Deinterlacing - Deinterlacing

Deinterlacing ist der Prozess der Umwandlung von Interlaced-Video in eine Non-Interlaced- oder Progressive- Form. Interlaced-Videosignale werden häufig beim analogen Fernsehen , beim digitalen Fernsehen ( HDTV ) im 1080i- Format, einigen DVD- Titeln und einer kleineren Anzahl von Blu-ray- Discs gefunden.

Ein Interlaced-Videoframe besteht aus zwei nacheinander aufgenommenen Halbbildern : Das erste enthält alle ungeraden Zeilen des Bildes und das zweite alle geraden Zeilen. Analoges Fernsehen verwendete diese Technik, weil es eine geringere Übertragungsbandbreite zuließ, während eine hohe Bildrate für glattere und lebensechte Bewegungen beibehalten wurde. Ein Signal ohne Zeilensprung (oder Progressive Scan ), das dieselbe Bandbreite verwendet, aktualisiert die Anzeige nur halb so oft und es wurde festgestellt, dass es ein wahrgenommenes Flimmern oder Stottern verursacht. CRT-basierte Displays waren aufgrund ihrer vollständig analogen Natur in der Lage, Interlaced-Videos korrekt anzuzeigen und die abwechselnden Zeilen nahtlos einzublenden. Seit den frühen 2000er Jahren sind Displays wie Fernseher und Computermonitore jedoch fast vollständig digital geworden – insofern das Display aus diskreten Pixeln besteht – und auf solchen Displays macht sich das Zeilensprung bemerkbar und kann als störender Sehfehler erscheinen. Der Deinterlacing-Prozess sollte versuchen, diese zu minimieren.

Deinterlacing ist daher ein notwendiger Prozess und ist in den meisten modernen DVD-Playern, Blu-ray-Playern, LCD/LED-Fernsehern, digitalen Projektoren, TV-Set-Top-Boxen, professionellen Broadcast-Geräten und Computer-Video-Playern und -Editoren integriert - allerdings jeweils mit unterschiedlicher Qualität.

Deinterlacing wird seit Jahrzehnten erforscht und verwendet komplexe Verarbeitungsalgorithmen; konsistente Ergebnisse waren jedoch nur sehr schwer zu erzielen.

Hintergrund

Siehe auch: Interlaced-Video
Beispiel für Interlaced-Video (verlangsamt)

Sowohl Video und fotografischer Film capture eine Serie von Frames (Einzelbildern) in schnellen Folge; jedoch lesen Fernsehsysteme das aufgenommene Bild durch serielles Abtasten des Bildsensors in Zeilen (Reihen). Beim analogen Fernsehen wird jedes Bild in zwei aufeinanderfolgende Halbbilder unterteilt , von denen eines alle geraden Zeilen enthält, das andere die ungeraden Zeilen. Die Halbbilder werden nacheinander mit einer doppelten Rate der nominellen Bildrate erfasst. Zum Beispiel, PAL und SECAM - Systeme haben eine Rate von 25 Frames / Sekunde oder 50 Halbbilder / Sekunde, während das NTSC - System 29,97 Bilder / s oder 59,94 Felder / s liefert. Dieser Vorgang des Aufteilens von Frames in Halbbilder mit halber Auflösung mit der doppelten Framerate wird als Interlacing bezeichnet .

Da das Zeilensprungsignal die beiden Halbbilder eines zu zwei verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Videoframes enthält, verbessert es die Bewegungswahrnehmung für den Betrachter und reduziert das Flimmern, indem es den Persistenz des Sichteffekts ausnutzt . Dies führt zu einer effektiven Verdoppelung der Zeitauflösung im Vergleich zu Filmmaterial ohne Zeilensprung (für Bildraten gleich Halbbildraten). Jedoch erfordert ein Zeilensprungsignal eine Anzeige, die von Natur aus in der Lage ist, die einzelnen Halbbilder in einer sequentiellen Reihenfolge anzuzeigen , und nur herkömmliche Fernsehgeräte auf CRT- Basis sind in der Lage, Zeilensprungsignale aufgrund der elektronischen Abtastung und des Fehlens einer scheinbar festen Auflösung anzuzeigen.

