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电视清晰度和分辨率

电视清晰度和分辨率
首先要申明的是,电视画面的清晰度或分辨率只是同一个事物的两种叫法。

这一事物就是电视图像还原真实物体的程度。

至于为什么既叫清晰度,又叫分辨率,则有历史和技术发展的双重原因。

在模拟技术时代,清晰度是这样的一个概念:依GB3174-82彩色电视广播标准规定,电视图像每秒25帧,每帧图像水平扫描线是625行,电视行频则为625×25=15625HZ,由于扫描线要有一个回扫的过程,尽管回扫时不显示画面,而且速度比正扫时快得多,但总要花费一定的时间,大约为50行时间(称为场消隐时间,指扫描线从画面的右下角回到画面的左上角,在1秒钟内,显示25帧画面一共要回扫25次要用的时间),这样能够起作用的时间就剩下625-50=575行。

当频率为15625时,每个周期所占用是时间为64μS,在这个时间里还要去掉行回扫时间(扫描线从图像的右边回到图像的左边要用的时间)大约是12μS,那么用于图像显示的时间就剩下52μS。

我们知道,如果频率为1MHZ时,信号周期时间为1μS,则一行时间内将产生52个周期,将波形的正半周定义为高电平,显示为白,负半周定义为低电平,显示为黑,则52个周期内将有104条黑白交界线条,这就是我们所说的电视线。

将这个数值按电视的高宽比折合一下,即104×3÷4=78电视线(我们常讲,在模拟技术中,在PAL制条件下,每MHZ频率能够提供的最大清晰度为80线,就是由此而来)。

现在我国的PAL制电视标准中视频带宽为6.0MHZ,则78×6.0=468,或者说:我国现行电视标准(制式)条件下,所能得到的最大清晰度不到500电视线,与DVD所能提供的清晰度是大致相当的。

分辨率又有水平分辨率和垂直分辨率之分,说来也简单,是电视画面上下、左右各分成多少点数,或是能看清的电视线条数。

当电视画面上呈现的是垂直的黑白相间的直线条时(比如电视台播出一个圆圆的测试信号中就有此线条),电视机能够显示出来的垂直线条的最大数目是多少?能够显示出来水平的黑白线条数的最大值就是垂直分辨率。

通常来讲,电视机的垂直分辨率要高于水平分辨率,所以常用水平分辨率来衡量一台机器的质量。

为了使得出的数值符合人眼的观察效果,加上由于目前电视机常用宽高比为4:3(高清晰度电视用16:9),那么,公认的水平分辨率就用:垂直黑白线条数除以图像的宽高比系数。

需要进一步说明的是:最大水平清晰度是由电视机的视频带宽和有效行时间等因素共同决定的。

因此在模拟技术时代,人们常用的是电视清晰度(即电视线)来描述电视画面的技术质量,通常认为VHS 的图像度为250电视线,Betacam SP就可以达到500电视线。

下面说一说像素(Pixcel),像素是构成图像的最小单位,一幅图像可以看成是无数个小点组成的,最明显的例子就是以前报纸上登载的“传真照片”,可以很明显地看出由一个一个小圆点组成了一幅照片,圆点的数量越多,照片就越清晰,或者说分辨率就越高,当然此时的数据量也非常大。

所谓分辨率就可以这样认为:单位面积或单位长度上所包含的像素越多,分辨率就越高且成正比例关系。

比如,某图像中含有100万个像素,当然就比同样图像但只含40万像素的图片来得清晰,逼真。

在数字技术时代,人们则用像素来表达电视画面技术质量这样的概念,常听到的是这幅图像是720×480像素、那幅图像是1280×720像素等。

什么是像素呢?就是一幅电视画面,将其分解成若干个小点,这种小点称为像素。

很显然,同一幅图像,分解成的小点越多,对原有画面的信息保存得也就越多,反过来说,组成图
像的小点越多,这幅图像就越逼真。

在数字技术中,如果将一幅画面分成水平720个像素点,垂直480个像素点,这样组成的图像分辨率就是720×480,与清晰度如何对应呢?同样将水平的720点用画面的宽高比来折合,720×3÷4=540,几乎就等于模拟技术中的500线左右的清晰度。

这跟人们的直观感觉是一致的,将同一画面分解而成的点数(像素)越多,重组后与原画面就越接近,也就是清晰度越高。

从这个意义来讲,称此现象为清晰度或分辨率并无大的异议。

原因是:清晰度越好也就是分辨率越高,反之也同样成立。

到于图像的像素到底怎么取值,这就跟扫描格式有关。

扫描格式主要指扫描方式(逐行扫描与隔行扫描)和取样点数相关,指图像在时间和空间上的抽样参数即:每秒有几帧,每帧有多少行,每行取多少点,是逐行扫还是隔行扫。

我国电视制式是PAL隔行扫描,可以采用的是720×576×25、544×576×25、352×576×25等。

注意,这儿的数字仅仅是取样的次数,还不代表图像的全部像素数,每个取样的点还要转换为量化的值,即用多少BIT(比特)位来量化,现在常用的是8比特量化,大家都知道的MPEG-2格式的图像码流率如下:亮度信号码流率为:720×576×25帧/s×8 bit=82.944 (Mb/s);(576的来历,PAL制中每帧画面有625行,要去除的行消隐信号占8%,约50行,有效行数就剩下575或576行了;720的来历,如果用13.5MHZ取样频率,每行52μS时间,则采样数为52×13.5=702再加上首尾识别信号,就为此数)
色度信号码流率为:2×1/2×720×576×25帧/s×8 bit=82.944 (Mb/s);
总码流率为:82.944 Mb/s+82.944 Mb/s=165.888 (Mb/s)
换句话说,要得到如。

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