模拟CCTV系统中摄像机更高的分辨率有无意义 - 安防知识网

近来，由于DSP（摄像机数字处理器）技术的发展；主要是在A/D转换的精度和速度的提高，分别从原来的10BIT发展到12或者14BIT...

        【安防知识网】近来，由于DSP（摄像机数字处理器）技术的发展；主要是在A/D转换的精度和速度的提高，分别从原来的10BIT发展到12或者14BIT。由此一些厂商在推广水平分辨率高于540HTVL的CCTV摄像机。

        这里有两个问题：其一是在CCD（图像感应器）器件的点阵不提高的情况下DSP能够将分辨率提高多少？其实CCD图像感应器才是分辨率的实际限制所在。需要注意的是CCD的点阵数量（比如43万）和显示器上分辨率定义的TV Line并不是同一个计量单位。其二，即使一台CCTV摄像机能够达到更高分辨率，由于所有CCTV应用所共有的系统设备局限性，用户仍然无法通过寻常的安装而获得高于540线的分辨率。此文在此就第二个问题作探讨。

分辨率的定义
        分辨率是当我们注视一个显示器时所能够描述出的摄像机所采集到的图片的细节的能力，分辨率通常是以水平分辨率(HTVL)来标明的。对于总分辨率来说，垂直分辨率也是一个同样重要的因素，但是垂直分辨率却几乎从来没有被标明。垂直和水平分辨率都可以用工业标准的分辨率测试图、和高分辨率的显示器来测量。分辨率测试图上有楔形线条。分辨率是基于视觉上可辨别的线条的最高数值点。

        HTVL是一个单色技术参数，指的是能被摄像机捕捉到的并由显示器再现的黑白交互水平线。这些线是可以在显示器3/4的宽度上数出来的。3/4的宽度的限制是因为传统电视机显示器的屏幕高宽比为4：3，量度的单位是一个图像在满屏时可辩多少线，这样使得垂直分辨率和水平分辨率是一个同比例的对比。

540 HTVL的极限
        目前不少摄像机厂商宣传580、600、650甚至更高的参数，有的生产商，即使他们用的图像感应器并没有捕捉大于540HTVL的图像的能力，他们也这样宣称。图像感应器是CCTV模拟系统的实际限制所在。即使这些摄像机能捕捉和传递生产商们所宣称的分辨率的图像，目前系统设备方面的技术限制也使用户无法真正的从所宣称的分辨率中受益。

        监视器（显示器）分辨率的限制。目前黑白CRT可达到1000HTVL的分辨率。有的彩色显示器，如果加装一个S-video信号的话，也能达到800HTVL的分辨率。但是这些显示器很昂贵而且屏幕都比较小，所以很少用于CCTV系统。 [nextpage]

如果和个人电脑或高清影碟机这样的高分辨率源头通过HDMI接口连接，LCD液晶显示器能显示更高的分辨率。但是当连接复合视频输入时，它们将跟CRT一样面临同样的限制。从根本上说，因为显示器输入电路中包含了一个低通滤波器，任何一个模拟CCTV摄像机提供的复合视频信号分辨率极限为540HTVL。这个低通滤波器是为了解决比丢失分辨率更令观众讨厌的图像质量问题，比如下图所示的砌砖墙出现的网状干涉图像。所以需要滤掉540HTVL以上的分辨率所需要的高频部分。

所以不管是用CRT还是LCD显示技术，低通滤波器存在于每个模拟复合信号输入中。当使用标准复合的视频输入（BNC或RCA式接头），N制和PAL制彩色CRT都不能传递分辨率超过540HTVL的图像。也就是说如果一台摄像机的水平分辨率事实上超过了540HTVL，我们也无法从显示器上看到我们所期望的高清图像。

另外，即使我们使用演播室监视器，我们也只能在视频被录进DVR之前看到额外的分辨率。DVR也将限制录入视频的分辨率，用来做呈堂证据用的视频是录入DVR的视频，不是摄像机最初输出的视频。在我们实验室，很多高分辨率LCD显示器和电视机都是从分辨率为540HTVL的高分辨率摄像机接入复合视频输入。如下表： [nextpage]

（编者注：以上产品型号为相关企业在海外市场的型号）

从目前看，DVR的输入在市面上还没有能够刻录540HTVL以上分辨率的用于CCTV系统的DVR。跟显示器一样，DVR的视频输出端有低通滤波器。为了把模拟视频信号转化为数字格式，视频输入端有一个视频解码器。解码器抽取模拟视频信号，然后把它转化为工业标准格式的数字信号。此工业标准格式是由ITU-R Recommendation BT.6011定义的。不管是N制还是PAL制(720 x 3/4 = 540 HTVL)，ITU-R Recommendation BT.6011把水平分辨率都限制在每一个水平线720个抽样信号。需要解释的一点是，这一限制不是任意制定的。这是模拟视频信号转数字格式抽样率的自然结果。即使摄像机能够输出高于540HTVL的的分辨率，经过DVR以后也得不到更高的图像分辨率。（编者注：据相关DVR专业企业指出，理论上来讲无论模拟系统前端线数有多高，经过后端编码等处理后，575线已是极限。）

必须要知道的一点是，一个图像是如何被扫描的跟它是如何被显示的并没有关系。CCTV系统通常显示隔行扫描的视频，但是这个视频摄像机用的既可能是逐行扫描的也可能是隔行扫描。如果你真的想在监视器上花价钱来提高水平分辨率，但用的是隔行扫描的CCD摄像机，那么你应该找一台至少有720HTVL分辨率的监视器来达到一台540HTVL逐行扫描感应器的摄像机的总分辨率。