高清攝像機(jī)在醫(yī)學(xué)攝影中的應(yīng)用

陳 剛

（天津市天津醫(yī)院 天津 300211）

高清攝像機(jī)在醫(yī)學(xué)攝影中的應(yīng)用

陳 剛

（天津市天津醫(yī)院 天津 300211）

用高清攝像機(jī)拍攝視頻圖像，首先要掌握高清攝像機(jī)的性能、特點(diǎn)及使用方法，并結(jié)合熟練的攝像技能，包括構(gòu)圖、照明、焦距、曝光等要素，才能完成一部令人滿意的視頻影像作品。

像素；伽瑪線；白平衡

隨著我國(guó)衛(wèi)生教育及科研事業(yè)的發(fā)展，及衛(wèi)生相關(guān)職能部門對(duì)于臨床教學(xué)及科研工作的大力重視，對(duì)于一線臨床工作視頻資料的品質(zhì)及形式提出了更高的要求。相比之下，使用照相機(jī)拍攝、記錄圖片資料，已不能滿足目前醫(yī)療科技領(lǐng)域在科研、教學(xué)和臨床工作的需要。能夠更加生動(dòng)、鮮明，真實(shí)地記錄臨床治療方案實(shí)施的過(guò)程，獲得的滿意的視頻效果，宣傳當(dāng)代醫(yī)療科技水平的發(fā)展?fàn)顩r，是對(duì)醫(yī)學(xué)攝影專業(yè)技術(shù)的新要求。

為了滿足臨床教學(xué)及科研工作對(duì)于醫(yī)學(xué)攝影的更高需求，我們需要引進(jìn)高清攝像機(jī)設(shè)備拍攝視頻影像。本人將高清攝像機(jī)拍攝的醫(yī)學(xué)影像實(shí)踐中摸索的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)，提供給大家。謹(jǐn)供為參考、借鑒。

1.高清攝像機(jī)與標(biāo)清攝像機(jī)

主要不同于掃描格式,以下介紹sony-x160高清攝像機(jī)一些特性。Sony-x160數(shù)字?jǐn)z錄一體機(jī)采用先進(jìn)的220萬(wàn)像素ccd,高質(zhì)量的10比特?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換及新式數(shù)字電路處理技術(shù)(dsp)具有更高靈敏度，更好信噪比，極小垂直拖尾電平，即使在不良環(huán)境條件下也能再現(xiàn)逼真的影像。

x-160提供許多先進(jìn)圖像處理功能。如：多點(diǎn)彩色矯正矩陣，增強(qiáng)色溫平衡功能，增強(qiáng)對(duì)比度，高亮度，控制和三通道皮膚細(xì)節(jié)調(diào)整，這些方法更能充分展現(xiàn)高質(zhì)量影像效果。

2.高清攝像機(jī)與標(biāo)清攝像機(jī)清晰度的比較

清晰度指畫(huà)面再現(xiàn)物體細(xì)部能力，對(duì)不同色調(diào)物體的極小相鄰面積，極其細(xì)節(jié)部分的分辨能力，清晰度的高低直接影響畫(huà)面質(zhì)量。

清晰度受照度、明暗對(duì)比度、光線性質(zhì)和方向諸多因素的影響、不論高清還是標(biāo)清使用最多攝像器件，電荷藕合器件(CCD)，CCD是一種有限像素?cái)z像器件，因此其清晰度受到像素?cái)?shù)量限制。目前高清攝像機(jī)使用的CCD水平方向像素大約2000個(gè)（實(shí)際1920）個(gè)，標(biāo)清攝像機(jī)大約1000個(gè)（980）個(gè)。因此高清攝像機(jī)能夠達(dá)到的水平清晰度為2k,標(biāo)清1k,不過(guò)，由于傳輸寬帶限制高清攝像機(jī)輸出信號(hào)，清晰度只有1.55k，標(biāo)清攝像機(jī)，清晰度只有0.64k。

3.控制曝光

曝光是攝影的最基本技術(shù)元素，攝影本身因曝光而獲取影像。面對(duì)所拍對(duì)象，觀察光線照明條件，根據(jù)被攝物體所反映的明亮程度及分布范圍，確定曝光量、光圈大小，調(diào)整伽瑪特性等措施，將景物亮度范圍最有效部分?jǐn)z取到感光器件(CCD)界面上，形成色度飽和、明暗適中的視頻圖像。在實(shí)際拍攝中物體亮度范圍有時(shí)比較大，超過(guò)了CCD所能容納的亮度范圍，正確曝光是決定畫(huà)面成像質(zhì)量的關(guān)鍵。曝光過(guò)度，畫(huà)面反映泛白，高光層次丟失。曝光不足，畫(huà)面層次減少，尤其暗部層次不能體現(xiàn)。我認(rèn)為正確曝光量應(yīng)該控制在正常范圍正負(fù)0.5檔光圈范圍內(nèi)。

