Эффективная обработка видео является одним из ключей к отображению лучших телевизионных и проецируемых изображений. Прогрессивное сканирование — это технология обработки, которая проложила путь и до сих пор используется в качестве основы «современных» методов обработки видео.
Чересстрочная развертка против прогрессивной развертки.
Изображения предоставлены Samsung
Что такое чересстрочное сканирование
Прежде чем мы перейдем к тому, что такое прогрессивное сканирование, нам нужно понять чересстрочное сканирование. Аналоговые телевизионные трансляции ( до перехода DTV ), кабельное / спутниковое телевидение, DVD (до HDMI ) или видеомагнитофон отображаются на экране телевизора с использованием технологии, известной как чересстрочная развертка. Использовались две основные системы чересстрочной развертки: NTSC и PAL .
- NTSC основан на системе из 525 строк, 60 полей / 30 кадров в секунду при 60 Гц для передачи и отображения видеоизображений. Каждый кадр разбит на два поля по 262 строки. Строки передаются поочередно, а затем отображаются как чересстрочное изображение. Странами с NTSC являются США, Канада, Мексика, некоторые части Центральной и Южной Америки, Япония, Тайвань и Корея.
- PAL основан на 625 линиях, 50 полях / 25 кадров в секунду, системе 50 Гц. Сигнал, как и NTSC, чередуется в два поля по 312 строк в каждом. Кроме того, частота кадров PAL ближе к частоте кадров. PAL имеет частоту кадров 25 в секунду, в то время как содержание фильма основано на частоте кадров 24 кадра в секунду. К странам, имеющим основу системы PAL, относятся Великобритания, Германия, Испания, Португалия, Италия, Китай, Индия, большинство стран Африки и Ближнего Востока.
Что такое прогрессивное сканирование
С появлением настольных компьютеров было обнаружено, что использование традиционного телевизора для отображения компьютерных изображений не дало хороших результатов, особенно с текстом. Это было связано с эффектом чересстрочной развертки. Для более точного отображения изображений на мониторе компьютера была разработана технология прогрессивной развертки.
Прогрессивное сканирование отличается от чересстрочного сканирования тем, что изображение отображается на экране путем сканирования каждой строки (или ряда пикселей) в последовательном порядке, а не в альтернативном порядке. Это означает, что при прогрессивной развертке строки изображения (или строки пикселей) сканируются в числовом порядке (1,2,3) по экрану сверху вниз, а не в альтернативном порядке (1,3,5 и т. Д.). следуют строки или строки 2,4,6).
Путем постепенного сканирования изображения на экране за один проход, а не построения изображения путем объединения двух половин, можно отобразить более плавное, более детальное изображение, которое лучше подходит для просмотра мелких деталей, таких как текст и движение, а также менее восприимчиво к мерцать.
Видя улучшение в компьютерных видео дисплеях, технология прогрессивной развертки была затем применена к телевидению и DVD.
Удвоение линии
С появлением плазменных телевизоров высокой четкости , ЖК- телевизоров и видеопроекторов разрешение, полученное с помощью традиционных источников ТВ, видеомагнитофонов и DVD, не очень хорошо воспроизводилось методом чересстрочной развертки.
Чтобы компенсировать это, помимо прогрессивной развертки, производители телевизоров также представили концепцию удвоения линии .
Телевизор с удвоением линий создает «линии между линиями», которые объединяют характеристики линии выше с линией ниже, чтобы создать изображение с более высоким разрешением. Эти новые строки затем добавляются к исходной структуре линий, и все линии затем последовательно сканируются на экране телевизора.
Недостаток удвоения линий заключается в том, что могут возникнуть артефакты движения, поскольку вновь созданные линии также должны перемещаться вместе с действием на изображении. Чтобы сгладить изображения, обычно использовалась дополнительная обработка видео.
Раскрытие 3: 2 — перевод фильма на видео
Несмотря на то, что прогрессивная развертка и удвоение строк пытаются устранить недостатки отображения чересстрочных видеоизображений, существует еще одна проблема, которая препятствует правильному отображению фильмов, снятых на пленку, для правильного просмотра на частоте кадров ТВ-видео.
Для исходных устройств и телевизоров на основе PAL это не является большой проблемой, поскольку частота кадров PAL (25 к / с) и частота кадров фильма (24 к / с) очень близки, поэтому для точного показа фильма на экране телевизора PAL требуется минимальная коррекция , Однако в случае с NTSC это не так, поскольку он создает и отображает видео со скоростью 30 кадров в секунду.
