Left

image

HUNMagyarul
Menu:
lsmaker.uw.hu
Leírások - Váltottsoros (interlace-es) videó

Leírások

Váltottsoros (interlace-es) videó

Elmélet

Történelem

Amikor kidolgozták a TV szabványt, a fejlesztőknek igen sok problémával kellett szembenézni: a régi katódsugárcsöveknek (CRT=Cathode Ray Tube) hosszú volt a kialvási idejük, nem tudtak magas képkirajzolást elérni, a mozgókép továbbítására kis sávszélesség állt rendelkezésükre. Az ideális az lett volna, hogy másodpercenként legalább 25 képet tudtak volna megjeleníteni. Fontos elkülöníteni kétféle fogalmat: képkirajzolási gyakoriság és képfrissítési gyakoriság. A képkirajzolási gyakoriság azt jelenti, hogy a katódsugárcső elektronnyalábja hányszor fut végig az egész képen (pl. egy másodperc alatt), tehát hányszor rajzol ki képet. Ezek a képek lehetnek akár ugyanazok is. A képfrissítés pedig azt jelenti, hogy (pl. másodpercenként) hányszor változik a kép tartalma. A korai katódsugárcsövek kialvási idejük hosszú volt, még nem sötétültek vissza a képpontok, mire újra kellett kirajzolni. Ezért egy idő után beégett volna az egész kép. Ha a katódsugárcső csak másodpercenként 2-szer rajzolta volna ki a képet, nem láttuk volna folyamatosnak, hullámzónak tűnt volna. Szükséges volt tehát elkülöníteni a két frissítési értéket. Miután megoldották a gyorsabb képkioltást a katódsugárcsőnél, felmerülhet, hogy rajzoljuk ki ugyanazt a képet kétszer! Csakhogy ahhoz igen nagy és gyors memória kellett volna, ami akkoriban még nemnagyon volt.

A megoldás

Ekkor jött egy nagyszerű ötlet: másodpercenként nem 25, hanem 50 képet kell készíteni. A képet nem kell egyszerre kirajzolni, hanem először az első kép páratlan sorait, aztán a következő kép párosait (v. először páros, majd páratlan). Tehát összefésülnek két képet. Így megoldódtak a problémák: amíg a páros sorokat rajzolja, addig a páratlanok kialszanak és fordítva. Nem kellett memória, egymás után érkeztek a félképek. (Egy félkép a kép páros, vagy páratlan sorai). Sokkal folyamatosabb lett a kép, nem 25, hanem 50 Hz lett a képfrissítés és képkirajzolás is. (Gyakorlatilag). Kisebb sávszélességre lett szükség, hiszen másodpercenként nem 50 teljes kép átvitelére volt szükség, hanem csak félképekre (fele adatmennyiség).

Ma

És fejlődött a technika: megjelent a digitális videószerkesztés, a televíziók továbbfejlődtek (100Hz, digitális), megjelentek a mozifilmek DVD-n. Kevés lett az 50Hz-es képkirajzolás, ez nagyon fárasztja a szemet. A háztartásokban megjelentek a progresszív letapogatást (tehát nem váltottsoros, hanem folyamatos kép) használó eszközök: számítógép videobemenettel, DV csatlakozással. Esetleg 100Hz-es, digitális TV-vel. A probléma ott kezdődik, hogy ezek az eszközök együtt jelenítik meg a két félképet, fele képfrissítéssel és a félképek nem egyszerre, hanem kis időeltolódással készülek. Ekkor nagyon meglepődik az ember. Rájövünk, hogy itt bizony nagy baj van.

A leírtam az európai PAL szabványra vonatkoznak. Az USA-ban, Japánban NTSC színrendszert használnak. Ott 30 Hz (inkább 29,97 Hz=30000/1001) és 60 Hz van 25 Hz és 50 Hz helyett.

