高清摄像机在医学摄影中的应用

陈 刚

（天津市天津医院 天津 300211）

高清摄像机在医学摄影中的应用

陈 刚

（天津市天津医院 天津 300211）

用高清摄像机拍摄视频图像，首先要掌握高清摄像机的性能、特点及使用方法，并结合熟练的摄像技能，包括构图、照明、焦距、曝光等要素，才能完成一部令人满意的视频影像作品。

像素；伽玛线；白平衡

随着我国卫生教育及科研事业的发展，及卫生相关职能部门对于临床教学及科研工作的大力重视，对于一线临床工作视频资料的品质及形式提出了更高的要求。相比之下，使用照相机拍摄、记录图片资料，已不能满足目前医疗科技领域在科研、教学和临床工作的需要。能够更加生动、鲜明，真实地记录临床治疗方案实施的过程，获得的满意的视频效果，宣传当代医疗科技水平的发展状况，是对医学摄影专业技术的新要求。

为了满足临床教学及科研工作对于医学摄影的更高需求，我们需要引进高清摄像机设备拍摄视频影像。本人将高清摄像机拍摄的医学影像实践中摸索的经验、体会，提供给大家。谨供为参考、借鉴。

1.高清摄像机与标清摄像机

主要不同于扫描格式,以下介绍sony-x160高清摄像机一些特性。Sony-x160数字摄录一体机采用先进的220万像素ccd,高质量的10比特数模转换及新式数字电路处理技术(dsp)具有更高灵敏度，更好信噪比，极小垂直拖尾电平，即使在不良环境条件下也能再现逼真的影像。

x-160提供许多先进图像处理功能。如：多点彩色矫正矩阵，增强色温平衡功能，增强对比度，高亮度，控制和三通道皮肤细节调整，这些方法更能充分展现高质量影像效果。

2.高清摄像机与标清摄像机清晰度的比较

清晰度指画面再现物体细部能力，对不同色调物体的极小相邻面积，极其细节部分的分辨能力，清晰度的高低直接影响画面质量。

清晰度受照度、明暗对比度、光线性质和方向诸多因素的影响、不论高清还是标清使用最多摄像器件，电荷藕合器件(CCD)，CCD是一种有限像素摄像器件，因此其清晰度受到像素数量限制。目前高清摄像机使用的CCD水平方向像素大约2000个（实际1920）个，标清摄像机大约1000个（980）个。因此高清摄像机能够达到的水平清晰度为2k,标清1k,不过，由于传输宽带限制高清摄像机输出信号，清晰度只有1.55k，标清摄像机，清晰度只有0.64k。

3.控制曝光

曝光是摄影的最基本技术元素，摄影本身因曝光而获取影像。面对所拍对象，观察光线照明条件，根据被摄物体所反映的明亮程度及分布范围，确定曝光量、光圈大小，调整伽玛特性等措施，将景物亮度范围最有效部分摄取到感光器件(CCD)界面上，形成色度饱和、明暗适中的视频图像。在实际拍摄中物体亮度范围有时比较大，超过了CCD所能容纳的亮度范围，正确曝光是决定画面成像质量的关键。曝光过度，画面反映泛白，高光层次丢失。曝光不足，画面层次减少，尤其暗部层次不能体现。我认为正确曝光量应该控制在正常范围正负0.5档光圈范围内。

4.伽玛线特性调整

拍摄时，场景中高光部分它会超出CCD的感光动态范围，不能反映物体质感，需要调整伽玛特性，来取得最佳曝光效果。通过调整摄像机的伽玛特性，实现不同曝光意图，达到控制画面影调、层次和高清度目的。伽玛曲线GAMMA值降低点，色彩浓度就会加强。BLKGAMMA主要控制暗部颜色和层次，如果想对景物，只调整暗的部分，亮的部分不改变，那么就调节摄像机BLKGAMMA,让暗的部分更暗，亮的部分不变。这种处理就叫拐点调整。不影响中间部分的线性特性，并保持绝对黑电平情况下，进行黑伽玛高中低的调节。另外通过寻像器，可以借助斑马线（当70％粗纹斑马线出现时，表明画面的亮度电平还在0.7V范围内，当100％细纹斑马线出现时，表明已经超过0.7V范围内）和自动光圈辅助控制光圈。

KNEE是控制及延伸高光位，在高清摄像机技术中把高光部分的斜率处理称为拐点处理，在正常亮度范围内（0.7v）CCD呈现理想的线性光电转换特性，景物亮度与输出电平成正比关系，CCD就能表现景物真实亮度，当亮度电平超过0.7V时，信号被隔幅，图像泛白。调整拐点后，CCD 光电转换特性在高亮度时线性的斜率变小，使图像中高亮度部分的层次变得更加丰富。

