安防中的分辨率

这章建议和 视频编码的相关概念 结合起来阅读。

像素

像素,为图像显示的基本单位,译自英文“pixel”,pix是英语单词picture的常用简写,加上英语单词“元素”element,就得到pixel,故“像素”表示“图像元素”之意,有时亦被称为pel(picture element)。
每个像素包含一系列描述其颜色或强度的数字。像素可以指定颜色的精度称为其位或颜色深度。
每个像素可有各自的颜色值,可采三原色显示,因而又分成红、绿、蓝三种子像素(RGB色域),或者青、品红、黄和黑(CMYK色域,印刷行业以及打印机中常见)。
照片是一个个取样点的集合,在影像没有经过不正确的/有损的压缩或相机镜头合适的前提下,单位面积内的像素越多代表分辨率越高,所显示的影像就会接近于真实物体。

分辨率单位

常用的描述分辨率的单位有:dpi(点每英寸)、lpi(线每英寸)和ppi(每英寸像素)。但只有lpi是描述光学分辨率的尺度的。虽然dpi和ppi也属于分辨率范畴内的单位,但是他们的含义与lpi不同。而且lpi与dpi无法换算,只能凭经验估算。

由于像素只是描述图像信息的的单个单位,为了描述图像的实际显示效果还需要指定其尺寸。因此引入了术语“ 每英寸像素数(PPI,Pixels per inch)”,以将此理论像素单位与实际视觉分辨率相关联。
需要注意的是PPI和图像分辨率不是正相关的。PPI反映的是像素密度,而水平分辨率×垂直分辨率反映的是像素总数。
“每英寸像素数(PPI)”描述了图像每英寸距离(水平或垂直)包含多少个像素。而图像分辨率被表示成每一个方向上的像素数量,一般的,图像分辨率描述成图像水平方向的像素数×图像垂直方向的像素数,比如1920×1080,意味着图像水平方面有1920个像素,垂直方向有1080个像素,像素总数是1920×1080=2073600,四舍五入,也就是200万像素。

$PPI = \frac{\sqrt横向像素^2+纵向像素^2}{屏幕尺寸}$

图像长宽比

宽高比,即一个影像的宽度除以高度的比例,通常表示为 “x:y”或“x×y”,其中的冒号和乘号表示中文的“比”之意。
常见的长宽比有:

  • 1.19:1
  • 1.25:1,比如 1280×1024
  • 1.33:1,即4:3
  • 1.37:1
  • 1.43:1
  • 1.5:1,即3:2,比如分辨率为 1440×960
  • 1.56:1,即14:9
  • 1.6:1,即16:10(8:5),是电脑宽屏幕常见的比例,用于 WSXGAPlus、WUXGA
  • 1.66:1,5:3,有时精确的标志为 1.67
  • 1.75:1
  • 1.77:1,即所谓16:9,即42:32
  • 1.85:1
  • 2:1,即18:9
  • 2.2:1
  • 2.35:1
  • 2.370:1:即21:9,实际值是64:27(43:33
  • 2.39:1
  • 2.4:1,即12:5
  • 2.55:1
  • 2.59:1
  • 2.76:1
  • 4:1
常见分辨率的长宽比

以上是各图像分辨率原始的长宽比,有时图像显示设备,比如显示器支持的分辨率长宽比和图像视频的原始长宽比不一致,为了适应显示器,一般会对原始视频进行拉伸、剪裁,加黑边等方法改变原始长宽比。这样会导致我们看见的视频画面图像扭曲,图像左右或者四周有黑边等情况。

走廊模式

在安防领域,针对有些特殊场景,比如狭长的通道,走廊,门厅等,需要监视的区域在形状上垂直面多于水平面,为了更好的显示监控场景,会将16:9的图像倒置成9:16,这样能更多的展示狭长的宽度上的图像,一般我们把这种9:16的长宽比模式叫做走廊模式。

走廊模式效果

常见图像分辨率

标准分辨率比例
QCIF176 x 1441.22:1
CIF352 x 2881.22:1
4CIF704 x 5761.22:1
D1720 x 5764:3
SD720 x 5764:3
HD1280 × 72016:9
Full HD1920 × 108016:9
3.0MP/QXGA2048 × 15364:3
4.0MP/1440P2560 × 144016:9
5.0MP2592 × 19444:3
UHD 4K3840 × 216016:9
DCI 4K4096 × 2160约17:9
Ultra HD 8K7680 × 432016:9
常见的分辨率

参考资料:

  1. 像素
  2. BASICS OF DIGITAL CAMERA PIXELS
  3. 显示分辨率列表
  4. 长宽比 (影像)
  5. 视频监控走廊模式
1 回复

引用通告 & 通告

  1. 网络摄像机说道:

    […] 安防中的分辨率 […]

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谈笑有鸿儒,
往来无白丁。

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