如何正確理解分辨率與清晰度的定義

成都弱電公司訊：

如何理解分辨率，分歧的人總是有分歧的說(shuō)法，下面以某監(jiān)控服務(wù)器產(chǎn)品的其中關(guān)于分辨率與清晰度的技術(shù)參數(shù)來(lái)具體對(duì)照名詞解釋進(jìn)行表述：

產(chǎn)品類別YD-2800X8D16S

系統(tǒng)參數(shù)接入IPC能力80*8Mbps（1080P/30P）

存儲(chǔ)能力80*8Mbps（1080P/30P）

轉(zhuǎn)發(fā)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(jī)雙碼流

畫(huà)面分割1/4/9/16/25/32/64畫(huà)面分割像素組成圖像：圖像是由連續(xù)快速出現(xiàn)的靜止圖片組成的，當(dāng)我們講圖像的分辨率的時(shí)候是指組成圖像的像素。想一想繪圖用的文格紙，當(dāng)您在每格中填充相應(yīng)的顏色，您就得到一幅圖片。像素點(diǎn)組成行，行組成一幅圖片，很多幅圖片連續(xù)起來(lái)就組成活動(dòng)的圖像。

垂直清晰度：由于“垂直清晰度”這個(gè)名詞更容易理解，我們就從簡(jiǎn)樸的入手。“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(gè)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(hào)格式?jīng)Q定的，因此只要信號(hào)格式確定了，垂直清晰度就確定了。對(duì)于PAL制來(lái)說(shuō)，不管您看的是電視節(jié)目、錄像機(jī)、VCD、LD還是DVD，您最后看到的垂直分辨率都是625。進(jìn)一步講，我們看到的一幅畫(huà)面并不是由所有的625行組成。實(shí)際上，在場(chǎng)消隱期間，還有49行用于傳輸其它信息，好比閉合字幕、圖文、測(cè)試信號(hào)等，同時(shí)當(dāng)電子束從最底部回到最上部來(lái)開(kāi)始掃描下一幅圖像還需要一些時(shí)間。去掉這些PAL制的最高垂直分辨率。更進(jìn)一步，由于顯像的原因和人的視覺(jué)特性，這576行只是理論上的分辨率而已。實(shí)際您“看到”的圖像的垂直分辨率還必須乘以一個(gè)小于1的修正系數(shù)，這個(gè)系數(shù)稱為Kell系數(shù)。對(duì)于隔行掃描，Kell系數(shù)0.7，因此對(duì)于PAL制來(lái)說(shuō)，最后顯示出來(lái)的圖像的垂直清晰度是400線左右。實(shí)際觀看測(cè)試圖的時(shí)候，由于不考慮Kell系數(shù)，觀察得到的垂直清晰度通?？梢赃_(dá)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(hào)格式?jīng)Q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(wèn)題就是因?yàn)樗角逦扔卸喾N表達(dá)方式。一些IT業(yè)人士，他們對(duì)電腦分辨率了如指掌，卻不知道在家庭影院里應(yīng)該如何使用“分辨率”這個(gè)名詞。這就是由于多種表達(dá)方式可以由很多種數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)，在分歧的場(chǎng)合，相同的數(shù)據(jù)可能就表示完全分歧的性能。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域在計(jì)算機(jī)行業(yè)中經(jīng)常使用組成圖像的像素的多少來(lái)表示分辨率，即水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)。如：VGA：640×480；SVGA：800×600；XGA：1024×768。但在視頻領(lǐng)域，我們更習(xí)慣使用“每圖像高度”的像素多少來(lái)表示水平清晰度，并稱之為“電視線”。這種習(xí)慣的由來(lái)要追溯到電視機(jī)誕生的60年前。當(dāng)時(shí)，由于信號(hào)的格式已經(jīng)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(guān)的方式來(lái)表示水平清晰度。也就是說(shuō)，到底是水平方向更清晰還是垂直方向更清晰，通過(guò)這個(gè)相對(duì)的清晰度表示就可以一目了然。由于這個(gè)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?cái)?shù)。在這種定義下得到的清晰度就叫做“電視線”。所以，當(dāng)仍然聽(tīng)到別人講視頻信號(hào)有多少清晰度的時(shí)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(qǐng)看一下您的電視機(jī)或電腦顯示器，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它們并不是四四方方的，其顯示比例是4：3的。也就是說(shuō)，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(dá)到垂直清晰度的4/3倍。對(duì)于DVD來(lái)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(hào)源的圖像質(zhì)量×處理電路的處理水平×顯示方式的顯像質(zhì)量。這三個(gè)因素都同等重要地決定最終的圖像質(zhì)量，一個(gè)都不能少。任何一個(gè)環(huán)節(jié)差都將導(dǎo)致最后圖像的水平清晰度下降。即使有的產(chǎn)品提高了處理電路性能或顯像性能，但是假如沒(méi)有相應(yīng)的信號(hào)源配合，也不能顯著提高圖像質(zhì)量。