Die meisten modernen Displays wie LCD- , DLP- und Plasma-Displays können nicht im Interlaced-Modus arbeiten, da sie Displays mit fester Auflösung sind und nur Progressive Scanning unterstützen. Um Interlaced-Signale auf solchen Displays anzuzeigen, müssen die beiden Interlaced-Halbbilder mit einem als De-Interlacing bekannten Prozess in ein progressives Vollbild umgewandelt werden . Wenn jedoch die beiden zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Halbbilder wieder zu einem gleichzeitig angezeigten Vollbild kombiniert werden, treten bei sich bewegenden Objekten im Bild visuelle Defekte auf, die als Interlace-Artefakte oder Kämmen bezeichnet werden . Ein guter Deinterlacing-Algorithmus sollte versuchen, Interlacing-Artefakte so weit wie möglich zu vermeiden und dabei nicht die Bildqualität zu beeinträchtigen, die durchweg schwer zu erreichen ist. Es gibt verschiedene Techniken, die die fehlenden Bildinformationen extrapolieren, sie fallen jedoch eher in die Kategorie der intelligenten Bilderzeugung und erfordern komplexe Algorithmen und eine beträchtliche Rechenleistung.

Deinterlacing-Techniken erfordern eine komplexe Verarbeitung und können daher eine Verzögerung in den Videofeed einführen. Dies ist zwar im Allgemeinen nicht auffällig, kann jedoch dazu führen, dass die Anzeige älterer Videospiele hinter der Controller-Eingabe zurückbleibt . Viele Fernsehgeräte verfügen daher über einen "Spielmodus", in dem minimale Verarbeitungsvorgänge durchgeführt werden, um die Geschwindigkeit auf Kosten der Bildqualität zu maximieren. Deinterlacing ist nur teilweise für solche Verzögerungen verantwortlich; Die Skalierung umfasst auch komplexe Algorithmen, deren Ausführung Millisekunden dauert.

Progressives Quellenmaterial

Hauptartikel: Telecine

Einige Interlaced-Videos wurden möglicherweise ursprünglich aus progressivem Filmmaterial erstellt, und der Deinterlacing-Prozess sollte dies ebenfalls berücksichtigen.

Typisches Filmmaterial wird auf 24 Bildern/s Film gedreht. Das Konvertieren von Film in Interlaced-Video verwendet normalerweise einen Prozess namens Telecine, bei dem jeder Frame in mehrere Halbbilder umgewandelt wird. In einigen Fällen kann jedes Filmbild durch genau zwei progressive segmentierte Bilder (PsF) dargestellt werden, und in diesem Format ist kein komplexer Deinterlacing-Algorithmus erforderlich, da jedes Teilbild einen Teil des gleichen progressiven Bildes enthält. Um jedoch ein 50-Halbbild-Zeilensprung-PAL/SECAM- oder 59,94/60-Halbbild-Zeilensprung-NTSC-Signal anzupassen, ist eine Bildratenumwandlung unter Verwendung verschiedener "Pulldown"-Techniken erforderlich. Die meisten fortschrittlichen Fernsehgeräte können das ursprüngliche 24-Frame/s-Signal mithilfe eines inversen Telecine- Verfahrens wiederherstellen . Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen 24-Frame-Film um 4% (auf 25 Bilder/s) für die PAL/SECAM-Konvertierung zu beschleunigen; Dieses Verfahren wird immer noch häufig für DVDs sowie Fernsehsendungen (SD & HD) in den PAL-Märkten verwendet.

DVDs können entweder Filme mit einer dieser Methoden codieren oder originale progressive 24 Bilder/s-Videos speichern und MPEG-2-Decoder-Tags verwenden, um den Videoplayer anzuweisen, wie sie in das Interlaced-Format konvertiert werden können. Die meisten Filme auf Blu-rays haben die ursprüngliche Non-Interlaced-Motion-Filmrate von 24 Bildern/s beibehalten und ermöglichen die Ausgabe im progressiven 1080p24-Format direkt auf Anzeigegeräten, ohne dass eine Konvertierung erforderlich ist.

Einige 1080i HDV-Camcorder bieten auch den PsF-Modus mit kinoähnlichen Bildraten von 24 oder 25 Bildern/s. TV-Produktionsteams können auch spezielle Filmkameras verwenden, die mit 25 oder 30 Bildern/s arbeiten, wenn solches Material keine Bildratenkonvertierung für die Ausstrahlung im vorgesehenen Videosystemformat benötigt.

