專利名稱:拍攝電視圖象照片的方法及裝置的制作方法
本發明屬于拍攝電視圖象照片的技術，采用本發明所拍攝的電視圖象照片特別適合新聞報社復制印刷圖片。
電視圖象是通過光點掃描形成的。現在世界各國基本上采用三種電視制式PAL制、NTSC制和SECAM制。PAL制和SECAM制大多采用每秒50場(25幀)、每幀625行的隔行掃描方式，NTSC制大多采用每秒60場(30幀)、每幀525行的隔行掃描方式。對于隔行掃描方式，一幅完整的圖象(稱為一幀圖象)是由奇數場和偶數場的掃描圖象疊合而成的，采用625行/50場掃描方式，完成一幀圖象掃描所需的時間為2×20ms，考慮掃描圖象中某一小區域，奇數場掃描線掃過該小區域和偶數場掃描線掃過該小區域的前后時間間隔為一場時間，即為20ms，電視圖象這些關系的圖示見圖1，其中實線表示奇數場的掃描線，虛線表示偶數場的掃描線。電視通道的頻帶寬度定為4.5～6MHz，1英寸磁帶錄象機的視頻帶寬不超過5MHz，3/4英寸磁帶錄象機的視頻特性常用水平分辨力(線)表示，其值不大于300線;視頻帶寬ftm與水平分辨力(線)n的關系式為ftm＝ ((4/3)n)/(64(1-18%)) × 1/2 (MHz)由上式得3/4英寸磁帶錄象機的視頻帶寬不超過3.8MHz。由于本發明較適合于625行/50場掃描方式，以下的分析都是針對625行/50場掃描方式的。
普通的拍攝電視圖象照片的方法(簡稱普通電視照片法)是采用大于一幀電視圖象掃描時間的照相機最小曝光時間進行拍攝的，常用的相機快門速度為15和8兩檔(曝光時間分別為1/15秒和1/8秒)，這種方法的缺點主要反映在以下兩方面一。當快門開啟時，電視熒光屏上的掃描光點不可能正好落在圖象掃描的起始點上;二。在感光材料上記錄兩場以上的圖象信息。由于電視是采用隔行掃描方式顯示圖象的，如前所述，一幀掃描圖象某一小區域兩場掃描線經過的時間間隔為20ms，若被攝物體是運動的，則記錄圖象會產生由物體位移而引起的輪廓模糊，見圖1左方所示，圖中的△為一場時間的物體位移。以上方法中，記錄圖象由幾場動態的掃描圖象疊合而成，將引起嚴重的動態模糊。
為改進上述普通電視照片法，日本公開特許說明書57089380提出了一種同步拍攝電視圖象照片的裝置，該裝置采用一幀電視圖象拍攝法完整地拍攝一幀電視圖象;其工作過程如該說明書中第3圖所示，拍攝時，快門開始開啟，裝置捕捉此后的第一個場同步信號，進入一幀圖象同步拍攝狀態。但這種裝置在實際使用中將遇到三個問題一。采用一幀圖象拍攝法拍攝電視照片，在感光材料上記錄的是一幀電視圖象，所以仍將產生由兩場電視圖象疊合而引起的圖象動態模糊;二。拍攝時，若在快門開始開啟時刻后一很小時間間隔內捕捉到場同步信號，過場消隱信號后裝置就顯示出一幀掃描圖象供拍攝，從快門開始開啟時刻到后一場消隱信號結束時刻的時間間隔為略大于場消隱信號的寬度;各種電視制式所規定的場消隱信號寬度都不超過1.6ms(不超過25行時間)，所以要完整地記錄下一幀電視圖象信息，照相裝置的快門開啟暫態過程(從快門開始開啟到全部開啟的時間)不能超過1.6ms;這種暫態特性由照相裝置的快門效率決定，現在的照相裝置快門都是機械結構(中心快門，幕簾快門和電子快門，所謂電子快門是指用電磁方式控制的機械快門)，快門開啟的暫態過程很難達到如上指標;當暫態過程大于1.6ms時，就會使記錄圖象丟失一部分信息，造成整個記錄圖象的不均勻;三。顯象管熒光粉的余輝時間有兩種定義，一種定義是把從亮度的初始值衰減至初始值10%的時間寬度作為余輝時間，電視系統中規定顯象管熒光粉的余輝時間(10%)為50μs～1ms，另一種定義是把從亮度的初始值衰減至初始值1%的時間寬度作為余輝時間，電視系統中規定顯象管熒光粉的余輝時間(1%)為5～40ms;以上兩定義所規定的兩個指標范圍說明存在這樣一個問題熒光粉亮度衰減至初始值10%之后以一個很慢的速率衰減(本發明多次實驗的結果也證實了這個問題的存在)，所以熒光粉的余輝過程不能用一個指數型衰減函數完整地來表示;由于余輝時間(10%)內的衰減過程對人眼視覺起主要作用，以后的衰減過程對視覺的作用可忽略，因此電視專業的書籍中所討論的顯象管熒光粉的余輝特性主要是指余輝時間(10%)，并用一指數型衰減函數來近似;但感光材料的曝光量是被攝物的光強度對時間的積分E(x，y)＝∫T0I(x，y，t)dt其中E(x，y)為(x，y)點處的曝光量，I(x，y，t)為光強度，T為曝光時間長度，所以顯象管熒光粉的亮度初始值10%以后的緩慢衰減過程也會使感光材料曝光，而且這一曝光量與熒光粉的亮度初始值衰減至初始值10%的過程對感光材料曝光的量有相同的數量級，因此在拍攝電視照片時，要充分考慮顯象管熒光粉的這一余輝特性對感光材料的感光作用;該裝置未考慮到熒光粉的這一作用，拍攝時，在感光材料上將產生前幾場(特別是前一場)緩慢衰減的動態圖象對后一幀記錄圖象一定量的模糊和干擾作用。日本理光(RICOH)XR-P型照相機內部有專門拍攝電視圖象照片的機構(參見1984年度日本照相機年鑒)，拍攝電視照片時，也采用一幀電視圖象拍攝法，所以它也不可避免地存在如上所述的第一、第三種問題。