帶寬和像素的關(guān)系假如是模擬信號(hào)，要在數(shù)字顯示設(shè)備上顯示出來(lái)，我們首先要進(jìn)行模擬→數(shù)字的轉(zhuǎn)換；而假如是數(shù)字信號(hào)，要在模擬顯示設(shè)備上顯示出來(lái)，我們首先要進(jìn)行數(shù)字→模擬的轉(zhuǎn)換。在模擬信號(hào)領(lǐng)域里，我們用帶寬來(lái)表示信號(hào)的質(zhì)量。在數(shù)字信號(hào)領(lǐng)域里，我們用組成圖像的像素?cái)?shù)來(lái)表示圖像的質(zhì)量。PAL制信號(hào)的視頻帶寬是6MHz。經(jīng)過(guò)尺度的數(shù)字采樣后，得到720×576的圖像，這兩種說(shuō)法都表示同樣質(zhì)量的圖像。就像我們形容一盤(pán)美食，漢語(yǔ)講“好吃”，英語(yǔ)講“delicious”，意思都是一樣。

從像素計(jì)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(jì)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(shí)間，對(duì)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(xiàn)為電視機(jī)的信延帶寬，T和A為常數(shù)。以PAL制來(lái)講，這度信號(hào)的最大帶寬為6MHz，行頻為15625Hz/s。假如圖像信號(hào)是最高頻率6MHz單頻，那么每行能顯示6000000/15625=384周。假如正半周為白，負(fù)半周為黑，每個(gè)行周期能顯示768條黑白線。每一個(gè)行周期又分為正程和逆程，只有正程對(duì)分解力有貢獻(xiàn)。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(shù)不會(huì)超過(guò)768×0.82=629.76。也就是說(shuō)，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(shuō)法就是470電視線左右。當(dāng)然不必每次都這么復(fù)雜地計(jì)算，可以用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)算法來(lái)計(jì)算：1MHz帶寬=81電視線。這樣不難求出——VHS錄像機(jī)：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(shù)據(jù)和名詞解釋1250線、31250線、30MHz帶寬、200萬(wàn)像素、超精細(xì)顯像管，這些就是推銷員“推銷”給您的流行數(shù)據(jù)和名詞，假如在沒(méi)有看本文之前，您可能一頭霧水。現(xiàn)在有了前面的知識(shí)做鋪墊，我們就可以來(lái)揭開(kāi)這些數(shù)據(jù)名詞和面紗。同樣是“線”這個(gè)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(gè)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(jī)的專用名詞。由于倍頻掃描講場(chǎng)掃描的頻率提高了一倍，原來(lái)每幀掃描的625行，現(xiàn)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(guò)的方法，可以計(jì)算得到30MHz帶寬就是1920×1080。需要注重的是，對(duì)于PAL制的信號(hào)源，帶寬只有6MHz，這時(shí)用30MHz的處理帶寬顯像是一種浪費(fèi)，且工不能提高圖像質(zhì)量。因?yàn)榧词褂辛?0MHz帶寬，還必須要有30MHz的信號(hào)源(高清電視)，和能夠顯示1920×1080的顯像管，沒(méi)有這兩者的支持，30MHz只是一個(gè)唬人的數(shù)據(jù)而已。假如電視機(jī)的信號(hào)源是720×576(41.5萬(wàn)像素)，即使處理性能再好，最后的圖像仍然是720×576(41.5萬(wàn)像素)。在“200萬(wàn)像素”處理中，每5個(gè)像素實(shí)際上是完全相同的一個(gè)像素。而且別忘了，我們前面計(jì)到的圖像清晰度的三要素中的顯示方式這一條，雖然進(jìn)行了200萬(wàn)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(wàn)像素)，所以即使是2億像素處理，也絲毫不能提高圖像質(zhì)量。所以，30MHz帶寬和200萬(wàn)像素處理是同一個(gè)意思。只不過(guò)30MHz沿用了傳統(tǒng)模擬信號(hào)處理的稱呼，而200萬(wàn)像素是“數(shù)字新貴”的流行用語(yǔ)。這兩個(gè)名詞實(shí)際上表達(dá)的是同樣的一個(gè)性能指標(biāo)。