Параметры ТВ камер подразделяются на две основные группы: оптико-электрические и эксплуатационные. Оптико-электрические параметры характеризуют передачу градаций яркости, мелких деталей, цветопередачу, искажения передаваемого изображения (геометрические, нелинейные и др.) паразитные составляющие сигналов, в том числе шумы и помехи. Эксплуатационные параметры характеризуют режимы работы камеры, ее массу, размеры, потребляемую мощность, чувствительность, от которой зависит требуемая освещенность объекта, сохранение оптико-электрических параметров при изменении условий окружающей среды (температуры, влажности и т.д.).
Некоторые типы камер обладают специфическими параметрами, например телекинокамеры и камеры прикладного телевидения, - оптико-механическими (характеризующими системы протяжки кинопленки и узлы наведения соответственно), вещательные телекамеры - акустоэлектрическими (неравномерность частотных характеристик трактов звукового сопровождения и служебной связи, уровень акустических помех и т.д.).
Одними из основных параметров изображения, характеризующих его качество, являются яркость, контрастность и число различных градаций яркости. Максимальные значения яркости и контрастности изображения определяются только светотехническими параметрами преобразователей сигнал-свет и условиями наблюдения воспроизводимых изображений. Число различных градаций яркости изображения и их соответствие уровням яркости рассматриваемого объекта зависит как от параметров воспроизводящего ТВ устройства, так и от способов построения трактов обработки видеосигналов в ТВ камерах и характеристик самих телекамер. Проведенные исследования показали, что число различных градаций яркости для ТВ изображения с контрастностью 40 и с максимальной яркостью белого 120 кд/м2 при отсутствии посторонних засветок экрана кинескопа составляет приблизительно 100. При увеличении контрастности ТВ изображения до 100 и более, что обеспечивается современными кинескопами, это число может быть и большим.
На субъективную оценку качества воспроизводимого ТВ изображения влияет форма амплитудной характеристики ТВ тракта. Например, исследования, проведенные для цветной ТВ системы с учетом реальных условий наблюдения воспроизводимого изображения, показали, что качество изображения оценивается выше, если амплитудная характеристика от света до света отлична от линейной и соответствует степенной функции с показателем степени γ больше единицы (γ =1,2... 1,4). Получение необходимой амплитудной характеристики тракта обусловливается правильным выбором светотехнических и электрических параметров ТВ камеры (освещенностей мишеней преобразователей свет-сигнал, коэффициентов усиления различных узлов камеры, уровней ограничения сигналов) и наличием как ручных, так и автоматических регулировок этих параметров.
Четкость воспроизводимого на экране кинескопа ТВ изображения во многом определяется характеристиками камеры. Оптические и электроннооптические блоки камеры осуществляют линейную пространственную фильтрацию изображения, характеризуемую двумерной функцией k(fx,fy), где fx,fy – пространственные частоты, отсчитываемые по осям координат. Данная функция называется функцией передачи модуляции. Когда идет речь о границе заметности, т.е. о пороговом значении контраста мелких деталей, приблизительно равном 0,1, то соответствующее значение пространственной частоты называют разрешающей способностью телекамеры, В телевидении принято измерять значения пространственных частот в ТВ линиях.
Разрешающая способность передающих камер должна быть согласована с характеристиками ТВ системы в целом. Практически, в первую очередь, необходимо учитывать полосу пропускания канала связи.
Точность воспроизведения цвета (цветопередача) в телевидении определяется характеристиками преобразователей свет-сигнал, сигнал-свет, а также параметрами тракта обработки видеосигналов и особенностями восприятия цвета наблюдателями. Цветопередача передающих камер во многом определяется правильным выбором спектральных характеристик чувствительности красного (R), зеленого (G) и синего (В) каналов.
В общем случае передающие камеры вносят определенные искажения в воспроизводимые ТВ изображения. По визуальному восприятию различают геометрические искажения, рассовмещение цветоделенных изображений, неравномерность яркости и цветности по полю изображения, инерционность, линейные и нелинейные искажения. Необходимо отметить, что у современных вещательных телекамер, работающих в нормальных условиях, значения всех рассматриваемых искажений не превышают порогов субъективной заметности.
