高标清电视关键参数指标对电视画面的影响
张国森
【摘 要】从电视画面清晰度的角度,对比论述了高清电视与标清电视在像素点、信噪比和景深等关键参数指标上的差异.
【期刊名称】《演艺科技》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】4页(P42-45)
【关键词】标清电视;高清电视;清晰度;信噪比;景深
【作 者】张国森
【作者单位】中央电视台技术管理中心,北京100859
【正文语种】中 文
当今是一个标准清晰度电视（以下简称“标清电视”或“标清”）与高清晰度电视（以下简称“高清电视”或“高清”）并存的时代。高清电视已经进入了越来越多的家庭，人们对高清电视发展和高清节目制作的关注也日渐增加。与电视节目制作有关的工作人员，如照明、舞美、化妆、装置等相关人员，应该了解标清电视、高清电视的基本技术参数及二者的区别，在实际工作中重点把握各自关键特点，让电视画面更美、更生动。
1 高清电视与标清电视的技术指标差异
清晰度，顾名思义是指图像的清晰程度，它是电视画面的一个重要参数。高清电视的最大特点就是其清晰度远高于标清电视。表1对比了标清电视与高清电视的技术指标。
两者的区别在于：
（1）有效行取样数、有效帧取样数有很大的不同，标清电视是720×576；高清电视是1920×1080。这是两者的本质区别，标清电视与高清电视就是因此而得名。
（2）亮度取样频率、色度取样频率有很大的不同，如果亮度与两色差信号取样值按照4∶2∶2为例，从表1中可以看出，高清的取样数值远远高于标清。
由于高清要处理的信息量远大于标清，因此，高清要用更高的频率去取样才能保证高质量的电视画面。
（3）量化等级主要决定了电视画面的灰度层次。标清、高清二者数值一样，即二者的灰度层次相同。
（4）基准黑、白电平主要决定了电视画面的动态范围，或称作对比度。标清、高清二者数值一样，即二者的动态范围或对比度相同。
需要说明的是，以上几点区别和相同点是就电视节目制作环节而言。观众在实际观看标清电视和高清电视时，还是会感觉到差异很大，这与很多因素有关，对此本文不做详细讨论。
表1 标清、高清技术指标对比（视频采样频率4∶2∶2）基准白电平标清 720 576 10 bit 13.5 MHz 6.75 MHz 0 mV 700 mV高清 1920 1080 10 bit 74.25 MHz 37.125 MHz 0 mV 700 mV有效行取样数有效帧取样数量化等级亮度取样频率色度取样基准黑电平
2 影响电视画面清晰度的关键参数
下文分析电视画面的清晰度与哪些因素有关。
2.1 像素点
清晰度受“像素点”的多少和大小影响。
人眼能否看清东西，与许多因素有关。一些广场上的LED大屏幕，从远处看，是连续的画面，走近观看，则是一个个的“点”。这说明，由许多“点”组成的画面，与观看距离有关：在一定的观看距离外，人眼分辨不出两点之间的距离时，画面就变成连续画面。另外，画面还与“点”本身的大小有关，如果“点”越小，而且两个“点”之间的距离越近，连续画面的观看距离就可以越近。对于同样大小的画面，“点”越小、越多就越清晰；同样多的“点”，远一些比近一些画面清晰。
电视画面就是由许多“点”组成的，只不过电视画面上的“点”很小很小，以致在很近的距离看，画面都是连续的。电视画面的“点”通常称为“像素点”。高清电视画面的有效“像素点”有207万个，标清电视画面的有效“像素点”为41万个，高清电视的“像素点”差不多是标清电视的5倍，因此，高清电视画面的清晰度远高于标清电视。
2.2 信噪比
信噪比也是影响图像清晰度的一项重要指标。
2.2.1 信噪比的概念
所谓信噪比就是指有用信号功率S与噪声功率N的比值，记作S/N。
图像的清晰度与声音的清晰度有相似之处。声音是否能被听得清楚，并不完全取决于音量的大小，还与环境的噪声大小有关。学术上，把有用的声音叫“信号”，无用的声音叫“噪声”。例如，一台收音机，有用的声音信号是500 mW，噪声是5 mW，两者相差100倍，这时声音会很清楚；另一台收音机，有用的声音信号是1000 mW，噪声是500 mW，两者只相差2倍，虽然有用的声音信号很大，但噪声跟它很接近，因此就听不清楚。
信号与噪声的比值再取（以10为底的）对数称为“贝尔”。由于“贝尔”这个单位较大，通常都用它的十分之一作单位，叫做分贝尔，简称“分贝”，标准单位符号为“dB”。信噪比用分贝表示有一个好处，如果用绝对比值表示，信噪比数值很大；用dB表示，数值会小很多。例如，如果信号是噪声的100000（105）倍，用分贝表示为50 dB；信号是噪声的500000（5
×105）倍，用分贝表示为57 dB。也就是说，它把倍数很大的量变成了很小的量。
2.2.2 电视图像的信噪比
电视图像质量的一个重要指标就是信噪比。与噪声相似，电视图像的无用信号叫“噪点”，如果信噪比是50 dB，图像有少量噪点，但图像清晰；如果信噪比是60 dB，则看不出噪点，图像质量优良。
为了排除技术进步对标清、高清电视技术指标的影响，笔者将同一生产厂商在同年代生产的标清、高清、演播室用和便携等各类摄像机的相关技术指标和参数进行汇总，见表2。
从表2可以看出，标清摄像机与高清摄像机最显著的区别在于：
（1）“像素数”不同。其主要的主观感觉是清晰度的不同。这是由标准规定的。
（2）“信噪比”不同。高清摄像机的信噪比明显低于标清摄像机的信噪比。主要因为，高清摄像机“像素点”比标清电视小很多，在同等照度的情况下，每一个“像素点”产生的有用信号，高清摄像机比标清摄像机要小很多，而两者产生的无用噪点却基本一样，从而造成两者的信噪比差别较大。
2.3 景深
景深对画面整体的清晰度也有影响。
2.3.1 景深的概念
图1是几何光学的成像原理示意图。为了说明原理，本图的局部比例比较夸张，并未按比例绘出。
表2 几种摄像机的相关技术指标对比摄像机 高清演播室 高清一体机 标清演播室 标清一体机 主观效果型号 HDC-950 HDW-750 BVP-950P DVW-707 A/D转换 12 bit 12 bit 12 bit 12 bit 灰度等级记录 10 bit 10 bit 灰度等级动态范围 600% 600% 600% 600% 亮暗范围像素数 220万 200万 62万 62万 清晰度画面比例 16:9 16:9 4:3 4:3 观看视角灵敏度 F10/2000 lx F10/2000 lx F8/2000 lx F8/2000 lx景深及低照度信噪比 54 dB 54 dB 63 dB 63 dB 低照度效果拖尾电平 -135 dB -135 dB -126 dB -126 dB 高光点效果

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