显像管像素、画面的宽高比以及传输带宽等多种因素有关,清晰度单位是电视线数,简称“线”数。电视屏幕显示的线数越多,则清晰度就越高。
读者可能常见到垂清晰度、水平清晰度、绝对清晰度和相对清晰度等名词,含义是什么?下面简述关于清晰度的概念的含义。
垂直清晰度:与电视屏幕的纵向从上到下的有效扫描行有关,在理想情况下,垂直清晰度与有效扫描行相同;在一般情况下,由于科尔系数的压缩,垂直清晰度一般按有效扫描行的70%计算,如625行扫描系统,其有效扫描行为576行,则垂直清晰度为576×0.7=403.2行,即400线。
水平清晰度:分为水平绝对清晰度和水平相对清晰度。电视屏幕从左到右实际显示的黑白条纹数,为水平对清晰度,如果在电视屏幕水平方向上,看到200对黑白条纹,则电视的水平绝对清晰度为400线。电视屏幕的水平绝对清晰度乘以宽高比,为水平相对清晰度。如果水平绝对清晰度为400线,显像管的宽高比为4:3,则水平相对清晰度为:400×3/4=300线。通常所说的电视清晰度,无论是垂直或水平清晰都是指压缩后的实际看到的线数,即垂直清晰度等于有效扫描行×0.7,水平相对清晰度等于水平绝对清晰度×高/宽。
我国目前试播HDTV,是1080×501,即每帧有效扫描1080行,场频为50Hz,隔行扫描。若16:9的显像管像素为1920×1080,则水平相对清晰度为1920×9/16=1080线。
数字电视的清晰度可分HDTV和SDTV两个档次。与模拟电视及VHS、VCD等比较,实际可看到电视线数大致如下:VHS录像机和VCD约为240~280线;模拟电视广播从高频接收在电视屏幕显示约350~380线,SDTV数字电视和电视演播室约为450~600线,HDTV数字电视700~1000线。
2、电视清晰度和传输带宽的关系
理论计算表明,脉冲信号宽度越窄,占用的频带越宽,以主频谱计算,信号占用的带宽约为脉宽的倒数。如果脉冲宽度为0.1μs,则占用的带宽为10MHz,HDTV的频带宽度为30MHz,则可通过33ns的窄脉冲。电视清晰度实质代表了信息量,数字电视信号的信息量就是数据量,码率是单位时间内系统所能通过的最大数据量,系统的带宽必须大于所通过的码率。SDTV的亮度和色度信号的总码率是270Mbit/s,HDTV的总码率为1485Mbit/s,从数据可知HDTV的码率是SDTV的5.5倍。HDTV的码率如此之大,若直接传输则占用传输频带太宽,因此必须对数据进行压缩,留下不重复的信息,压缩冗余信息,使之压缩40~70倍,达到20~38Mbit/s,并进行多电平调制,才能在6~8MHz的广播带宽内传输高清晰度电视节目。
按现行广播带宽要求,每个电视频道可以传输SDTV节目4~6套或传输一套HDTV节目。在45~860MHz电视频段内,约有100个模拟电视频道,如果传输SDTV节目,可以传输400~600套节目,用户的选台范围扩大好几倍。
要说明的是,在数字电视系统中,光、电、胶、磁设备是必不可少的,尤其是磁盘和录像机在节目制作、存储和播放过程中占很大比重。数字录像机对同一套节目往复转录15次以上,图像质量没有明显损伤,模拟录像机转录二三次,图像损伤已经很明显了,这是数字电视技术的重要优点。另外,也由于录像技术的制约,视频带宽在24MHz以上时,图像出现马赛克,即使30MHz带宽也显示不出优越性,图像清晰度上不去。如果1000线以上的HDTV直播系统,摄像机和监视器直接连接,可以达到1000线,若中间经过录像机转接,则损失20%,约为800线水平。这一问题将随技术的发展会得到更满意的结果。