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1 引言

　　成像產(chǎn)品可以幫助你采樣和分析以視頻信號為載體的視頻信息。電子采樣通過工作在主機平臺內(nèi)的（如pc機）采集卡這種視頻捕捉設(shè)備來完成。采集卡把由視頻信號源提供的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)陣列，該數(shù)據(jù)陣列可被數(shù)字化存貯、處理、增強，然后被分析或顯示在視頻監(jiān)視器上。

2 視頻基礎(chǔ)

　　當(dāng)對視頻信號進行電子采樣時（通常稱之為圖像獲?。?，首先應(yīng)該知道所使用的是哪種視頻信號。這部分內(nèi)容介紹了一些有關(guān)視頻信號的基本知識。

　　2.1 信號種類與視頻格式

　　視頻信號有多種信號源，包括：視頻相機、可攜式攝像機、錄像機、電視廣播、x射線設(shè)備、掃描電子顯微鏡、ct掃描器等等。這些信號源或者提供復(fù)合視頻信號（信號中包含視頻數(shù)據(jù)和時鐘信息）或非標(biāo)準(zhǔn)視頻信號（其視頻和時鐘可以有多種不同的格式）。

　　標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合視頻信號有以下幾種制式：

　　（1） rs-170

　　用于北美和日本。這種黑白復(fù)合視頻信號的空間分辨率為640×480，rs-170工作在60hz，即30fps。

　?。?） ntsc/rs-330

　　用于北美和日本。這種視頻信號除了增加了色彩信息，其它方面和rs－170一致。此信號類型于20世紀(jì)50年代被國家電視系統(tǒng)委員會（ntsc）制定標(biāo)準(zhǔn)。

　?。?） ccir

　　此復(fù)合信號最先用于北歐，根據(jù)一個國際標(biāo)準(zhǔn)組織－國際射線顧問委員會（ccir）而命名。此黑白視頻信號的空間分辨率為768×576，工作于50hz，即25fps。

　　（4） pal#p#分頁標(biāo)題#e#

　　用于北歐。這種視頻信號除了增加了色彩信息，其它方面和ccir一致。pal是其應(yīng)用的一種技術(shù)phase alteration

　　line的縮寫。

　　（5） secam

　　用于法國、俄羅斯等。其參數(shù)與pal一致。

　　非標(biāo)準(zhǔn)視頻信號沒有固定的空間分辨率、信號時鐘以及信號特征。只有查閱信號源所提供的技術(shù)文檔才能確定這些參數(shù)。

　　2.2 空間分辨率

　　空間分辨率定義了一幅圖像的行與列的元素數(shù)。行定義了圖像的長度，由線數(shù)來描述;列定義了圖像的寬度，由像素數(shù)來描述。對于標(biāo)準(zhǔn)的rs-170/ntsc圖像，其空間分辨率為640×480;對于標(biāo)準(zhǔn)的ccir/pal圖像，其空間分辨率為768×576。見圖1：

　　根據(jù)信號源或所用相機的不同，其空間分辨率可以從256×256到4096×4096甚至更高。由于空間分辨率直接影響著圖像的大小，大多應(yīng)用只使用符合要求的分辨率。快速的圖像傳輸和處理對于工業(yè)檢測應(yīng)用來說非常重要，其圖像的空間分辨率通常為512×512。對于需要更高空間分辨率的應(yīng)用，如高精度的標(biāo)定和測量，經(jīng)常會使用1024×1024或更高的分辨率。

        2.3 寬高比

　　寬高比是指單個像素的寬度與高度之比。通常我們都需要寬高比為1:1，即像素的寬、高相等。一些輸入信號源或相機和采集卡并不能產(chǎn)生或把視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為方形像素。這樣經(jīng)常會致使圖像成為胚珠形或矩形。

　　寬高比對某些處理過程很重要，如當(dāng)你試圖通過以一個區(qū)域內(nèi)的像素個數(shù)來確定其面積。如果寬高比不是1:1，你必須在圖像處理中加以補嘗或軟件校正。

　　2.4 亮度分辨率#p#分頁標(biāo)題#e#

　　當(dāng)視頻數(shù)據(jù)被產(chǎn)生或轉(zhuǎn)化時，還必須確定其亮度分辨率（有時也稱為數(shù)字深度分辨率）。亮度分辨率定義了一幅圖像中顏色的個數(shù)或梯度。這些梯度主要指灰度級（對于單色圖像）或顏色的個數(shù)（對于彩色圖像）。對于一幅標(biāo)準(zhǔn)的rs-170圖像，其亮度分辨率為8bits或256灰度級（其術(shù)語通常為640×480×8）。常用的分辨率為8bits（256灰度級）、10bits（1024灰度級）、16bits（65536灰度級）或更高。圖像的數(shù)據(jù)量會隨著亮度分辨率增加。如：一幅標(biāo)準(zhǔn)的rs-170圖像大約為307kb，而相同空間分辨率的一幅16bit的圖像約為614kb，而24bit時約為922kb。

　　2.5 隔行與非隔行格式

　　視頻信號中包含數(shù)行像素。水平同步脈沖把行與行之間分開。所有復(fù)合視頻信號源，包括rs-170/ntsc、ccir/pal和非標(biāo)準(zhǔn)的信號源以隔行方式傳送數(shù)據(jù)。隔行是指以兩個稱為“場”的獨立部分來傳送視頻數(shù)據(jù)。奇數(shù)行的場先被傳送，然后是偶數(shù)行。包含奇數(shù)場與偶數(shù)場的完整圖像稱為幀。

　　每場被順序顯示時我們會感覺每幀是以正常速度的兩倍來顯示的，場同步確定了什么時候一場結(jié)束什么時候一場開始。

　　在顯示某些類型的圖像時，如圖形或細(xì)線時，隔行格式會導(dǎo)致圖像閃爍。

　　一些非標(biāo)準(zhǔn)視頻信號源以非隔行格式傳送數(shù)據(jù)。這種過程有時被稱為逐行掃描。非隔行格式是以一場來傳送視頻信號中所有行（奇數(shù)與偶數(shù)行）。

　　注意當(dāng)被觀察的物體運動時，通常選用逐行掃描會更加適合。因為隔行格式通常由于兩場不能對齊會引起模糊或頻率混淆。

　　2.6 幀頻

　　幀頻是指傳送或顯示幀的速度，通常以fps（每秒幀數(shù)）來表示。rs170/ntsc圖像通常為30fps，ccir/pal通常為25fps。幀頻低于此數(shù)時會產(chǎn)生如同老式電影中所看到的跳動的效果。