Deinterlacing-Methoden

Wenn jemand Interlaced-Video auf einem progressiven Monitor mit schlechtem Deinterlacing ansieht, kann er "Kämmen" in der Bewegung zwischen zwei Halbbildern eines Frames sehen.

Deinterlacing erfordert, dass die Anzeige ein oder mehrere Halbbilder puffert und sie zu Vollbildern rekombiniert. Theoretisch wäre dies so einfach wie das Erfassen eines Halbbilds und das Kombinieren desselben mit dem nächsten zu empfangenden Halbbild, wodurch ein einzelner Rahmen erzeugt wird. Das ursprünglich aufgezeichnete Signal wurde jedoch aus zwei Halbbildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt, und ohne spezielle Verarbeitung führt jede Bewegung über die Halbbilder normalerweise zu einem "Kämme"-Effekt, bei dem abwechselnde Zeilen leicht gegeneinander versetzt sind.

Es gibt verschiedene Methoden zum Deinterlacen von Videos, die jeweils unterschiedliche Probleme oder Artefakte erzeugen . Einige Methoden sind in Artefakten viel sauberer als andere Methoden.

Die meisten Deinterlacing-Techniken fallen in drei große Gruppen:

  1. Deinterlacing mit Halbbildkombination, das die geraden und ungeraden Halbbilder nimmt und sie zu einem Vollbild kombiniert. Dadurch wird die wahrgenommene Framerate (die zeitliche Auflösung) halbiert, wobei 50i oder 60i in 25p oder 30p umgewandelt werden.
  2. Deinterlacing mit Halbbilderweiterung, bei dem jedes Halbbild (mit nur der Hälfte der Zeilen) auf den gesamten Bildschirm ausgedehnt wird, um einen Rahmen zu erstellen. Dadurch wird die vertikale Auflösung des Bildes halbiert, aber die ursprüngliche Halbbildrate beibehalten (50i oder 60i wird in 50p oder 60p umgewandelt).
  3. Deinterlacing mit Bewegungskompensation, das fortschrittlichere Algorithmen verwendet, um Bewegungen über Felder hinweg zu erkennen und bei Bedarf die Techniken umzuschalten. Dies erzeugt das beste Qualitätsergebnis, erfordert jedoch die meiste Rechenleistung.

Moderne Deinterlacing-Systeme puffern daher mehrere Halbbilder und verwenden Techniken wie die Kantenerkennung , um die Bewegung zwischen den Halbbildern zu finden. Dies wird dann verwendet, um die fehlenden Zeilen aus dem ursprünglichen Halbbild zu interpolieren, wodurch der Kämmeffekt reduziert wird.

Deinterlacing von Halbbildkombinationen

Diese Verfahren nehmen die geraden und ungeraden Halbbilder und kombinieren sie zu einem Rahmen. Sie behalten die volle vertikale Auflösung auf Kosten der zeitlichen Auflösung (wahrgenommene Bildrate), wobei 50i/60i in 24p/25p/30p umgewandelt wird, wodurch das flüssige, flüssige Gefühl des Originals verloren gehen kann. Wenn das Zeilensprungsignal jedoch ursprünglich von einer Quelle mit niedrigerer Bildrate, wie beispielsweise einem Film, erzeugt wurde, gehen keine Informationen verloren und diese Verfahren können ausreichen.

