适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格

白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格主要摄像机制造商和视频安全监控行业的专家都认可有效HTVL规格，他们认为此规格可用作衡量当代闭路电视摄像机分辨率的品质因数。Frost&Sullivan认为，有效HTVL(HTVLEffective)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，因此，Frost&Sullivan推荐在视频安全监控行业里推广该标准。”SandeepMaheshwariIndustrialAutomationandElectronicsGroup副总裁Frost&Sullivan第2页白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格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。模拟CCD传感器的垂直分辨率局限您必须了解，依赖隔行扫描图像捕捉技术开发的成像解决方案在垂直分辨率方面是存在固有局限的。视频监控摄像机所用的模拟CCD传感器使用一种称为线对累加的处理方法来捕捉隔行扫描视频。这种方法在某种程度上可以改善光线不足时的感光度，还充当低通滤波器，但其副作用是使有效垂直分辨率降低25%1。这样一来，480线的CCD传感器最高只能有360线的垂直分辨率，从而使图像的总体分辨率降低了25%。这对于最终用户来讲很不利，因为DVR和显示器其实大可完全利用480线的垂直分辨率。而执行逐行扫描图像捕捉的成像器件，比如应用了Pixim的DigitalPixelSystem®技术的产品，则可以保留完整的垂直分辨率。1图像处理逐行扫描或隔行扫描输出完整的垂直分辨率得以保持完整分辨率图像完整分辨率图像PiximDigitalPixelSystem®逐行扫描图像捕捉完整图像在线对累加的过程中垂直分辨率降低了25%逐行扫描或隔行扫描输出完整分辨率图像降低分辨率的图像隔行传输CCD偶数场奇数场隔行图像捕捉（带线对累加）图像处理第3页白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格捕捉图像所用的方法与显示图像的方法是彼此独立的。闭路电视摄像机通常是以隔行扫描的格式输出视频，而摄像机捕捉视频的方式则既可以是逐行扫描也可以是隔行扫描格式。暂且不论一般闭路电视系统根本不能感知和录制540HTVL以上的水平分辨率这一事实2，让我们来看一下由经过专门设计，可捕捉650HTVL图像的新式CCD传感器产生的图像。该传感器使用隔行扫描的图像捕捉方式，因此，与其540HTVL的前代产品一样，也面临相同的垂直分辨率局限。这一点在图2中显示的很清楚，该图用标准的闭路电视实验室测试图显示该传感器的VTVL测量值。分辨率的值是在四线开始变为三线处测量出的，这表示该摄像机的实际分辨率高于360VTVL的理论限制。还有一点需要注意，从200VTVL刻度之前开始，图像上出现了大量假色噪声。测试图的这部分呈黑白色，表示这种假色噪声的出现是由采样问题引起的，而采样问题正是传感器的垂直分辨率局限的直接后果。这些实实在在的伪影会影响摄像机的成像质量。图3显示基于Pixim的DigitalPixelSystem技术的逐行扫描捕捉传感器针对相同图像的分析图。请注意，在“楔形”图接近传感器的分辨率极限处，多条线开始在460VTVL处汇聚之前，图像上都没有出现假色噪声。图2–650HTVL传感器的垂直分辨率测量。请注意，整个“楔形”图都存在假色噪声，低于360VTVL时分辨率突降。图3–逐行扫描捕捉传感器的垂直分辨率测量。直到达到传感器的极限值460VTVL时才出现假色噪声。2第4页白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格有效分辨率我们在早先发表的一篇文章中3解释了在一般的闭路电视系统中由于DVR和LCD显示器的复合视频输入端子的固有局限，摄像机水平分辨率最大只能为540HTVL。