标准清晰度电视与高清晰度电视的清晰度
在1999年10月1日，中国中央电视台首次采用高清晰度电视（HDTV）技术转播了国庆50周年庆典实况，获得了成功。本文试图将标准清晰度电视与高清晰度电视图像的清晰度作一简单的分析与比较。
一． 清晰度的概念
设计一个电视系统，要考虑的重要参数包括场频率和水平清晰度等。垂直清晰度即是图像可以分解出多少水平线条数，最大垂直清晰度由垂直扫描总行数所决定。由于隔行扫描将造成局部的并行，所以实际的垂直清晰度还要把总的有效扫描行数乘以一个Kell系数。在2:1隔行扫描方式中，Kell系数为0.7，即垂直清晰度为有效电视行数的0.7倍。
水平清晰度定义为图像上可以分清的垂直线条数。水平清晰度与图像传感器的像素数和视频系统的频带宽度有直接关系。水平清晰度和垂直清晰度采用统一的度量标准，所以当屏幕上的水平线条间隔和垂直线条间隔相同时，图像的垂直清晰度和水平清晰度数量应该是一样的。图像的宽高比系数是大于1的，图像的水平清晰度线数应该是实际能分清的黑白垂直线条数除以宽高比系数。水平清晰度的计算公式为：
水平清晰度TVI/PH=有效时间(μs)x2x频带宽度(MHz)/宽高比系数
一． 清晰度的概念
设计一个电视系统，要考虑的重要参数包括场频率和水平清晰度等。垂直清晰度即是图像可以分解出多少水平线条数，最大垂直清晰度由垂直扫描总行数所决定。由于隔行扫描将造成局部的并行，所以实际的垂直清晰度还要把总的有效扫描行数乘以一个Kell系数。在2:1隔行扫描方式中，Kell系数为0.7，即垂直清晰度为有效电视行数的0.7倍。
水平清晰度定义为图像上可以分清的垂直线条数。水平清晰度与图像传感器的像素数和视频系统的频带宽度有直接关系。水平清晰度和垂直清晰度采用统一的度量标准，所以当屏幕上的水平线条间隔和垂直线条间隔相同时，图像的垂直清晰度和水平清晰度数量应该是一样的。图像的宽高比系数是大于1的，图像的水平清晰度线数应该是实际能分清的黑白垂直线条数除以宽高比系数。水平清晰度的计算公式为：
水平清晰度TVI/PH=有效时间(μs)x2x频带宽度(MHz)/宽高比系数
式中：TVL为电视线、PH为每个图像高度。
二． 625行、4:3标准清晰度电视的清晰度
我国GB3174-82 彩色电视广播标准规定，每帧图像为625行，去掉50行消隐之后，有效行数为575行。所以，我国现行电视标准的垂直清晰度为575×0.7=403 TVL/PH。因为垂直清晰度不受频带宽度的限制，所以这就是实际传送到用户电视接收机的接收清晰度。
我国电视标准规定行周期为64祍,去掉12祍的行消隐时间，有效行时间为52祍,标称视频带宽为6MHz,所以我国现行电视标准的水平清晰度为：
水平清晰度(SDTV)=52(μs)x2x6(MHz)/4/3=468TVL/PH
最大水平清晰度是由视频带宽和有效行时间等因素决定的。因为1MHz信号的周期为1祍,所以在一行时间内将产生52个周期。又因为电视线定义为黑和白的过渡，所以在一个有效行里，1MHz的信号将产生104条黑白线条。104除以宽高比系数，即为78TVL/PH。这就是我们通常计算我国PAL制图像清晰度时，每1MHz视频带宽可以产生大约80电视线水平清晰度的依据。10MHz的视频带宽，即可以产生800 TVL/PH的水平清晰度。
三． HDTV的清晰度
国庆50周年庆典实况转播所采用的高清晰度电视的图像格式为1920x1080x59.94Hz/2:1/
我国GB3174-82 彩色电视广播标准规定，每帧图像为625行，去掉50行消隐之后，有效行数为575行。所以，我国现行电视标准的垂直清晰度为575×0.7=403 TVL/PH。因为垂直清晰度不受频带宽度的限制，所以这就是实际传送到用户电视接收机的接收清晰度。
我国电视标准规定行周期为64祍,去掉12祍的行消隐时间，有效行时间为52祍,标称视频带宽为6MHz,所以我国现行电视标准的水平清晰度为：
水平清晰度(SDTV)=52(μs)x2x6(MHz)/4/3=468TVL/PH