Weberei
  • Das Verweben ist das einfachste und rudimentärste Verfahren, das durch Verschachteln ("Verweben") der aufeinanderfolgenden Halbbilder zu einem einzigen Rahmen durchgeführt wird. Diese Methode verursacht keine Probleme, wenn sich das Bild zwischen den Halbbildern nicht geändert hat, aber jede Bewegung führt zu Artefakten, die als "Kämmen" bekannt sind, wenn die Pixel in einem Halbbild nicht mit den Pixeln im anderen übereinstimmen und eine gezackte Kante bilden.
Mischen
  • Das Mischen erfolgt durch Mischen oder Mittelung aufeinanderfolgender Felder, die als ein Einzelbild angezeigt werden. Kämmen wird vermieden, da die Bilder übereinander liegen. Dies hinterlässt stattdessen ein Artefakt, das als Ghosting bekannt ist. Das Bild verliert sowohl die vertikale Auflösung als auch die zeitliche Auflösung. Obwohl mit dieser Technik erzeugtes Video nur die halbe Anzahl von Pixeln vertikal benötigt, wird es oft mit einer vertikalen Größenänderung kombiniert, damit die Ausgabe keinen numerischen Verlust an vertikalen Pixeln aufweist. Wenn Interpolation verwendet wird, kann dies zu einem noch weicheren Bild führen. Beim Mischen geht auch die Hälfte der zeitlichen Auflösung verloren, da zwei Bewegungsfelder zu einem Einzelbild kombiniert werden.
  • Selektives Mischen oder intelligentes Mischen oder bewegungsadaptives Mischen ist eine Kombination aus Weben und Mischen. Da Bereiche, die sich von Rahmen zu Rahmen nicht geändert haben, keine Bearbeitung benötigen, werden die Rahmen gewebt und nur die Bereiche, die dies benötigen, werden gemischt. Dies behält die volle vertikale Auflösung und die halbe zeitliche Auflösung bei und weist aufgrund der selektiven Kombination beider Techniken weniger Artefakte als Weben oder Mischen auf.
  • Inverse Telecine : Telecine wird verwendet, um eine Filmquelle mit 24 Bildern pro Sekunde in Interlaced-TV-Video in Ländern umzuwandeln, die das NTSC-Videosystem mit 30 Bildern pro Sekunde verwenden. Länder, die PAL mit 25 Bildern pro Sekunde verwenden, benötigen kein Telecine – Filmquellen werden lediglich um 4% beschleunigt, um die erforderlichen 25 Bilder pro Sekunde zu erreichen. Wenn Telecine verwendet wurde, ist es möglich, den Algorithmus umzukehren, um das Originalmaterial ohne Zeilensprung zu erhalten, das eine langsamere Bildrate hat. Damit dies funktioniert, muss das genaue Telecine-Muster bekannt oder erraten sein. Im Gegensatz zu den meisten anderen Deinterlacing-Methoden kann Inverse Telecine, wenn es funktioniert, den ursprünglichen progressiven Videostream perfekt wiederherstellen.
  • Algorithmen im Telecide-Stil: Wurde das Interlaced-Material aus progressiven Frames mit langsamerer Framerate generiert (zB "Cartoon-Pulldown"), dann können die exakten Originalframes wiederhergestellt werden, indem das fehlende Halbbild aus einem passenden vorherigen/nächsten Frame kopiert wird. In Fällen ohne Übereinstimmung (zB kurze Cartoon-Sequenzen mit erhöhter Framerate) greift der Filter auf ein anderes Deinterlacing-Verfahren wie Blending oder Line-Doubling zurück. Dies bedeutet, dass der schlimmste Fall für Telecide gelegentliche Frames mit Ghosting oder reduzierter Auflösung sind. Im Gegensatz dazu können ausgefeiltere Bewegungserkennungsalgorithmen Pixelartefakte einführen, die dem Originalmaterial nicht treu sind. Bei Telecine- Video kann die Dezimierung als Nachbearbeitung angewendet werden, um die Bildrate zu reduzieren, und diese Kombination ist im Allgemeinen robuster als ein einfaches inverses Telecine, das fehlschlägt, wenn unterschiedliches Interlaced-Material zusammengespleißt wird.

Felderweiterungs-Deinterlacing

Diese Methoden nehmen jedes Feld (mit nur der Hälfte der Zeilen) und erweitern es auf den gesamten Bildschirm, um einen Rahmen zu erstellen. Dies kann die vertikale Auflösung des Bildes halbieren, zielt jedoch darauf ab, die ursprüngliche Halbbildrate beizubehalten (50i oder 60i wird in 50p oder 60p umgewandelt).

