1 引言

　　成像產(chan) 品可以幫助你采樣和分析以視頻信號為(wei) 載體(ti) 的視頻信息。電子采樣通過工作在主機平台內(nei) 的（如pc機）采集卡這種視頻捕捉設備來完成。采集卡把由視頻信號源提供的圖像轉換為(wei) 數據陣列，該數據陣列可被數字化存貯、處理、增強，然後被分析或顯示在視頻監視器上。

2 視頻基礎

　　當對視頻信號進行電子采樣時（通常稱之為(wei) 圖像獲取），首先應該知道所使用的是哪種視頻信號。這部分內(nei) 容介紹了一些有關(guan) 視頻信號的基本知識。

　　2.1 信號種類與(yu) 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射線設備、掃描電子顯微鏡、ct掃描器等等。這些信號源或者提供複合視頻信號（信號中包含視頻數據和時鍾信息）或非標準視頻信號（其視頻和時鍾可以有多種不同的格式）。

　　標準複合視頻信號有以下幾種製式：

　　（1） rs-170

　　用於(yu) 北美和日本。這種黑白複合視頻信號的空間分辨率為(wei) 640×480，rs-170工作在60hz，即30fps。

　　（2） ntsc/rs-330

　　用於(yu) 北美和日本。這種視頻信號除了增加了色彩信息，其它方麵和rs－170一致。此信號類型於(yu) 20世紀50年代被國家電視係統委員會(hui) （ntsc）製定標準。

　　（3） ccir

　　此複合信號最先用於(yu) 北歐，根據一個(ge) 國際標準組織－國際射線顧問委員會(hui) （ccir）而命名。此黑白視頻信號的空間分辨率為(wei) 768×576，工作於(yu) 50hz，即25fps。

　　（4） pal#p#分頁標題#e#

　　用於(yu) 北歐。這種視頻信號除了增加了色彩信息，其它方麵和ccir一致。pal是其應用的一種技術phase alteration

　　line的縮寫(xie) 。

　　（5） secam

　　用於(yu) 法國、俄羅斯等。其參數與(yu) pal一致。

　　非標準視頻信號沒有固定的空間分辨率、信號時鍾以及信號特征。隻有查閱信號源所提供的技術文檔才能確定這些參數。

　　2.2 空間分辨率

　　空間分辨率定義(yi) 了一幅圖像的行與(yu) 列的元素數。行定義(yi) 了圖像的長度，由線數來描述;列定義(yi) 了圖像的寬度，由像素數來描述。對於(yu) 標準的rs-170/ntsc圖像，其空間分辨率為(wei) 640×480;對於(yu) 標準的ccir/pal圖像，其空間分辨率為(wei) 768×576。見圖1：

　　根據信號源或所用相機的不同，其空間分辨率可以從(cong) 256×256到4096×4096甚至更高。由於(yu) 空間分辨率直接影響著圖像的大小，大多應用隻使用符合要求的分辨率。快速的圖像傳(chuan) 輸和處理對於(yu) 工業(ye) 檢測應用來說非常重要，其圖像的空間分辨率通常為(wei) 512×512。對於(yu) 需要更高空間分辨率的應用，如高精度的標定和測量，經常會(hui) 使用1024×1024或更高的分辨率。

        2.3 寬高比

　　寬高比是指單個(ge) 像素的寬度與(yu) 高度之比。通常我們(men) 都需要寬高比為(wei) 1:1，即像素的寬、高相等。一些輸入信號源或相機和采集卡並不能產(chan) 生或把視頻數據轉化為(wei) 方形像素。這樣經常會(hui) 致使圖像成為(wei) 胚珠形或矩形。

　　寬高比對某些處理過程很重要，如當你試圖通過以一個(ge) 區域內(nei) 的像素個(ge) 數來確定其麵積。如果寬高比不是1:1，你必須在圖像處理中加以補嚐或軟件校正。

　　2.4 亮度分辨率#p#分頁標題#e#

　　當視頻數據被產(chan) 生或轉化時，還必須確定其亮度分辨率（有時也稱為(wei) 數字深度分辨率）。亮度分辨率定義(yi) 了一幅圖像中顏色的個(ge) 數或梯度。這些梯度主要指灰度級（對於(yu) 單色圖像）或顏色的個(ge) 數（對於(yu) 彩色圖像）。對於(yu) 一幅標準的rs-170圖像，其亮度分辨率為(wei) 8bits或256灰度級（其術語通常為(wei) 640×480×8）。常用的分辨率為(wei) 8bits（256灰度級）、10bits（1024灰度級）、16bits（65536灰度級）或更高。圖像的數據量會(hui) 隨著亮度分辨率增加。如：一幅標準的rs-170圖像大約為(wei) 307kb，而相同空間分辨率的一幅16bit的圖像約為(wei) 614kb，而24bit時約為(wei) 922kb。

　　2.5 隔行與(yu) 非隔行格式

　　視頻信號中包含數行像素。水平同步脈衝(chong) 把行與(yu) 行之間分開。所有複合視頻信號源，包括rs-170/ntsc、ccir/pal和非標準的信號源以隔行方式傳(chuan) 送數據。隔行是指以兩(liang) 個(ge) 稱為(wei) “場”的獨立部分來傳(chuan) 送視頻數據。奇數行的場先被傳(chuan) 送，然後是偶數行。包含奇數場與(yu) 偶數場的完整圖像稱為(wei) 幀。

　　每場被順序顯示時我們(men) 會(hui) 感覺每幀是以正常速度的兩(liang) 倍來顯示的，場同步確定了什麽(me) 時候一場結束什麽(me) 時候一場開始。

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

　　一些非標準視頻信號源以非隔行格式傳(chuan) 送數據。這種過程有時被稱為(wei) 逐行掃描。非隔行格式是以一場來傳(chuan) 送視頻信號中所有行（奇數與(yu) 偶數行）。

　　注意當被觀察的物體(ti) 運動時，通常選用逐行掃描會(hui) 更加適合。因為(wei) 隔行格式通常由於(yu) 兩(liang) 場不能對齊會(hui) 引起模糊或頻率混淆。

　　2.6 幀頻

　　幀頻是指傳(chuan) 送或顯示幀的速度，通常以fps（每秒幀數）來表示。rs170/ntsc圖像通常為(wei) 30fps，ccir/pal通常為(wei) 25fps。幀頻低於(yu) 此數時會(hui) 產(chan) 生如同老式電影中所看到的跳動的效果。