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視訊畫素、解析度、清晰度關係及區別

參考:https://jingyan.baidu.com/article/20b68a88bfa364796cec62bf.html

在專案中需要選型攝像頭,對於其中一些概念瞭解的不太清楚,導致選型過程中雲裡霧裡,因此查詢資料,弄清楚每個指標的概念。

主要涉及到的引數包括:畫素、解析度、位元速率、清晰度等。

一句話概括畫素和解析度的關係:畫素是指照片的點數(表示照片是由多少點構成的),解析度是指照片畫素點的密度(是用單位尺寸內的畫素點,一般用每英寸多少點表示--dpi)

我們先來看看視訊編碼的基本原理:視訊影象資料有極強的相關性,也就是說有大量的冗餘資訊。其中冗餘資訊可分為空域冗餘資訊和時域冗餘資訊。壓縮技術就是將資料中的冗餘資訊去掉(去除資料之間的相關性),壓縮技術包含幀內影象資料壓縮技術、幀間影象資料壓縮技術和熵編碼壓縮技術。視訊檔案一般涉及到三個引數:幀率、解析度和位元速率。   

幀率:每秒顯示的圖片數。影響畫面流暢度,與畫面流暢度成正比:幀率越大,畫面越流暢;幀率越小,畫面越有跳動感。由於人類眼睛的特殊生理結構,如果所看畫面之幀率高於16的時候,就會認為是連貫的,此現象稱之為視覺暫留。並且當幀速達到一定數值後,再增長的話,人眼也不容易察覺到有明顯的流暢度提升了。  

解析度:(矩形)圖片的長度和寬度,即圖片的尺寸  

位元速率:把每秒顯示的圖片進行壓縮後的資料量。影響體積,與體積成正比:位元速率越大,體積越大;位元速率越小,體積越小。 (體積=位元速率×時間)  

幀率X解析度=壓縮前的每秒資料量(單位應該是若干個位元組)   

壓縮比=壓縮前的每秒資料量/位元速率 (對於同一個視訊源並採用同一種視訊編碼演算法,則:壓縮比越高,畫面質量越差。) 

所謂“清晰”,是指畫面十分細膩,沒有馬賽克。並不是解析度越高影象就越清晰。  簡單說:在位元速率一定的情況下,解析度與清晰度成反比關係:解析度越高,影象越不清晰,解析度越低,影象越清晰。在解析度一定的情況下,位元速率與清晰度成正比關係,位元速率越高,影象越清晰;位元速率越低,影象越不清晰。但是,事實情況卻不是這麼簡單。可以這麼說:在位元速率一定的情況下,解析度在一定範圍內取值都將是清晰的;同樣地,在解析度一定的情況下,位元速率在一定範圍內取值都將是清晰的。  

在視訊壓縮的過程中, I幀是幀內影象資料壓縮,是獨立幀。而P幀則是參考I幀進行幀間影象資料壓縮,不是獨立幀。在壓縮後的視訊中絕大多數都是P幀,故視訊質量主要由P幀表現出來。由於P幀不是獨立幀,而只是儲存了與鄰近的I幀的差值,故實際上並不存在解析度的概念,應該看成一個二進位制差值序列。而該二進位制序列在使用熵編碼壓縮技術時會使用量化引數進行有失真壓縮,視訊的質量直接由量化引數決定,而量化引數會直接影響到壓縮比和位元速率。  

視訊質量可以通過主觀和客觀方式來表現,主觀方式就是通常人們提到的視訊清晰度,而客觀引數則是量化引數或者壓縮比或者位元速率。在視訊源一樣,壓縮演算法也一樣的前提下比較,量化引數,壓縮比和位元速率之間是有直接的比例關係的。  

解析度的變化又稱為重新取樣。由高解析度變成低解析度稱為下采樣,由於取樣前資料充足,只需要儘量保留更多的資訊量,一般可以獲得相對較好的結果。而由低解析度變成高解析度稱為上取樣,由於需要插值等方法來補充(猜測)缺少的畫素點,故必然會帶有失真,這就是一種視訊質量(清晰度)的損失。