花濰?趣拍云產(chǎn)品經(jīng)理
深度分解視頻基礎(chǔ)知識(shí)
“視頻技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年的歷史，雖然比照相技術(shù)歷史時(shí)間短，但在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)都是最重要的媒體。
由于互聯(lián)網(wǎng)在新世紀(jì)的崛起，使得傳統(tǒng)的媒體技術(shù)有了更好的發(fā)展平臺(tái)，應(yīng)運(yùn)而生了新的多媒體技術(shù)。而多媒體技術(shù)不僅涵蓋了傳統(tǒng)媒體的表達(dá)，又增加了交互互動(dòng)功能，成為了目前最主要的信息工具。
在多媒體技術(shù)中，最先獲得發(fā)展的是圖片信息技術(shù)，由于信息來(lái)源更加廣泛，生成速度高生產(chǎn)效率高，加上應(yīng)用門(mén)檻較低，因此一度是互聯(lián)網(wǎng)上最有吸引力的內(nèi)容。
然而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，視頻技術(shù)的制作加工門(mén)檻逐漸降低，信息資源的不斷增長(zhǎng)，同時(shí)由于視頻信息內(nèi)容更加豐富完整的先天優(yōu)勢(shì)，在近年來(lái)已經(jīng)逐漸成為主流。
那么接下來(lái)我就對(duì)視頻信息技術(shù)做一個(gè)詳細(xì)的介紹。今天我們首先講的是模擬時(shí)代和數(shù)字化時(shí)代的視頻技術(shù)?！?/p>
模擬時(shí)代的視頻技術(shù)
最早的視頻技術(shù)來(lái)源于電影，電影技術(shù)則來(lái)源于照相技術(shù)。由于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)視頻信息技術(shù)原理則來(lái)源于電視技術(shù)，所以這里只做電視技術(shù)的介紹。
世界上第一臺(tái)電視誕生于1925年，是由英國(guó)人約翰貝德發(fā)明。同時(shí)也是世界上第一套電視拍攝、信號(hào)發(fā)射和接收系統(tǒng)。而電視技術(shù)的原理大概可以理解為信號(hào)采集、信號(hào)傳輸、圖像還原三個(gè)階段。
攝像信號(hào)的采集，通過(guò)感光器件獲取到光線的強(qiáng)度（早期的電視是黑白的，所以只取亮度信號(hào)）。然后每隔30～40毫秒，將所采集到光線的強(qiáng)度信息發(fā)送到接收端。而對(duì)于信號(hào)的還原，也是同步的每隔30～40毫秒，將信號(hào)掃描到熒光屏上進(jìn)行展示。
那么對(duì)于信號(hào)的還原，由于熒光屏電視采用的是射線槍將射線打到熒光圖層，來(lái)激發(fā)熒光顯示，那么射線槍繪制整幅圖像就需要一段時(shí)間。射線槍從屏幕頂端開(kāi)始一行一行的發(fā)出射線，一直到屏幕底端。然后繼續(xù)從頂部開(kāi)始一行一行的發(fā)射，來(lái)顯示下一幅圖像。但是射線槍掃描速度沒(méi)有那么快，所以每次圖像顯示，要么只掃單數(shù)行，要么只掃雙數(shù)行。然后兩幅圖像疊加，就是完整的一幀畫(huà)面。所以電視在早期都是隔行掃描。
那么信號(hào)是怎么產(chǎn)生的呢？
跟相機(jī)感光原理一樣，感光器件是對(duì)光敏感的設(shè)備，對(duì)于進(jìn)光的強(qiáng)弱可以產(chǎn)生不同的電壓。然后再將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同的電流發(fā)射到接收端。電視機(jī)的掃描槍以不同的電流強(qiáng)度發(fā)射到熒光屏上時(shí)，熒光粉接收到的射線越強(qiáng)，就會(huì)越亮，越弱就會(huì)越暗。這樣就產(chǎn)生了黑白信號(hào)。
那么幀和場(chǎng)的概念是什么？
