徹底搞清解析度和電視清晰度

2023-02-14 09:36:02 字數 4624 閱讀 2887

雖然我們在很多雜誌和文章上都看到有關「解析度」的介紹,但是不同的人總是有不同的說法,看了比不看更糊塗。家電推銷員們常把一大堆的資料推到我們面前:達到「600~800」線的電視機、480p、720p、1080i、vga、svga、xga等等,別說是普通消費者,我看連「專家」也會被蒙。

所以我希望下面的解釋可以讓讀者清楚這些資料,即使一時記不住,也可以知道基本的概念,下次再有不學無術的推銷員跟您亂講時便可拿本文所講給他上上課。

影象是由連續快速出現的靜止影象組成,當我們講影象的解析度的時候是指組成影象的畫素。想一想繪圖用的方格紙, 當你在每一格中填充相應的顏色, 你就得到一幅影象。看看圖1a中的眼睛(藍色圓圈內),當我們放大這一部分後,我們就看到了組成這幅圖的畫素(圖1b)。

畫素點組成行,行組成一幅影象,很多幅影象連續起來就組成活動的影象。

由於「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」就是一幅影象從上到下由多少畫素組成。由於每一根水平掃瞄線形成乙個垂直方向的畫素,因此我們也可以講,「垂直清晰度」就是一幅影象由多少條「水平掃瞄線組成」(見圖2)。

一幅影象有多少條水平掃瞄線是由訊號格式決定的,因此只要訊號格式確定了,垂直清晰度就確定了。對於pal制來說,不管你看的是電視節目、錄影機、vcd、ld還是***,你最後看到的垂直解析度都是625。進一步講,我們看到的一幅畫面並不是由所有的625行組成。

實際上,在場消隱期間,還有49行用於傳輸其它資訊,比如閉合字幕、**、測試訊號等,同時當電子束從最底部回到最上部來開始掃瞄下一幅影象還需要一些時間。去掉這些我們「看不到」的行數,我們看到的一幅畫面實際上最多由576行組成。這也是pal制的最高垂直解析度。

更進一步,由於顯像的原因和人的視覺特性,這576行只是理論上的解析度而已。實際你「看到」的影象的垂直解析度還必須乘以乙個小於1的修正係數,這個係數稱為kell係數。對於隔行掃瞄,kell係數=0.

7,因此對於pal制來說,最後顯示出來的影象的垂直清晰度是400線左右。實際**測試圖的時候,由於不考慮kell係數,觀察得到的垂直清晰度通常可以達到450線左右。圖3就是標準的清晰度測試圖,既可以測試垂直清晰度也可以測試水平清晰度。

正如我們前面講到的,垂直清晰度完全由訊號格式決定,這非常易懂。而水平清晰度卻是最容易令人混肴的概念,其中最大的問題就是因為水平清晰度有多種表達方式。

計算機領域在計算機行業中經常使用組成影象的畫素的多少來表示解析度,即水平畫素數×垂直畫素數。如:vga:

640×480;svga:800×600;xga:1024×768。

**領域在**領域,我們更習慣使用「每影象高度」的畫素多少來表示水平清晰度,並稱之為「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,由於訊號的格式已經決定了影象的垂直清晰度,因此專家們的想法是用和垂直清晰度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。圖4為水平清晰度和垂直清晰度的比較關係。由於這個原因,水平清晰度(電視線)被定義為:

在和螢幕高度相等的水平方向上可以顯示的畫素數(見圖5)。在這種定義下得到的清晰度就叫做「電視線」。所以,當你聽到別人講**訊號有多少清晰度的時候,它並不是指從影象最左邊到最右邊有多少畫素組成,而是指在和影象高度相同的水平寬度上有多少畫素。

請看一下你的電視機或電腦顯示器,你會發現它們並不是四四方方的,其顯示比例是4:3的。也就是說,要得到和垂直清晰度相同的水平清晰度,水平方向的畫素要達到垂直清晰度的4/3倍。

對於***來講,ntsc制是720×480畫素,pal制是720×576畫素。ntsc和pal制的水平清晰度都是720×3/4=540線。在ntsc制的***上,水平清晰度高於垂直清晰度(540線》480線);在pal制的***上,水平清晰度略低於垂直清晰度(540線<576線)。

影象清晰度=訊號源的影象質量×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影象質量,乙個都不能少(如圖6)。任何乙個環節差都將導致最後影象的水平清晰度下降(如圖7)。即使有的產品提高了處理電路效能或顯像效能,但是如果沒有相應的訊號源配合,也不能顯著提高影象質量(如圖8、圖9)。

5.頻寬和畫素的關係

如果是模擬訊號,要在數字顯示裝置上顯示出來,我們首先要進行模擬→數字的轉換;而如果是數碼訊號,要在模擬顯示裝置上顯示出來,我們首先要進行數字→模擬的轉換。

在模擬訊號領域裡,我們用頻寬來表示訊號的質量。

在數碼訊號領域裡,我們用組成影象的畫素數來表示影象的質量。

pal制訊號的**頻寬是6mhz。經過標準的數字取樣後,得到720×576的影象。因此我們說6mhz的**訊號就是720×576的影象,這兩種說法都表示同樣質量的影象。

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。

6.從畫素計算水平清晰度

vga(640×480,4:3螢幕):480電視線;svga(800×600,4:

3螢幕):600電視線;xga(1024×768,4:3螢幕):

768電視線;720p(1280×720,16:9螢幕):720電視線;1080i(1920×1080,16:

9螢幕):1080電視線。

7.從頻寬計算水平清晰度

清晰度h=2×t÷a×f。其中t為水平掃瞄正程時間,對某一電檢視像格式,它是固定的;a為映象管的寬高比(4:3或16:9),f為電視機的通道頻寬,t和a為常數。

以pal制來講,亮度訊號的最大頻寬為6mhz,行頻為15625hz/s。如果影象訊號是最高頻率6mhz單頻,那麼每行能顯示6000000/15625=384周。如果正半周為白,負半周為黑,每個行週期能顯示768條黑白線。

每乙個行週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。當然不必每次都這麼複雜地計算,可以用乙個經驗演算法來計算:

1mhz頻寬=81電視線。這樣不難求出——vhs錄影機:3mhz頻寬,240線左右;ntsc制電視:

4mhz頻寬,320線左右;pal制電視:6mhz頻寬,480線左右;***:6.

75mhz,540線左右。

8.流行資料和名詞解釋

1250線、31250線、30mhz頻寬、200萬畫素、超精細映象管,這些就是推銷員「推銷」給你的流行資料和名詞,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資料名詞的面紗。同樣是「線」這個字,可能是講「水平掃瞄線」(垂直清晰度),也可能是講水平方向整個螢幕上一共有多少線,還可以是講在螢幕高度的水平寬度上有多少線(電視線)。

1250線這是倍頻掃瞄電視機的專用名詞。由於倍頻掃瞄講場掃瞄的頻率提高了一倍,原來每幀掃瞄的625行,現在就成了1250行,因此稱作1250線,這裡的「線」是指水平掃瞄線。

31250線這是乙個唬人的資料,指的是在一秒鐘內,倍頻電視機一共掃瞄了31250線,這和每一幀掃瞄1250線是同乙個意思(31250/秒=1250線/幀×25幀/秒)。這個說法如果再進一步的話,就是200萬線,當然這裡的200萬線指的是每分鐘掃瞄的線數(31250線/秒×60秒/分鐘)。這裡的「線」也指水平掃瞄線。

30mhz頻寬按照前面我們介紹過的方法,可以計算得到30mhz頻寬就是1920×1080。需要注意的是,對於pal制的的訊號源,頻寬只有6mhz,這時用30mhz的處理頻寬顯像是一種浪費,且並不能提高影象質量。因為即使有了30mhz頻寬,還必須要有30mhz的訊號源(高畫質電視),和能夠顯示1920×1080的映象管,沒有這兩者的支援,30mhz只是乙個唬人的資料而已。

200萬畫素某些品牌的電視機號稱200萬畫素處理,聲稱可以如何如何提高影象清晰度。這「200萬畫素」從何而來呢?這些電視機的數字處理電路部分採用了1920×1080的hdtv處理方式,因此每幅畫面就有「200萬畫素」了。

但是,請再看看上面的圖8,如果電視機的訊號源是720×576(41.5萬畫素),即使處理效能再好,最後的影象仍然是720×576(41.5萬畫素)。

在「200萬畫素」處理中,每5個畫素實際上是完全相同的乙個畫素。而且別忘了,我們前面講到的影象清晰度的三要素中的顯示方式這一條,雖然進行了200萬畫素的處理,可是最終的映象管還是普通的映象管,還是只能顯示720×576(41.5萬畫素),所以即使是2億畫素處理,也絲毫不能提高影象質量。

圖10為200萬畫素處理:在左邊的圖中,每乙個黑點由4個小黑點組成,灰點也由四個小灰點組成,這個影象的實際**效果和右邊的完全一樣。實際上,映象管中的每乙個點由紅、綠、藍三個小點組成,而每個小點又由數不清的螢光粉組成,這些數不清的螢光粉點顯示的是「同乙個畫素」,但是我們顯然不能稱解析度是由「這些數不清的螢光粉點」組成的。

所以,30mhz頻寬和200萬畫素處理是同乙個意思。只不過30mhz沿用了傳統模擬訊號處理的稱呼,而200萬畫素是「數字新貴」的流行用語。這兩個名詞實際上表達的是同樣的乙個效能指標。

超精細映象管 「200萬畫素」的致命傷在映象管不是「200萬畫素」的,所以最後的影象清晰度由於映象管而大打折扣,和普通的處理方式相差無幾。那如果「200永珍素」處理+「超精細映象管」呢?這距離更美好的影象又近了一步,但是還沒有達到。

因為三要素之中只有最後兩個要素解決了。還必須要第乙個要素——訊號源的支援。在沒有高畫質晰的訊號源支援的情況下,「200永珍素」+超精細映象管和最普通的電視機並沒有本質區別。

所以,什麼時候有了和高畫質處理電路和高畫質映象管相匹配的高畫質電視節目之後再買「高畫質電視」也不遲。否則,**格換來的「高階」電視機其實只是擺設而已,就如你在高畫質電視機上看vcd節目,看到的影象質量還是vcd級別的,並不是高畫質的。

徹底搞清解析度和電視清晰度

雖然我們在很多雜誌和文章上都看到有關 解析度 的介紹,但是不同的人總是有不同的說法,看了比不看更糊塗。家電推銷員們常把一大堆的資料推到我們面前 達到 600 800 線的電視機 480p 720p 1080i vga svga xga等等,別說是普通消費者,我看連 專家 也會被蒙。所以我希望下面的解...

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