【摘要】从国内外高清电视技术的发展现状入手，对5 种具有代表性的高清摄像机系统的性能参数进行了较为详细地对比和分析，并全面探讨了在高清演播室和高清转播车上选用高清摄像机应注意的问题。

　　1 引言

　　随着经济的发展和人们生活水平的提高，高清电视机逐渐走入寻常百姓家庭，高清电视频道的播出带动了新的产业发展， 人们对高清电视节目需求的不断增加，促使许多电视台开始购置高清制作设备，高清摄像机的选用成为广大电视工作者关注的焦点。

　　随着观众对电视节目欣赏水平的提高和高清平板电视价格的降低，广电总局将高清电视作为中国电视发展规划的重点任务和目标，发出《广电总局关于促进高清电视发展的通知》，高清、标清同播是发展高清电视成本较低、效率较高的有效途径。2009 年9 月28 日起，央视综合频道、北京卫视、上海东方卫视、江苏卫视、湖南卫视、黑龙江卫视、浙江卫视、广东卫视和深圳卫视等9 个频道陆续实施了高、标清同播，标志着中国高清电视发展步入了一个新阶段。

　　2 高清摄像机系统性能对比

　　为了满足高质量高清节目制作的需要， 许多摄像机制造厂商推出了多款适合于中国市场的、性价比较高的产品， 为省级电视台与地市级电视台提供多种选择，5 种具有代表性的高清摄像机系统的性能对比见表1。

　　1） 池上HDK-77Exa 全数字便携式高清摄像机

　　该机色彩还原真实、渗透力好、锐度高。视频信号采用14 bit 模数转换使图像中暗部场景的色彩梯度得到的还原，38 bit 的内部数字处理保证了极高的数字信号处理能力，对暗部场景的精细色彩梯度及细节实现了真实的还原。配备自动色彩校正功能，能够调整画面的色调及色饱和度，具有两个用户自定义的色彩功能。色彩校正在伽玛处理电路之前，能够得到更加真实的色彩还原。摄像机头可输出HD-SDI 信号，能够直接作为高清设备的信号源。内置上/下变换器，可同时输出高标清信号。内置I/P 转换器（选件）能够输出720p 格式信号。集成光缆适配器，可旋转摄像机光缆接口，使光缆在各种角度下拍摄时都能保持自然的弯曲角度， 延长其使用寿命。可提供半机架尺寸的基站，能够更好地应用于转播车及租赁和飞行箱系统。

　　2） 日立SK-HD1000 多格式数字高清摄像机

　　该机机身功耗小，是日立集团在推出的“节能产品”。1 080/50i 和1 080/59.94i 多格式适用于世界各地的电视节目制作系统。质量轻、重心低，适合拍摄者更加舒适地进行手持式拍摄。摄像机具有单机优势，机身可选择混合光纤电缆适配器、三同轴电缆适配器和固态式高清电视录像机多种配置，适用更加广泛。三重修饰、肤色修饰及色饱和度调整使色彩完美再现，细节控制、主要细节项目、肤色细节和高色度细节使图像锐度提高。具有60 dB 信噪比、60%的调制度及1 100 电视线水平分辨力等出色性能。摄像机身提供2 个缓冲HD-SDI，可直接作为高清设备的信号源或摇臂拍摄时作为监视器输出。高强度的不锈钢混合光纤电缆接头在为苛刻的演播室和现场环境下都具有稳定、可靠的性能。演播室适配器可提供“免电缆”和“免工具”的摄像机界面，有助于提高系统的稳定性。CCU 可以在1 080i 或720p 的高清信号格式间切换，也可进行PAL 或NTSC 转换，能够同时输出HD和SD 两种格式。

　　3） 索尼HDC1580R 高清摄像机

　　该机是索尼公司专为中国奥运会转播车定制的单一格式高清摄像机，是国内普遍使用的机型。它无需复杂连线和适配器高低调整，就可以快速安装好摄像机、箱式镜头和大镜头适配器， 提高了摄像机在体育比赛现场的使用效率，具有较高的性价比和系统配套性。高达F11 的灵敏度， 有效减轻了夜晚体育转播时对灯光照度的要求。