Геометрические искажения проявляются в виде нарушения формы передаваемых объектов и вызываются погрешностями оптической системы (прежде всего, дисторсией объектива), отклонением формата растра от номинального и неравномерного движения электронного луча по мишени передающей трубки. Эти искажения часто обозначают по видоизменению формы растра, подушка, бочка, трапеция, ромб. Для оценки геометрических искажений обычно измеряют смещение изображения точечного объекта от правильного положения и выражают его в процентах от высоты растра. Например, в вещательных ТВ камерах эти искажения не превышают 0,05% в центре и 0,4% по границам растра.
Воспроизведение цветного ТВ изображения возможно лишь в том случае, когда все точки изображений, образуемых каждым из цветовых сигналов ER EG EB совпадают на экране цветного кинескопа. Указанное совпадение возможно, если импульсы сигналов с трех передающих трубок поступают на кинескоп в одинаковые моменты времени. Это требование выполняется лишь при тщательной настройке оптических и электронных элементов цветной передающей камеры.
Пространственное статическое рассовмещение цветоделенных изображений проявляется в виде резких цветных окантовок вблизи яркостных границ. Оно может вызываться погрешностями оптической системы (хроматическими аберрациями объектива или нестабильностью параметров цветоделительного блока), смещением передающих трубок в арматуре крепления вследствие температурных изменений, вибраций. Нестабильность развертывающих, фокусирующих и корректирующих магнитных полей (изменение тока в соответствующих катушках) приводит к изменению размеров, повороту и смещению цветоделенных растров, т.е. в конечном счете к рассовмещению. При этом следует иметь в виду, что ошибки рассовмещения наиболее заметны в центральной части изображения, где обычно располагают сюжетно важные элементы объектов наблюдения. Ошибки рассовмещения нормируют аналогично геометрическим искажениям – в процентах от высоты растра, обычно раздельно для центральной и периферийной зон изображения. Требуемая точность совмещения цветоделенных изображений зависит от конструкции телекамеры.
Кроме рассмотренного выше статического рассовмещения, иногда наблюдается динамическое рассовмещение, обусловленное изменением положения развертывающего луча при наклонном его падении на участки мишени с повышенным контрастом потенциального рельефа, т.е. с сильными локальными электрическими полями.
Возникающая неравномерность уровня белого в пределах растра обусловлена мультипликативным искажением в виде затемнения периферийных участков изображения, создаваемого оптическими узлами камеры, Неравномерность уровня белого существенно возрастает при открывании диафрагмы объектива, при этом она может достигать 20...40%. Частичная компенсация этого искажения обеспечивается при использовании специальных электронных корректоров.
Камерам на передающих трубках с накоплением зарядов, особенно не снабженным специальными узлами подсветки, свойственна повышенная инерционность, проявляющаяся в виде плавно спадающих тянущихся продолжений по траектории движения в изображении контрастных (ярких или темных) объектов. При разной инерционности трубок в цветоделенных каналах эти продолжения имеют окраску. Инерционность трубок возрастает в процессе эксплуатации, поэтому такие искажения особенно заметны при превышении гарантированного срока службы передающих трубок. После длительной передачи изображения какого-либо неподвижного объекта, например, испытательной таблицы, могут наблюдаться искажения типа впечатывания, когда на текущее изображение наложено в виде малоконтрастного фона изображение ранее рассматриваемого объекта. Инерционность и впечатывание становятся более заметными по мере увеличения чувствительности камеры (снижения входного светового потока и повышения усиления электронных блоков).