為了進一步提高拍攝電視圖象的照片的圖象清晰度和質量，改善由兩場掃描圖象構成一幀圖象的特性所引起的動態模糊，已提出了采用一場延遲線進行奇數場和偶數場圖象比較的方法來獲得一幀改善動態模糊的圖象(參見1974年英國專利1349443，應用此方法拍攝電視照片，在掃描圖象的運動部分會使圖象的垂直分辨力下降為原有的二分之一)和采用數字圖象處理的方法校正和人為地增強圖象某些信息來產生一幀主觀評價良好的圖象，但實現這些方法的代價都是很高的，不易在一般場合使用。
把用普通電視照片法或一幀電視圖象拍攝法拍攝的電視照片作原稿，通過對照片原稿加網翻拍、制版和印刷等過程復制成的印刷圖片同樣會產生圖象的動態模糊，使圖象的清晰度下降，因而由電視照片所復制的印刷圖片的圖象質量就低于由拍攝實物的傳真照片所復制的印刷圖片的圖象質量。
已有的拍攝一幀電視圖象照片的裝置是由電視圖象顯示器，同步控制電路和照相裝置組成，其照相裝置是為整個拍攝電視照片的裝置而專門設計的，例如日本公開特許說明書57089380提出的拍攝裝置，其照相裝置包括照相機構、檢測快門開啟機構和檢測信號發生電路。因此已有的拍攝一幀電視照片的裝置不能用普通的照相機來拍攝電視照片。理光XR-P型照相機在其內部加入一拍攝電視照片的機構，通過該拍攝機構才實現拍攝一幀電視圖象的手段。
本發明的目的是克服普通電視照片法和一幀電視圖象拍攝法所造成的印刷圖片圖象的動態模糊等缺點，系統地考慮顯示視頻圖象、拍攝電視照片和復制印刷圖片三過程，提出一適用于復制印刷圖片的同步拍攝一場電視圖象照片的方法。
同步拍攝一場電視圖象照片的方法是在感光材料上完整地記錄一場電視圖象掃描(簡稱為一場電視圖象拍攝法)。電視圖象的掃描顯示是將一幅圖象沿水平方向連續化(也可認為其采樣頻率無限高的離散化)和沿垂直方向離散化。感光材料從電視屏上記錄的一場掃描圖象(簡稱一場記錄圖象)與時間無關，是一個二維位置的函數。因此研究一場記錄圖象在確定的平面(面積)內所能包含的最大信息量，在水平方向上可采用連續信號的理論，在垂直方向上需采用離散信號的理論。暫不考慮顯象管掃描光點對圖象空間域頻譜的影響，分析一場記錄圖象的信息量特征一是研究隨時間而變的一場掃描圖象的時間域頻帶寬度與不隨時間而變的一場記錄圖象的水平空間域頻帶寬度之間的轉換關系;設圖象高為H，則寬為4/3H(電視屏幕的寬高比規定為4/3)，當視頻通道送入一在水平方向上最細節的圖象時，其圖象信號可表示為一時間域頻率等于視頻帶寬ftm的正弦波，在行掃描正程時間內被掃過的正弦波個數為ftm×TH×(1-18%)，其中TH×(1-18%)為行掃描正程時間;正弦波的個數除以圖象寬度(4/3)H即為一場記錄圖象在水平方向上的空間域最高頻率fxm，所以fxm＝ (64(1-18%))/((4/3)H) ×ftm(mm-1)其中ftm的單位為MHz(TH已由64μs代入)，上式表示了一場掃描圖象的時間域頻帶寬度與一場記錄圖象的水平空間域頻帶寬度fxm之間的關系;當ftm＝5MHz，fxm＝197/Hmm-1，當ftm＝3.8MHz，fxm＝150/Hmm-1;二是根據一場掃描圖象的有效掃描行數，采用數字圖象處理的理論求解一場記錄圖象的垂直空間域頻帶寬度;給出一水平位置X＝X0，在垂直方向上截取一場掃描圖象，如圖1所示(截取圖1中的奇數場掃描圖象)，在截取線上圖象的點數為625(1-8%)/2，其中8%是場掃描逆程系數，得象素點數為287.5個，象素點之間的距離為H/287.5mm;這些象素點即為圖象在垂直方向上采樣點，采樣點的垂直空間域頻率fys為象素點之間距離的倒數，即fys＝287.5/Hmm-1;根據采樣定理“一個在頻譜中不包含有大于采樣頻率一半的分量的有限頻帶信號，由對該信號以不大于采樣頻率倒數(采樣周期)的距離間隔進行采樣的采樣值唯一地確定”，這就是說這些被采樣的信號的頻率分量可通過理想低通濾波器不產生混疊地恢復出;當在一場掃描圖象和一場記錄圖象轉換過程中插入一理想低通濾波器時，一場記錄圖象能從一場掃描圖象中恢復出的垂直空間域頻帶寬度fym等于fys/2，即fym＝144/Hmm-1。當低通濾波器的水平空間域截止頻率fxo滿足fxo＞fxm，垂直空間域截止頻率fy。滿足fyo＝fym時，一場記錄圖象再現了原圖象，其水平和垂直空間域頻帶寬度分別為fxm和fym。