5.白平衡

所谓白平衡就是在不同光线下，调整好红绿蓝三原色的比例。使其混合后，成为白色，使摄影能在不同光照条件下，得到准确的色彩还原。

标清摄像机对细部特征的表现不太明显，而高清摄像机敏感度很高，CCD敏感度会随时有轻微变化，不同滤光镜组合，不同环境会有轻微改变，连机器开机使用长短，热量升降变化也使CCD的敏感度有偏差，所以使用高清摄像机最好表现是在拍每一次变化大的景物时，调节一次白平衡。

6.焦点

物体通过镜头的凸镜折射后在镜头反方向汇聚成一个类似点的地方叫焦点。

高清摄像机的焦点不容易对准是大家普遍反映一个问题。其实高清的焦点问题是由于高清的景深引起.HDTV系统每帧扫描线超过SDTV系统1.5倍NTSC是480线，PAL是576线，HDTV是1080线，同样在二分之三英才的CCD器件上，高清系统具有更小像素点，由于16:9宽画幅，扫描密度更高，在这种情况下，即使很小聚焦偏离看起来也很明显，因为许可半径不到标清系统的一半，景深会小很多。所以聚焦要格外小心。高清拍摄静态物体时，应把变焦距摄影镜头变焦至某档焦距处，当作定焦距镜头使用，就直接在该档焦距状况下精确调焦，直到寻相器中被摄主体的影像最清楚时为止。标清拍摄静态镜头时，往往习惯于先将变焦环变焦至最大焦距处精确调焦，然后再将其变至预先短焦距处拍摄。这种方法不适合高清摄像技术的调焦要求，因为变焦距镜头在变焦时，普遍存在着像面漂移现象，不同焦距处的最佳焦点位置未必精确一致，此外，使用推拉式变焦距镜头时，还容易在调焦完毕后的变焦过程中，使调焦位置在无意中被误触动而改变。故此，在高清拍摄时，为了获得被摄主体最清晰影像，就必须在所用焦距状态下直接精确调焦后拍摄，否责画面的焦点将变软而影响画面的清晰度。

7.高清摄像机用光特点

摄影离不开光，有光才有影，光与影是摄影创作一大关键因素。

高清本身特定技术条件，决定了高清照明特铢要求。其特点是光线要柔和，照明时应采用软光照明，尽量少用硬光。采用柔和，散射光，可在灯前加上柔光片，布光要匀，同一方向光线的照度要一致，以保证摄像机变换机位连续拍摄时，前后保持一致性。光比要小，就是要调整被摄对象与背景，被摄对象本身各个不同方向灯光的相对亮度比，以及画面中不同的物体之间的相对亮度比。高清摄像照明光比一般2：1或3:1，但随着光线角度的不同和我们需要突出的重点应增大或缩小光比。高清摄像机照明必须要注意影调与色调的变化，透视感要强，着力于立体感、层次感、空间感的表达。

8.高清摄像机构图

摄影创作离不开构图，这就像写文章离不开章法一样，不是可有可无，实属作品成败关键。

在画面构图方面，高清与标清根本上是非常相近的，唯一不同的是画幅尺寸变化。即16；9与4:3画幅问题，所带来取景变化，如能认识到4:3取景范围，便可用16:9高清摄像机拍摄比较方便完成4:3画面图像，通常采用在摄像机的寻相器中加4:3标识框来解决这个问题。此外，由于使用了16:9取景模式，在镜头处理上与常规的4:3模式也有较大区别，水平方向视角的变大导致水平运动的物体在屏幕上停留的时间变长，考虑到人眼的视觉感受，可加快摄像机镜头的摇摄速度，以加快镜头的节奏感。

9.拍摄技巧的应用

摄影是一门技术，同样也是经验的积累，把稍纵即失的事物转化为不朽视觉图像，必须掌握相应摄影技巧，才能拍摄出令人满意作品。

在拍摄《食道粘膜下肿物经内镜ESD术》（春天影视杯），科普类：优秀奖。主要运用推拉摇移（镜头运动要流畅均匀）的拍摄手法：

（1）推拉：不是漫无目的，镜头运用要合理，用来交代拍摄对象和环境之间的关系。

(2)摇移：交代拍摄对象之间的空间关系，及对拍摄对象的调度能力。中景、特性，多变景别，近大远小，近浓远淡、近疏远密。加上虚实叠移。虚化前景或背景，在移动中转变画幅虚实演义，彰显拍摄技巧的灵活运用。

10.医学摄影通过摄影技术，在医学领域的具体应用，已成为存储医学影像信息的重要载体。医学摄影必须是写实的，用真实的说服力，来表现事物。医学摄影必须在镜头的视野中，忠实的记录还原事物本来面目。

The Application of High definition camera in medical photography field

CHEN Gang
(Medical Photostudio of Tianjin Hospital,Tianjin 300211,China )

If somebody wants to shot a video by high definition camera ，first, he needs to understand the function of High definition camera and master shoot skill，including composition of a picture、lighting、focal distance、exposure and Other elements.after all，a satisfactory film production could be accomplished.

Pixel; Gamma radiation; White balance

TN948.41

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1009-5624-（2016）02-0064-03