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适应性每像素反交错处理
数字显示器,例如HDTV、DVI显示器和CRT监视器,最终都需要逐行扫描的信号才能正确显示。如果接收到的是隔行扫描的信号,在显示之前必须先转换成逐行扫描的信号。
隔行扫描的视频图像由场组成。每场包含一帧画面中的一半数量的扫描线。一场画面由原始画面的偶数或奇数扫描行构成。在隔行显候,屏幕从上至下刷新两次,第二次的扫描线是穿插在第一次的每行之间。数字显示器使用的是逐行扫描,意味着它们在一次刷新的时候就扫描完所有行,这样每场就需要相对于隔行扫描两倍的数据量。因此,在数字显示器上显示之前,隔行扫描的视频数据格式必须转换成逐行扫描的信号。这种把输入的隔行信号转换为输出的逐行信号的处理过程叫做反交错处理。
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| 隔行格式对比隔行逆转 |
有两种能够将隔行信号转换为逐行信号显示在数字显示器上的方法,分别为“Bob”和“Weave”。
“Bob”(场内插值)是一种完全丢弃一个场中隔行视频数据的方法。所有奇数场或者所有偶数场被丢弃。利用剩下来的场,在现有扫描线间隙中采用插补的方式得到完整的非隔行帧供逐行扫描显示器显示。这种方法不考虑丢弃的那些场的信号。
“Weave”(合并)是一种结合隔行扫描图像中的奇数场和偶数场来生成完整的非隔行帧供逐行扫描显示器显示的方法。
每种方法执行起来都很简单,在现阶段也在视频行业内广泛使用中。但是这些方法得到的都只是糟糕的视觉效果。
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| Bob和Weave |
“Bob”适合处理运动图像,不适合处理静态图像。例如:如果隔行视频是480i(NTSC制式),那么Bob方法将使用240条奇数场或偶数场的扫描线通过插值来生成非隔行的480线的帧供逐行扫描监视器来显示。结果是垂直分辨率只有一半了。尽管这种方法可以工作的很好,但是它会导致图像在垂直方向上的模糊和细节损失。这种缺陷会在现场视频中的文本和固定对象/标志上非常明显。某些图像可能看起来会上下跳跃。这种缺陷可能在帧率的转换中变得更糟糕,例如从60Hz转换到72Hz。
“Weave”对于静态图像的显示非常完美,因为它使用了所有信息来生成尽可能好的图像。它在静态图像时工作地很好,但是动态画面时会产生恼人的梳状羽化模糊。快速的视频和文本滚动会让人无法忍受。所谓羽化,就是移动物体的垂直边缘看起来像羽毛那样。当图像移动时,任何尝试去交织场都会导致严重的运动模糊。因为记录的时候就是采用隔行的方式进行,由非同一时间的两场信号来组成一个完整的帧。一个时间点的一帧记录为奇数场,一秒的1/60时间之后记录为偶数场(NTSC制式)。在这个时间段内一辆速度60英里/小时汽车将会移动大约1.5英尺,所以奇偶场的垂直边缘将会分离这样的距离出来。简单地合成场而导致的这种错误叫做“梳状模糊”或“羽化模糊”缺陷。
解决这个问题的简单方法就是在“bob”和“weave”这两种方法中切换,根据两场来判断是否是运动画面。基于场间比较,使用简单的运动计算,这个技术可以判断当图像运动时采用“bob”的处理方法,当图像静止时采用“weave”处理方法。听起来这是解决“bob”和“weave”问题的好办法,可是很遗憾,大部分的帧都是包含动态和静态图像的混合画面,因此无论选择哪种方法,画面中未经优化的部分都会产生缺陷。
最先被应用到DeltaChrome图像处理器而后又在Chrome S20系列图像处理器上得到进一步改进的S3 Graphics' Chromotion技术提供了精确的优化扫描处理判断,和更高级的反交错处理。
因为大部分图像都包含静态和动态部分,所以Chromotion的适应性每像素反交错处理技术是通过精确到像素的运动检测来优化判断是否采用“bob”或“weave” 基于像素的处理。这种高级算法通过关注上一场、下一场和当前场中的的像素,计算出是否存在运动画面。因此它会生成当前帧中适当的对应像素。因为这种高级算法是基于像素而不是基于场来判断的,所以它能去除运动物体中的视觉缺陷,并保留全像素的非移动部分画面。结果就能得到高质量的清晰画面,即使是在HDTV逐行扫描显示器上。
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