原圖象、一場掃描圖象和一場記錄圖象在垂直方向上的頻譜轉換關系如圖2所示，上圖為原圖象的垂直空間域頻譜，中圖為垂直方向采樣的一場掃描圖象的垂直空間域頻譜(中圖的fyz為在離散頻域上的垂直空間域頻率，虛線方框為插入低通濾波器在離散域中的幅頻特性)，下圖為由插入理想低通濾波器恢復出的一場記錄圖象的垂直空間域頻譜，恢復出來的垂直頻譜是離散頻域中的零階圖象頻譜，高階譜已濾去。設記錄圖象的垂直空間域頻帶寬度與水平空間域頻帶寬度之比為α。對于一場記錄圖象，當ftm＝5MHz時，α＝0.73，當ftm＝3.8MHz時，α＝0.96。記錄圖象的空間域頻帶寬度反映了圖象所能記錄的最大信息量，空間域頻帶寬度越大，圖象所能記錄的最大信息量也就越大。實際中常采用3/4英寸磁帶錄象機錄制電視節目，在這種情況下，一場記錄圖象在水平和垂直兩個方向上所能記錄的最大信息量是接近相等的(ftm＝3.8MHz，α＝0.96)。一幀記錄圖象的水平空間域頻帶寬度與一場記錄圖象的相同，垂直空間域頻帶寬度為一場記錄圖象的兩倍。前面所述的理想低通濾波器在實際中是不能實現的，在電視系統中，有限截面積的掃描光點起到了一種非理想的低通濾波作用，圓形掃描光點的空間域幅頻特性由下式表示
P (wX,wy) =exp 〔-(wx2+ wy2) σ w22〕]]>其中ωx＝2πfx，ωy＝2πfy，fx和fy分別為水平
和垂直空間域頻率，δω為掃描光點的擴展寬度;改變δω可調節光點低通濾波的空間域截止頻率，光點低通濾波的幅頻特性曲線如圖3表示(只畫出在垂直方向上的幅頻特性)，光點的相頻特性是線性的。在記錄一場電視圖象掃描時，可把掃描光點調節成長半軸在垂直方向上的橢圓形，使光點在水平和垂直兩個方向上的空間域截止頻率分別等于fxo和fyo，滿足一場圖象顯示的需要。光點幅頻特性的畸變會使記錄圖象的空間域頻譜在通帶內高頻分量衰減，記錄圖象的這種頻譜失真由孔闌校正電路加以校正。
以上分析求得了一場記錄圖象所能記錄的(也就是所能提供的)最大信息量，現在求解當這信息量滿足印刷圖片所需的最大信息量時的圖片最大尺寸。印刷圖片是由大量的等間隔象素點組成，這些象素點稱為網點，網點面積的變化反映了圖象灰度的變化;網點是加網翻拍過程中形成的，網點面積主要取決于被照片原稿調制的光源的光通量。新聞報紙上的印刷圖片網點線數(即為網版線數)的常用規格為24線/cm(60線/英寸)，28線/cm(70線/英寸)和34線/cm(80線/英寸)。為了使圖片網點排列不刺眼，單色網版采用45°排列法，如圖4所示;為使分析方便，采用0°排列法，分析所得的結論與45°排列法的相同。由照片原稿復制印刷圖片的整個過程實際上是對連續圖象的采樣過程，網點即為采樣點，采樣點的空間域采樣頻率由網版線數而定，網點的水平和垂直采樣頻率是相同的，用fs表示。對于24線/cm，fs＝2.4mm-1，對于28線/cm，fs＝2.8mm-1，對于34線/cm，fs＝3.4mm-1。由上一段落分析結論可知，一場記錄圖象從一場電視掃描圖象中所能恢復出的垂直空間域頻帶寬度小于水平空間域頻帶寬度(α＝0.96或α＝0.73)，所以一場記錄圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量小于在水平方向上的。根據采樣定理可求得當一場記錄圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量滿足印刷圖片在垂直方向上所需的最大信息量時的印刷圖片最大尺寸(設印刷圖片的尺寸與記錄圖象的尺寸相同，這時一場記錄圖象在水平方向上所能提供的最大信息量大于印刷圖片在水平方向上所需的最大信息量)，即根據印刷圖片采樣點的采樣頻率等于一場記錄圖象(一場電視照片原稿)的垂直空間域頻帶寬度二倍、fs＝2fym的原則，求出印刷圖片的最大高度。當采用24線/cm網版線數時，fs＝2.4mm-1，則H＝120mm;采用28線/cm，H＝103mm;采用34線/cm時，H＝85mm(fym＝144/Hmm-1);分別得到160×120(6.3英寸)，137×103mm(5.4英寸)和113×85mm(4.5英寸)的印刷圖片最大尺寸。采樣定理說明采樣后的圖象所能保留的信息量是有限的，照片原稿過多的信息量對印刷圖片(采樣后的圖象)來說是多余的(這些多余的信息量是通過對照片原稿加網翻拍過程中調節翻拍裝置的光圈和網版與感光片之間的距離來濾除的，不然會產生頻譜的混疊效應，影響圖象的清晰度)。從以上分析中得出如下結論對于某一規格的印刷圖片，在不大于如上計算得出的印刷圖片相應尺寸的情況下，一場記錄圖象提供了印刷圖片所需的最大信息量，而且不產生動態模糊，所以采用一場電視照片原稿復制成的印刷圖片與采用傳真照片原稿(圖象信息量大大超過一場電視照片的圖象信息量)復制成的印刷圖片有相同的圖象質量水平。
