返束視像管攝像機

作為成像器件的高分辨力電視攝像機，為衛星載遙感器之一。返束視像管是一種從電子槍射出的電子經光導靶面反射回來的電子束成像器件，它由電子槍、電子倍增器、光導靶面、場網、陰極、陽極及聚焦、偏轉和校正線圈七部分組成。

基本介紹

• 中文名：返束視像管攝像機
• 屬性：高分辨力電視攝像機
• 套用：衛星載遙感器
• 成像器件：返束視像管（RBV）

成像原理

景像經光學鏡頭聚焦在硫化銻和氧硫化銻（ASOS）光導靶面上，產生相應的電荷像。電子槍發射的弱流電子束經電子光學透鏡聚焦，偏轉後穿過場網並掃描ASOS靶面。從靶面折返的電子束已被電荷像調製，最後擊中增益係數很大的電子倍增器。

返束視像管的主要優點

空間極限分辨力高,達100～120線對/毫米，接近於多光譜航空攝影用的膠捲。它的缺點是ASOS光導靶面的電容較大，為達到電荷均勻分布所需要的擦除時間長達5～15秒,因而只適用於慢掃描電視體制;另外它耗電較大,總功耗（包括聚焦線圈消耗的功率）達50瓦之多。

美國“陸地衛星“1號和2號的返束視像管攝像機子系統由三台分立的返束視像管攝像機組成。每台攝像機通過各自的平行光軸透鏡把地面上標稱185公里見方的同一景物成像於光導靶面上，光譜回響分別為藍-綠、綠-黃和紅－紅外波段。攝像機的其他結構有光學鏡頭、快門、返束視像管成像器、熱電冷卻器、偏轉和聚焦線圈及有關電子設備等。“陸地衛星” 3號上裝載的全色雙返束視像管攝像機子系統由兩台未經濾色的返束視像管攝像機組成，並採用了焦距加倍的鏡頭。因此，在同樣視場覆蓋下地面分辨力比單返束視像管攝像機提高一倍。

與紅外多光譜掃瞄器相比，返束視像管攝像機子系統的優點是能在極短時間內同時對全視場攝影。因此，對圖像作地理校正比較容易，對衛星等裝載工具的姿態控制要求不太嚴格。

組成部分

作為成像器件的高分辨力電視攝像機，為衛星載遙感器之一。返束視像管是一種從電子槍射出的電子經光導靶面反射回來的電子束成像器件，它由電子槍、電子倍增器、光導靶面、場網、陰極、陽極及聚焦、偏轉和校正線圈七部分組成。

性能分析

1、清晰度：就是當攝像機在拍攝過程中出現黑白相間的細紋時，在監視器（應比攝像機的解析度高）上能夠看到的最多線數。當超過這一線數時，螢幕上就只能看到灰濛濛的一片而不能再辨出黑白相間的線條。清晰度是由攝像器件像素多少決定的，顯然攝像器件的像素越多，得到的圖像越清晰，反之也然。清晰度越高，說明攝像機檔次越高，反之越低。

2、信噪比：是信號電壓對於噪聲電壓的比值，通常用符號S/N來表示。當攝像機攝取較亮場景時，監視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點；而當攝像機攝取較暗的場景時，監視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者此時很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱（也即干擾噪點對畫面的影響程度）與攝像機信噪比指標的好壞有直接關係，即攝像機的信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。CCD攝像機信噪比的典型值一般為45dB~55dB。測量信噪比參數時，應使用視頻雜波測量儀直接連線於攝像機的視頻輸出端子上。

3、電子快門（ES）：是對比照相機的機械快門功能提出一個術語，它相當於控制CCD圖像感測器的感光時間。由於CCD感光的實質是信號電荷的積累，則感光時間越長，信號電荷的積累時間就越長，輸出信號電流的幅值也就越大。通過調整光生信號電荷的積累時間（即調整時鐘脈衝的寬度），即可實現控制CCD感光時間的功能。

4、自動增益控制（AGC）：利用攝象機的自動增益控制（AGC）電路去探測視頻信號的電平，適時地開關AGC，從而使攝象機能夠在較大的光照範圍內工作，此即動態範圍，即在低照度時自動增加攝象機的靈敏度，從而提高圖像信號的強度來獲得清晰的圖像。具有AGC功能的攝像機，在低照度時的靈敏度會有所提高，但此時的噪點也會比較明顯。

5、同步方式：攝像機的同步方式一般有內同步、電源同步和外同步。外同步（EXT）利用一個外同步信號發生器產生的同步信號送到攝象機的外同步輸入端來實現同步。同步信號可以是彩色複合視頻或黑色突法信號（VBS）、黑白複合視頻或複合同步信號（VS），也可以是如矩陣等外部設備的復用垂直驅動信號（VD2）和複合視頻輸出信號。內同步（INT）是利用攝象機內部的晶體振盪電路產生同步信號來完成操作。電源同步（LL，LineLocked），也稱之為線性鎖定或行鎖定，是利用攝象機的交流電源來完成垂直推動同步，即攝象機和電源零線同步。

優點

1、穩定性和高可靠性

數位訊號處理受溫度影響小、干擾小，數字處理容易做成大規模積體電路，各種參數存儲在存儲器里，調節時採用數字設定、微機控制，取消了大量的調節電位器，減少了調節點，也減少了調節量，並可長時間保持不變，所以其穩定性和可靠性大大提高。

2、圖像質量提高

許多在模擬處理中無法進行的工作可以在數字處理中進行，例如二維數字濾波、膚色輪廓校正、細節補償頻率微調、準確的彩色矩陣、精確的γ校正等，這些處理都提高了圖像質量。

3、調節精確靈活

各種調節是通過數字設定，比用電位器調節準確而容易。各台攝像機的參數差別是難免的，對於模擬攝像機很難使各台攝像機調節得一致，而用數字處理可通過均衡各參數值的方法把各攝像機之間的差別縮減到最小，可以用一個調節卡調節各台攝像機，並且攝像機的許多參數都可以調節和設定，設定的參數可很大範圍內變化，調節量可迅速改變、存儲和讀取。

4、動態範圍達600%

對比度較高的被照物體也可得到對比度合適的圖像；根據視頻信號電平分布直方圖來自動地控制每一象素的對比度，以利用視頻信號標準的有限動態範圍。通過數位化系列處理，動態對比度控制技術將動態範圍很寬的自然光壓縮記錄在有限的視頻電平內，以達到可清晰再現高亮度區圖像細節的目的。黑擴展，只增強暗處細節和灰度層次，不影響亮處的圖像，將低照度的圖像電平提高，從而改善其被照體的沉黯部分，擴展電平3%~7%；黑壓縮只提高暗處的對比度，不影響亮處的圖像。