　　调制深度达到55%，使得高清晰的画面细节丰富，提供了更加通透的高清晰度图像画面。14 bit 数模转换器使摄像机能够真正在600%的动态范围内保持的准确度，忠实的再现画面中亮到暗部区域的层次。垂直拖尾的指标达到了-135 dB，无论在室内或者室外使用，都已经解决了垂直拖尾影响画面的问题。该机集成了寻像器聚焦细节和辅助聚焦指示条两种辅助聚焦功能， 使聚焦更为精准快捷。采用1.5 Gbit/s 带宽的光纤传输，能够以4∶2∶2的全数字方式传输分量信号，摄像机到CCU 的距离可扩展到3 000 m。通过MSU 和CNU 连接的S-BUS 网络系统，摄像机控制系统可选择系统中矩阵输出，还可通过一根视频电缆传输系统中所有摄像机的Tally 信号，从而在大中型转播中具有独特的优势。

　　4） 松下AK-HC3500MC 多格式数字摄像机

　　该机可选择1 080/50i 和1 080/59.94i 格式输出，可带到不同格式的国家拍摄。采用单通道传输系统和像素空间偏置技术改进了调制度， 降低了摩尔干扰。采用了14 bit 数模转换，38 bit 的数字信号处理电路和松下独创的实时逐级伽马校正技术， 从而实现了动态范围扩展功能和其他更丰富的性能， 增强的细节信号处理可以获得优质图像亮区和暗区噪波的化。达到了F11 的高灵敏度和60 dB 高信噪比。方便手持拍摄的人体工程学设计，便于肩扛拍摄的低重心和肩托部分24 mm 的前后距离调整，实现的配重平衡，减少了用户的疲劳感，使操作人员感觉更加舒适和方便。摄像机控制单元与摄像机之间采用光纤传输方式， 远距离传输也能保证优质的图像质量。可转动的光纤接口， 用于减少光纤承受的外力。该机集合了广播级摄像机多项先进技术，实现了更加便捷的操作性能， 可以快速简单的将摄像机安装到演播室大镜头和扩展支架上。后操作面板上的背光灯，使摄像师在黑暗环境中也能轻松操作。

　　5） 草谷LDK8080 单格式高清摄像机

　　这是一款专为中国生产、单一格式、性价比较高的高清摄像机。该机装配有全新的、专为广播应用而开发的3片2/3 in、240 万像素的CMOS 图像传感器， 具有双数字采样技术和双通道积分式A/D 转换器等多种先进的图像处理技术，带来高质量、锐利的图像。使用高达34 bit 的数字信号处理单元，包括所有摄像机对图像的处理功能，如Gamma、拐点、DTL 细节、可调彩色矩阵，并内置全数字降噪系统。可步进调整的主增益和主色温，连续的自动白平衡和电子白平衡。为了获得更高的图像质量，独立双通道肤色细节校正电路，拥有较强的色度计和色彩比较能力。机身采用镁金属合金，在手持操作时更加舒适。当低角度拍摄时，通过可旋转的三同轴系统和手柄的镜头推拉控制可以让摄像师在低机位更加轻松地拍摄。使用优化的可靠的三同轴系统进行全带宽高清信号传输，距离能达到1 200 m。

表1 5 种高清摄像机系统的性能对比

　　3 系统选用中应注意的问题

　　在标清电视向高清电视过渡的时期，高清摄像机的主要应用以演播室和转播车上配置为主，因其系统集成自成体系，可以快速高效的完成高清节目制作，成为目前电视台更新换代的。高清摄像机系统选型应从用途、性能、功能和价格等方面综合考虑，要保证系统的统一性和可扩充性，还要保证售后技术的支持和软件的升级。

