杨磊,中国传媒大学信息工程学院教授,数字媒体技术系主任,中国电影电视技术学会学术工作委员会委员,中国电子学会高级会员,全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC100)特聘专家,中国人民公安大学安全防范与风险评估重点实验室学术委员会委员。
前言:
高清技术在安防也开始生根发芽,但是目前的现状还比较混乱,从概念到产品到应用,大家都处于一个基本认知的阶段。这一阶段,有必要对火热的高清技术做一个冷思考,引导读者由浅入深,使得大家面对高清有一个基本了解,而不会过度排斥或过高吹捧。
内容概要:
1.总括,对高清的一个现状描述。
2.高清的基本入门应该需要关注哪些方面?
3.概念的理清,侧重大家树立比较正确的“百万像素观”,如40万、100万、200万、300万…1000万….(模拟摄像机有没有必要对多少电视线做一个了解?例如540线、600线、640线…)
4.高清的系统概念
5.除了从产品角度满足高清,还需从哪些方面对高清有规范?例如针对一些需求较多的场所,它的高清有什么特别需要注意的。
21世纪之初,安防电视监控系统开始从模拟系统向数字化、网络化系统方向发展,并在近十年的发展过程中取得了辉煌的硕果。如今,随着数字化、网络化电视监控系统的发展与普及,人们又把安防电视监控系统的新的发展目标定位在高清化、智能化方向,国内几大安防媒体多次推出与安防电视监控“高清化”有关的主题,很多厂商也在大力宣传其高清IP摄像机、高清DVR。那么,安防电视监控高清化的含义是什么?您对高清的入门知识了解多少?
1.什么是高清
顾名思义,高清其实就是指视频监控图像的清晰度更高了。但由于“高”字在含义上仅仅是通过比较而得出的相对结论,并没有(也无法)直接给出“高”的程度,因此,在安防视频监控领域,曾多次出现了“高清”的说法,但每一次“高清”所描绘的图像清晰程度不尽相同。比如,安防视频监控系统刚刚开始数字化时,数字图像的分辨率仅仅是相当于VCD质量的352×288像素(10万像素级),后来当有厂家推出相当于DVD质量的704×576像素(40万像素级)的DVR时,即号称推出了“高清”监控系统,其实这种“高清”系统的前端摄像机并没有实质的改变,仅是装于PC中的视频采集卡可以采集704×576像素幅面的图像并进行压缩了;然而,如今的IP高清监控系统已经是百万像素级,甚至是几百万、千万像素级。那么监控图像的分辨率究竟达到多少像素才算是真正的“高清”呢?
从某种意义上说,高分辨率的图像传感器、IP摄像机以及网络视频监控系统的发展确实使“高清”的含义变得模糊,这是因为网络视频传输不受传统电视制式的限制,因此“高清”纪录一再被打破,屡创新高。然而,为了对“高清”有个相对明晰的概念,还是应该从传统电视制式说起。
事实上,从上世纪初黑白电视正式播出开始,传统电视扫描格式就固定到525/60和625/50这两种格式上,此后一直没有发生实质性的变化。这两种电视扫描格式分别被采用60Hz电源频率的国家和采用50Hz电源频率的国家所选用,其中我国选定的即是对应于50Hz电源频率的625/50格式,也即每帧图像扫描行数为625行(其中含50行逆程回扫,正程扫描行数为575行),分为奇偶两场扫描,场频为50Hz。即使后来出现了彩色电视,为了与黑白电视兼容,其扫描格式也并没有发生变化,比如,我国PAL制电视的扫描格式仍为625/50,彩色电视与黑白电视的主要差别仅是其将彩色信息以频谱交错(频分复用)的方式加入到黑白电视的频谱中,不同彩色电视制式的差别则主要体现在对彩色信息的处理方式上。
然而,人们对于电视技术的追求是不断的,因此,当电视从黑白变到彩色后,日本NHK技研所就开始了下一代电视的研究,并将其命名为高品质电视(High Vision),后经国际无线电咨询委员会(CCIR,ITU-R的前身)批准,最终将该格式更名为高清晰度电视(High Definition Television,简称HDTV),其最初的幅型比(画面宽高比)为5:3,最终确定在16:9,分辨率超过现有电视的4倍。
从上世纪末叶起,全世界掀起数字化浪潮,广播电视也开始了数字化进程,并再次形成了三大数字电视标准,即欧洲的DVB、美国的ATSC和日本的ISDB。由于数字电视对源信号的取样都是遵循ITU-R BT.601标准,国际上也因此对标清和高清达到了共识。我国规定标准清晰度电视(SDTV)的分辨率为720×576像素,而高清晰度电视(HDTV)的分辨率为1920×1080像素。
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