普通的新聞報紙所采用的網版線數為24～28線/cm(人民日報和文匯報等)。根據這些規格再比較在以下三種條件下一場電視圖象拍攝法和一幀電視圖象拍攝法對印刷圖片的作用一。在一般情況下，如上所述的印刷圖片最大尺寸能滿足新聞報紙的需要，當印刷圖片的尺寸不超過所述的最大尺寸時，一場記錄圖象所能提供的最大信息量不小于印刷圖片所需的最大信息量，而且不產生圖象動態模糊，所復制的印刷圖片與傳真照片所復制的印刷圖片具有相同的圖象質量水平;用一幀電視圖象拍攝法獲得的一幀記錄圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量可一倍于一場記錄圖象，但在由一幀電視照片原稿(一幀記錄圖象)復制印刷圖片的過程中將只保留原稿的一部分垂直信息量，這部分垂直信息量不超過一場記錄圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量，所以當被攝物靜止時，一幀電視照片復制的印刷圖片的圖象質量與一場電視照片復制的相同，但電視節目中被攝物靜止的圖象是不常見的，當被攝物運動時，一幀電視照片復制的印刷圖片將產生兩場圖象疊合而引起的動態模糊;二。當使用3/4英寸磁帶錄象機錄制電視節目，被攝物是靜止時，采用一幀電視圖象拍攝法使一幀記錄圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量比在水平方向上的約大一倍(見表1，表中α＝1.92)，但人眼視覺特性決定了對水平方向的信息量比較敏感，所以垂直信息量一倍于水平信息量對圖象質量的主觀評價與水平和垂直信息量相等時(即一場記錄圖象，α＝0.96)圖象質量的主觀評價差異很小，當然各自所復制的(同尺寸)印刷圖片的圖象質量主觀評價的差異也很小;三。當使用1英寸磁帶錄象機錄制電視節目，被攝物是靜止時，一幀記錄圖象fxm＝197/Hmm-1，fym＝288/Hmm-1，α＝1.46;根據與一場記錄圖象確定印刷圖片最大尺寸的相同原則，計算當一幀記錄圖象所能提供的最大信息量滿足印刷圖片所需的最大信息量時圖片的最大尺寸，這時因一幀記錄圖象在水平方向上所能提供的最大信息量小于在垂直方向上的，所以根據印刷圖片的采樣頻率等于一幀記錄圖象的水平空間域頻帶寬度二倍、fs＝2fxm的原則，求得圖片的最大高度，當網版線數為24線/cm時，得H＝164mm;對于一場記錄圖象，在使用1英寸磁帶錄象機時fxm＝197/Hmm-1，fym＝144/Hmm-1，fxm較大于fym，在這種情況下求取印刷圖片的最大尺寸可借助于人眼的視覺生理特性;L.E.威弗在《電視測量技術》一書中提出“只要水平分辨力很好，壞的垂直分辨力通常使圖象在主觀感覺上不會過于模糊”;根據人眼的這一生理特性，可認為當垂直信息量為水平信息量的90%時圖象質量的主觀評價與當水平和垂直信息量相等時圖象質量的主觀評價是接近相等的;依照這一觀點可求得用一場記錄圖象作為原稿時印刷圖片的最大尺寸，這時有fs＝2×(fym/90%)，當網版線數為24線/cm時，得H＝133mm;一幀電視圖象拍攝法和一場電視圖象拍攝法所能獲得的印刷圖片的最大高度比為1.23，這說明在電視圖象中的被攝物靜止時，一幀電視圖象拍攝法的圖象在垂直方向上所能提供的最大信息量可為一場電視圖象拍攝法的二倍，但一幀電視圖象拍攝法所能獲得的印刷圖片最大高度僅為一場電視圖象拍攝法的1.23倍(當不考慮人眼的生理因素時也只有1.37倍);以上第二、第三種情況的分析都假定被攝物是靜止的，這對一幀電視圖象的拍攝是最有利的，但即使在這種條件下，一幀電視圖象拍攝法也并不比一場電視圖象拍攝法有多大的優越，然而通常情況下被攝物是運動的，這時一場電視圖象拍攝法就克服了一幀電視圖象拍攝法所帶來的圖象動態模糊，使印刷圖片的質量有很大的提高。所以采用電視照片作為原稿復制印刷圖片，其拍攝一場電視圖象照片的方法是一個合理的方法。
為使感光材料完整地記錄一場(或一幀)掃描圖象，必須克服由顯象管熒光粉的余輝特性和照相裝置快門開啟的暫態過程對于一場(或一幀)記錄圖象的干擾，所以在拍攝時，拍攝電視照片的裝置需滿足以下兩條件一。在照相裝置快門開啟前使顯象管的電子束截止，這一時間的超前量大于顯象管熒光粉的余輝時間(1%)的二倍;二。在快門全部開啟后捕捉場同步信號，顯示一場(或一幀)電視掃描圖象供記錄。
