数码相机视频拍摄纸

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一、DSP数字处理技术

20世纪90年代以来，人类社会步入了信息时代，而信息时代的一个重要特征就是数码产品的普及，其中最典型的就是以DSP为核心的技术及其产品应用。DSP是数字信号处理(digital signal processing)的英文缩写，但它的发展已经超越了它本身的表面意义，成为一种新的数字处理技术。其特点是DSP在相机中的成功应用，开启了现代相机技术的新篇章，成为继CCD之后又一项划时代的相机新技术应用成果。

DSP数字信号处理技术是数字信号处理、微电子学、计算机科学和计算机数学的综合科研成果。DSP芯片已经广泛应用于许多领域，如磁量驱动器、蜂窝电话、调制解调器、无线电接收机、微控制器、光盘播放器、数码相机和数码摄像机，并将应用于大多数电子设备。

DSP数字信号处理器在彩色摄像机中的应用使其成为整个系统的核心部件之一。其作用是通过一系列复杂的数字算法对数字图像信号进行优化，包括白平衡、色彩平衡、伽玛校正、边缘校正等，这些算法会直接影响图像信号的质量。

就任何DSP芯片而言，本质上都是单片机，只是专门用来处理数字信号。它最大的特点是运算速度极快，比普通微型计算机快两个数量级，能在短时间内完成复杂繁琐的数学运算。DSP数字信号处理摄像机技术是在20世纪90年代中期开发的，首次应用于VHS-C格式的摄像机。图3-81就是这样的摄像机。

图中，CCD摄像头发出的图像信号经过A/D转换成数字信号，然后送到DSP数字信号处理集成电路。在集成电路中，首先调整Y/C的白平衡，然后将Y/C处理电路送来的数字信号进行数字缩放，并存储在帧存储器中。同时，数字变焦处理电路可以根据不同的比例从帧存储器中取出放大或缩小的图像信号，并发送给自动对焦处理器。分析信号中的主要频率成分后，控制电机调整镜头距离，使。

掌宝摄录机在实际应用中，一个重要的问题是操作者手掌的抖动。因为晃动，不晃动手掌几乎不可能使图像不稳定。所以摄录机电路中必须解决这个问题，电路中的模糊稳像处理就是专门为解决这个问题而设计的。图中，Y/C处理后的信号送到运动检测电路，检测图像的运动状态。通过模糊逻辑分析，判断图像的运动是否由手抖引起。电路根据手抖的程度进行判断，确定是手抖引起的抖动，然后选择从存储器中读取图像信息来抵消图像的抖动。

经过上述数字处理后，通过D/A转换，转换成模拟视频信号，送入记录系统，记录在磁带上。

经过几年的研发，DSP摄像头技术已经成熟。目前以各大相机厂商为代表的顶级机型都采用了DSP相机技术。例如，索尼的3CCD DSP彩色摄像机DXC—D30Pjiushi就是一个突出的型号(如图所示)。

第二，全数字视频处理技术

目前数码相机还是有一些模拟处理电路，发展方向是视频信号处理全数字化，关键是开发生产。

位模数转换器。目前最新一代是14位DSP数字信号处理相机，如DYC DY-90EC和DY-70EC (D9格式)，索尼DSR-PDX10P(DVCAM)，松下50城DVCPRRO50 AJ-D900等。

数字视频处理技术的核心是数字视频编解码技术。在20世纪90年代初之前，没有人相信视频信息可以数字化处理，但是当视频压缩技术取得巨大进步后，这种传统认识被打破了。现在，数字视频已经被广泛使用，例如数字电视可以通过卫星和地面网络传输到家庭。互联网上的视频邮件和家庭是视频游戏；在电信网络上传输视频会议；计算机网络远程视频教学等。这一切都得益于视频压缩技术的发展。

1简介。MPEG压缩原理

数字视频压缩是从一系列图像中去除冗余信息，大大减少了数据量，但解压缩后人眼并没有察觉到图像质量的变化。数字压缩通常称为编码，解压缩则称为解码。MPEG是当今最常见的视频编码方法，其中MPEG-2是为速率应用(如电视、DVD等)制定的。).MPEG-2编码有两个主要步骤:

