Khái niệm về độ phân giải hình ảnh

Trong video analog, hình ảnh bao gồm các dòng hay còn gọi là TV line (dòng TV), vì công nghệ analog có nguồn gốc từ công nghệ TV. Trong hệ thống kỹ thuật số, hình ảnh được tạo thành từ các điểm ảnh (các yếu tố ảnh- pixels). Độ phân giải của camera kỹ thuật số được đo bằng số lượng cả điểm ảnh trên chip cảm ứng hình ảnh.



Độ phân giải NTSC và PAL

Ở Bắc Mỹ và Nhật Bản, NTSC (Ủy ban quốc gia hệ thống truyền hình)  là chuẩn video analog thịnh hành, trong khi ở châu Âu, chuẩn PAL (hệ thống truyền hình màu PAL/ Pha theo từng dòng quét của ảnh) được dùng thường xuyên hơn. Cả hai chuẩn này đều bắt nguồn từ ngành công nghiệp truyền hình. NTSC có độ phân giải là 480 TVL (480 dòng quét đơn), và sử dụng tỷ lệ 60 trường xen kẽ mỗi giây (hay 30 khung hình ảnh được truyền đi trong mỗi giây). PAL có độ phân giải 576 TV line (dòng quét đơn), và sử dụng tỷ lệ 50 trường quét xen kẽ/giây (hay 25 khung hình ảnh/giây). Tổng lượng thông tin/giây là bằng nhau trong cả hai chuẩn này.
 
Khi analog video được số hóa, số lượng điểm ảnh lớn nhất có thể tạo được dựa trên số TV line có thể được số hóa. Trong khi chuẩn NTSC, kích cỡ hình ảnh được số hóa lớn nhất là 720x480 pixels thì với PAL, kích cỡ này là 720x576 pixels (D1). Độ phân giải được sử dụng thường xuyên nhất là 4CIF 704x576 PAL / 704x480 NTSC.
   
Độ phân giải 2CIF là 704x240 (NTSC) hoặc 704x288 (PAL) pixels có nghĩa là chia số dòng quét ngang cho 2. Trong hầu hết các trường hợp, mỗi dòng quét ngang biểu diễn gấp đôi, hay còn gọi “dòng quét gấp đôi”, khi hiển thị trên một máy giám sát để giữ đúng tỷ lệ trong hình ảnh. Đây là một cách để giải quyết vấn đề hình ảnh chuyển động bị mờ trong quét xen kẽ.
 
Đôi khi, một phần tư của hình ảnh CIF được sử dụng, thường được gọi tắt là QCIF (viết tắt của Quarter CIF).

Do phan giai 

Sự khác biệt giữa PAL và NTSC bắt đầu sâu xa từ hệ thống năng lượng mà thế giới đang sử dụng. Ở Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, và một số quốc gia ở Châu Mỹ sử dụng hệ thống điện có tần số 60Hz, vì lý do về kỹ thuật xử lý thông tin số dải truyền đi phụ thuộc vào tần số của dòng điện. Vì vậy tín hiệu được xử lý và truyền đi thành 60 dải trong một giây (thông thường còn gọi là tần số quét ngang 60Hz). Chúng ta biết hầu hết các công nghệ truyền hình hay video đều sử dụng công nghệ Interlace Scan (công nghệ quét dòng xen kẽ) để tạo nên một hình ảnh hoàn thiện. Do tốc độ quét quá nhanh nên 2 dải quét này người ta coi nó tạo thành một khung hình. Vì vậy với 60 dải được truyền đi trong giây tạo thành 30 khung hình trong một giây. Đó cũng chính là nguyên do tạo nên 30 khung/s cho chuẩn NTSC.

Còn hệ PAL thì sao ?, chúng ta biết ở các nước Châu Âu, một số nước Châu Á trong đó có Việt Nam chúng ta sử dụng hệ thống điện có tần số là 50Hz, bằng cách giải thích tương tự như trên hệ PAL sẽ có số khung truyền đi trong một giây là 25 khung/s

Thử so sánh hai hệ về chất lượng hình ảnh : Rõ ràng với 576 dòng quét và 480 dòng quét hệ PAL cho chúng ta hình ảnh sắc nét hơn hẳn hệ NTSC. Nhưng với 30 khung/s so với 25 khung/s thì hệ NTSC cho chúng ta hình ảnh mượt hơn rất nhiều. Một điều chúng ta nên chú ý là khi chuyển hình ảnh từ NTSC sang PAL hình ảnh sẽ bị mờ hơn so với khi xem nguyên bản. Bởi kích thước khung ảnh phóng lên sẽ bị giãn ra, do vậy chất lượng sẽ kém hơn. Còn chuyển từ PAL sang NTSC có thể gây ra hình ảnh bị giật, do số khung/s của PAL ít hơn NTSC.
Ngoài tần số quét ngang còn có tần số quét dọc, chính vì vậy tạo nên kích thước khung hình của hai hệ này cũng khác nhau, vì vậy khi xem chúng ta vẫn thường thấy một số hiện tượng co hình (không full màn hình) ở một số bộ phim hay một số kênh truyền hình.

