数码相机操作.ppt

1、第三节 数码摄影技术,一、数码摄影系统二、刑事数码摄影,一、数码摄影系统,（一）数码图像与数码摄影 （二）数码照相机的特点及工作原理 （三）数码照相机硬件部分 （四）数码照相机软件部分 （五）数码照相机的性能指标 （六）数码照相机的使用,指用数学函数描述的一类抽象图像，是人们根据客观存在的物体建立的数学模型，或是人们主观构思设计出的客观并不存在的物体数学模型。,图像根据生成方法和存在形式不同分类,可见光图像,不可见光图像,抽象的数学图像,由波长380 -780 nm范围可见光波生成的图像统称可见光图像。如各种黑白、彩色照片，各种图形和图表以及在屏幕上生成的荧屏图像等。,指人眼不能直接感知的图像

2、，如红外线图像、紫外线图像、X 光图像、超声波图像等，在刑事摄影中有着重要的应用。,数码图像,数码图像是指计算机可以接受和处理 的图像。又称“离散型数学图像”。,数码摄影,数码摄影，是用数码方式记录图像的 摄影方式。它完全舍弃了传统的银盐记录 影像的方式，采用了先进的数码图像处理 技术。,数码摄影系统的构成,数码影像输入系统：数码照相机、扫描仪。 数码影像处理系统：计算机、图像处理软件。 数码影像输出系统：打印机、胶片记录仪、光 盘、电脑或电视屏幕、专 业数码影像输出系统等。,数码影像输入系统,数码相机输入 现有影像输入,影像输入的数码化是数码摄影系统的特点， 也就是首先要将影像转换为可由电脑

3、处理的数 字信息。,数码相机输入,数码相机是一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成数字格式存放和输出的特殊照相机。,数码相机记录影像不是用传统的感光材料胶卷，而是采用 CCD（影像传感器）来接受成像信号，并把影像的这些电子信号直接转换成数码信号贮存在磁盘上。这种载有数码化影像的磁盘便直接可供电脑处理了。,数码相机可以直接连接到计算机、电视机或者打印机上。,现有影像输入,现有的照片、底片、反转片等影像也可转变成数字信号，进行数字图像处理。 扫描仪就是把现有影像转换成数字信息的关键设备，有了扫描仪，就能把胶片、照片包括印刷品上的图像、文字等转换成可供电脑处理的数码信息。,数码影像处理

4、系统,数码影像处理指对“输入系统”产生的数码影像信息通过电脑进行修整或创作。既包括对曝光、反差、色彩、色调、剪裁等一切摄影画面的常规处理，也包括拼接、合成、变换背景、变形、浮雕效果、油画效果、马赛克效果等各种特技处理，甚至对拍虚了的影像也能进行提高清晰度的处理。,通过连线在电视或电脑屏幕上观赏； 通过打印机，打印出照片，或转印至即时贴、鼠标垫等介质上； 通过胶片记录仪，把已摄取制作好的数码 影像制作成负片或反转片； 处理制作成光盘； 可在数码输出系统中冲洗成照片。,数码影像输出系统,数码相机的特点,数码相机与传统摄影机相比，主要有以 下特点： 直接数字化，图像处理方便而快捷； 即拍即显示，可迅

5、速重拍，避免失误； 用途多样化； 展演多样性； 存储多样性； 快速远距离传送。,数码相机可以直接拍摄数字化影像，明室操作，不需要暗房和化学药品，图像处理方便而快捷，无污染。一次性投资可反复使用，若只在数字化环境下使用，则完全没有打印的材料消耗。,绝大多数数码相机后面有小型的彩色液晶显示器（ LCD），每拍摄一帧画面后，如拍摄者觉得有必要，可随时将拍摄的影像通过液晶显示器加以显现，对拍摄的画面进行审视，发现不足可及时补救，从而保证了拍摄的成功率。,可完成所有传统照相机的拍摄内容； 具有摄像头功能，可作为计算机的图像输 入设备，捕获静态的或动态的图像； 具备图声同时记录功能，不仅可记录图像 而且可

6、同步记录声音。,数码相机拍摄到的数字影像，可像常规摄影一样制作成照片供观看（直接或间接与打印机、印像机或有数字接口的彩色扩印设备相连打印或扩印成照片）； 可通过本身的彩色液晶显示器或计算机显示屏观看； 可通过计算机与投影仪相连播放演示画面； 具有视频输出插口的数码相机，可将所摄画面通过电视机显示观看。,存储卡 磁盘 光盘 银盐感光材料 数码影像可多次复制，无衰减、无畸变、无失真，也没有传统胶片、照片的霉变和影像衰退。刻录到光盘上的数码影像可长期保存几十年甚至上百年。,取景后按下快门，自动对焦后快门打开，影 像透射到CCD上并使之曝光。 在CCD内部光信号转为电信号； 曝光结束后快门关闭； 通过