在每一帧图像中，采用块编码技术进行空间压缩。比如人眼对暗背景中反映的图像信息并不敏感，所以可以压缩帧中大部分的大暗背景。

在图像的相邻帧之间执行时间压缩，以去除帧之间的冗余信息。这一步叫做动态判断。比如一只鸟在空中飞，一帧中只有鸟在飞，但大面积的天空背景基本不变，帧与帧之间也有类似的不方便的信息，这些冗余信息是可以压缩的。

在编码过程中，编码器首先确定输入的视频帧是动态压缩还是块编码压缩，然后进行编码，去除冗余信息。

2.视频信号的数字处理。

视频信号的数字化处理是一个必然的发展趋势，自20世纪90年代以来一直在这一领域发展。例如，松下的AQ-20和AQ-11数码处理相机被认为是第一代数码相机的代表。

数码相机具有以下特点:

提高稳定性，由于实现了数据存储，这些数据不会随时间和温度而变化，从而实现各种控制变量的高稳定性。

增加了一些新功能，如自动阴影补偿、色彩细节补偿、电脑控制伽玛校正等。

一些操作性能得到了改善。

目前，数字视频处理技术已经大大超越了传统的模拟处理技术，并将在不久的将来完全现代化。

3.12信息技术与数码相机的新功能

全数字摄像机将数字视频和音频信号记录在磁带或硬盘上，需要处理大量的信息。因此，应采用新的高密度记录方法、数据压缩技术和大容量集成电路存储器。全数字视频的一个主要优点是可以多次复制，容易反复编辑复制，可以和电脑连接进行图像处理。此外，新技术应用的不断引入和发展，明显提高了数码摄像机的整体性能和录像质量。

数码摄像机新技术的应用

(一)逐行扫描技术

传统相机采用隔行扫描，但近年来JVC和松下独树一帜，在新的摄录机上都采用了逐行扫描电荷耦合器件(如JVC GR-DVL9600和松下MV-DS44EN)，使得拍摄的图像更清晰，更有层次感。

当初由于技术原因，我们不得不用隔行扫描来降低带宽，也就是把一个图像人为地分成奇数行和偶数行两个场，然后在电视上把这两个场合成一帧图像。由于分别扫描奇数行和偶数行时的视觉差异，图像变得模糊不清。摄像机应使用逐行扫描CCD，以确保回放期间更高的图像质量(尤其是回放静态图像时)。因为画面中没有奇数行和偶数行，所以可以保证动、静态画面都和以前一样清晰。这特别适用于将图像转换为计算机图像格式或通过打印机打印。相机采用逐行扫描后，画质可以媲美数码相机。此外，逐行扫描相机可以以两倍于传统相机的拍摄频率进行拍摄，尤其是体育拍摄，可以清晰地捕捉到最小的运动变化。

(二)特殊重放新技术

袖珍数码摄像机往往设计有特殊的播放功能，主要是占用静止图像(暂停/静止)、慢放(慢放)和快放(快放)。和快速搜索等。特殊播放功能通过多头模式和动态跟踪模式实现。所谓多头模式，就是在原有的两个视频头之外，增加一个专门用于特殊播放的头，根据不同功能分别提供3~8个头。所谓动态跟踪，就是为了保证特殊的播放没有噪音，必须建立自动扫描跟踪系统。这个系统可以检测出放音轨道偏离轨道的方向和角度，然后通过闭环电子伺服电路修正放音轨道的误差，从而达到正确跟踪轨道的目的。也就是为什么要动态跟踪？因为如果不采用动态跟踪，由于使用了多个特殊的放音磁头，比如在高速放音时，磁头要跟踪扫描过几个磁道，每当经过不同方位角的磁道时，不可避免地会产生噪声带。采用动态跟踪技术，随时控制磁头的移动，使扫描方位角相同的磁道能被完全跟踪，从而消除了噪声带。

(3)记录媒体的新技术

很长一段时间，便携式摄像机使用磁带作为唯一的记录介质。随着数字压缩技术和硬盘存储技术的发展，这种独霸天下的局面开始被打破，磁盘、磁光盘、电脑存储卡、硬盘等数字存储介质都在摄像机中找到了自己的位置。