Это означает, что когда фильм переносится на DVD (или видеокассету) в системе на базе NTSC, необходимо согласовать различные частоты кадров фильма и видео.
Если вы попытались перенести 8- или 16-мм фильм с домашним фильмом , сняв видеоэкран с помощью видеокамеры, как показано, вы увидите эту проблему.
Поскольку кадры фильма проецируются с частотой 24 кадра в секунду, а видеокамера выполняет съемку со скоростью 30 кадров в секунду, при воспроизведении видеокассеты на изображениях фильма будет наблюдаться сильный эффект мерцания. Причина в том, что кадры на экране движутся с меньшей скоростью, чем видеокадры в камере. Поскольку движение кадров не совпадает, это вызывает заметное мерцание, когда фильм переносится в видео без какой-либо регулировки.
Чтобы устранить мерцание, когда фильм профессионально переносится в видео (будь то DVD, VHS или другой формат), частота кадров фильма «растягивается» по формуле, которая более точно соответствует частоте кадров фильма и частоте кадров видео .
Прогрессивное сканирование и раскрытие 3: 2
Чтобы увидеть фильм в его наиболее правильном состоянии, он должен отображаться с частотой 24 кадра в секунду с помощью проектора или телевизора, который может отображать эту частоту кадров изначально.
Чтобы сделать это точно в системе на базе NTSC, источник, такой как DVD-плеер, должен иметь обнаружение раскрытия 3: 2, обратить вспять процесс раскрытия 3: 2, который использовался для помещения видео на DVD, и вывести его на оригинал 24 кадра в секунду в формате прогрессивной развертки (он же 24p).
Это достигается с помощью проигрывателя DVD (Blu-ray / Ultra HD Blu-ray), оснащенного специальным типом декодера MPEG в сочетании с деинтерлейсером, который считывает чересстрочный видеосигнал 3: 2 с DVD и извлекает нужный фильм. кадры из видеокадров. Затем кадры постепенно сканируются, вносятся исправления артефактов, и новый видеосигнал отправляется через компонентное видео с поддержкой прогрессивной развертки или соединение HDMI на совместимый телевизор или видеопроектор.
Если ваш DVD-проигрыватель имеет прогрессивную развертку без обнаружения раскрытия 3: 2, он все равно будет передавать более плавное изображение, чем чересстрочное видео. Плеер будет считывать чересстрочное изображение DVD-диска, обрабатывать прогрессивное изображение сигнала и передавать его на телевизор или видеопроектор в системе со скоростью 30 кадров в секунду.
Проверьте проигрыватель DVD, Blu-ray или Ultra HD Blu-ray на наличие функции 24p. Также проверьте характеристики телевизора, чтобы убедиться, что он совместим с 24p.
Прогрессивное сканирование и HDTV
В дополнение к DVD прогрессивная развертка применяется также к DTV, HDTV , Blu-ray Disc и телевизионному вещанию.
Стандартное разрешение DTV транслируется в формате 480p (те же характеристики, что и у DVD с прогрессивной разверткой — 480 строк или строк пикселей с прогрессивной разверткой), а HDTV транслируется либо с разрешением 720p (строки 720p или строки пикселей с прогрессивной разверткой), либо с разрешением 1080i (1080 строк или строк пикселей, поочередно сканируемые поля по 540 строк) . Чтобы получать эти сигналы, вам нужен HDTV со встроенным HDTV-тюнером, внешним HD-тюнером, HD-кабелем или спутниковой приставкой.
Что нужно для доступа к прогрессивному сканированию
Для доступа к прогрессивному сканированию оба компонента источника, такие как DVD-проигрыватель, HD-кабель, спутниковая приставка, антенна и телевизор или видеопроектор, должны поддерживать прогрессивную развертку (что в большинстве случаев относится к середине 2000-х годов). Источник также должен иметь компонентный видеовыход с поддержкой прогрессивной развертки или выход DVI или HDMI, который позволяет передавать изображения с прогрессивной разверткой стандартной и высокой четкости на аналогичный телевизор или видеопроектор.
Композитные и S-Video соединения не передают видеоизображения с прогрессивной разверткой. Если вы подключите выходной сигнал с прогрессивной разверткой к входу телевизора с не прогрессивной разверткой, вы не получите изображение (это относится к большинству телевизоров с ЭЛТ — все ЖК-телевизоры, плазменные телевизоры и OLED-телевизоры совместимы с прогрессивной разверткой).
Видео помещается на DVD в чересстрочной форме, прогрессивная развертка применяется DVD-плеером в качестве одного из вариантов воспроизведения.