7、电荷扫描将CCD上的电信号取出； 模/数转换后输入内存卡； 图象资料被进行处理，显示在LCD或电脑上。,数码相机的工作原理,感光元件 存储设备 CPU及控制部分 LCD,数码相机硬件部分,感光元件,数码相机中常用的感光元件有CCD、SUPER CCD与 CMOS三种。 大部分数码相机使用的感光元件是 CCD，其中文名字叫电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料。 SUPER CCD 使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。 CMOS即互补性金属氧化物半导体。,CCD,CCD 相当于普通摄影中的感光材料，由大量独 立的光敏元件组成，这些光敏元件通常是按矩

8、 阵排列的。 光线透过镜头照射到CCD上，并被转换成电荷， 每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强 度。 当按动快门，CCD将各个元件的信息传送到模/ 数转换器上，模拟电信号变成数字信号，数字 信号以一定格式压缩后存入缓存内，形成一张 数码照片。然后图像数据根据不同的需要以数 字信号和视频信号的方式输出。,CCD对光线的敏感范围大，可感受360 -1100nm 波长的光线，为了使它的光谱敏感范围与人眼 一致，一般加用淡蓝色的色彩校正片。 CCD有两种类型的，分别是线性和矩阵性CCD。 线性CCD 用于高分辨率的静态照相机，它每次 只拍摄图象的一条线，这与平板扫描仪扫描照 片的方法相同。其精度

9、高，速度慢，无法用来 拍摄移动的物体，也无法使用闪光灯。 矩阵CCD 允许拍摄者在任何快门速度下一次曝 光拍摄移动物体。,CCD放大图,SUPER CCD,SUPERCCD在排列结构上比普通 CCD要紧密，此外像素的利用率较高，即在同一尺寸下，SUPER CCD 的感光二极管对光线的吸收程度比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。,CCD与SUPER CCD 的像素利用效率,SUPER CCD,CCD,CMOS,CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。,CMOS与CC

10、D 的图像数据扫描方法有很大的差别。例如：分辨率为300万像素，那么CCD传感器可连续扫描300 万个电荷，扫描的方法非常简单，只有在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。 CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可节省任何无效的传输操作，可以进行快速数据扫描，同时噪音也有所降低。,存储设备,存储设备主要用于保存数据和转移数据。存储媒体是数码相机记录影像的载体，它的容量、存储速度、更换方便与否直接影响照片的存储量、连拍速度。其分内置固定式和可移动式两种。,CPU及控制部分,CPU 是数字相机的心脏和大脑，

11、它实现对 整个相机动作的运算和控制。操作面板是供摄 影者对相机参数调节或相机动作控制的窗口， 通过它，使用者可以了解相机所处的状态，并 根据需要对其进行调整或修改；存储卡是数字 影像的记忆体，拍摄得到的图像需要先由它暂 存起来。,LCD,LCD 既是取景器，也是 显示器； 作为取景器它方便直接， 无视差，缺点是耗电量 大，要占整部相机 1/3 以上电量； LCD 上显示的画面色彩、 对比度与于电脑中看到的实际影像误差较大， 因此 LCD常用来做显示器，用来观察已拍摄画 面。,数码相机软件部分,曝光控制 色转换 画幅比例转换和文件格式转换 图像管理 图像输出及相机的计算机控制,数码相机的测光原理

12、和测光方式与普通 相机相同，只不过CCD 的曝光宽容度较普通 胶片的宽容度小，感光度的变化也需要由软 件来控制，因此在确定曝光量时，需要考虑 许多环节。调焦位置、景深、光圈大小、快 门速度大小、增益控制、闪光灯发光量、曝 光补偿等都需要在拍摄前一瞬间完成。,曝光控制,色转换主要实现两个功能，一是改变色度坐标，一是进行白平衡调整。 改变色度坐标是由于 CCD输出的图像信息与存储模式不一致而需要转换。 使用 CCD作感光元件可以通过系统人为或自 动地控制各种色光的比例，其过程就是白平 衡调整。数码相机可以手动设置白平衡，也 可以自动控制白平衡。,色转换,数码相机有几种画幅供使用者选择，不 同的画幅

