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如何正確理解分辨率與清晰度的定義
2015-09-14
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  如何理解分辨率,不同的人總是有不同的說法,下面以某監控服務器產品的其中關于分辨率與清晰度的技術參數來具體對照名詞解釋進行表述:

  產品類別YD-2800X8D16S

  系統參數接入IPC能力80*8Mbps(1080P/30P)

  存儲能力80*8Mbps(1080P/30P)

  轉發能力80*1080P/30P;

  視頻解碼能力24×1080P/30P;

  視頻格式H.264BP/MP/HP

  分辨率QCIFCIFD1VGA720P1080P

  碼流支持相機雙碼流

    畫面分割1/4/9/16/25/32/64畫面分割像素組成圖像:圖像是由連續快速出現的靜止圖片組成的,當我們講圖像的分辨率的時候是指組成圖像的 像素。想一想繪圖用的文格紙,當你在每格中填充相應的顏色,你就得到一幅圖片。像素點組成行,行組成一幅圖片,很多幅圖片連續起來就組成活動的圖像。

   垂直清晰度:由于“垂直清晰度”這個名詞更容易理解,我們就從簡單的入手。“垂直清晰度”就是一幅圖像從上到下由多少像素組成。由于每一根水平掃描線形 成一個垂直方向的像素,因此我們也可以講,“垂直清晰度”就是一幅圖像由多少條“水平掃描線組成”。一幅圖像有多少條水平掃描線是由信號格式決定的,因此 只要信號格式確定了,垂直清晰度就確定了。對于PAL制來說,不管你看的是電視節目、錄像機、VCD、LD還是DVD,你最后看到的垂直分辨率都是 625。進一步講,我們看到的一幅畫面并不是由所有的625行組成。實際上,在場消隱期間,還有49行用于傳輸其它信息,比如閉合字幕、圖文、測試信號 等,同時當電子束從最底部回到最上部來開始掃描下一幅圖像還需要一些時間。去掉這些PAL制的最高垂直分辨率。更進一步,由于顯像的原因和人的視覺特性, 這576行只是理論上的分辨率而已。實際你“看到”的圖像的垂直分辨率還必須乘以一個小于1的修正系數,這個系數稱為Kell系數。對于隔行掃 描,Kell系數0.7,因此對于PAL制來說,最后顯示出來的圖像的垂直清晰度是400線左右。實際觀看測試圖的時候,由于不考慮Kell系數,觀察得 到的垂直清晰度通常可以達到450線左右。

  水平分辨率:正如我們前面講到的,垂直清晰度完全由信號格式決定,這非常易懂。而水平清晰度 卻是最容易令人混淆的概念,其中最大的問題就是因為水平清晰度有多種表達方式。一些IT業人士,他們對電腦分辨率了如指掌,卻不知道在家庭影院里應該如何 使用“分辨率”這個名詞。這就是由于多種表達方式可以由很多種數據來表達,在不同的場合,相同的數據可能就表示完全不同的性能。計算機領域在計算機行業中 經常使用組成圖像的像素的多少來表示分辨率,即水平像素數×垂直像素數。 如:VGA:640×480;SVGA:800×600;XGA:1024×768。但在視頻領域,我們更習慣使用“每圖像高度”的像素多少來表示水平清 晰度,并稱之為“電視線”。這種習慣的由來要追溯到電視機誕生的60年前。當時,由于信號的格式已經決定了圖像的垂直清晰度,因此專家們的想法是用和垂直 清晰相關的方式來表示水平清晰度。也就是說,到底是水平方向更清晰還是垂直方向更清晰,通過這個相對的清晰度表示就可以一目了然。由于這個原因,水平清晰 度(電視線)被定義為:在和屏幕高度相等的水平方向上可以顯示的像素數。在這種定義下得到的清晰度就叫做“電視線”。所以,當仍然聽到別人講視頻信號有多 少清晰度的時候,它并不是指從圖像最左邊到最右邊有多少像素組成,而是指在和圖像高度相同的水平寬度上有多少像素。請看一下你的電視機或電腦顯示器,你會 發現它們并不是四四方方的,其顯示比例是4:3的。也就是說,要得到垂直清晰度相同的水平清晰度,水平方向的像素要達到垂直清晰度的4/3倍。對于DVD 來講,NTSC制是720×480像素,PAL制是720×576像素。NTSC和PAL制的水平清晰度都是720×3/4=540線。在NTSC制的 DVD上,水平清晰度高于垂直清晰度(540線>480線);在PAL制的DVD上,水平清晰度略低于垂直清晰度(540線>576線)。