Fontos még megjegyezni, hogy a 24 fps-es mozifilmeket hogyan alakítják át PAL illetve NTSC rendszerbe. PAL rendszerbe egyszerűen felgyorsítják a filmet 24-ről 25 fps-re. Váltottsoros NTSC-re sokkal bonyolultabban. Úgynevezett Telecine eljárással. Fordítottja az inverse telecine.
AA BB CC DD - ezek a celluloid képkockái, még egyben vannak a félképek
AA AB BC CC DD - ilyenek lesznek az NTSC képkockák. A második képkocka első félképe még a film első képkockája, a második félképe már a film második képkozkájából való...

Repülő

(Fontos, hogy a képeket itt 1:1-ben lássuk, különben nagyon torzul!)

Gyakorlatilag minden TV-adás (műsor) és a házi felvételeink (kamera) is váltottsorosak. Az utóbbi 1-2 évben jelentek meg progresszív videokamerák, de ezek mind a profi árkategóriába esnek. (1 millió forint felett.)

Fordítva

De fordítva is igaz: miért villog egy kicsit, miért darabos a DVD-filmek mozgása? Maga a videójel nem különböztet meg progresszív és váltottsoros jelet, tehát kompatibilisek, csupán a megjelítés módjától függ. A DVD mozifilmek legtöbbje progresszív, kivéve ha nem filmes kamerával (vagy HD digitális kamerával, progresszív módban...) vették fel (pl. koncertfilemk). Ha ilyen progresszív képet kell megjelíteni a hagyományos TV-nek, akkor bizony kicsit villoghat a kép. Sokkal feltűnőbb, ha a kép állókép, fénykép.A képújságoknál megfigyelhető, hogy a vízszintes vonalak mennyire villognak. (Erre még visszatérek!)

A jövő

Egyre több eszközzel (DVD-lejátszó, projektor...) lehet találkozni, melyekre rávan írva, hogy "Progressive Scan", tehát nem váltottsoros működésű, hanem folyamatos letapogatású, mindez a PAL szabvány keretein belül. Ez DVD-lejátszóknál és vetítőknél (projektor) a legfontosabb. Bármilyen jó is a DVD-lejátszó és a vetítő (ha nem tud progresszívet), a képminőség messze elmaradhat pl. egy számítógép-vetítő párostól (szoftveres DVD lejátszással). Létezik már olyan DVD-lejátszó is, melynek VGA kimenete is van, így kerülheti meg legjobban a váltottsoros-progresszív kérdést.

A váltottsoros előnyei/hátrányai

+Nagyon folyamatos mozgás
+Kompatibilitás régi eszközökkel (inkább a műsorszóró oldalon jelentkezik)
+Térhatású (3D) videók (pl. FS3D) használják
-Monitoron rossz megjelenítés
-Kis felbontású függőlegesen (gyak. fele, mintha progresszív lenne)
-Visszahúzza a minőség-javulást, rontja a mai eszközök lehetséges minőségét

Deinterlace-elés

Tehát készülnénk pl. a családi videóinkat archiválni CD-re, vagy DVD-adatra. A DVD-Video azért szerencsés, mivel ezt TV-n is meg lehet nézni, és támogatja a váltottsoros videót, tehát TV-n nem jelentkezik "váltottsoros-probléma" DVD-videó esetén (persze ha a forrás megfelelő volt).

Hogy lehet megszabadulni a csíkoktól? Tökéletesen sehogysem, csak nagymértékű adatvesztéssel, de ez függ a forrástól. Érdemes megfigyelni, hogy nemcsak a mozgó tárgyak "csíkosodhatnak be", hanem ha mozog a kamera akkor minden, vagy épp a kozgó tárgy nem. Ezért is érdemes állványt használni, ha lehet.

"Deinterlacing" technikák, avagy csíkozásmentesítés (a képeknél az éleket érdemes megfigyelni!):


EredetiDuplázott


EredetiInterpolált


EredetiÖsszemosott


EredetiArea based
A szürke rész változatlan marad.