13、变化主要是通过软件来操控 CPU实 现的。当要求高质量照片时，可选择高分辨 率的画幅，而拍摄网上传输用照片，可以选 择低分辨率画幅。 一些数码相机可以实现多种格式输出选 择，如可以使用BMP、JPG、TIF格式。,画幅比例转换和文件格式转换,图像管理,拍摄后，使用者可以直接通过 LCD液晶显 示屏观察拍摄结果，观察时，可以放大图像， 不满意可以随时删除，防止误删时，可以对图 像进行标记。,图像输出及相机的计算机控制,在拍摄结束后，存储卡内的图像信息需要 转移到其它存储介质中，目前最常见的是输出 到计算机中，有的使用读卡器，有的使用 COM 口输出，还有的使用 USB接口。输出的图像需 要有与相

14、机配套使用的专用软件或通用软件。 这些软件同时还可以对照相机进行控制，包括 内部设置和拍摄。,数码相机的性能指标,数码相机的质量参数 数码相机的性能参数 数码相机的特殊性能指标,数码相机的质量参数,分辨率 色彩还原 几何畸变 信噪比 紫边,一指像素的多少，即像素水平。 二指数码相机分辨景物细节的能力。,分辨率,分辨率又称解像度，是指图像包含信息的 量值，即数码相机拍摄记录景物细节的能力。,数码相机将所拍摄的图象以像素的形式存 储在内存或存储卡中。像素是构成数码图象的 最基本元素，它们是数码图象最基本的单位， 数以千计的像素就构成了栩栩如生的数码图象。,310万像素,130万像素,色彩还原,色彩

15、还原是指数码相机对彩色的再现能力， 即偏色程度。,几何畸变,几何畸变指通过镜头成像时图像的几何失 真，最明显的表现长焦端的枕形失真和广角端 的桶形失真。,信噪比,信噪比主要反映CCD的光电性能，是反 映CCD内在质量的重要指标之一。一般说来，感光度越高，信噪比越差。,紫边,紫边是数码相机特有的问题，就是在高 亮度区域的边缘会产生讨厌的紫色光晕，这 是CCD 在成像过程中，放大了镜头的色散所 形成的。,数码相机的性能参数,图像尺寸 图像格式 压缩率 彩色深度 相当感光度 白平衡调整 感光范围,又叫色彩位数，用来表示数码相机的 色彩能力，色彩位数越多，意味着可捕捉 的色彩细节越好。 普通数字相机有

16、24位的色彩已足够， 对于广告摄影、印刷用的图片则需要30位 或者36位的色彩深度。,彩色深度,相当感光度是数码相机的 CCD感光程 度折合成银盐胶片的感光度。其范围一般 较大，在一定范围是可变的，如ISO200 800，ISO1001600等。,相当感光度,白平衡调整,颜色实质上是人眼对光线的反应，在正常 光线下，白色看起来是白色，但在较暗的光线 下看，可能就不是白色。“白平衡”功能简单的 说，就是无论环境光线如何都能把“白”定义为 “白”的一种功能。只要正确定义“白色”，就能 较好地还原颜色。,白平衡调整有三种方式，即手动调整、自 动调整和下载给计算机利用驱动软件调整。 由于白平衡与周围光

17、线密切相关，因而白 平衡功能的启动一定程度上将限制闪光灯的使 用，否则由使用闪光灯所引起的环境光的改变 将使“白平衡”失效或不正常运行。,色温设置低于环境色温,色温设置低于环境色温,色温设置高于环境色温,色温设置等于环境色温,感光范围,普通数码相机由于使用低通滤光器，其光 谱敏感范围与人眼敏感范围基本一致，而专业 数码相机根据不同专业的需要其光谱响应范围 不同，如柯达420 IR红外数码相机其感光范围 可达到4001100 nm，可以直接进行红外影像 的拍摄，在拍摄普通光线影像时需要加用滤除 红外线的滤光镜，单独拍摄红外影像时则需加 红外滤光镜。,数码变焦 微距拍摄 连续拍摄能力 间隔定时拍摄

18、功能 浮动水印设定功能 全景功能与全景拼接功能 防抖功能 图像处理功能,特殊性能指标,即采用插值像素放大法将图像的局部放 大。 “插值”是指（硬件）通过一定的软件程 序，在图像原有像素的基础上，创建“新”的 像素过程。 数码变焦只是将像素点扩大，而实际的 分辨率却丝毫未变。,数码变焦,增距镜头是一种镜头附件，将其连接在镜头上可以增加镜头的焦长，从而增大镜头的放大能力。使用增距镜头拍摄的图象要比使用数码变焦能力拍摄的图象具有更高的清晰度。,数码变焦,数码变焦,增距镜头,微距拍摄,使用数码相机 上的内置光学变焦 功能拍摄近距离图 像。,使用微距镜头适配器能够拍摄出更高细节、更具清晰度的近距离景物图