   清晰度的決定因素:圖像清晰度=信號源的圖像質量×處理電路的處理水平×顯示方式的顯像質量。這三個因素都同等重要地決定最終的圖像質量,一個都不能 少。任何一個環節差都將導致最后圖像的水平清晰度下降。即使有的產品提高了處理電路性能或顯像性能,但是如果沒有相應的信號源配合,也不能顯著提高圖像質 量。

  帶寬和像素的關系如果是模擬信號,要在數字顯示設備上顯示出來,我們首先要進行模擬→數字的轉換;而如果是數字信號,要在模擬顯示 設備上顯示出來,我們首先要進行數字→模擬的轉換。在模擬信號領域里,我們用帶寬來表示信號的質量。在數字信號領域里,我們用組成圖像的像素數來表示圖像 的質量。PAL制信號的視頻帶寬是6MHz。經過標準的數字采樣后,得到720×576的圖像,這兩種說法都表示同樣質量的圖像。就像我們形容一盤美食, 漢語講“好吃”,英語講“delicious”,意思都是一樣。

  從像素計算水平清晰度:VGA(640×480,4:3屏幕):480 線;SVGA(800×600,4:3屏幕):600線;XGA(1024×768,4:3屏幕):768線;720P(1280×720,16:9屏 幕):720線;1080I(1920×1080,16:9屏幕):1080線。

  從帶寬計算水平清晰度清晰度H=2×T÷A×F。其中 T為水平掃描正程時間,對某一電視圖像格式,它是固定的;A為顯像管的寬高比(4:3或16:9),F為電視機的信延帶寬,T和A為常數。以PAL制來 講,這度信號的最大帶寬為6MHz,行頻為15625Hz/s。如果圖像信號是最高頻率6MHz單頻,那么每行能顯示6000000/15625=384 周。如果正半周為白,負半周為黑,每個行周期能顯示768條黑白線。每一個行周期又分為正程和逆程,只有正程對分解力有貢獻。PAL制的水平逆程為 18%,所以每行正程最多能顯示的黑白線總數不會超過768×0.82=629.76。也就是說,PAL制的水平分解力的極限是630條黑白線,換算成電 視線的說法就是470電視線左右。當然不必每次都這么復雜地計算,可以用一個經驗算法來計算:1MHz帶寬=81電視線。這樣不難求出——VHS錄像 機:3MHz帶寬,240線左右;NTSC制電視:4MHz帶寬,320線左右;PAL制電視:6MHz帶寬,480線左 右;DVD:6.75MHz,540線左右。

  流行數據和名詞解釋1250線、31250線、30MHz帶寬、200萬像素、超精細顯像 管,這些就是推銷員“推銷”給你的流行數據和名詞,如果在沒有看本文之前,你可能一頭霧水。現在有了前面的知識做鋪墊,我們就可以來揭開這些數據名詞和面 紗。同樣是“線”這個字,可能是講“水平掃描線”(垂直清晰度),也可能是講水平方向整個屏幕上一共有多少線,還可以是講在屏幕高度的水平寬度上有多少線 (電視線)。1250線這是倍頻掃描電視機的專用名詞。由于倍頻掃描講場掃描的頻率提高了一倍,原來每幀掃描的625行,現在就成了1250行,因此稱作 1250線,這里的“線”是指水平掃描線。30MHz帶寬按照前面我們介紹過的方法,可以計算得到30MHz帶寬就是1920×1080。需要注意的是, 對于PAL制的信號源,帶寬只有6MHz,這時用30MHz的處理帶寬顯像是一種浪費,且工不能提高圖像質量。因為即使有了30MHz帶寬,還必須要有 30MHz的信號源(高清電視),和能夠顯示1920×1080的顯像管,沒有這兩者的支持,30MHz只是一個唬人的數據而已。如果電視機的信號源是 720×576(41.5萬像素),即使處理性能再好,最后的圖像仍然是720×576(41.5萬像素)。在“200萬像素”處理中,每5個像素實際上 是完全相同的一個像素。而且別忘了,我們前面計到的圖像清晰度的三要素中的顯示方式這一條,雖然進行了200萬像素的處理,可是最終的顯像管還是普通的顯 像管,還是只能顯示720×576(41.5萬像素),所以即使是2億像素處理,也絲毫不能提高圖像質量。所以,30MHz帶寬和200萬像素處理是同一 個意思。只不過30MHz沿用了傳統模擬信號處理的稱呼,而200萬像素是“數字新貴”的流行用語。這兩個名詞實際上表達的是同樣的一個性能指標。

(來源:安防網)

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