4.伽瑪線特性調(diào)整

拍攝時(shí)，場(chǎng)景中高光部分它會(huì)超出CCD的感光動(dòng)態(tài)范圍，不能反映物體質(zhì)感，需要調(diào)整伽瑪特性，來(lái)取得最佳曝光效果。通過(guò)調(diào)整攝像機(jī)的伽瑪特性，實(shí)現(xiàn)不同曝光意圖，達(dá)到控制畫(huà)面影調(diào)、層次和高清度目的。伽瑪曲線GAMMA值降低點(diǎn)，色彩濃度就會(huì)加強(qiáng)。BLKGAMMA主要控制暗部顏色和層次，如果想對(duì)景物，只調(diào)整暗的部分，亮的部分不改變，那么就調(diào)節(jié)攝像機(jī)BLKGAMMA,讓暗的部分更暗，亮的部分不變。這種處理就叫拐點(diǎn)調(diào)整。不影響中間部分的線性特性，并保持絕對(duì)黑電平情況下，進(jìn)行黑伽瑪高中低的調(diào)節(jié)。另外通過(guò)尋像器，可以借助斑馬線（當(dāng)70％粗紋斑馬線出現(xiàn)時(shí)，表明畫(huà)面的亮度電平還在0.7V范圍內(nèi)，當(dāng)100％細(xì)紋斑馬線出現(xiàn)時(shí)，表明已經(jīng)超過(guò)0.7V范圍內(nèi)）和自動(dòng)光圈輔助控制光圈。

KNEE是控制及延伸高光位，在高清攝像機(jī)技術(shù)中把高光部分的斜率處理稱為拐點(diǎn)處理，在正常亮度范圍內(nèi)（0.7v）CCD呈現(xiàn)理想的線性光電轉(zhuǎn)換特性，景物亮度與輸出電平成正比關(guān)系，CCD就能表現(xiàn)景物真實(shí)亮度，當(dāng)亮度電平超過(guò)0.7V時(shí)，信號(hào)被隔幅，圖像泛白。調(diào)整拐點(diǎn)后，CCD 光電轉(zhuǎn)換特性在高亮度時(shí)線性的斜率變小，使圖像中高亮度部分的層次變得更加豐富。

5.白平衡

所謂白平衡就是在不同光線下，調(diào)整好紅綠藍(lán)三原色的比例。使其混合后，成為白色，使攝影能在不同光照條件下，得到準(zhǔn)確的色彩還原。

標(biāo)清攝像機(jī)對(duì)細(xì)部特征的表現(xiàn)不太明顯，而高清攝像機(jī)敏感度很高，CCD敏感度會(huì)隨時(shí)有輕微變化，不同濾光鏡組合，不同環(huán)境會(huì)有輕微改變，連機(jī)器開(kāi)機(jī)使用長(zhǎng)短，熱量升降變化也使CCD的敏感度有偏差，所以使用高清攝像機(jī)最好表現(xiàn)是在拍每一次變化大的景物時(shí)，調(diào)節(jié)一次白平衡。

6.焦點(diǎn)

物體通過(guò)鏡頭的凸鏡折射后在鏡頭反方向匯聚成一個(gè)類似點(diǎn)的地方叫焦點(diǎn)。

高清攝像機(jī)的焦點(diǎn)不容易對(duì)準(zhǔn)是大家普遍反映一個(gè)問(wèn)題。其實(shí)高清的焦點(diǎn)問(wèn)題是由于高清的景深引起.HDTV系統(tǒng)每幀掃描線超過(guò)SDTV系統(tǒng)1.5倍NTSC是480線，PAL是576線，HDTV是1080線，同樣在二分之三英才的CCD器件上，高清系統(tǒng)具有更小像素點(diǎn)，由于16:9寬畫(huà)幅，掃描密度更高，在這種情況下，即使很小聚焦偏離看起來(lái)也很明顯，因?yàn)樵S可半徑不到標(biāo)清系統(tǒng)的一半，景深會(huì)小很多。所以聚焦要格外小心。高清拍攝靜態(tài)物體時(shí)，應(yīng)把變焦距攝影鏡頭變焦至某檔焦距處，當(dāng)作定焦距鏡頭使用，就直接在該檔焦距狀況下精確調(diào)焦，直到尋相器中被攝主體的影像最清楚時(shí)為止。標(biāo)清拍攝靜態(tài)鏡頭時(shí)，往往習(xí)慣于先將變焦環(huán)變焦至最大焦距處精確調(diào)焦，然后再將其變至預(yù)先短焦距處拍攝。這種方法不適合高清攝像技術(shù)的調(diào)焦要求，因?yàn)樽兘咕噻R頭在變焦時(shí)，普遍存在著像面漂移現(xiàn)象，不同焦距處的最佳焦點(diǎn)位置未必精確一致，此外，使用推拉式變焦距鏡頭時(shí)，還容易在調(diào)焦完畢后的變焦過(guò)程中，使調(diào)焦位置在無(wú)意中被誤觸動(dòng)而改變。故此，在高清拍攝時(shí)，為了獲得被攝主體最清晰影像，就必須在所用焦距狀態(tài)下直接精確調(diào)焦后拍攝，否責(zé)畫(huà)面的焦點(diǎn)將變軟而影響畫(huà)面的清晰度。