　　1） 选购高清摄像机应注意的技术问题

　　CCD感光元件技术成熟，噪波电平较低，性能稳定。

　　CMOS 随着制造工艺的进步， 放大器性能一致性得到解决，噪波电平已接近甚至达到了CCD 的水平。传感器像素高，信息量大，图像细节丰富。数字处理比特数大，量化噪声低，对图像细节处理越好，越可增强自然细节，消除斑点噪声， 准确地再现暗部和高光部分的色彩。信噪比越高，混在信号里的杂波越少，视频质量就越高，画面就越出色。灵敏度越高，表明低照度拍摄能力越强，降低摄像机对灯光照度的要求，确保在苛刻条件下的准确色彩还原。调制度越高，画面细节越丰富，图像画面更加清晰透澈。水平分辨力是摄像机清晰度的客观体现， 数值越大越好。双光学滤镜可以分别用于彩色校正和中密度调整， 方便进行彩色和曝光控制。采用三同轴还是光纤适配器， 要考虑连接距离和基站连接接口的配套。有条件应在现场对摄像机实物进行客观和主观对比测试，采购能满足项目技术需求且性能与所明确品牌相当或更优的产品。摄像机系统包含基站，应考虑它的体积、功耗和连接电缆类型、价格也应计算在内。

　　2） 演播室选用高清摄像机应注意的问题

　　演播室应选用大镜头适配器套件，并安装高清高分辨力取景器，扩展成一个具有全功能、全尺寸的演播室摄像机。演播室内的设备相对固定， 设备出现问题可及时在台内调换解决。电力供应及安全比较有保障， 摄像机和基站的功耗可以不考虑。由于演播室的灯光照明条件很好，对高清摄像机的灵敏度、信噪比和调制度要求不高，但是色彩还原要求较高，尤其是肤色。根据演播室的面积和功能，一般配备3~8 个讯道单一记录格式高清摄像机， 可配置高清广角镜头和高倍率高清演播室镜头。

　　演播室内一般使用三脚架拍摄，很少有手持移动拍摄，对机器的重量没有限制。演播室传输距离短， 可以采用HD-SDI 或三同轴数字输出接口传输高清信号。机头具有HD-SDI 接口提供极大的便利性， 可让多人使用高清监视器对拍摄内容进行监视，也可将高清信号输出到其他的高清设备中，还可把摄像机用于摇臂拍摄时作为监视器输出。考虑到高标清同播，摄像机基站应有上下变换器，满足高标清变换的需求。系统设计和设备选用应把稳定性、可靠性和安全性放在首位，还须特别考虑同步、视频延时等问题。

　　3） 转播车选用高清摄像机应注意的问题

　　高清转播车受车体空间的限制， 不能携带很多的备用设备， 设备尺寸及便携性很关键。摄像机基站要体积小、重量轻，相应CCU 控制单元和OCP 操作面板也要小巧方便。转播车是在电视台外单独完成电视节目的直播工作，电力供应及现场安全经常会有问题，要求摄像机机身和基站功耗小， 耗电省。室外使用要求摄像机的重量轻，减少用户的疲劳感，使用户能长时间扛在肩上舒适地拍摄。转播车讯道数多、规模大，一般配备8~18 个讯道高清摄像机，要求运输和携带方便，安装和拆卸快捷。摄像机要求灵敏度高， 保证在光线较差的环境下能拍摄出清晰图像。室外转播传输距离较远，建议使用光纤接口。

　　电子色温设置非常宽泛， 使用从现场取样得到的实际周围色温对色彩进行校正， 色彩不受滤镜转盘中少数光学滤镜预设值的影响， 保证了每个色温点度的可复验性，比传统的光学滤镜能提供更好的速度、灵活性和色彩度。对于移动应用中经常碰到的照明困难的场景，使用这种方法显示出独特的价值。采用高清多格式视频切换台建议选用多格式高清摄像机， 可制作不同版本的高标清节目。

　　高清电视是未来电视技术发展的必然趋势， 有巨大的发展空间。在高清设备选用前应做好调研，类似产品在电视台或电视转播车上应能可靠使用半年以上。技术支持和售后服务很重要，包括能否提供上门维护、升级服务，本地是否有维修点，维修价格和周期如何，质保期内能否24 h 内响应、48 h 以内到现场处理。现场不能修复的，必须提供备用机，以保证用户的正常使用。贵的设备并不一定就是的，适合的才是的。