19、象（上）。数码相机的内置光学变焦能力也可以用来拍摄近距离的景物（下），但有效范围不及使用微距镜头适配器。,数码拍摄时需要通过光电反应、AD转 换及传输存储等多个环节，使之连拍速度下 降，连续拍摄时间间隔是数码相机的一个性 能指标。,连续拍摄能力,间隔定时拍摄功能,间隔定时拍摄功能，是每隔一定时间摄影 一次的拍摄方式，适合有研究价值的连续演变 及运动过程的拍摄，如拍摄动物及植物的生长 过程、化学反应现象随时间的变化，运动的分 解等等，在科技摄影方面尤为有用。,浮动水印设定功能,是指可在拍摄画面上附加拍摄者需要的印 记，在数码照相机上可选择加入日期时间、 文字、商标，以及对加入的信息进行位置、透

20、明程度、背景色彩、色彩鲜艳程度地选择。这 将对您对相片的整理和记忆相当有效。,全景功能与全景拼接功能,全景功能是指拍摄得到长宽比很大的画面 的功能。比如您可以通过数码相机拍摄宽度很 宽的桥，拍摄几次，相机将自动拼接成为一幅 图象。,防抖功能,手持相机拍摄时，因为手的抖动带来的镜 头在成像介质上成像的移动，从而导致最终成 像模糊，这种现象也叫做“手震”。 为了缓解这个问题，开发的减轻抖动所带 来的影响的功能，称为防手震或防抖功能（简 称AS）或图像稳定功能（简称IS）。,图像处理功能,数码相机拍摄过程中往往需要对已拍影像进行有选择地删除、对内存进行格式化处理以及对影像进行压缩等等，这就需要相机能

21、够具有图像简单处理功能。 如：图像裁剪，改变总体曝光，变黑，改变对比度，整体和部分清晰化，色彩纠正，色彩改变，彩色黑白处理，改变细节，去除和改变背景等，同时它还有照片保存和修复功能。,数码相机的使用,富士FinePix S5600数码相机,电源开关,拍摄模式,回放模式,快门按钮,曝光补充,连拍按钮,模式转盘,对焦模式 选择按钮,对焦模式 选择锁定开关,镜头,闪光灯,AF辅助灯/自拍指示灯,麦克风,取景器,指示灯,屈光度调节转盘,取景器/显示屏按钮,显示屏,弱光取景按钮,显示/ 返回按钮,望远变焦按钮,菜单/ 确认按钮,照片模式按钮,广角变焦按钮,十字键,微距按钮,闪光按钮,回放模式下删除按钮,

22、卡槽插,扬声器,音频/ 视频输出,电源输入插座,USB插座,电池盒盖,三脚架螺孔,二、刑事数码摄影,（一）刑事数码摄影的概念 （二）数码相机在公安领域中的应用,刑事数码摄影,刑事数码摄影是应用数码照相技术，对犯 罪有关的图像信息进行记录、图像处理和检验 的一门综合性科学技术。 其在拍照的性质、对象、内容等方面与传 统的刑事照相基本相同，但在具体的技术操作 上更先进、更快捷。,现场摄影,数码照相机可边拍摄边观察照片效果，失误 的照片可立即删除，重新拍摄。 重要的照片可利用数码相机与笔记本电脑联 接，发回中心电脑，为快速破案争取时间。 利用现场测量数据和现场数码照片等素材， 可以在电脑上运用现场绘

23、图软件快速绘制出 现场图。 可以通过电脑软件和打印处理对现场照片实 现彩色与黑白间的转换。,用数码相机拍摄身份证照片，可以节省大量的暗房工作，缩短制作时间，把数码相机输出的数字图像信息直接进入排版印刷系统，快速制作出身份证。 用数码相机拍摄的罪犯照片可以储存在电脑的数据库中，还可以立即通过电脑网络发送到各地。,身份证制作和人犯辨认照相,利用数码相机和扫描仪，可以把各种指纹 档案、枪支档案、人犯面貌档案、个人身份户 口档案、鞋底花纹档案等等存放入电脑的数据 库中，所有电脑全国联网，在每个公安局。派 出所都可以检索、调阅到全国的各种犯罪情报 资料。,建立各种犯罪情报资料档案,尸体面貌照相,传统的无名尸体面貌照相，需要经过细 致的整容、化妆和底片、照片的修整，效果