Đến đây chúng ta đã phần nào hiểu tại sao ở Việt Nam bạn nhất thiết phải dùng hệ PAL mà không phải là NTSC rồi phải không. Không phải nguyên do thiết bị của chúng ta quyết định mà là do lưới điện của chúng ta !!!

Độ phân giải VGA
 
Với sự ra đời của camera mạng, 100% các hệ thống kỹ thuật số có thể được thiết kế. Điều này cho thấy các hạn chế của chuẩn NTSC và PAL không hợp lý. Một vài độ phân giải bắt nguồn từ ngành công nghiệp máy tính đã được giới thiệu, mang lại sự linh động hơn, hơn nữa, chúng là các chuẩn trên toàn thế giới.
 
VGA viết tắt của Video Graphics Array, là một hệ thống hiển thị đồ họa cho các máy tính, ban đầu được IBM phát triển. Độ phân giải này được định nghĩa là 640x480 pixels, một kích thước rất giống với NTSC và PAL. Độ phân giải VGA thông thường phù hợp hơn với các camera mạng vì hình ảnh video trong hầu hết các trường hợp sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính, với độ phân giải trong VGA hay trong nhiều VGA. Quarter VGA (QVGA – VGA ¼) có độ phân giải 320x240 pixels cũng là một định dạng được sử dụng phổ biến, rất gần với CIF. QVGA đôi khi được gọi là độ phân giải SIF (Định dạng trao đổi chuẩn), dễ bị nhầm lẫn với CIF.
Các độ phân giải dựa trên VGA khác là XVGA (1024x768 pixels) và 1280x960 pixels, gấp VGA 4 lần, cho ta độ phân giải megapixel.
 
Độ phân giải MPEG

Độ phân giải MPEG luôn được nghĩa là một trong các độ phân giải sau:
 
·                *   704x576 pixels (TV PAL)
·                *   704x480 pixels (TV NTSC)
·                *   720x576 pixels (PAL or D1)
·                *   720x480 pixels (NTSC or D1)
 

 

 

Độ phân giải Megapixel

Độ phân giải càng cao, thì các chi tiết càng có thể được nhìn thấy rõ trong một hình ảnh. Đây là một điều đáng xem xét quan trọng trong các ứng dụng giám sát video, nơi mà một hình ảnh có độ phân giải cao có thể giúp nhận dạng tội phạm. Độ phân giải cao nhất của NTSC và PAL, trong analog camera, sau đó tính hiệu video được số hóa trong một đầu ghi kỹ thuật số (DVR) hay trong một video server, là 400,000 pixels (704x576 = 405,504). 400,000 bằng với 0.4 Megapixel.
 
Sử dụng định dạng CIF, ví dụ ¼ hình ảnh, độ phân giải sẽ giảm xuống thành 0.1 Megapixel.
 
Thậm chí mặc dù ngành công nghiệp giám sát video luôn xoay sở để tồn tại với các hạn chế này, ngày nay công nghệ camera mạng làm cho các độ phân giải cao là có thể thực hiện. Một định dạng megapixel thông thường là 1280x1024, cho ta độ phân giải 1.3 megapixel, 3 lần cao hơn của các analog camera. Camera với độ phân giải 2 megapixel và 3 megapixel cũng tồn tại, và thậm chí các độ phân giải cao hơn vẫn được chờ đợi có thể đạt được trong tương lai.
 
Camera mạng megapixel cũng mang lại ích lợi về các tỷ lệ co (hệ số co) khác nhau. Trong một chuẩn TV, một tỷ lệ co 4:3 được sử dụng, trong khi trong TV màn hình rộng hay phim ở rạp (phim cine) là 16:9. Lợi thế của tỷ lệ co này là, trong hầu hết các hình ảnh, phần trên và phần dưới của hình bị bỏ qua, tuy nhiên những điểm ảnh quý báu ở phần giữa được tập trung, và do đó tiết kiệm băng thông và không gian lưu trữ. Trong camera mạng, bất kỳ tỷ lệ co nào cũng có thể được sử dụng.
 
Ngoài ra, Zoom/ quay ngang/ quay dọc kỹ thuật số có thể tiến hành mà không làm mất độ phân giải. Người điều hành có thể lựa chọn phần nào của hình ảnh megapixel nên được hiển thị. Điều này không ám chỉ tới bất kỳ chuyển động nào từ camera. Nó đảm bảo nhiều độ tin cậy cao hơn.