首先，日本池上公司的MD硬盘摄录机打破了这种模式。本机配备两块2.5寸硬盘，图像压缩模式为JPEG，可录制20分钟的Betacam级素材。它最大的特点就是有一个提前10-60秒的图像，所以即使在你要录制的场景出现后设置了录制开始按钮，也不会丢失镜头。其次，它还具有简单的编辑功能。拍摄完成后可以单机非线性剪辑，保证了节目的快速及时制作。1999年，索尼也推出了第一款以MD为存储介质的数码摄像机——索尼，DCM-M1，如图3-82所示。它不仅可以拍摄动态图像，也可以拍摄静态图像。

FD代表软盘，一种以3.5英寸软盘作为辅助记录介质的数码摄像机。

惠普和索尼联合开发了以磁光盘为记录载体的数码摄像机，于2000年推出。该光盘可以以每秒5兆位的编码速度记录30分钟的图像。此外，索尼还首次推出了内置PCMCTA卡作为记录载体的DV格式摄录机——trv 9000，以及带内存条的摄录机——trv 17等。，这进一步扩展了视频记录。

以PCMCTA卡为记录载体的TRV-9000

(四)细节校正新技术

细节校正是影响图像质量的最大因素之一，数码相机在控制这一重要功能方面引入了一系列新技术。这些新技术主要包括以下内容:

水平细节信号的可变脉宽技术

水平细节信号的最佳脉冲宽度受场景内容、录像机的带宽和连接到摄像机的其他设备的影响。高性能数码相机具有在执行细节校正时调整频率中心的能力。水平细节校正信号由具有不同频率特性的三个细节信号组合而成。这三个信号由三个数字滤波器获得。改变合成的水平细节信号的峰值频率的目的是通过改变这三个信号的混合比来实现的。当该峰值频率改变时，细节校正信号的宽度或细节校正信号的效果将被适当地改善。

过度细节信号的精确削波技术

在高对比度图像中，例如从暗到亮或从亮到暗的巨大过渡，相机可能会产生过多的细节校正，从而产生“黑晕”和“阶梯倾斜”效果；在一个非常明亮的物体周围，“黑晕”看起来像深黑色的凳子，而“台阶倾斜”看起来像锯齿状的斜边。这些效果很讨厌。数码相机通过使用精确的裁剪技术，可以在水平和垂直两个方向上截掉过多的细节信号，从而有效减少“黑晕”和“台阶倾斜”的影响。

精确肤色细节校正技术

细节校正强调的是图像的新鲜度和锐度，但在一些拍摄场合，比如人脸，需要柔和的图像。肤色细节校正的作用是降低图像中包含肤色的区域的细节层次，而不降低其他区域的细节层次，因此可以给出非常自然的肤色再现，而不影响其他区域清晰的边缘图像。

4.动态对比度控制(DCC)技术

动态对比度控制(DCC)可以压缩高亮度和高对比度图像的亮度信号，可以清晰地再现高亮度区域的细节信号。这种处理可以达到600%的亮度动态范围。

(5)其他新技术应用

1.逐行补色滤波技术

采用逐行补色滤波技术，如JVC，可以明显提高相机的垂直分辨率。

GR-DVL9600是首款CCD逐行扫描数码摄像机，采用了该公司独特的逐行补色滤光片，可提供高达560线的垂直分辨率。如果与传统的隔行扫描CCD相机相比，相当于近百万像素的相机的画质。

2.宽带处理技术

使用宽带处理技术可以明显提高摄像机的水平分辨率。在传统的彩色摄像机中，传统的Y/C频率分离模式用于处理亮度和色度信号。JVC公司在其逐行扫描摄像机GR-DVL9600中打破了这种传统模式，采用了宽带处理技术，使亮度信号缓慢下降，从而大大提高了图像的水平清晰度。

3.智能自动开关技术

采用智能自动开关技术的数码摄像机，显示屏(电子取景器)一打开，电源和镜头就自动打开，相机一打开就拍摄。这个功能对于枪械拍摄视频非常有用。