以上從理論上分析了一場電視圖象所能提供的最大信息量及所能復制的印刷圖片的最大尺寸，但在實際中需考慮下列兩種情況一。質量良好的電視節目其圖象所能恢復出的最大信息量是接近于如上分析得的最大信息量的，通常能滿足復制圖象高度達分析所得的最大高度70～90%的印刷圖片，但在電視節目質量較差時，不宜復制大尺寸的印刷圖片;二。各種攝象機的攝象管都存在惰性，在拍攝高速運動的物體時，圖象將產生拖尾現象，拖尾現象會使圖象的清晰度下降，所以在拍攝電視照片時應注意防止此種現象在電視畫面中出現。
設計電視照片拍攝裝置的主要目的是實現同步拍攝一場電視圖象照片的方法;此外，設計裝置的目的還包括一。能使用普通的135單鏡頭反光照相機在該裝置上拍攝電視照片，降低裝置的成本;二。使該裝置同時具備拍攝一幀電視圖象照片的功能(供制作電視照片)，并克服在已有技術中顯象管的余輝特性對電視照片圖象的模糊作用;三。人為地增強圖象的輪廓細節，使復制的印刷圖片具有良好的主觀評價效果。
本裝置的特征是由同步信號發生器、拍攝圖象產生電路(即可產生一場掃描圖象，也可產生一幀掃描圖象)和一場圖象信號預補償電路三部分與視頻圖象顯示器組成該裝置;同步信號發生器是一個小型的同步遙控信號發生器，插入普通的135單鏡頭反光照相機的閃光燈插座即可使用，拍攝圖象產生電路和一場圖象預補償電路裝在視頻圖象顯示器內。
設計同步信號發生器的關鍵措施是一。為消除顯象管熒光粉的亮度初始值10%以后的緩慢衰減過程對感光材料感光的干擾作用，研制一個電極觸點閉合超前于照相機快門開啟時刻的手動開關，來產生一個控制顯象管關閉電子束的超前信號;二。利用照相機內部X型連閃機構的電極觸點開關捕捉照相機快門全部開啟的時刻，來產生一個控制顯象管送出一場(或一幀)掃描圖象的同步信號。在拍攝時，同步信號發生器根據超前和同步兩信號發出一束紅外脈沖光束，作為同步拍攝電視照片的遙控信號。
幕簾快門X型連閃機構的電極觸點閉合時間如圖5所示，圖示說明5.快門前簾，6.快門后簾;在垂直座標軸上，1表示快門幕簾全部開啟，0表示快門幕簾全部關閉;X型連閃機構的電極觸點在快門前簾被全部開啟到后簾開始關閉前2毫秒的時間范圍內閉合。手動開關如圖6所示。整個同步信號發生器插入照相機的閃光燈插座后的視圖如圖7所示。圖6和圖7說明如下11.按桿，12.活動式塑料內殼，13.塑料外殼，14.金屬支架，15.固定靜觸點的塑料塊，16.支撐按桿的彈簧，17.支撐內殼的彈簧，18.固定手動開關內殼上下位置的旋鈕，19.電極觸點(上為動觸點，下為靜觸點)，20.導線引出孔，21.導電簧片，22.固定簧片的螺絲，23.螺帽，24.導線，25.導線孔，26.固定金屬支架的旋鈕，27.同步信號發生器的電路外殼，28.電路外殼的支架，29.φ2.5mm的二芯插座，30.紅外發光管，31.電源開關，32.連接電路的電極，33.照相機的X型連閃機構的電極，34.照相機的閃光燈插座，35.照相機快門按桿，36.照相機機身，37.照相機鏡頭。用旋鈕26定位手動開關，使手動開關按桿11對準相機的快門按桿35，利用旋鈕18調節手動開關內殼的上下位置可改變按桿11與相機的快門按桿35之間的距離間隔，見圖7中的△S(在拍攝時，是通過手動開關按桿11按動相機快門按桿35的)，這個距離間隔△S是根據人按下快門按桿的手指平均速度估算的，在拍攝電視照片過程中只要滿足手動開關觸點19閉合時刻相對于相機X型連閃機構觸點閉合時刻的超前量大于顯象管熒光粉的余輝時間(1%)的二倍(手動開關觸點19在手動開關按桿11按下時立即閉合，相機X型連閃觸點是在快門前簾全部開啟時刻后才閉合)，△S定為0～5mm。發生器電路外殼27底部的電極32與相機閃光燈插座上的X型連閃電極33觸合(或用連線連接電路外殼27上的φ2.5mm二芯插座29和相機的X型連閃插座)。
同步信號發生器的電路見圖8，開關19和41分別是手動開關的電極觸點和相機的X型連閃觸點(開關41的上端與電路外殼的電極32和φ2.5mm二芯插座29連接)。開關41直接與與門43的一輸入端連接，開關19經一非門42求反后與與門43的另一輸入端連接，兩開關信號經與運算后控制JK觸發器44的復0端RD;開關19的信號再經延遲器45延遲后送單穩觸發器46，單穩觸發器46的輸出端信號作為JK觸發器44的時鐘脈沖信號，JK觸發器44的輸出端Q與與門47一輸入端相連，控制多諧振蕩器48的輸出，與門47輸出信號由后級推動級49放大，控制紅外發光管30發出一束紅外脈沖光束(發光管30在電路外殼27的正面，拍攝時指向電視熒光屏，紅外發光管采用脈沖工作狀態可提高管子的輸出光幅值，使有效的遙控距離增加，也可提高遙控的抗干擾性)。工作過程電路各點波形如圖9所示(為使說明方便，以0表示低電位，以1表示高電位;VH為TTL標準高電平)。