1 引言

　　成像產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數據陣列，該數據陣列可被數字化存貯、處理、增強，然后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。這部分內容介紹了一些有關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射線設備、掃描電子顯微鏡、ct掃描器等等。這些信號源或者提供復合視頻信號(信號中包含視頻數據和時鐘信息)或非標準視頻信號(其視頻和時鐘可以有多種不同的格式)。

　　標準復合視頻信號有以下幾種制式：

　　(1) rs-170

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

　　(2) 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50年代被國家電視系統委員會(ntsc)制定標準。

　　(3) ccir

　　此復合信號最先用于北歐，根據一個國際標準組織-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

　　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是其應用的一種技術phase alteration

　　line的縮寫。

　　(5) secam

　　用于法國、俄羅斯等。其參數與pal一致。

　　非標準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文檔才能確定這些參數。

　　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。行定義了圖像的長度，由線數來描述;列定義了圖像的寬度，由像素數來描述。對于標準的rs-170/ntsc圖像，其空間分辨率為640×480;對于標準的ccir/pal圖像，其空間分辨率為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檢測應用來說非常重要，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用，如高精度的標定和測量，經常會使用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生或把視頻數據轉化為方形像素。這樣經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，如當你試圖通過以一個區域內的像素個數來確定其面積。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

　　當視頻數據被產生或轉化時，還必須確定其亮度分辨率(有時也稱為數字深度分辨率)。亮度分辨率定義了一幅圖像中顏色的個數或梯度。這些梯度主要指灰度級(對于單色圖像)或顏色的個數(對于彩色圖像)。對于一幅標準的rs-170圖像，其亮度分辨率為8bits或256灰度級(其術語通常為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。圖像的數據量會隨著亮度分辨率增加。如：一幅標準的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。