C

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Câmeras de TV

• PTC2547 Princípios de TV Digital
• Guido Stolfi
• EPUSP - 2008

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Sistema Óptico de uma Câmera de TV
E Iluminamento no anteparo (nits ou
candelas/m2) B Luminância do objeto (lux ou
lumens/m2) T Transmitância da lente F
Abertura da lente (f / d)
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Características de Sensibilidade

• Eficiência Quântica Porcentagem de fótons
  incidentes que provocam sinal elétrico no sensor
• Índice de Exposição (Fotografia)

B Luminância para produzir nível branco Tx
Tempo de Exposição (normalmente 1/30") F
Abertura da Lente
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Características Qualitativas de uma Câmera

• Definição relacionada com a resolução espacial
  (MTF)
• Reprodução de Tons fidelidade na reprodução de
  escalas de intensidade (Linearidade, fator Gama)
• Reprodução Cromática limites e precisão das
  regiões de cromaticidade (luminância, tonalidade,
  saturação)
• Latitude de Exposição faixa dinâmica
  (linearidade em regiões de luz alta e baixa)

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Resposta Espacial e Resolução

• MTF total
• MTF(sistema óptico)
• ?
• MTF(sensor)
• MTF(varredura)
• Resposta do Amplificador / digitalizador

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Lente Zoom
7
Evolução dos Sensores
8
Varredura de Imagens por Disco Rotativo (Paul
Nipkov -1884)
9
Varredura de uma Imagem por Disco de Nipkov
10
John Logie Baird com protótipo de Televisão
(1925)
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Câmera de Varredura Instantânea

• Image Dissector (Farnsworth, 1929)

12
Philo T. Farnsworth e o seu Image Dissector
(1929)
13
Transmissão Gato Félix (1930)
14
Câmera de Varredura Cumulativa

• Iconoscópio (Zworykin, 1939)

15
Sensor Fotoemissivo
16
Iconoscópio
17
Iconocópios
Vladimir Kosma Zworykin e seus Iconoscópios
18
Transmissão das Olimpíadas de Berlim (1936)
19
Sensor Fotocondutivo
20
Câmera com Sensor Fotocondutivo
21
Câmera com Sensor Fotocondutivo
22
Iconoscópio, Orthicon e Vidicon
23
Profundidade de Foco
24
Profundidade de Foco
25
Sensibilidades Espectrais p/ Fotocondutores
26
Câmeras Fotocondutoras
27
Câmera a Cores com 3 Sensores
28
Processamento de Sinal na Câmera de 3 Tubos
29
Câmera a Cores com 1 Tubo
30
Processamento de Sinal p/ Câmera de 1 Tubo
31
Câmera a Cores de 1 Tubo (Alternativa)
32
Processamento de Sinal
33
Sensores CCD
34
Dispositivo de Transferência de Carga

• CCD Charge Coupled Device

35
CCD (Charge Coupled Device)
Bell Laboratories, 1970
36
Deslocamento das Cargas no CCD
T0
T1
T2
T3
T4
37
Estrutura de um Sensor CCD
38
Operação do Sensor CCD
39
Sensibilidade Espectral de Sensores CCD
40
Comparações CCD x Tubo
41
Sensor CCD Tricromático (RGB)
42
Sensor CCD Tricromático (YL - G - CY)
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Resolução (MTF) do Sensor CCD

• Wh Largura do elemento sensor
• Fh Frequencia de Amostragem no sentido
  horizontal (Sensores/largura da imagem)
• fh Frequencia espacial (linhas de resolução) na
  horizontal

• Wv Altura do elemento sensor
• Fv Frequencia de Amostragem no sentido vertical
  (Sensores/altura da imagem)
• fv Frequencia espacial (linhas de resolução) na
  vertical

44
Resolução (MTF) do Sensor CCD
45
Resolução (MTF) do Sensor CCD
46
Sensor CCD com Micro-Lentes
47
Processamento de Sinal
48
Filtros de Separação de Cor
49
Características Ideais dos Filtros
50
Deslocamento Espacial G / RB
51
Deslocamento Espacial G / RB
52
Processamento Analógico
53
Uniformidade de Campo (Shading)
54
Controle Dinâmico de Contraste
55
Faixa Dinâmica com Controle de Saturação
56
Controle de Nitidez (H/V Enhancement)
57
Características Aproximadas por Matrixagem
R
G
B
Resposta dos Filtros ópticos
Resposta Ideal
Resposta após Matriz RGB
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Desafios

• Compatibilizar a resposta da câmera de TV com o
  processo de filmagem em película, para permitir a
  combinação simultânea de material produzido
  nesses meios.
• Maximizar a relação Sinal / Ruído apesar da
  redução das dimensões do elemento sensor
• Manter reprodução de tons mesmo com processamento
  digital