Halbe Größe
  • Halbe Größe zeigt jedes Halbbild einzeln an, was zu einem Video mit der halben vertikalen Auflösung des Originals führt, nicht skaliert. Während dieses Verfahren alle Originalpixel und die gesamte zeitliche Auflösung beibehält, wird es aufgrund seines falschen Seitenverhältnisses verständlicherweise nicht für die normale Betrachtung verwendet. Es kann jedoch erfolgreich verwendet werden, um Videofilter anzuwenden , die ein Vollbild ohne Zeilensprung erwarten, wie beispielsweise solche, die Informationen von benachbarten Pixeln ausnutzen (z. B. Schärfen).
Linienverdopplung
  • Zeilenverdopplung oder "Bobbing" nimmt die Zeilen jedes verschachtelten Halbbildes (bestehend nur aus geraden oder ungeraden Zeilen) und verdoppelt sie, wodurch das gesamte Bild ausgefüllt wird. Dies führt dazu, dass das Video eine Vollbildrate hat, die mit der ursprünglichen Halbbildrate identisch ist, aber jedes Vollbild hat die halbe vertikale Auflösung oder eine Auflösung gleich derjenigen jedes Halbbilds, aus dem das Vollbild gemacht wurde. Die Zeilenverdopplung verhindert Kämmartefakte und sorgt für eine gleichmäßige Bewegung, kann jedoch durch den Verlust der vertikalen Auflösung und visuelle Anomalien zu einer merklichen Verringerung der Bildqualität führen, wodurch stationäre Objekte beim Abwechseln der ungeraden und geraden Zeilen auf und ab zu wackeln scheinen. Aus diesem Grund werden diese Techniken auch als Bob-Deinterlacing und lineares Deinterlacing bezeichnet . Eine Variante dieses Verfahrens verwirft ein Halbbild aus jedem Rahmen, wodurch die zeitliche Auflösung halbiert wird.

Zeilenverdopplung wird manchmal mit Deinterlacing im Allgemeinen oder mit Interpolation (Bildskalierung) verwechselt, die eine räumliche Filterung verwendet, um zusätzliche Zeilen zu erzeugen und somit die Sichtbarkeit der Pixelierung auf jeder Art von Anzeige zu reduzieren. Die Terminologie „Line Doubler“ wird häufiger in der High-End-Unterhaltungselektronik verwendet, während „Deinterlacing“ häufiger im Computer- und Digitalvideobereich verwendet wird.

Deinterlacing mit Bewegungskompensation

Fortgeschrittenere Deinterlacing-Algorithmen kombinieren die traditionellen Halbbildkombinationsmethoden (Weaving und Blending) und Frameerweiterungsmethoden (Bob- oder Zeilenverdopplung), um eine hochwertige progressive Videosequenz zu erzeugen. Einer der grundlegenden Hinweise auf die Richtung und das Ausmaß der Bewegung wäre die Richtung und Länge der Kämmartefakte im Zeilensprungsignal.

Die besten Algorithmen versuchen auch, die Richtung und den Betrag der Bildbewegung zwischen aufeinanderfolgenden Halbbildern vorherzusagen, um die beiden Halbbilder besser miteinander zu vermischen. Sie können Algorithmen ähnlich der Blockbewegungskompensation verwenden, die bei der Videokompression verwendet wird. Wenn sich beispielsweise in zwei Feldern das Gesicht einer Person nach links bewegt, würde das Weben Kämmen erzeugen, und das Mischen würde Geisterbilder erzeugen. Die erweiterte Bewegungskompensation würde (idealerweise) erkennen, dass das Gesicht in mehreren Feldern dasselbe Bild ist, nur an eine andere Position verschoben, und würde versuchen, Richtung und Ausmaß einer solchen Bewegung zu erkennen. Der Algorithmus würde dann versuchen, das volle Detail des Gesichts in beiden Ausgabebildern durch Kombinieren der Bilder zu rekonstruieren, wobei Teile jedes Feldes entlang der erfassten Richtung um den erfassten Bewegungsbetrag bewegt werden. Deinterlacer, die diese Technik verwenden, sind oft überlegen, da sie Informationen aus vielen Feldern verwenden können, im Gegensatz zu nur einem oder zwei, sie benötigen jedoch eine leistungsstarke Hardware, um dies in Echtzeit zu erreichen.

Die Bewegungskompensation muss mit der Szenenwechselerkennung kombiniert werden (die ihre eigenen Herausforderungen hat), sonst wird versucht, zwischen zwei völlig unterschiedlichen Szenen eine Bewegung zu finden. Ein schlecht implementierter Bewegungskompensationsalgorithmus würde die natürliche Bewegung stören und könnte zu visuellen Artefakten führen, die sich als "springende" Teile in einem feststehenden oder sich glatt bewegenden Bild manifestieren.

Qualitätsmessung

Unterschiedliche Deinterlacing-Methoden haben unterschiedliche Qualitäts- und Geschwindigkeitseigenschaften.

