Добро пожаловать на мой сайт!
Здесь Вы сможете найти полезную для себя информацию по обработке видео и аудио контента для MS Windows и LINUX.
Приятного просмотра!


Черезстрочное и построчное видео (Interlace и Progressive)

Существуют два типа развертки видеокадра: черезстрочная (interlace) и построчная (progressive).

Описание построчной развертки.

Построчная разверка берет начало из технологии отображения изображения на экранах компьютерных мониторов.
В построчной (прогрессивной) развертке строки изображения прорисовываются по очереди (1,2,3,4,5....625). Применяется в спецтехнике и компьютерных мониторах. Таким образом каждый кадр изображения прорисовывается за один проход (без полукадров).



Существует мнение, что такое видео менее плавное в движении, так как частота отображения кадров всего от 24-30 кадров против 48-60 полукадров в черезстрочной.

Краткая история и описание черезстрочной развертки.

Всё началось в середине 20 века, когда зарождалось телевидение и начался передел частот эфирного радиодиапазона. Диапазон далеко не резиновый, существуют жёсткие рамки широты его использования для разных служб (милиция, любительская радиосвязь, радио, авиация, такси, телевидение и т.д.), да плюс ещё и ограничения по элементной базе в то время, с невозможностью создания сверхвысокочастотных приёмников и передатчиков. В общем, даже тогда конструкторы понимали, что отведенного под телевидение диапазона частот явно будет мало уже в ближайшем будущем.

Один телевизионный канал по расчётам должен был занимать полосу частот порядка 12МГц. Обрабатывать и передавать такой широкополосный сигнал очень сложно и требует больших затрат. К тому же, сокращается количество телеканалов, которые могут поместиться в отведённый для ТВ-вещания диапазон эфирных частот, особенно учитывая что лепить каналы вплотную друг к другу нельзя, так как появляются взаимные наводки и искажения.
Инженеры долго бились над этой проблемой. Выход был один – уменьшать занимаемый каждым телеканалом диапазон частот (тот самый, который 12 МГц). Уменьшением частоты кадров в 2 раза и введением полей его в итоге сузили до 6 МГц.

Вещательный телевизионный сигнал и сейчас использует чересстрочный способ. Это означает, что кадр (frame) передаётся не целиком, а из двух половинок: сначала передаётся первый полукадр (или поле — field), который отображается в нечётные строки кадра, а потом — второй полукадр, соответственно он отображается в чётные строки (см.рис).



Следует понимать, что в ТВ сигнале или при съёмке камерой каждый полукадр содержит изображение, отснятое на 1/50 секунды позже: то есть между первым и вторым полукадром проходит 20 мс. За это время объекты, находящиеся в кадре, могут сместиться. С другой стороны поля — элементы полного кадра, то есть 2–я строка (принадлежащая второму полю) расположена ниже 1–й строки (принадлежащей первому полю), 4–я (2–е поле) — ниже 3–й (1–е поле) и так далее. Таким образом, чётные полукадры находятся ниже нечётных. В силу этой особенности полукадры часто называют верхними (top) и нижними (bottom).
Всё сказанное выше справедливо также и для стандарта NTSC, с той только разницей что количество кадров в секунду составляет 30 (точнее, 29,97), соответственно полей в секунду — 60 (59,94). Также различается и порядок следования полей: в PAL верхние поля следуют после (позже) нижних, а в NTSC — наоборот.
Вот как это происходит в телевизоре: луч кинескопа сначала прорисовывает на экране нечётные строки, причём последняя нечётная строка прорисовывается лишь наполовину (серый цвет на рисунке). Затем, так же последовательно луч прорисовывает все чётные строки между уже нарисованными (а точнее - ещё светящимися от бомбардировки электронами) нечётными строками и заканчивает свой ход в правом нижнем углу кинескопа. При наложении двух полукадров друг на друга и получается полный кадр.
При выводе такого изображения на монитор с прогрессивной разверкой вы получите так называемый эффект "расчестки (гребенки)" (interlace)(см.рис.)



Для устранения такого эффекта обычно используют специальную систему фильтрации - деинтерлейс (deinterlace).
Принцип его таков: два полукадра, состоящие из четных и нечетных строк, совмещаются в один полный кадр при помощи программных фильтров, при этом процессе картинка может смазываться, сдвигаться и замыливаться, одним словом, при деинтерлейсинге мы теряем качество итогового видеофайла. Также возможно заменить одно поле другим, что приведет к уменьшению четкости картинки по горизонтали в 2 раза, но зато картинка будет несмазанной.

Для борьбы с "расческой" существуют несколько способов:
-профессиональные программные и аппаратные решения;
-если вы используете ТВ-тюнер на компьютере, нужно включить в его программном обеспечении фильтр деинтерлейс;
-также можно устранить "расческу (гребенку)" при помощи фильтров в видеоредакторах, например VirtualDub (работа с ней будет рассмотрена в отдельной статье).

Вот примеры кадров видео в черезстрочной и построчной развертке.



На рисунке показана черезстрочная развертка (interlace) с эффектом "расчестки" и построчная (progressive), полученная фильтром "деинтерлейс"

Борьба с интерлейсом нужна лишь в том случае, если вы намерены просматривать ваше видео только на экране компьютера или на устройствах отображения видео с прогрессивной разверткой (плазменные панели, проекторы...), в противном случае лучше оставить поля как есть для более плавного воспроизведения видео на телевизорах.

Для примера: в форматах VHS, DV, Digital 8, Hi 8 и DVD-видео используется черезстрочная развертка.




djnewman@rambler.ru
2009 Newman. All Right Reserved.
Hosted by uCoz