拍攝電視照片時，按下發生器上的手動開關按桿11，此刻觸點19接通，同步信號發生器電路上A和B兩點都為1，與門43輸出端(C點)從0轉為1，JK觸發器44的復0端RD被打開;開關19的信號又經延遲器45延遲后觸發后級單穩觸發器46(單穩觸發器46是由輸入信號的上升沿觸發)，單穩觸發器46產生一負極性窄脈沖(見圖9波形E)作為JK觸發器44的時鐘脈沖，使JK觸發器44的輸出端Q(F點)從0轉向1，打開與門47，多諧振蕩器48的輸出信號送入推動級49，推動紅外發光管30發出一束紅外脈沖光束;經一段時間后，兩按桿11和35接觸，手動開關的按桿11帶動快門按桿35向下，快門釋放，前簾開始開啟，當前簾全部開啟后X型連閃觸點閉合，觸點開關41接通，B點為0，C點也轉為0，JK觸發器44復0，關閉與門47，紅外發光管30截止;照相機拍攝一場電視圖象后，快門后簾開始關閉，在后簾關閉前2毫秒，X型連閃觸點開關41重新斷開，A和B兩點都為1，C點也為1，JK觸發器44的復0端再次打開，但JK觸發器44輸出0狀態不變;后簾全部關閉后某一時刻手動開關的按桿11彈起，開關19斷開，A點轉為0，C點也轉為0，JK觸發器44又復0，拍攝過程結束。從手動開關的觸點閉合到X型連閃機構的觸點閉合這段時間內，同步信號發生器的紅外發光管30發出一束紅外脈沖光束，見圖9波形GL。
拍攝圖象產生電路響應同步信號發生器上的紅外發光管30發出的紅外脈沖光束，把此紅外光束的開始時刻作為關閉顯象管電子束的關閉信號，把紅外光束的結束時刻作為開始捕捉場同步信號顯示一場(或一幀)供拍攝的掃描圖象的起始信號。根據以上兩信號，拍攝圖象產生電路控制視頻圖象顯示器的顯象管在照相機快門全部開啟時間內掃描出一場(或一幀)電視圖象供感光材料記錄。
拍攝圖象產生電路如圖10所示，電路構成開關77在“1”位時電路處在拍攝一場電視圖象照片的狀態;由安裝在視頻圖象顯示器正面的光敏三極管61接收同步信號發生器發出的紅外脈沖光束，輸出至放大整形電路62進行放大和整形，使信號幅度達到檢波所需的標定值，而后由檢波器63對信號波形檢波，解調出脈沖波形的包絡，再由后級放大整形電絡64放大和整形作為J點的負極性同步控制信號(其電平值與TTL標準電平相容)，此同步控制信號在光敏管61接收到紅外脈沖光束時為0，其它時間內為1;從視頻圖象顯示器(電視接收機或監視器等)的同步信號分離級后取出場同步信號，送至波形變換電路68的輸入端e1，經波形變換后得一負極性的場同步信號(其電平值與TTL標準電平相容)，作為第一級二分頻器的時鐘脈沖信號;四個JK觸發器69、70、71和72組成四個二分頻器連接，實現二、四、八和十六分頻，各輸出分別送至與非門73的四個輸入端，與非門73的輸出信號經與非門74送到圖象顯示控制器75的控制端CT，作為顯示控制器75的控制信號;顯示控制器75的輸入端e2取視頻圖象顯示器中視頻輸出級的視頻信號，當控制端CT為1時，把視頻信號輸出給后級顯象管76，當控制端CT為0時，截止顯象管76的電子束;經放大整形后的J點負極性同步控制信號使四個二分頻器在紅外發光管30發射紅外脈沖光束期間復0，紅外光束停止后二分頻器的復0端被打開，分頻電路開始對N點場同步信號進行分頻;J點的同步控制信號再分別送到延遲器65和可調脈寬的寬脈寬單穩觸發器66，單穩觸發器66由輸入信號的上升沿觸發;由延遲器65、單穩觸發器66和與非門67組成一個寬脈沖形成電路，在光敏管61接收到同步信號發生器發出的紅外脈沖光束后，產生一正極性的寬脈沖(見圖9波形M)，打開與非門74，使與非門73的輸出信號對顯示控制器75作用，其它時間關閉與非門74，與非門74的輸出在關閉時間內為1，使顯示控制器75處在顯示狀態。工作過程電路各點波形如圖9所示，拍攝電視照片前J點為1，L和K兩點也為1，M點為0，T點為1，所以顯示控制器75為顯示狀態。拍攝時同步信號發生器的手動開關觸點19閉合，紅外發光管30開始發射紅外脈沖光束，當光敏管61接收到紅外光束時(見圖9波形DU)，J點波形轉為0，使四個二分頻器復0，S點波形從任意狀態轉為1，J點0電位經延遲器65延遲后(一短時間的延遲，這里延遲器65的作用是消除與非門67輸出波形中的毛刺現象)使K點變為0，M點為1，T點變為0(T＝