Um die Qualität des Deinterlacing-Verfahrens zu messen, wird normalerweise der folgende Ansatz verwendet:

  1. Eine Reihe von progressiven Videos wird zusammengestellt
  2. Alle diese Videos sind interlaced
  3. Jedes der Interlaced-Videos wird mit einer bestimmten Deinterlacing-Methode deinterlaced
  4. Alle deinterlaced-Videos werden mit dem entsprechenden Quellvideo über eine objektive Videoqualitätsmetrik wie PSNR , SSIM oder VMAF verglichen .

Die wichtigste Messgröße für die Geschwindigkeit sind Frames pro Sekunde (FPS) – wie viele Frames der Deinterlacer pro Sekunde verarbeiten kann. In Bezug auf FPS ist es notwendig, die Auflösung aller Frames und Hardwareeigenschaften anzugeben, da die Geschwindigkeit der spezifischen Deinterlacing-Methode erheblich von diesen beiden Faktoren abhängt.

Benchmarks

Deinterlacing-Challenge 2019

Dieser Benchmark hat 8 verschiedene Deinterlacing-Methoden an einem synthetischen Video verglichen. Es gibt eine bewegliche 3-dimensionale Lissajous-Kurve auf dem Video, um es für die modernen Deinterlacing-Methoden herauszufordern. Die Autoren verwendeten MSE und PSNR als objektive Metriken. Außerdem messen sie die Verarbeitungsgeschwindigkeit in FPS . Bei manchen Methoden gibt es nur einen visuellen Vergleich, bei anderen nur objektiv.

Weitere Algorithmen der Deinterlacing Challenge 2019
Algorithmus MSE PSNR Verarbeitungsgeschwindigkeit
(FPS)		 Open Source
Vegas De-Interlace-Mischung 8.086 43.594 3,53 Nein
Vegas De-Interlace-Interpolation 16.426 41.292 3.58 Nein

MSU Deinterlacer-Benchmark

Dieser Benchmark hat mehr als 20 Methoden auf 40 Videosequenzen verglichen. Die Gesamtlänge der Sequenzen beträgt 834 Frames. Die Autoren geben an, dass das Hauptmerkmal dieses Benchmarks der umfassende Vergleich von Methoden mit visuellen Vergleichstools, Performance-Plots und Parameter-Tuning ist. Die Autoren verwendeten PSNR und SSIM als objektive Metriken.

Top-Algorithmen von MSU DIB
Algorithmus PSNR SSIM Verarbeitungsgeschwindigkeit
(FPS)		 Open Source
MSU-Deinterlacer 40.708 0,983 1.3 Nein
VapourSynth TDeintMod 39,916 0,977 50,29 Jawohl
NNEDI 39,625 0,978 1,91 Jawohl
FFmpeg Bob Weaver Deinterlacing-Filter 39,679 0,976 46.45 Jawohl
Dampfsynth EEDI3 39,373 0,977 51,9 Jawohl
Deep-Video-Deinterlacer in Echtzeit 39.203 0,976 0,27 Jawohl

Der Autor von VapourSynth TDeintMod gibt an, dass es sich um einen bidirektionalen bewegungsadaptiven Deinterlacer handelt. Das NNEDI-Verfahren verwendet ein neuronales Netzwerk, um Videosequenzen zu deinterlacen . FFmpeg Bob Weaver Deinterlacing Filter ist der Teil eines bekannten Frameworks für die Video- und Audioverarbeitung. Vapoursynth EEDI3 ist die Abkürzung für "Enhanced Edge Directed Interpolation 3", die Autoren dieses Verfahrens geben an, dass es funktioniert, indem es die beste nicht abnehmende Verzerrung zwischen zwei Linien gemäß einem Kostenfunktional findet. Die Autoren von Real-Time Deep Video Deinterlacer verwenden Deep CNN , um die beste Qualität des Ausgabevideos zu erzielen.

Wo Deinterlacing durchgeführt wird

Das Deinterlacing eines Interlaced-Videosignals kann an verschiedenen Stellen in der TV-Produktionskette erfolgen.

Progressive Medien

Deinterlacing ist für interlaced Archivprogramme erforderlich, wenn das Sendeformat oder Medienformat progressiv ist, wie bei EDTV 576p- oder HDTV 720p50-Rundfunk oder mobilem DVB-H-Rundfunk; es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu erreichen.

