又保持了人物的脸部显得比较光滑，改善了演员的形象效果。