 

 

Tömörítés

Érdemes pár szót ejteni az interlace-es videók tömörítéséről. Van értelme deinterlace-elés nélkül is eltenni a videókat. Így később felhasználhatók TV-re szánt videókba. Fontos, hogy a tömörítő alkalmas legyen interlace-es forrás tömörítésére. Ilyenek az MPEG-ek (1,2), a DivX 5.xx, néhány MJPEG. A DV szabványosan csak váltottsorosan tömörít, ami nem azt jelenti, hogy nem lehet vele progresszívet megetetni, hanem a váltottsoros tömörítésére van kihegyezve. Mindenképp váltottsorosként kezeli a forrást, félképekre bontja a progresszívet is. A progresszív tömörítésénél meg fognak jelenni kis csíkok. Sose tömörítsünk progresszívként interlace-es forrást. Ez azt eredményezheti, hogy összemaszatolja, összemossa a sorokat, és se progresszívként, se váltottsorosként nem lehet mejd használni a videót. Későbbi deinterlace-elés kizárt, ezt mindig a folyamat elején kell.

Az eredeti, a tömörített és a tömörítés után deinterlace-elt.

Sorrend

Fontos még odafigyelni a félkép sorrendre. Ez egy nagyon kényes dolog. Láttam már TV-ben olyan snittet, ahol a két félkép sorrendje fel volt cserélve. Ez olyan, mintha folyamatos jobbra svenk 1/50-ed másodperces balra svenkekből állna, és nagyokat ugrik, hogy az egészből balra mozgás legyen.
Sokféleképp nevezik a félképeket: lower, bottom, odd (páratlan) ill. upper, lower, even (páros). Általában lower field first azaz a páratlan van előbb. De egyes hardverek és szoftverek működése eltérhet.

Átméretezés

Nagyon figyelni kell az átméretezésre! Csakis olyan átméretező eljárást használjunk (a VirtualDub-é természetesen jó), ami megfelelően tudja kezelni a váltottsoros forrást. Bár igen ritkán van szükség váltottsoros átméretezésre. Kivétel ezalól, amikor átméretezés segítségével szeretnénk deinterlace-elni. 2 többszörösével viszont gond nélkül lehet méretezni. Ez mind a függőleges irányra vonatkozik!

Egy jó és két rossz példa.

Gyakorlat:

Analóg forrás estén a helyzet nem olyan egyszerű. Mivel a kép sokkal maszatosabb, zajosabb, az adaptív szűrők ritkán tudnak megfelelő eredményt nyújtani. Ekkor lehet, hogy egyszerűbb inkább a felére venni a felbontást (Nearest neighbor módszerrel), hiszen az analóg források úgysem olyan jó minőségűek.

Nyissuk meg a videót VirtualDub-ban. A video/filters menüben lehet szűrőket beállítani. Az Add gombbal hozzáadni.

Deinterlace szűrők:

Egyéb szűrők:

Gyorsítás

Tömören: a videó kitömörítésének a szűrőzéshez több lépése van. Tömörített videó - tömörítetlen YUV (ha a tömörítő így tömörít) - RGB. Majd betömörítésnél ugyanez fordítva. A VirtualDub szűrői csak RGB képekkel tud dolgozni. Ellenben, ha a VirtualDub szűrősorának megfelelőt készítünk AVISynthez, akkor VirtualDubban kiválaszthatjuk a Video/Fast Recompress módot, így a szűrőzés/tömörítés gyorsabb lesz. Az AVISynth szűrőinek nagyrészének nem kell RGB-módba kitömöríteni a képeket. AVISynthben is használhatók a VirtualDub szűrői, de erre itt nem térek ki bővebben.

Lejátszás

Az újabb videokártyákkal (DirectX 6-os kártyák, kb 1999. utántól) szerelt gépek képesek lejátszás közben átméretezni pl. bilinear eljárással, megfelelő lejátszóprogrammal (ilyenek a DirectShow alapú lejátszók, pl. BSPlayer). Ennek akkor van óriási előnye, ha nem akarjuk, hogy felesleges adatokat letároljunk, például az interpolálós eljárás helyett csak leméretezünk függűlegesen (Nearest neighbor eljárással!). Így torzan betömörítjük, majd lejátszáskor a képarányt átállítjuk 4:3-re (vagy bármire), és a videókártya elvégzi a felinterpolálást. Ez igen gazdaságos eljárás, hiszen nem tároltuk le a felesleges, előállítható adatot. Csak az a fontos, hogy rendelkezzünk megfelelő lejátszóprogrammal.

 

Copyright LSMaker 2005.