72、视频处理技术全解析

视频处理技术全解析

1. 视频扫描与显示

1.1 扫描原理

扫描是视频系统中将光学图像转换为电子信号的技术。在扫描过程中，电子感应点以光栅模式在图像上移动，将亮度差异转换为瞬时电压差异。感应点从图像左上角开始，水平穿过帧以产生扫描线，然后快速返回帧的左边缘（此过程称为水平回扫）并开始扫描下一行。回扫线略微向下倾斜，使得回扫后感应点刚好位于前一条扫描线下方，准备扫描新的一行。当扫描完最后一行（即感应点到达图像右下角）时，会同时进行水平和垂直回扫，将感应点带回图像左上角。对一幅图像的完整扫描称为一帧。

1.2 扫描相关概念

• 扫描线 ：图像的单条水平线。在视频显示和处理中，对应于图像帧的单条水平线。最初用于相机，传感单元通常依次扫描一行上的每个像素，然后移动到下一行逐行捕获完整图像。
• 扫描线切片 ：图像扫描线与目标结构的交集。例如，圆形目标与 5 条扫描线（虚线）相交，5 条粗水平直线段即为扫描线段。

1.3 扫描方式

• 逐行扫描 ：图像显示中的一种光栅扫描方法，以帧为单位，从左上角到右下角进行显示。其特点是清晰度高，但数据量大。
• 隔行扫描 ：同样是图像显示中的光栅扫描方法，源自电视工程技术，扫描或传输图像中的交替行（而非连续行）。一帧分为两个场，顶场包含所有奇数行，底场包含所有偶数行，以场为扫描单位。每个帧要进行两次连续的垂直扫描，传输时，先传输电视帧的奇数行形成奇数场，再传输