  • Produktion – Das Interlaced-Videomaterial wird während der Programmproduktion in Progressive Scan umgewandelt. Dies sollte normalerweise die bestmögliche Qualität liefern, da Videofilmer Zugang zu teurer und leistungsstarker Deinterlacing-Ausrüstung und -Software haben und mit der bestmöglichen Qualität deinterlacen können, wobei sie wahrscheinlich manuell die optimale Deinterlacing-Methode für jeden Frame auswählen.
  • Broadcasting – Echtzeit-Deinterlacing-Hardware wandelt Interlaced-Programme unmittelbar vor der Übertragung in Progressive Scan um. Da die Verarbeitungszeit durch die Bildrate beschränkt ist und keine menschliche Eingabe verfügbar ist, ist die Qualität der Konvertierung höchstwahrscheinlich schlechter als bei der Vorproduktionsmethode; teure und leistungsstarke Deinterlacing-Geräte können jedoch bei richtiger Abstimmung immer noch gute Ergebnisse liefern.

Interlaced-Medien

Wenn das Sendeformat oder Medienformat interlaced ist, sollte Echtzeit-Deinterlacing durch eingebettete Schaltkreise in einer Set-Top-Box, einem Fernseher, einem externen Videoprozessor, einem DVD- oder DVR-Player oder einer TV-Tunerkarte durchgeführt werden. Da Geräte der Unterhaltungselektronik im Vergleich zu professionellen Deinterlacing-Geräten in der Regel viel billiger sind, deutlich weniger Rechenleistung haben und einfachere Algorithmen verwenden, kann die Qualität des Deinterlacing stark variieren und die typischen Ergebnisse sind selbst bei High-End-Geräten oft schlecht.

Die Verwendung eines Computers zur Wiedergabe und/oder Verarbeitung ermöglicht potenziell eine breitere Auswahl an Videoplayern und/oder Bearbeitungssoftware, die nicht auf die Qualität beschränkt ist, die das eingebettete Unterhaltungselektronikgerät bietet, so dass zumindest theoretisch eine höhere Deinterlacing-Qualität möglich ist – insbesondere wenn der Benutzer dies kann Vorkonvertieren von Interlaced-Video in Progressive Scan vor der Wiedergabe und fortschrittliche und zeitaufwendige Deinterlacing-Algorithmen (dh unter Verwendung der "Produktions"-Methode).

Die Qualität sowohl der kostenlosen als auch der kommerziellen Consumer-Grade-Software entspricht jedoch möglicherweise nicht dem Niveau professioneller Software und Geräte. Außerdem sind die meisten Benutzer nicht in der Videoproduktion geschult; Dies führt oft zu schlechten Ergebnissen, da viele Leute nicht viel über Deinterlacing wissen und nicht wissen, dass die Bildrate die Hälfte der Halbbildrate beträgt. Viele Codecs/Player deinterlacen nicht einmal selbst und verlassen sich auf die Grafikkarte und die Videobeschleunigungs-API, um ein ordnungsgemäßes Deinterlacing durchzuführen.

Bedenken hinsichtlich der Wirksamkeit

Die European Broadcasting Union hat sich gegen die Verwendung von Interlaced-Video in Produktion und Rundfunk ausgesprochen, 720p 50 fps (Frames per Second) als aktuelles Produktionsformat empfohlen und in Zusammenarbeit mit der Industrie 1080p 50 als zukunftssicheren Produktionsstandard eingeführt, der eine höhere Vertikalität bietet Auflösung, bessere Qualität bei niedrigeren Bitraten und einfachere Konvertierung in andere Formate wie 720p50 und 1080i50. Das Hauptargument ist, dass, egal wie komplex der Deinterlacing-Algorithmus auch sein mag, die Artefakte im Interlaced-Signal nicht vollständig eliminiert werden können, da einige Informationen zwischen den Frames verloren gehen.

Yves Faroudja , der Gründer von Faroudja Labs und Emmy- Preisträger für seine Leistungen in der Deinterlacing-Technologie, hat erklärt, dass "Interlace zu Progressive nicht funktioniert" und von der Verwendung von Interlaced-Signalen abgeraten.

Siehe auch

Verweise

Externe Links