逐行扫描 - 你需要知道什么

逐行扫描 - 视频处理的基础

随着二十世纪九十年代中期的推出,DVD成为家庭影院革命的核心。 随着VHS和模拟电视的图像质量大幅提升,DVD标志着家庭娱乐领域的巨大进步。 DVD的主要贡献之一是采用逐行扫描技术来提高电视观看质量。

隔行扫描 - 传统视频显示的基础

在深入了解逐行扫描及其在改善电视观看体验中的重要性之前,了解传统模拟视频图像在电视屏幕上的显示方式非常重要。 模拟电视信号 (如来自本地电台,有线电视公司或VCR的信号)使用称为隔行扫描的技术显示在电视屏幕上。 有两种主要的隔行扫描系统正在使用: NTSCPAL

什么是渐进扫描

随着家庭和办公室台式电脑的出现,人们发现使用传统电视显示计算机图像并不会产生好的结果,尤其是对于文本。 这是由于隔行扫描技术的影响。 为了在计算机上产生更令人愉快和精确的图像显示方式,开发了逐行扫描技术。

逐行扫描与隔行扫描的不同之处在于,通过按顺序扫描每行(或像素行)而不是以交替顺序扫描图像,就像隔行扫描一样。 换句话说,在逐行扫描中,图像行(或像素行)按照数字顺序(1,2,3)从顶部到底部向下扫描,而不是以交替顺序(行或行1,3, 5等等,接着是行或行2,4,6)。

通过在一次扫描中逐渐将图像扫描到屏幕上而不是通过组合两半来构建图像,可以显示更平滑,更详细的图像,该图像更适合于查看细节,诸如文本和运动也不易受隔行闪烁。

将此技术视为改善我们在视频屏幕上查看图像的方式的一种方法,逐行扫描技术随后应用于DVD。

线倍增

随着大屏幕高清等离子液晶电视和视频投影仪的出现 ,传统电视,录像机和DVD光源所产生的分辨率并没有通过隔行扫描方法得到很好的再现。

为了弥补,除了逐行扫描,电视制造商还引入了线条加倍的概念。

虽然有很多方法可以应用,但其核心是具有线倍增能力的电视会创建“线条之间的线条”,它将上面的线条的特征与下面的线条结合起来,以便呈现更高分辨率的图像。 然后将这些新行添加到原始行结构中,然后逐行扫描电视屏幕上的所有行。

然而,线条加倍的缺点是会产生运动伪影,因为新创建的线条也必须随图像中的动作一起移动。 为了平滑图像,通常需要额外的视频处理。

3:2下拉 - 将电影转换为视频

尽管逐行扫描和行倍增尝试解决了隔行扫描视频图像的显示缺陷,但仍然存在另一个问题,即无法准确显示原始拍摄在电影上的电影,以便在电视机上正确观看。 对于基于PAL的信号源设备和电视机来说,这并不是一个大问题,因为PAL帧速率和电影帧速率非常接近,因此在PAL电视屏幕上准确显示电影需要进行最小限度的校正。 但是,NTSC并非如此。

NTSC的问题在于电影通常以每秒24帧的速度拍摄,NTSC视频以每秒30帧的速度产生并显示。

这意味着当电影在基于NTSC的系统中传输到DVD(或录像带)时,必须解决不同的电影和视频帧速率。 如果您曾经试图在电影出现时通过拍摄电影屏幕来传输8或16mm家庭电影,您将会理解这个问题。 由于电影帧以每秒24帧的速度投影,并且摄像机以每秒30帧的速度拍摄,因此当您播放录像带时,电影图像将显示出严重的闪烁效果。 原因是屏幕上的帧以比相机中的视频帧慢的速度移动,并且由于帧移动不匹配,当电影被转换为视频时,这会产生严重的闪烁效应调整。

为了消除闪烁,当电影专业转移到视频(不论是DVD,VHS还是其他格式)时,电影帧速率通过更接近于电影帧速率与视频帧速率匹配的公式来“拉伸”。

但是,问题仍然是如何在电视上准确显示。

逐行扫描和3:2下拉

为了以最正确的状态观看电影,应该在投影或电视屏幕上以每秒24帧的速度显示。

为了在基于NTSC的系统中尽可能准确地完成此操作,DVD播放器等来源需要进行3:2下拉检测,反转用​​于将视频放入DVD的3:2下拉过程,并以原始24帧每秒格式输出,同时仍与每秒30帧的视频显示系统兼容。

这是通过配备有特殊类型的MPEG解码器的DVD播放器与称为去隔行器的DVD播放器实现的,所述去隔行器从DVD读取3:2下拉隔行视频信号并从视频帧中提取适当的电影帧逐步扫描这些帧,进行任何伪像校正,然后通过逐行扫描分量视频(Y,Pb,Pr)HDMI连接传输此新视频信号。

如果您的DVD播放机在不进行3:2下拉检测的情况下进行逐行扫描,由于逐行扫描DVD播放机将读取DVD的隔行扫描图像并处理信号的逐行图像并通过,因此它仍然会产生比传统隔行扫描视频更平滑的图像到电视机或视频投影机。

但是,如果DVD播放机增加了3:2下拉检测功能,您的视频不仅会显示更平滑的逐行扫描图像,而且您还将体验DVD影片尽可能接近您看到的来自实际的电影放映机,除了它仍然在视频领域。

逐行扫描和HDTV

除了DVD之外,逐行扫描也适用于DTV,HDTV ,蓝光光盘和电视广播。

例如,标准清晰度DTV以480p(与逐行扫描DVD相同的特性 - 逐行扫描的480行或像素行)播放,HDTV以720p(720p行或逐行扫描的像素行)或1080i(1080行或像素交替扫描场的行由540行组成) 。 为了接收这些信号,您需要一台配有内置HDTV调谐器或外置HD调谐器,HD Cable或Satellite盒的HDTV。

您需要访问逐行扫描

为了访问逐行扫描,DVD播放器,HD电缆或卫星电视盒,以及电视机,视频显示器或视频投影机等源组件都需要具备逐行扫描功能(如果购买2009或更高版本)和源设备(DVD /蓝光光盘播放器,有线/卫星盒)需要具有逐行扫描分量视频输出或DVI(数字视频接口)HDMI(高清多媒体接口) )输出,允许将标准和高清晰度逐行扫描图像传送到类似配备的电视机。

需要指出的是,标准复合视频和S-Video连接不会传输逐行扫描视频图像。 此外,如果将逐行扫描输出连接到非逐行扫描电视输入,则无法获得图像(这仅适用于大多数CRT电视 - 所有LCD,等离子和OLED电视均为逐行扫描兼容)。

为了以反向3:2下拉查看逐行扫描,DVD播放器或电视机需要3:2下拉检测(对2009年或以后购买的任何东西都不存在问题)。 首选的方式是DVD播放机具有3:2下拉检测功能,并实际执行反向下拉功能,使用具有逐行扫描功能的电视机可显示DVD播放机馈送的图像。 在逐行扫描DVD播放器和逐行扫描(HDTV)电视中都有菜单选项,可帮助您设置可逐行扫描的DVD播放器和电视或视频投影仪。

底线

逐行扫描是改善电视和家庭影院观看体验的技术基础之一。 自第一次实施以来,事情已经演变。 DVD现在与蓝光共存,高清电视正在向4K超高清电视转变,而逐行扫描不仅成为图像在屏幕上显示的一部分,而且为进一步的视频处理技术提供了额外的基础,如视频升级