前面說(shuō)到，由于攝像采集信號(hào)屬于連續(xù)拍攝圖像，比如每隔40毫秒截取一張圖像，也就是說(shuō)每秒會(huì)產(chǎn)生25副圖像。而每個(gè)圖像就是一幀畫(huà)面，所以每秒25副圖像就可以描述為幀率為25FPS（frames per second）。而由于過(guò)去電視熒光屏掃描是隔行掃描，每?jī)纱螔呙璨女a(chǎn)生一副圖像，而每次掃描就叫做1場(chǎng)。也就是說(shuō)每2場(chǎng)掃描生成1幀畫(huà)面。所以幀率25FPS時(shí)，隔行掃描就是50場(chǎng)每秒。
模擬時(shí)代在全世界電視信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)并不是統(tǒng)一的，電視場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)有很多，叫做電視信號(hào)制式標(biāo)準(zhǔn)。黑白電視的時(shí)期制式標(biāo)準(zhǔn)非常多，有A、B、C、D、E、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共計(jì)13種（我國(guó)采用的是D和K制）。到了彩色電視時(shí)代，制式簡(jiǎn)化成了三種：NTSC、PAL、SECAM，其中NTSC又分為NTSC4.43和NTSC3.58。我國(guó)彩色電視采用的是PAL制式中的D制調(diào)幅模式，所以也叫PAL-D制式。有興趣的可以百度百科“電視制式”來(lái)詳細(xì)了解。
另外你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)的頻率其實(shí)是和交流電的頻率一致的。比如我國(guó)的電網(wǎng)交流電的頻率是50Hz，而電視制式PAL-D是50場(chǎng)每秒，也是50Hz。這之間是否有關(guān)聯(lián)呢？可以告訴你的是，的確有關(guān)聯(lián)，不過(guò)建議大家自己去研究。
彩色信號(hào)又是怎么產(chǎn)生的呢？
其實(shí)有了基礎(chǔ)的黑白攝像技術(shù)之后，人們就一直想實(shí)現(xiàn)彩色攝像。早在1861年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋就論證了所有彩色都可以使用紅、藍(lán)、綠三種基色來(lái)疊加生成。但是感光器件只是對(duì)光線敏感，但是對(duì)顏色卻無(wú)法識(shí)別。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)顏色的識(shí)別，人們用分光鏡加濾光片的方式，將光線分解成為三種基色的純色模式。然后分別對(duì)三個(gè)基色的純色亮度進(jìn)行采集，然后再把信號(hào)疊加實(shí)現(xiàn)了對(duì)彩色信號(hào)的采集能力。
色彩信號(hào)是如何表達(dá)的？
因?yàn)樵瓉?lái)黑白電視的時(shí)候，基本上只需要一路信號(hào)就可以還原圖像（同步信號(hào)后面講）。但是有了彩色之后，一路信號(hào)能否表達(dá)一副完整的彩色圖像，以及如何表達(dá)呢？
彩色電視出現(xiàn)之后，為了兼容早期的黑白電視信號(hào)（也就是黑白電視機(jī)可以接收彩色信號(hào)，但是只顯示黑白），科學(xué)家引入了YUV色彩表示法。
YUV信號(hào)有多種叫法，可以稱(chēng)作色差信號(hào)（Y，R-Y，B-Y），也可以稱(chēng)作分量信號(hào)（YCbCr，或者Component、YPbPr）。它是由一個(gè)亮度信號(hào)Y （Luminance或Luma），和兩個(gè)色度信號(hào)U和V組成（Chrominance或Chroma）。黑白電視只使用亮度信號(hào)Y，彩色電視可以額外使用兩個(gè)色度信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色效果。但是YUV信號(hào)是怎么來(lái)的呢？
首先，是因?yàn)榭紤]到黑白電視兼容，所以基礎(chǔ)信號(hào)仍然采用亮度信號(hào)。而顏色表達(dá)本身是通過(guò)RGB三基色的疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了能夠?qū)UV信號(hào)可以還原成三基色RGB色彩值，數(shù)學(xué)家利用了色差算法，即選取一路Cr信號(hào)和一路Cb信號(hào)。Cr信號(hào)是指RGB的紅色信號(hào)部分與RGB亮度值之間的差異，Cb信號(hào)是指RGB的藍(lán)色信號(hào)與RGB亮度值之間的差異。所以YUV信號(hào)有時(shí)候也表達(dá)為Y，R-Y和B-Y，所以也叫色差信號(hào)。
為什么YUV色彩會(huì)延續(xù)至今？
如果大家平時(shí)經(jīng)常拿手機(jī)拍攝視頻，你可以把拍攝的視頻文件傳輸?shù)诫娔X上，然后用MediaInfo軟件打開(kāi)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多關(guān)于視頻的參數(shù)信息。而這些參數(shù)信息里面，你一定會(huì)發(fā)現(xiàn)手機(jī)拍攝的視頻色彩也是使用YUV信號(hào)模式。為什么不用RGB來(lái)表達(dá)？現(xiàn)在早都沒(méi)有黑白電視了??？
其實(shí)不必考慮兼容性的原因，因?yàn)槟銦o(wú)論是什么信號(hào)模式拍攝的視頻，只要是數(shù)字化的信息文件形式，都可以與播放設(shè)備的信號(hào)模式無(wú)關(guān)。因?yàn)椴シ旁O(shè)備在播放視頻文件時(shí)需要解碼，再進(jìn)行渲染。這時(shí)候不管什么信號(hào)模式還是色彩空間，都能轉(zhuǎn)化成設(shè)備兼容的方式。
至于為什么YUV信號(hào)模式一直會(huì)持續(xù)至今，最主要的原因不是因?yàn)榧嫒菪钥紤]，而是YUV信號(hào)有個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，就是節(jié)省帶寬。這在數(shù)字媒體領(lǐng)域是很重要的。
人眼的視覺(jué)特點(diǎn)是，人眼對(duì)于亮度信號(hào)最為敏感，對(duì)色度信號(hào)敏感度要弱一些。所以可以適當(dāng)減少色度信號(hào)的容量，也不會(huì)被人眼觀察到差異。就好比音頻里面的MP3壓縮格式，是將耳朵不敏感的頻率信號(hào)容量降低或去除掉，以大大降低文件的大小，但是人耳卻基本聽(tīng)不到差異。
至于YUV信號(hào)是如何做到降低信息容量的，可以看下面的引文：
YUV主要的采樣格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。其中YCbCr 4:1:1 比較常用，其含義為：每個(gè)點(diǎn)保存一個(gè) 8bit 的亮度值(也就是Y值)，每 2x2 個(gè)點(diǎn)保存一個(gè) Cr 和Cb 值,圖像在肉眼中的感覺(jué)不會(huì)起太大的變化。所以， 原來(lái)用 RGB(R，G，B 都是 8bit unsigned) 模型， 1個(gè)點(diǎn)需要 8x3=24 bits（如下圖第一個(gè)圖），（全采樣后，YUV仍各占8bit）。按4:1:1采樣后，而現(xiàn)在平均僅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bits（4個(gè)點(diǎn)，8*4（Y）+8(U)+8(V)=48bits）, 平均每個(gè)點(diǎn)占12bits。這樣就把圖像的數(shù)據(jù)壓縮了一半。
以上內(nèi)容引自百度百科“YUV”條目。限于篇幅原因，對(duì)于YUV的各種采樣模式不再祥加描述，大家可以參考百度百科中的詳細(xì)解釋。
數(shù)字化時(shí)代的視頻技術(shù)
視頻技術(shù)發(fā)展到了數(shù)字化時(shí)代，其實(shí)原理上并沒(méi)有太多變化。這也就是為什么前面要提到模擬時(shí)代視頻技術(shù)的知識(shí)的原因。
但是數(shù)字化的視頻技術(shù)，雖然基礎(chǔ)原理沒(méi)有改變，但是各方面的性能和功能有了很大的提升。這些就重點(diǎn)講一下數(shù)字化之后的視頻技術(shù)有了哪些突破：
彩色攝像的演進(jìn)
前面講到，實(shí)現(xiàn)彩色攝像其實(shí)是把光線分解成為三個(gè)基色分別取亮度值，但是這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本也高。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)彩色攝像需要有一個(gè)分光用的棱鏡，然后采集光線必須要用到三片感光器件（CCD或CMOS）。這種結(jié)構(gòu)帶來(lái)第二個(gè)不好的地方就是結(jié)構(gòu)會(huì)比較龐大，不利于小型化微型化。
后來(lái)呢，德國(guó)人拜耳發(fā)明了一種濾鏡，是一種馬賽克濾鏡。將含三基色的馬賽克濾鏡覆蓋在感光器件上面，這樣就可以實(shí)現(xiàn)用一片感光器件來(lái)采集三種顏色，同時(shí)也取消了分光棱鏡這種結(jié)構(gòu)。這樣下來(lái)，不僅成本降低了，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)化了。
有了這種技術(shù)之后，攝像設(shè)備就可以越做越小，現(xiàn)在集成在手機(jī)上的攝像頭整體厚度只有2～3毫米，尺寸只有1～3毫米。當(dāng)然在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，高端的攝像機(jī)仍然采用分光棱鏡加3CCD的技術(shù)，原因不是他們不愿意改，而是3CCD的色彩豐度更好。而且專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)CCD技術(shù)也從IT型發(fā)展到了FIT型，感興趣的同學(xué)可以查看一下SONY公司關(guān)于FIT型CCD專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)的介紹來(lái)了解?？偠灾?，就是民用領(lǐng)域和專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展方向不一樣，所以路線也不同。
場(chǎng)概念消失
在模擬電視時(shí)代，受限于顯像管技術(shù)原因，采用的是隔行掃描技術(shù)來(lái)還原圖像顯示。但是現(xiàn)在都是平板電視了（液晶電視、等離子電視、激光電視），電視的成像方式不再是一條線一條線的掃描，而是一次性全畫(huà)面呈現(xiàn)。所以現(xiàn)在的視頻拍攝一般都沒(méi)有場(chǎng)的概念，當(dāng)然為了向前兼容，在視頻文件信息中，你會(huì)看到掃描模式的參數(shù)。利用手機(jī)拍攝的視頻文件，其掃描模式的參數(shù)都是Progressive，就是逐行掃描的意思。
采樣率和采樣精度
大家都知道模擬和數(shù)字的最大差別就是信息存儲(chǔ)和傳遞方式，一個(gè)是模擬量一個(gè)是數(shù)字量化的。那么數(shù)字化對(duì)于連續(xù)過(guò)程的量化就必須用到采樣過(guò)程，也可以理解為片段化。例如音頻數(shù)字化，就是把音頻在每個(gè)很小的時(shí)間間隔上獲取音頻的信息然后進(jìn)行數(shù)字量化，最后把所有連續(xù)采樣的數(shù)字量化數(shù)據(jù)組合，來(lái)形成最終的信息。視頻也是這樣，按照一定的時(shí)間間隔，把獲取到的圖像進(jìn)行數(shù)字量化，然后連續(xù)的數(shù)字量化的集合就是一段完整的視頻文件。
但是視頻的采樣率并非是大家理解的那樣，每秒鐘產(chǎn)生25幀的圖像，采樣率就是25Hz。實(shí)際上，ITU（International Telecommunications Union，國(guó)際電信聯(lián)盟）在CCIR 601標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于視頻的采樣標(biāo)準(zhǔn)有了明確的界定：
一、采樣頻率：為了保證信號(hào)的同步，采樣頻率必須是電視信號(hào)行頻的倍數(shù)。CCIR為NTSC、PAL和SECAM制式制定的共同的電視圖像采樣標(biāo)準(zhǔn)：
f s=13.5MHz
這個(gè)采樣頻率正好是PAL、SECAM制行頻的864倍，NTSC制行頻的858倍，可以保證采樣時(shí)采樣時(shí)鐘與行同步信號(hào)同步。對(duì)于4：2：2的采樣格式，亮度信號(hào)用fs頻率采樣，兩個(gè)色差信號(hào)分別用
f s/2=6.75MHz的頻率采樣。由此可推出色度分量的最小采樣率是3.375MHz。
二、分辨率：根據(jù)采樣頻率，可算出對(duì)于PAL和SECAM制式，每一掃描行采樣864個(gè)樣本點(diǎn)；對(duì)于NTSC制則是858個(gè)樣本點(diǎn)。由于電視信號(hào)中每一行都包括一定的同步信號(hào)和回掃信號(hào)，故有效的圖像信號(hào)樣本點(diǎn)并沒(méi)有那么多，CCIR 601規(guī)定對(duì)所有的制式，其每一行的有效樣本點(diǎn)數(shù)為720點(diǎn)。由于不同的制式其每幀的有效行數(shù)不同（PAL和SECAM制為576行，NTSC制為484行），CCIR 定義720×484為高清晰度電視HDTV（High Definition TV）的基本標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際計(jì)算機(jī)顯示數(shù)字視頻時(shí)，通常采用下表的參數(shù)：
三、數(shù)據(jù)量：CCIR 601規(guī)定，每個(gè)樣本點(diǎn)都按8位數(shù)字化，也即有256個(gè)等級(jí)。但實(shí)際上亮度信號(hào)占220級(jí)，色度信號(hào)占225級(jí)，其它位作同步、編碼等控制用。如果按f s 的采樣率、4：2：2的格式采樣，則數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為：
13.5(MHz)×8(bit)+2×6.75(MHz)×8(bit) = 27Mbyte / s同樣可以算出，如果按4：4：4的方式采樣，數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為每秒40兆字節(jié)！按每秒27兆字節(jié)的數(shù)據(jù)率計(jì)算，一段10秒鐘的數(shù)字視頻要占用270兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間。按此數(shù)據(jù)率，一張680兆字節(jié)容量的光盤(pán)只能記錄約25秒的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)信息，而且即使當(dāng)前高倍速的光驅(qū)，其數(shù)據(jù)傳輸率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到每秒27兆字節(jié)的傳輸要求，視頻數(shù)據(jù)將無(wú)法實(shí)時(shí)回放。這種未壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量對(duì)于當(dāng)前的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)無(wú)論是存儲(chǔ)或傳輸都是不現(xiàn)實(shí)的，因此，在多媒體中應(yīng)用數(shù)字視頻的關(guān)鍵問(wèn)題是數(shù)字視頻的壓縮技術(shù)。
由上述引文可知，YUV的采樣率和采樣精度，是數(shù)字視頻從模擬向數(shù)字化過(guò)渡中兼容性的解決方案。延續(xù)了模擬視頻以行為單位掃描的機(jī)制（模擬視頻沒(méi)有分辨率概念，只有行的概念）。由于這套標(biāo)準(zhǔn)是面向數(shù)字電視廣播系統(tǒng)制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一般只在廣播電視領(lǐng)域中才會(huì)看到，而在其他的數(shù)字化視頻體系中基本沒(méi)有體現(xiàn)。比如你在視頻文件信息中找不到關(guān)于采樣率的參數(shù)。
視頻分辨率
視頻分辨率也是數(shù)字化視頻時(shí)代的主要特征，由于模擬視頻采用線掃描機(jī)制，也就是按行顯示圖像，而每一行的視頻線中并沒(méi)有進(jìn)行數(shù)字量化，所以模擬視頻都是以多少行來(lái)界定的。比如PAL制式采用576行，NTSC制式采用480行。
到了數(shù)字化時(shí)代，為了量化視頻的具體信息，就必須對(duì)每行的信息進(jìn)行采樣并量化，就形成了分辨率的概念。如果采用PAL制式的視頻，每行量化的圖像點(diǎn)為768個(gè)，那么分辨率就是768×576。也就是說(shuō)把PAL制的視頻圖像可以分解為768×576個(gè)像素點(diǎn)組成。
雖然簡(jiǎn)單的看視頻分辨率的概念挺簡(jiǎn)單的，但實(shí)際上并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。原因就是數(shù)字化視頻的應(yīng)用領(lǐng)域非常的多，從最早的廣播電視應(yīng)用，到監(jiān)控安防，到互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，后來(lái)又到了高清數(shù)字電視，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等等。而因?yàn)樯婕暗男袠I(yè)很多，每個(gè)行業(yè)都會(huì)制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，所以就形成了對(duì)視頻圖像分辨率的定義有了很多標(biāo)準(zhǔn)。我們就拿最常見(jiàn)的廣播電視、監(jiān)控安防為例：
大家在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也都有接觸過(guò)分辨率的概念，比如VGA（640×480）、SVGA（800×600）、XGA（1024×768）、SXGA（1280×1024）、SXGA+（1400×1050）、UXGA（1600×1200）、WXGA（1280×800）、WXGA+（1280×854/1440×900）、WSXGA（1600×1024）、WSXGA+（1680×1050）、WUXGA（1920×1200）等等?，F(xiàn)在最高的標(biāo)準(zhǔn)是WQUXGA（3840×2400）。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最早是由IBM制定的模擬信號(hào)的電腦顯示標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)被各廠家繼續(xù)沿用和升級(jí)。再后來(lái)被VESA標(biāo)準(zhǔn)化組織統(tǒng)一制定。
但是為什么分辨率就不能是簡(jiǎn)單的數(shù)字，非要在前面弄一堆字母呢？這一堆字母絕對(duì)能把一大群人搞暈掉。
原因在于制定一個(gè)輸出的分辨率，并不是簡(jiǎn)單的設(shè)置有多少個(gè)像素點(diǎn)，而是還要考慮到實(shí)現(xiàn)這個(gè)像素點(diǎn)成像的方法。包括色階多少、帶寬多大、掃描方式怎樣，如果深入的講還有電路形式、增益控制、時(shí)序方式、尋址方式等等。如果沒(méi)有詳細(xì)制定這些圖像是如何生成的，那么各個(gè)廠家之間的產(chǎn)品可能很難兼容，也就不會(huì)見(jiàn)到今天如此發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)市場(chǎng)了。
同樣的道理，制定標(biāo)準(zhǔn)化的分辨率和實(shí)現(xiàn)方式，有助于行業(yè)的統(tǒng)一和兼容。
監(jiān)控安防領(lǐng)域有什么分辨率標(biāo)準(zhǔn)呢？下面請(qǐng)看：
這里解釋一下，CIF是 Common Intermediate Format 的縮寫(xiě)，即通用影像傳輸視頻會(huì)議（video conference）中常使用的影像傳輸格式，是ITU H.261協(xié)議中的一部分。大家可能發(fā)現(xiàn)了，每個(gè)分辨率的色度取樣個(gè)數(shù)和行數(shù)都是對(duì)應(yīng)分辨率的一半。沒(méi)錯(cuò)，因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)榭紤]到攝像頭的性能和傳輸?shù)男阅苡绊?，采取的是間隔像素采樣和隔行掃描機(jī)制，而間隔像素采樣通過(guò)插值進(jìn)行補(bǔ)齊。
不過(guò)這些參數(shù)貌似現(xiàn)在很難見(jiàn)到了，為什么呢？很簡(jiǎn)單，因?yàn)楸O(jiān)控安防現(xiàn)在都是高清化了，都是D2、D3這種級(jí)別的，對(duì)應(yīng)分辨率是720P和1080P這一類(lèi)。
那么在廣播電視領(lǐng)域，對(duì)于分辨率的定義又是怎樣呢？
前面已經(jīng)提到了關(guān)于PAL制和NTSC制式的視頻分辨率標(biāo)準(zhǔn)，另外還有一個(gè)SECAM制式，SECAM的分辨率為720×576。那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)SECAM制式和PAL制的行數(shù)是一樣的，只有每行的分辨率不同。這是由于SECAM調(diào)制載波方式不同造成的。
在標(biāo)清電視時(shí)代，對(duì)于分辨率方面理解與現(xiàn)在其實(shí)有所不同。比如SECAM制式每幀圖像是625行，但是分辨率是720×576，也就是只有576行。是因?yàn)橐曨l信號(hào)傳輸過(guò)程中分幀正程和幀逆程，而幀逆程就是回掃，反向回去。在視頻信號(hào)正常顯示時(shí)，需要消除行幀逆程掃描對(duì)畫(huà)面的干擾，所以就變成了576行。
到了高清時(shí)代，數(shù)字電視推出了HDTV標(biāo)準(zhǔn)，它對(duì)于顯示分辨率的定義為1280×720逐行掃描，也就是俗稱(chēng)的720P；1920×1080隔行掃描，也就是俗稱(chēng)的1080i；1920×1080逐行掃描，也就是所謂的1080P。
當(dāng)然高清數(shù)字電視已經(jīng)逐漸普及了，目前正在面向4K高清過(guò)渡，也就是所謂的UHDTV（Ultra High Definition Television，超高清數(shù)字電視）。UHDTV草案定義了兩個(gè)分辨率標(biāo)準(zhǔn)，及4K（3840×2160）和8K（7680×4320），支持50Hz、60Hz、和59.94Hz三種幀率，只采用逐行掃描。UHDTV采用正交采樣，像素縱橫比（PAR）為1:1，顯示縱橫比（DAR）為16:9。
關(guān)于像素縱橫比和顯示縱橫比的概念，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，這里就不做解釋了。
關(guān)于信號(hào)同步
信號(hào)同步是在廣播電視領(lǐng)域中非常重要的技術(shù)，因?yàn)樗绻霈F(xiàn)問(wèn)題，你的電視畫(huà)面一定是沒(méi)法看的，比如下面這種情況：
產(chǎn)生這種畫(huà)面的原因，在于信號(hào)沒(méi)有同步。導(dǎo)致行掃描時(shí)，沒(méi)有在指定的位置。
要想圖像內(nèi)容在正確的位置顯示，就必須提供同步信號(hào)來(lái)進(jìn)行約束。而不管是模擬電視時(shí)代，還是在數(shù)字電視時(shí)代，不管是電視機(jī)還是顯示器都需要信號(hào)同步。
同步信號(hào)一般有兩種，分別為場(chǎng)同步（VSYNC）和行同步（HSYNC）。不論是什么類(lèi)型的信號(hào)接口，都包含有一個(gè)或兩個(gè)同步信號(hào)。
VGA信號(hào)線的引腳定義
另外一種形式的VGA接口，也叫RGBHV接口
DVI接口引腳定義
專(zhuān)業(yè)設(shè)備中的專(zhuān)用視頻同步接口
雖然有很多設(shè)備如電視機(jī)的復(fù)合信號(hào)輸入（Composite）、HDMI輸入，顯示器的DisplayPort輸入，專(zhuān)業(yè)設(shè)備的SDI和HD SDI輸入，都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的視頻場(chǎng)同步和行同步信號(hào)接口，但并不是說(shuō)這些信號(hào)不需要同步。而是這些信號(hào)接口把場(chǎng)同步和行同步信號(hào)已經(jīng)調(diào)制到了信號(hào)中。
也就是說(shuō)我們平時(shí)見(jiàn)到的視頻信號(hào)接口中，并非只有純粹的視頻信息，還包含了很多的信息，比如同步信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)（TC，TimeCode）、CEC控制信號(hào)、HDCP版權(quán)保護(hù)信息、SerialClock設(shè)備與分辨率識(shí)別信息等。
未完待續(xù)