S·M)，使顯示控制器75截止顯象管76的電子束;這時刻后，顯象管76進入余輝過程，經一段時間延遲后，照相機快門的前簾全部開啟，X型連閃觸點開關41閉合，紅外發光管30停止發射紅外光束，J點電位由0轉為1，J點波形的上升沿觸發單穩觸發器66，L點轉為0，此刻M點狀態1不變，J點1電位又經延遲器65延遲后，使K點為1，但M點狀態仍為1(見圖9中波形L、K和M);J點波形上升沿時刻后，分頻電路開始對N點場同步信號進行分頻，四個二分頻器輸出信號經與非門73作與非運算后波形即為圖9波形S，S點在分頻器復0端打開后的第一個場同步信號來到時產生一個一場寬的負極性脈沖，而后重復產生，其周期為2z個場同步信號周期的時間，其中Z為分頻電路中二分頻器的個數;由于在S點的第一個負極性脈沖出現期間M點為1，所以這一場寬的負極性脈沖將經與非門74送到顯示控制器75的控制端CT，在這一負極性脈沖的持續時間內，顯示控制器75的控制端CT為1，使顯示控制器75進入同步拍攝狀態，送出一場視頻圖象信號給顯象管76，由顯象管76掃描出完整的一場電視圖象供感光材料記錄，一場視頻圖象信號后，控制端CT的電位轉為0，顯示控制器75又截止顯象管76的電子束;再經過一段時間后相機的快門后簾關閉;接著單穩觸發器66的輸出回到穩定狀態，L點轉為1，M點也轉為0，與非門74關閉，T點為1，使顯示控制器75回到顯示狀態，整個拍攝過程結束。若要拍攝一幀電視圖象照片，可把開關77打到“2”位，這時第一個二分頻器的輸出信號(O點)不參加與非運算，與非門73輸出(S點)的負極性脈沖為一幀寬度，所以顯象管76在相機快門全部開啟時間內送出一幀掃描圖象供感光材料記錄。可調脈寬的寬脈寬單穩觸發器66輸出脈沖寬度的確定調節單穩觸發器66脈沖寬度可調節與非門67輸出(M點)正脈沖在J點波形上升沿時刻后的時間寬度;規定這個時間寬度的要求是小于與非門73輸出(S點)波形的周期，即小于2z個場同步信號周期，大于相機快門前簾全部開啟至后簾全部關閉的時間寬度;本電路中采用四個二分頻器，所以S點波形的負極性脈沖的周期為320mS(625行/50場電視方式)，照相機快門速度可采用15(曝光時間為1/15秒)和8(曝光時間為1/8秒)或兩速度值之間的快門速度，這時單穩觸發器66的脈寬可定為150～300ms(拍攝一幀電視圖象照片時，相機快門速度可采用8)。
一場圖象預補償電路的第一部分是光點展寬調節電路。如方法所述，圖象的掃描實際上是對連續圖象在垂直方向上的采樣，一幀掃描圖象的垂直空間域頻帶寬度為一場掃描圖象的二倍，顯象管原有的掃描光點擴展寬度是根據一幀圖象掃描方式確定的，因此光點的空間域頻帶寬度也就確定了，這個帶寬指標大于一場掃描圖象所要求的帶寬，所以需在一場掃描圖象拍攝時，改變掃描光點的擴展寬度，使光點的等效低通帶寬滿足一場拍攝的要求，調節光點的擴展寬度即為調節光點的聚焦，使掃描光點(線)在一場拍攝時相互吻合。改變掃描光點的擴展寬度由光點展寬調節電路實現。
光點展寬調節電路如圖11所示，V端接至視頻圖象顯示器的高中壓整流輸出，W端接至視頻顯示器顯象管76的聚焦極，用兩個電位器81和82分別給出顯象管76在一場圖象和一幀圖象攝拍狀態下的聚焦電壓，由開關83選擇后送至顯象管76的聚焦極，開關83在“1”位時表示電路處在一場拍攝狀態，開關83在“2”位時表示電路處在一幀顯示拍攝(視頻顯示器供一場圖象拍攝時的顯示狀態也采用一場圖象拍攝的聚焦電壓，供電視觀看或一幀圖象拍攝時采用一幀圖象拍攝的聚焦電壓)。
一場圖象信號預補償電路的第二部分是水平、垂直孔闌校正電路。掃描光點的低通幅頻特性在通帶范圍內隨頻率增加作指數型衰減，這種高頻分量的衰減使圖象輪廓模糊，稱為孔闌失真，但光點的相頻特性是線性的，所以需采用一線性相頻特性的補償電路校正和人為地增強圖象的輪廓細節。在大多數攝象機中都已采用了孔闌校正電路，但這里再次使用此電路有以下兩原因一。由于采用了一場圖象掃描，改變了原來掃描光點的擴展寬度，其幅頻特性也隨之改變;二。人為地增強印刷圖片的圖象輪廓細節可得到良好的主觀效果;所以需采用孔闌校正電路重新對光點的幅頻特性進行校正，而且更重要是人為地增強圖象的輪廓細節。
孔闌校正電路由水平和垂直校正電路組成。水平孔闌校正電路的框圖及波形如圖12所示，框圖中的V1端是視頻信號的輸入端，V2端是視頻信號的輸出端;波形a是輸入信號波形，波形e是經延時線86延遲△τ的信號波形，波形b是由于延時線86終端與減法器88始端不匹配而被反射至輸入端的信號波形，它由于經過二次延遲而比原波形a滯后2△τ，波形a和波形b在輸入端疊加形成波形C，再經衰減器87衰減后得波形d，波形d與波形e相減得輸出波形f;從輸出波形f可看出波形的變化沿附近得到了增強，調節衰減器87的衰減量可改變這種波形增強的程度;延時線86的延遲時間△τ取0.12～0.2μs。垂直孔闌校正電路的框圖如圖13所示，框圖中的u1端和u7端分別是視頻信號的輸入端和輸出端，圖13也畫出了當傳送一背景為深灰色中間有一條淡灰色橫條的圖象時的電路各點波形;兩個延時線89和90延遲一行時間TH，處理電路94對信號進行放大或衰減，加法器91和除法器92使u4＝(u1+u3)/2，減法器93使u5＝u2-u4，加法器95使u7＝u2+u6;校正后的輸出波形u7在變化沿附近得到了增強;校正前后的圖象比較如圖13左方所示，上一圖為校正前圖象，下一圖為校正后圖象。單用水平孔闌校正電路也可使印刷圖片的圖象質量得到改善，若要同時使用水平和垂直孔闌校正電路，把它們串接起來即可。
