浅谈彩电的清晰度

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大家都知道,我们在购买彩色电视机时,都希望选择图像质量好、清晰度高的。图像质量好主要表现在图像画面清晰、透亮、对比度合理、信噪比高等,但图像的清晰度或分辨率,一般的消费者难以在清晰的运动画面中分辨,往往受到某些不负责任宣传的误导。因此笔者在此讨论一下彩电的清晰度问题,希望能对广大消费者有所帮助。

从广义上讲,彩色电视机的图像清晰度主要由以下三方面的因素决定:广播电视系统的制式;信号传输及处理系统;显像管的物理结构。

彩电图像的清晰度分为水平清晰度和垂直清晰度。由于水平清晰度对人眼的视觉比较敏感,所以人们平时所说的彩电清晰度主要是指水平清晰度。

一、水平清晰度和垂直清晰度

1.水平清晰度又称水平分辨率,是指彩电图像在水平方向上长度等于垂直高度的范围内所能分辨的从黑到白和从白到黑的极限像素数(或垂直线条数)。显然,沿水平方向的像素数愈多,或者说沿水平方向的图像细节变化越快,则一行内信号的变化次数也越多,因而信号占用的带宽也越宽,由此可见,水平的分辨率主要由传输通道的通频带决定。此外,扫描电子束总具有一定的面积,尤其在扫描黑白分明的边沿条纹时,所形成的信号波形必然具有一定的过渡边沿,造成重显图像的边沿模糊,影响图像的水平清晰度。

考虑以上诸因素,并在显像管的栅条间距、偏转线圈和荫罩板在设计已定的情况下,电视信号的水平分辨率主要由系统传输带宽、有效扫描行时间和屏幕宽高比决定,其近似关系式如下:水平分辨率=2×有效行扫描时间(μs)×系统带宽(MHz)÷图像宽高比

对我们使用的PAL D/K制式彩电来说,屏幕宽高比为4:3;行扫描时间为64μs,减去逆程扫描时间12μs,有效行扫描时间为52μs;信号系统视频带宽一般在4.0MHz至6.0MHz(不同性能的彩电差别较大)。可以计算出家用彩电的水平清晰度一般都在300~480线之间。

2.垂直清晰度又称垂直分辨率,是指彩电图像在垂直方向上所能分辨的从黑到白和从白到黑的极限像素数(或水平线数)。图像的垂直分辨率主要与电视制式所规定的水平有效扫描行数有关,其上限由一帧中的有效扫描行数所决定。

对于采用隔行扫描的电视机来说,其重显图像的垂直清晰度,可以用下式表示:

垂直分辨率=垂直有效扫描行数×隔行扫描系数(凯尔系数);

其中,垂直有效扫描行数对PAL制式来说为575行;隔行扫描系数,是采用主观评价的方法,对逐行扫描显示系统和隔行扫描显示系统图像重显时的垂直分辨率进行比较后得出的,经多次试验表明,隔行扫描系数一般为0.6~0.7(参考值)。即采用隔行扫描显示方式的系统,其主观评价的垂直清晰度,是逐行扫描显示系统的60%~70%。隔行扫描系数还与发射端摄像机隔行扫描系统的垂直分辨率有关。

经计算,我们使用的彩电的垂直分辨率一般为340~400线。

通过以上的分析可知,一般性能的彩电收看电视台的射频电视信号,其水平清晰度清晰度很难超过480线。若通过S输入端子(亮度和色度分离输入)或三基色(RGB)输入端子,并连接LD、DVD等高清晰度信号源,性能好的彩电可以达到500线以上的水平清晰度。水平分辨率和垂直分辨率的具体数值,可以在电视图像测试专用的数字卡上查到,在图像圆内垂直的线条组代表水平清晰度,水平的线条组代表垂直清晰度。

二、提高图像清晰度的措施

从水平清晰度和垂直清晰度的定义中,我们可以根据影响它们的可变因素,找到提高清晰度的具体措施。数字处理技术在彩电中的应用,使得这些措施得以有效的实施,从而大大提高了普通模拟电视的图像质量,提高了他们的性能价格比。

1.提高水平分辨率的措施

采用数字处理技术设计而成的二维或三维的数字式梳状滤波器(DCOM),实现了亮度信号频谱和色度信号频谱的完全分离,从而消除了亮色之间的互相串扰,有效地提高了图像的水平清晰度。采用数字式的彩色图像信号过渡特性或鲜锐度改善电路(DCAI),可以提高彩色图像轮廓的锐度,消除过渡色,从而提高彩色图像的清晰度。

采用数字处理技术的动态亮度瞬态改善电路(DLTI)、动态扫描速度调制电路(DSM)、动态黑电平延伸电路(DSC)、图像降噪电路(DNR)等,这些数字处理电路从不同的方面,对信号进行数字化的处理,都在一定程度上提高了图像的水平清晰度。现在市场上销售的海信牌、康佳牌等名牌彩电,大都采用了此类数字化的处理技术,其水平清晰度有明显的提高。

2.提高垂直分辨率的措施

采用数字处理技术的场频转换电路,通过模数转换、数模转换和频率转换,把现行的场扫描频率加倍,使得在同样的时间内,扫描的场数加倍,从而消除了图像的大面积闪烁,提高图像的垂直分辨率。采用此项技术的彩电,就是现在常说的数码100彩电。

采用数字式的行扫描变换技术,将接收机的隔行扫描显示改为逐行扫描显示,可以消除图像上扫描线的行间闪烁、边沿闪烁、并行、爬行等现象,改善屏幕图像的光栅结构,减少其粗糙程度,提高图像的垂直清晰度。如果在采用逐行扫描的基础上,再采用垂直轮廓增强电路,那么图像重显的垂直清晰度能够得到较大提高。

大家可以看出,以上所有的图像改进技术,大都基于数字处理技术,即数字化的模拟电视向数字电视过渡。因此有些消费者或许会想,既然数字电视的图像质量好,那么我们就不买模拟彩电,等着买数字电视好了。但是未来的数字电视或高清晰度电视,它不仅仅要求终端是一个数字接收机,它需要从摄录、制作、发射、传输及接收等各个环节,都要进行数字设备的改造,而这些设备的改造费用是非常巨大的,就连技术发达、富有的美国,也只是说计划在2006年进行全数字电视广播,这些巨额投资对拥有一千余座电视台的我国来说更是难以承受的。因此,在我国彩电产业中,大量采用数字处理技术的模拟电视还将持续一段非常长的时间,广大的电机厂家已经开发出很多款的高性能数字化彩电,如海信牌数码舰队系列,这些数字化彩电图像清晰、性能好、价格适中,深受消费者的青睐。(孙士华)