1、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)你在每格中填充相應(yīng)的顏色，你就得到一幅圖片。像素點(diǎn)組成行，行組成一幅圖片，很多幅圖片連續(xù)起來就組成活動(dòng)的圖像。

　　2、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)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(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”(見圖2)。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制來說，不管你看的是電視節(jié)目、錄像機(jī)、VCD、LD還是DVD，你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，比如閉合字幕、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開始掃描下一幅圖像還需要一些時(shí)間。去掉這些我們“看不到”的行數(shù)，我們看到的一幅畫面實(shí)際上最多由576行組成。這也是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特性，這576行只是理論上的分辨率而已。實(shí)際你“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制來說，最后顯示出來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。圖3就是標(biāo)準(zhǔn)的清晰度測(cè)試圖，，既可以測(cè)試垂直清晰度也可以測(cè)試水平清晰度。

　　3、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，其中最大的問題就是因?yàn)樗角逦扔卸喾N表達(dá)方式。我也認(rèn)識(shí)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)來表達(dá)，在不同的場(chǎng)合，相同的數(shù)據(jù)可能就表示完全不同的性能。

　　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”的像素多少來表示水平清晰度，并稱之為“電視線”。這種習(xí)慣的由來要追溯到電視機(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(gè)相對(duì)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(guān)系。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)(見圖5)。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)看一下你的電視機(jī)或電腦顯示器，你會(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，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)。

　　4、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(如圖6)。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(如圖7)。即使有的產(chǎn)品提高了處理電路性能或顯像性能，但是如果沒有相應(yīng)的信號(hào)源配合，也不能顯著提高圖像質(zhì)量(如圖8、9)。

　　5、帶寬和像素的關(guān)系

　　如果是模擬信號(hào)，要在數(shù)字顯示設(shè)備上顯示出來，我們首先要進(jìn)行模擬→數(shù)字的轉(zhuǎn)換;而如果是數(shù)字信號(hào)，要在模擬顯示設(shè)備上顯示出來，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)來表示圖像的質(zhì)量。PAL制信號(hào)的視頻帶寬是6MHz。經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字采樣后，得到720×576的圖像，這兩種說法都表示同樣質(zhì)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。

　　6、從像素計(jì)算水平清晰度

　　VGA(640×480，4:3屏幕)：480電視線;SVGA(800×600，4:3屏幕)：600電視線;XGA(1024×768，4:3屏幕)：768電視線;720P(1280×720，16:9屏幕)：720電視線;1080I(1920×1080，16:9屏幕)：1080電視線。

　　7、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制來講，這度信號(hào)的最大帶寬為6MHz，行頻為15625Hz/s。如果圖像信號(hào)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(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(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。

　　8、流行數(shù)據(jù)和名詞解釋

　　1250線、31250線、30MHz帶寬、200萬像素、超精細(xì)顯像管，這些就是推銷員“推銷”給你的流行數(shù)據(jù)和名詞，如果在沒有看本文之前，你可能一頭霧水?，F(xiàn)在有了前面的知識(shí)做鋪墊，我們就可以來揭開這些數(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。

　　31250線這是一個(gè)唬人的數(shù)據(jù)，指的是在一秒鐘內(nèi)，倍頻電視機(jī)一共掃描了31250線，這和每一幀掃描1250線是同一個(gè)意思(31250/ 秒=1250線/幀×25幀/秒)。這個(gè)說法如果再進(jìn)一步的話，就是200萬線，當(dāng)然這里的200萬線指的是每分鐘掃描的線數(shù)(31250線/秒×60秒 /分鐘)。這里的“線”也指水平掃描線。

　　30MHz帶寬按照前面我們介紹過的方法，可以計(jì)算得到30MHz帶寬就是1920×1080。需要注意的是，對(duì)于PAL制的信號(hào)源，帶寬只有 6MHz，這時(shí)用30 MHz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?0 MHz帶寬，還必須要有30 MHz的信號(hào)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(gè)唬人的數(shù)據(jù)而已。

　　200萬像素某些品牌的電視機(jī)號(hào)稱200萬像素處理，聲稱可以如何如何提高圖像清晰度。這“200萬像素”從何而來呢?這些電視機(jī)的數(shù)字處理電路部分采用了1920×1080的HDTV處理方式，因此每幅畫面就有“200萬像素”了。

　　但是，請(qǐng)?jiān)倏纯瓷厦娴膱D8，如果電視機(jī)的信號(hào)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(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(zhì)量。圖10為200萬像素處理：在左邊的圖中，每一個(gè)黑點(diǎn)由4個(gè)小黑點(diǎn)組成，灰點(diǎn)也由四個(gè)小灰點(diǎn)組成，這個(gè)圖像的實(shí)際觀看效果和右邊的完全一樣。實(shí)際上，顯像管中的每一個(gè)點(diǎn)由紅、綠、藍(lán)三個(gè)小點(diǎn)組成，而每個(gè)小點(diǎn)又由數(shù)不清的熒光粉組成，這些數(shù)不清的熒光粉點(diǎn)顯示的是“同一個(gè)像素”，但是我們顯然不能稱分辨率是由“這些數(shù)不清的熒光粉點(diǎn)”組成的。

　　所以，30MHz帶寬和200萬像素處理是同一個(gè)意思。只不過30MHz沿用了傳統(tǒng)模擬信號(hào)處理的稱呼，而200萬像素是“數(shù)字新貴”的流行用語。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)。