拍攝圖象產生電路和一場圖象信號預補償電路與視頻圖象顯示器的連接圖如圖14所示，圖示說明101.視頻前置電路，102.場同步信號分離電路，103.視頻輸出電路，104.高中壓整流電路，105.視頻圖象顯示器，106.水平、垂直孔闌校正電路，107.光點展寬調節電路，108.一場圖象信號預補償電路，109.一場/一幀信號產生電路，110.同步遙控信號解調電路，111.拍攝/顯示控制電路，112.拍攝圖象產生電路，Ki(Kia，Kib，Kic)為三刀二位開關。當開關Ki打到“1”位時，裝置為供拍攝一場電視圖象照片的狀態，當開關Ki打到“2”位時，為供拍攝一幀電視圖象照片的狀態或供觀看電視節目用。
本方法及裝置也適用于525行/50場的電視掃描方式，但所能復制的印刷圖片的最大高度小于625行/50場的最大高度，兩者之比為525/625。
用任何方法拍攝的電視圖象照片與拍攝實物的傳真照片相比，其圖象質量的差距是很大的。然而本發明提出了與傳統的拍攝一幀電視圖象照片的方法截然不同的一場電視圖象拍攝法，不僅能使由電視照片復制的印刷圖片的圖象質量有明顯的提高，而且能達到與傳真照片所復制的印刷圖片的圖象質量相媲美的程度。衛星廣播電視技術的發展使電視新聞顯示出了內容豐富、范圍廣闊和傳遞迅速的特點，本方法的提出完善了新聞報紙從廣播電視新聞中獲得新聞圖片的手段，使之達到實用程度。由于本拍攝裝置采用了同步信號發生器，使用者只需在原有的135單鏡頭反光照相機上插入該同步信號發生器，就可在拍攝裝置上同步拍攝電視照片，這就大大降低了裝置的成本。此外在本裝置上也可拍攝一幀電視圖象照片(直接作為照片使用)，所拍攝的照片克服了已有技術中顯象管的余輝特性對照片圖象的不良影響。本發明特別適用于新聞報社，也可為各種宣傳、新聞部門及其它行業提供圖象質量良好的電視圖象照片。
權利要求
1.一種拍攝供復制印刷圖片的電視圖象照片的方法，其特征是同步拍攝一場電視掃描圖象。
2.如權項1所述的拍攝方法，在照相裝置快門開啟前截止視頻圖象顯示器中顯象管的掃描電子束，其特征是提前截止的時間量為大于顯象管的余輝時間(1%)的二倍。
3.如權項1所述的拍攝方法，其特征是在照相裝置快門全部開啟后捕捉場同步信號，控制視頻圖象顯示器在快門全部開啟時間內掃描出一場電視圖象供感光材料記錄。
4.實施權項1所述的拍攝方法的裝置包括拍攝和顯示部分，其特征是拍攝部分由插在普通135單鏡頭反光照相機的閃光燈插座上的同步信號發生器和該照相機構成，顯示部分由拍攝圖象產生電路、一場圖象信號預補償電路和視頻圖象顯示器構成。
5.如權項4所述的拍攝裝置，其拍攝圖象產生電路的特征是用一個開關切換一場電視圖象拍攝和一幀電視圖象拍攝兩個狀態。
6.如權項4所述的拍攝裝置，其一場圖象信號預補償電路中有一光點展寬調節電路，該電路的特征是在一場電視圖象拍攝時給出使顯象管掃描光束相互吻合的聚焦電壓。
7.如權項4所述的拍攝裝置，其同步信號發生器的特征是利用在照相機快門按桿上的一個手動開關，來產生一個關閉顯象管電子束的超前信號;手動開關按桿與照相機快門按桿之間的距離是可調節的。
8.如權項4所述的拍攝裝置，其同步信號發生器的特征是利用照相機中X型連閃機構，來產生一個開始捕捉場同步信號顯示一場(或一幀)掃描圖象的同步信號。
9.如權項4、7和8所述的同步信號發生器，其特征是從收到超前信號至收到同步信號這段時間內發出一束紅外脈沖光束，作為拍攝圖象產生電路控制視頻圖象顯示器中顯象管在照相機快門全部開啟時間內送出一場(或一幀)掃描圖象的遙控信號。
專利摘要
本發明是供新聞報社復制印刷圖片的電視照片拍攝方法及裝置。已有電視照片拍攝方法使印刷圖片產生動態模糊，本方法根據一場電視圖象的信息量容限導出所復制的印刷圖片的最大尺寸，它滿足了通常需要，由一場電視照片復制的印刷圖片克服了動態模糊，能達到傳真照片的印刷圖片的質量水平。本裝置采用同步信號發生器，使使用者能用普通照相機在該裝置上同步拍攝電視照片，降低裝置成本。該裝置也能提供直接作為照片使用的一幀電視照片。
文檔編號H04N5/84GK86100594SQ86100594
公開日1987年4月15日 申請日期1986年6月10日
發明者潘建平 申請人:潘建平導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan