有效HTVL(HTVL Effective) 规格能够更贴切、精确地反映闭路电视摄像机真实可用的分辨率。在这个图像捕捉、录音和显示都已数字化的年代,有效HTVL为安全监控视频用户提供了一种用来比较各种摄像机技术的分辨率的更精确的基准。该测量标准可简便地应用于使用任何图像传感器(无论是逐行扫描还是隔行扫描)的任何闭路电视摄像机上。注:HTVL(电视水平线数)
尽管闭路电视摄像机捕捉到的是二维图像,但是几十年来,视频安全监控都只是依靠一维规格衡量水平分辨率。这种情况的存在虽然有一定历史原因(鉴于第一代基于电子管的摄像机的工作原理),但HTVL规格一直没有改变的主要原因是模拟CCD图像传感器在有效垂直分辨率方面存在固有局限,这降低了传感器的总体有效分辨率。
随着视频安全监控行业的发展,最终用户现在可以在百万像素级上比较IP摄像机。像素是一个表示总体图像分辨率的二维指标。在传统HTVL规格已构成误导,且在业内常被不恰当地滥用的情况下,闭路电视摄像机也亟需有一个类似的品质因数,在最终用户选购闭路电视摄像机时,为他们提供更有效的信息。
近来,许多制造商纷纷推出分辨率规格在540HTVL以上的CCTV(闭路电视)摄像机,向视频安全系统用户暗示增强后的分辨率可为其带来效益,但是事实并非如此。即使CCTV摄像机通过测试,证实分辨率可以达到540HTVL以上,但由于现实CCTV应用中存在的常见系统限制,最终用户在正常安装的情况下也无法享受到540线以上的分辨率。
1. 分辨率的定义
分辨率是指在视频显示器中显示并详细描绘摄像机所捕捉图像的能力。在视频安全监控市场中,通常用水平扫描线数(HTVL)来代指分辨率。而垂直扫描线数在总分辨率中也发挥着同等重要的作用,但却甚少被人提及。水平与垂直分辨率均可使用工业标准分辨率测试图表与特殊的(即“昂贵的”)高分辨率监控器进行测量。
HTVL是一种单色规格,表明摄像机可将多少黑白交替的垂直线数捕捉并重现在监控器的3/4屏幕宽度上。之所以将宽度限制为3/4是因为传统电视监控器以前的长宽比为4:3,而且使用的实际测量单位为“扫描线数/画面高度”,因而更易于对水平和垂直分辨率进行“横向比较”。这也是将分辨率的单位指定为扫描线数而非单纯线数的原因。由于举证时更适合使用彩色图像,因此在视频安全监控系统中,无论单色摄像机是否可达到最高分辨率,更重要的还是考察其彩色图像的分辨率。
2. 540 HTVL 的极限
摄像机制造商对外宣传的分辨率规格已达580、600、650甚至是700HTVL,其中一些制造商在所用的成像传感器无法从物理上捕捉到540HTVL以上图像的情况下,也做出类似宣传;然而所有这些规格均受到模拟CCTV系统的实用性制约。即使这些摄像机如同制造商宣传的那样,可以捕捉并提供此类分辨率的图像,却无法突破系统本身存在的物理限制,因而最终用户必然无法获得所谓的分辨率增强带来的效益。
3. 显示监控器
单色CRT(阴极射线管)监控器的分辨率规格最高可达1000HTVL。在输入S-video信号时,彩色监控器的分辨率规格最高也可达800HTVL。然而此类监控器非常昂贵,与CCTV安装中常见的监控器并不相同。NTSC和PAL彩色CRT监控器通过标准的复合视频输入端子(BNC或RCA型接头)连接时,无法提供540HTVL以上的分辨率。
LCD(液晶)监控器在与高分辨率信号源(个人计算机或使用HDMI接口的高清光碟播放器)连接时可显示较高的分辨率,但是它们在通过复合视频输入端子连接时,仍然面临着与CRT监控器相同的分辨率实用性限制。从根本上说,所有模拟CCTV摄像机提供的复合视频信号均只能达到540HTVL的分辨率,这是由监控器内置的输入电路决定的。这些输入电路采用了一种低通滤波器,基本上可以将540HTVL以上的分辨率信号完全排除。这样做是为了解决其它一些对于观看者来说,比分辨率的损失更加令其难以接受的图像质量问题,例如图像底部出现的块状图形导致的混叠现象。无论监控器是采用CRT技术还是LCD技术,所有的模拟复合输入端子中均使用了此类低通滤波器。
LCD监控器也需要将模拟信号转换为数字格式,转换方式与DVR(数字录像机)相同,这一点我们会稍后详加讨论。因此,即使摄像机的实际水平分辨率在540HTVL以上,您在实际安装的显示器中也看不出任何差别。就算是您安装了演播室监视器,也仅能在通过DVR录制视频之前观看到额外的分辨率。DVR会对录制视频的分辨率有限制,而且录制后的视频才是会用作举证的物品,因此摄像机的原始输出图像提升与否并不能带来效益。
4. DVR 输入
市面上没有任何一款CCTV用DVR的录制分辨率可超出540HTVL。DVR与显示监控器类似,在视频输入端子中置有低通滤波器。为了将模拟视频信号转换为数字格式信号,输入端子处还置有视频解码器。转换时DVR会对模拟视频采样并将其转换为数字数据,采用格式为ITU-R(国际电信联盟无线电通信组)推荐的工业标准格式BT.6011,该格式将NTSC和PAL的水平分辨率限制在每水平线上720个样本的情形下(720×? = 540 HTVL)。采样理论在本文中不再赘述,但是需要重点说明的是该限制不是随意设置的,它是将模拟视频转换为数字格式时所用采样率的自然生成结果。因此,这也再一次证实即使摄像机可以提供540 HTVL以上的分辨率,最终用户也无从受益,因为DVR并不会录制540HTVL以上分辨率的视频。
5. 结论
CCTV 摄像机的分辨率在540HTVL以上时,最终用户也无法享受到其带来的额外效益。DVR 并不会录制540HTVL以上的图像,而且视频在安全监控器上显示时,除非投巨资购买专业的演播室监控器并在用DVR录制之前查看视频,否则根本无法感受到任何好处。
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