最大水平清晰度是由视频带宽和有效行时间等因素决定的。因为1MHz信号的周期为1祍,所以在一行时间内将产生52个周期。又因为电视线定义为黑和白的过渡，所以在一个有效行里，1MHz的信号将产生104条黑白线条。104除以宽高比系数，即为78TVL/PH。这就是我们通常计算我国PAL制图像清晰度时，每1MHz视频带宽可以产生大约80电视线水平清晰度的依据。10MHz的视频带宽，即可以产生800 TVL/PH的水平清晰度。
三． HDTV的清晰度
国庆50周年庆典实况转播所采用的高清晰度电视的图像格式为1920x1080x59.94Hz/2:1/
1125格式。这一图像格式实际上是由SMPTE240M和SMPTE270M标准所定义的。它的总的行时间为29.63祍，有效行时间为25.86祍,视频频带宽度为30MHz,所以高清晰度电视16:9图像的水平清晰度为：
水平清晰度(HDTV)=25.86(μs)x2x30(MHz)/16/9=873TVL/PH
这个值就是通常计算HDTV水平清晰度的依据，即每1MHz信号产生29 TVL/PH的水平清晰度。 SMPTE240M标准的有效垂直扫描行数为1035行，所以垂直清晰度为1035×0.7=725 TVL/PH。
SMPTE270M标准的有效垂直扫描行数为1080行，所以垂直清晰度为1080×0.7=756 TVL/PH.
四． CCD摄像机的清晰度
摄像机的CCD电荷耦合器件的水平清晰度，决定于CCD传感器的水平像素数。
数字分量电视的亮度信号取样频率为13.5MHz,最大视频带宽为6.75MHz，所以最高水平清晰度为：
水平清晰度(HDTV)=52(μs)x2x6.75(MHz)/4/3=526.5TVL/PH
为了取得526.5TVL/PH的水平清晰度，摄像机CCD传感器的水平像素数应该是：526.5×4/
水平清晰度(HDTV)=25.86(μs)x2x30(MHz)/16/9=873TVL/PH
这个值就是通常计算HDTV水平清晰度的依据，即每1MHz信号产生29 TVL/PH的水平清晰度。 SMPTE240M标准的有效垂直扫描行数为1035行，所以垂直清晰度为1035×0.7=725 TVL/PH。
SMPTE270M标准的有效垂直扫描行数为1080行，所以垂直清晰度为1080×0.7=756 TVL/PH.
四． CCD摄像机的清晰度
摄像机的CCD电荷耦合器件的水平清晰度，决定于CCD传感器的水平像素数。
数字分量电视的亮度信号取样频率为13.5MHz,最大视频带宽为6.75MHz，所以最高水平清晰度为：
水平清晰度(HDTV)=52(μs)x2x6.75(MHz)/4/3=526.5TVL/PH
为了取得526.5TVL/PH的水平清晰度，摄像机CCD传感器的水平像素数应该是：526.5×4/
3=702。实际上，池上、日立、Sony等生产厂家出品的演播室用标准清晰度摄像机，水平像素数都已经高于1000像素，达到了较高水平。
五． 隔行扫描格式与逐行扫描格式清晰度的比较
1080×1920隔行扫描图像格式，每帧图像为2073600像素，每秒传送62208000像素。720×1280逐行扫描图像格式，每帧图像为921600像素，每秒传送55296000像素。从每秒传送的数据量来看，两种格式的差别是不太大的，但是，隔行扫描格式可以产生较高的静态图像清晰度，而逐行扫描格式可以产生较高的瞬态图像清晰度。
决定电视图像清晰度的因素还有光传感器的质量、记录系统和处理器件的模拟频率宽度、数字系统的取样频率以及电视接收机的质量水平等。
1080×1920隔行扫描图像格式，每帧图像为2073600像素，每秒传送62208000像素。720×1280逐行扫描图像格式，每帧图像为921600像素，每秒传送55296000像素。从每秒传送的数据量来看，两种格式的差别是不太大的，但是，隔行扫描格式可以产生较高的静态图像清晰度，而逐行扫描格式可以产生较高的瞬态图像清晰度。
决定电视图像清晰度的因素还有光传感器的质量、记录系统和处理器件的模拟频率宽度、数字系统的取样频率以及电视接收机的质量水平等。
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