Page 102 - 新时期广播电视工程技术研究

新时期广播电视工程技术研究
Research on Broadcasting and Television Engineering Technology in the New Era

式图像时，它可以自动地把垂直方向的三个像素或四个像素组合在一起，成为一
个新的像素元，分别适应 16：9 或 4：3 格式的需要：而且无论在哪一种格式下，
每一行的水平像素不变；同时通过严格的计算，可以不改变垂直方向的行数，从

而确保了行场方向的分辨率，并且不改变水平方向的视角范围。
（五）动态范围达 600%
对比度较高的被照物体也可得到对比度合适的图像；根据视频信号电平分布
直方图来自动地控制每一象素的对比度，以利用视频信号标准的有限动态范围。

通过数字化系列处理，动态对比度控制技术将动态范围很宽的自然光压缩记录在
有限的视频电平内，以达到可清晰再现高亮度区图像细节的目的。黑扩展，只增
强暗处细节和灰度层次，不影响亮处的图像，将低照度的图像电平提高，从而改

善其被照体的沉黯部分，扩展电平 3%~7%；黑压缩只提高暗处的对比度，不影
响亮处的图像。
人眼的视觉对图像和亮度有很宽的动态范围，人眼对高亮度和黑暗部分的
景像细节都看得清楚，然而用摄像机拍摄高反差的图像时，若调整光圈大小适合
于明亮部分，则暗部分的层次细节就很难重现出来，反之亦然。为了扩大摄像机

的动态范围，都采取了白压缩、自动拐点电路和黑扩展、黑压缩等先进技术。
对高亮度图像把白切割电平提高到 115%；在电平为 100%~115% 部分采取白压
缩的方法，使放大器增益减小 . 这样在入射光超过 200% 之后，输出电平才达到

白切割电平，因此在入射光 100%~200% 的范围内，其图像的亮度层次仍然重现
出来，从而扩大了动态范围。白压缩开始作用的点即增益减小的起始点，称为
拐点（KNEE POINT）。对于拍摄高对比度的景像，如逆光像，若把拐点设在比
100% 高得不多的电平处，动态范围还是不够的。若调节光圈使较暗的前景图像
亮度合适时，则很亮的背景部分就完全失去了灰度层次而呈现一片白 . 反之亦然。

为了提高动态范围，现代摄像机都采用了自动拐点（AUTO KNEE）电路，
其拐点可随入射光的强度自动调节。当入射光增强时拐点自动降低，在拐点降
低到 85% 时，入射光强度增高到 600%，摄像机输出的信号电平仍不超过切割电

平，即重现图像在高亮度处仍能显示出灰度层次，也就是摄像机的动态范围已由
100% 扩大到 600%。但是传统的模拟摄像机，其拐点处理是红、绿、蓝各通道
单独进行的。由于拐点校正是一种非线性的处理过程，它又位于 γ 校正之后，
当重新设定之后，色度，亮度和饱和度的平衡都会被改变，每一种拐点电路所处

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