该文章还说明，相同的复合视频输入端子可支持高达480VTVL的垂直分辨率。垂直分辨率对图像质量有重要影响，但闭路电视摄像机的产品文档或架构和工程规格说明书中很少提及该参数。这种情况不大可能在短期内改变。因此，引入有效分辨率规格的概念不失为一种解决方式，该规格承认分辨率是由水平和垂直两部分组成，并用视频安全监控行业所熟悉的术语、用一个数字将这两部分表示出来。有效HTVL(HTVL-E)规格将总体图像分辨率标准化为隔行扫描捕捉CCD传感器的垂直分辨率，因为这种传感器是目前闭路电视摄像机上使用最普遍的图像传感器。所谓的标准化，简单而言就是将原值除以一个常数，这样就可以将一个很大、很难记住和处理的总体分辨率数值转化为易于比较、而且在最终用户预期范围以内的一个数值。“有效”这个词表示方便运用或操作，该规格用以下公式衡量摄像机所产出的完整、可用的图像：对于形成图2所示图像的650HTVL传感器，如果我们完全相信制造商规格中声称的水平分辨率以及360VTVL的最大垂直分辨率，则总体图像分辨率是234000像素(650x360)。如果我们对该传感器应用有效HTVL公式，则可算出有效分辨率为650有效HTVL，这与制造商标称值完全相同。总体分辨率（水平x垂直）360VTVL有效HTVL=234,000像素360VTVL=650有效HTVL3第5页白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格形成图3所示图像的逐行扫描捕捉传感器的总体图像分辨率是248400像素(540x460)。使用同一个公式，可得出有效分辨率为690有效HTVL。用传感器所捕捉的总体分辨率来表示分辨率，有助于最终用户对摄像机的成像可以显示和记录多少细节形成更客观的判断。IP摄像机已采用以传感器能捕捉的实际百万像素的数量来表示图像分辨率的方式，这与上述方式类似。有效HTVL规格只是借鉴了相同的总体分辨率的概念，并用模拟闭路电视摄像机常用的规格语言来描述这种概念。有效分辨率是一种可用的分辨率垂直分辨率增加，摄像机的有效图像分辨率也相应增加。VTVL越高，闭路电视摄像机在图像中捕捉有用的细节也越多。同时，它还可以防止摄像机捕捉假色噪声，这些假色噪声会模糊图像细节，致使DVR文件过大，混淆分析算法。标准DVR以及标准CRT和LCD显示器都支持附加垂直分辨率。有效分辨率，顾名思义，是视频安全监控专业人员用来衡量闭路电视摄像机在捕捉图像细节方面真实效果的最佳指标，在必要的时候，甚至可以用作有法律效应的呈堂证据。248400像素360VTVL=690有效HTVL相对于现有的闭路电视分辨率标准，新的有效HTVL规格有两个显著优点。首先，安保系统最终用户、集成商、经销商以及咨询公司可以比较使用不同图像传感器技术（无论逐行扫描还是隔行扫描）的摄像机的真实、可用的分辨率。其次，我们终于有了一个综合计入了水平分辨率和垂直分辨率的总体捕捉分辨率的规格。在这个新规格出台之前，垂直电视扫描线对高分辨率闭路电视视频的重要贡献被忽视了。然而，在已安装数的百万闭路电视中普遍使用的显示器和DVR完全支持增强的VTVL。”MichelleAbraham首席分析师In-Stat第6页白皮书：适用于闭路电视摄像机的有效HTVL规格©2010PiximInc.版权所有。Pixim、Pixim标识和DigitalPixelSystem是Pixim.Inc.的注册商标。DigitalPixelSystem标识、Orca、Seawolf、Eclipse和EveryPixelTellsaStory是Pixim公司的商标。其它所有商标的知识产权归各自所有者所有。1395CharlestonRoadMountainViewCA94043电话：650934.0550传真：650934.0560公司的产品营销总监，为公司带来了半导体和嵌入式系统方面的产品管理经验。在加入Pixim之前，Jones先生是LSI公司的高级工程总监，主要负责消费类电子产品与专业广播应用方面的数字视频解决方案。他是美国专利产品的持有人，并先后取得美国加利福尼亚大学欧文分校的电子工程学士学位与美国加利福尼亚州立大学富尔顿分校的MBA学位。