В электрическом тракте передающей камеры важно сохранить неискаженной форму видеосигналов. Для цветного телевидения большое значение имеет идентичность формы трех цветоделенных сигналов ER, EG, ЕВ. Искажения сигналов, вызываемые неравномерностью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) отдельных блоков, называются линейными, так как они линейно связаны с размахом искаженного сигнала. Различают низко-, средне- и высокочастотные линейные искажения, проявляющиеся соответственно в области больших (миллисекунды), средних (несколько микросекунд) и малых (доли микросекунды) интервалов времени. Низкочастотные искажения проявляются на изображении в виде изменения средней яркости фона по обе стороны контрастных объектов, вызываются нарушением работы устройств гашения и фиксации уровня, используемых в электронных узлах камер. Если это нарушение затрагивает все три R, G, В канала, то искажение проявляется как черно-белое; если затронуты один или два канала, то искажение становится цветным. Среднечастотные искажения в виде коротких горизонтальных тянущихся продолжений вызываются неточной настройкой предварительных видеоусилителей. Неидентичность настройки усилителей трех каналов приводит к окрашиванию тянущихся продолжении. При избыточном усилении сигнала средних частот возникают негативные тянущиеся продолжения (черные после белого, белые после черного), которые называют пластикой. Избыток усиления сигналов высоких частот приводит к появлению выбросов на переходной характеристике, т.е. повторов и окантовок справа от контуров наблюдения объектов. Недостаток усиления верхних частот приводит к потере четкости по горизонтали, четкость по вертикали при этом сохраняется.
При передаче границ насыщенных цветных объектов возникают нелинейные искажения, наблюдаемые в виде цветных тянущихся продолжений. Для их снижения устанавливаются специальные корректоры.
ТВ камеры являются источниками нормируемых электрических и акустических помех. В частности, мощными источниками помех являются электродвигатели и редукторы приводов объективов. Создаваемые телекамерами помехи опасны прежде всего для ее предварительных видеоусилителей и для микрофонов (радиомикрофонов), располагаемых на камере или вблизи нее.
Особым видом внутренних помех телекамер являются флуктуационные помехи (шумы). В камерах на передающих трубках основными источниками шумов являются входные каскады предварительных видеоусилителей, в камерах других типов источниками шумов-преобразователи свет-сигнал (твердотельные преобразователи). Во всех камерах исходные шумы, подвергаясь той же обработке, что и видеосигналы, существенно изменяют свой спектральный состав и амплитудное распределение. Кроме того, в процессе обработки видеосигналов появляется сильная зависимость уровня шумов от локальных свойств изображения: например, шумы усиливаются на темных участках изображения при коррекции контраста и на участках с мелкими деталями при коррекции четкости. Цветокоррекция приводит к перераспределению шумов между цветоделенными сигналами ER, EG, EB и общему увеличению зашумленности изображения. Порогом субъективной заметности невзвешенного шума с треугольным спектральным распределением обычно считается уровень -48...-50 дБ.
Важнейшим эксплуатационным параметром передающих камер является чувствительность, т.е. ее способность обеспечивать оптимальное качество изображения при заданной освещенности объекта. Наиболее распространено определение номинальной чувствительности камер посредством указания значения освещенности эталонного объекта белого цвета с коэффициентом отражения, равном 0,6, источником света с цветовой температурой 3200 К при относительном отверстии объектива O = 1:4.
Из параметров окружающей среды на работу передающих камер сильнее всего влияет температура. Обычно нормируется диапазон рабочих температур, в котором гарантируется функционирование всех систем и блоков камеры. Для большинства телекамер диапазон рабочих температур ограничивается значениями: -30...+40°С.
При работе во внестудийных условиях большое значение имеет максимальная длина камерного кабеля, которая определяет наибольшее удаление телекамеры от передвижной станции. Существует три основных типа кабелей – многожильный, триаксиальный и волоконно-оптический. В некоторых случаях используется обычный коаксиальный кабель. Максимальная длина многожильного коаксиального кабеля обычно находится в пределах 300...800 м. Триаксиальный кабель (с двумя коаксиальными оплетками) диаметром 9 мм обеспечивает удаление передающей камеры до 800 м, диаметром 13 мм - до 1500 м, диаметром 16 мм - 2500 м. Наибольшее удаление (до 4000 м) обеспечивают волоконно-оптические кабели, основными достоинствами которых являются малая масса и высокая помехозащищенность.