7.高清攝像機(jī)用光特點(diǎn)

攝影離不開(kāi)光，有光才有影，光與影是攝影創(chuàng)作一大關(guān)鍵因素。

高清本身特定技術(shù)條件，決定了高清照明特銖要求。其特點(diǎn)是光線要柔和，照明時(shí)應(yīng)采用軟光照明，盡量少用硬光。采用柔和，散射光，可在燈前加上柔光片，布光要?jiǎng)颍环较蚬饩€的照度要一致，以保證攝像機(jī)變換機(jī)位連續(xù)拍攝時(shí)，前后保持一致性。光比要小，就是要調(diào)整被攝對(duì)象與背景，被攝對(duì)象本身各個(gè)不同方向燈光的相對(duì)亮度比，以及畫(huà)面中不同的物體之間的相對(duì)亮度比。高清攝像照明光比一般2：1或3:1，但隨著光線角度的不同和我們需要突出的重點(diǎn)應(yīng)增大或縮小光比。高清攝像機(jī)照明必須要注意影調(diào)與色調(diào)的變化，透視感要強(qiáng)，著力于立體感、層次感、空間感的表達(dá)。

8.高清攝像機(jī)構(gòu)圖

攝影創(chuàng)作離不開(kāi)構(gòu)圖，這就像寫(xiě)文章離不開(kāi)章法一樣，不是可有可無(wú)，實(shí)屬作品成敗關(guān)鍵。

在畫(huà)面構(gòu)圖方面，高清與標(biāo)清根本上是非常相近的，唯一不同的是畫(huà)幅尺寸變化。即16；9與4:3畫(huà)幅問(wèn)題，所帶來(lái)取景變化，如能認(rèn)識(shí)到4:3取景范圍，便可用16:9高清攝像機(jī)拍攝比較方便完成4:3畫(huà)面圖像，通常采用在攝像機(jī)的尋相器中加4:3標(biāo)識(shí)框來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。此外，由于使用了16:9取景模式，在鏡頭處理上與常規(guī)的4:3模式也有較大區(qū)別，水平方向視角的變大導(dǎo)致水平運(yùn)動(dòng)的物體在屏幕上停留的時(shí)間變長(zhǎng)，考慮到人眼的視覺(jué)感受，可加快攝像機(jī)鏡頭的搖攝速度，以加快鏡頭的節(jié)奏感。

9.拍攝技巧的應(yīng)用

攝影是一門技術(shù)，同樣也是經(jīng)驗(yàn)的積累，把稍縱即失的事物轉(zhuǎn)化為不朽視覺(jué)圖像，必須掌握相應(yīng)攝影技巧，才能拍攝出令人滿意作品。

在拍攝《食道粘膜下腫物經(jīng)內(nèi)鏡ESD術(shù)》（春天影視杯），科普類：優(yōu)秀獎(jiǎng)。主要運(yùn)用推拉搖移（鏡頭運(yùn)動(dòng)要流暢均勻）的拍攝手法：

（1）推拉：不是漫無(wú)目的，鏡頭運(yùn)用要合理，用來(lái)交代拍攝對(duì)象和環(huán)境之間的關(guān)系。

(2)搖移：交代拍攝對(duì)象之間的空間關(guān)系，及對(duì)拍攝對(duì)象的調(diào)度能力。中景、特性，多變景別，近大遠(yuǎn)小，近濃遠(yuǎn)淡、近疏遠(yuǎn)密。加上虛實(shí)疊移。虛化前景或背景，在移動(dòng)中轉(zhuǎn)變畫(huà)幅虛實(shí)演義，彰顯拍攝技巧的靈活運(yùn)用。

10.醫(yī)學(xué)攝影通過(guò)攝影技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，已成為存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)影像信息的重要載體。醫(yī)學(xué)攝影必須是寫(xiě)實(shí)的，用真實(shí)的說(shuō)服力，來(lái)表現(xiàn)事物。醫(yī)學(xué)攝影必須在鏡頭的視野中，忠實(shí)的記錄還原事物本來(lái)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

A

1009-5624-（2016）02-0064-03