什么是逐行扫描? 它与交错扫描有什么区别?

By 时代数字趋势2021-12-18

有效率的影像处理,是在 HD 电视上显示最佳影像的关键之一。逐行式扫描是一种处理科技,不仅为现代影像处理科技的基础(例如蓝光光碟)做好準备,同时也是一种仍在使用中的技术。

  • 从交错式扫描到逐行式扫描
  • 什么是交错式扫描?
  • 什么是逐行式扫描?
  • 倍线器
  • 将胶卷转换成影像
  • 逐行式扫描及3:2 Pulldown
  • 达到逐行式扫描所需要的条件

从交错式扫描到逐行式扫描

随着桌机电脑的到来,大家发现到使用传统的电视来显示电脑影像,尤其是在显示文字上,结果不是很理想,这是因为交错式扫描的影响所致。为了要在电脑屏幕上有更精确的图像显示,于是便诞生了逐行式扫描技术。

 

什么是交错式扫描?

传统数位电视广播(以及更旧的电缆/卫星盒、VCR、DVD)是透过使用交错式扫描来显示在电视屏幕上。现在有两种主要的交错式扫描系统:NTSC 及 PAL。

NTSC 是以60赫兹525扫描线、60场及每秒30帧数的系统为基础。每个帧幅都会切成两个262扫描线的两个场。

这些扫描线会将错地被送出,然后显示为交错式的图像。使用 NTSC 的国家包括美国、加拿大、墨西哥、部份中美及南美国家、日本、台湾及韩国。

PAL 是以50赫兹625扫描线、50场及每秒25帧数的系统为基础。就像 NTSC 一样,讯号是交错式地由312扫描线的2个场组成。PAL 有着接近胶片电影的帧率(电影帧率基本是 24 fps)。

使用 PAL 系统的国家包括英国、德国、西班牙、葡萄牙、义大利、中国、印度、非洲大部份国家,以及中东国家。

 

什么是逐行式扫描?

逐行式扫描跟交错式扫描的不同,在于图像是按照顺序扫描每一条线(或像素列),从上至下显示在屏幕上。逐行式扫描会在一轮扫描把图像投至屏幕上(而不是透过组合两次图像),因此图像会有更多细节显示出来,也较适合看文字和动态表现。逐行式扫描也比较不受闪烁影响。

 

倍线器

随着高画质 LCD 电视及投影机的到来,传统电视、VCR 及 DVD 来源所产生的解析度,无法透过交错式扫描法来产出好的图像。为了填补这个差距,除了採用逐行式扫描之外,电视製造商也引进了倍线器的概念。

有倍线器的电视会产生「线间的线」,会将上方线与下方线的特徵做结合,来给图像更高解析度的外观。这些新的线便会被加在原本的线结构上,所有的线就会被逐行式扫描到电视屏幕上。

倍线器的缺点是它可能导致动态残影,因为新产生的线也会和图像的动作一起移动。要让整个图像变平顺,通常会使用额外的影像处理。

 

将胶卷转换成影像

虽然逐行式扫描及倍线器试图将交错式影片图像显示的缺点改善,仍然还有另一个会阻止胶卷电影的显示正确性:影像帧率。

对 PAL 来源的装置和电视来说,因为 PAL 的帧率(25fps)及胶卷帧率(24fps)非常接近,所以只需要最小量的更正就可以在 PAL 电视屏幕上正确地显示胶卷影片。

不过,这在 NTSC 上就不是这样了,因为它产生显示的影片是 30 fps。如果你曾经试过将录影机的 8 mm 家用胶卷录影转换到电影屏幕上,你就会发现这个问题。因为帧幅的动态并不一致,在胶卷转成影像时如果没有任何调整,就会产生明显可见的闪烁现象。

当胶卷在 NTSC 系统被转成 DVD(或录影带)的时候,胶卷和影像的帧率差必须要整合调整。为了消除闪烁,胶卷帧率会透过能更将胶卷帧率与影像帧率更接近的公式被「延伸」。

 

逐行式扫描及3:2 Pulldown

为了要能看到胶卷最準确的状态,应该要以每秒24帧数来显示,而投影机或电视得要可以支援这个功能。要在 NTSC 系统下做到这个,来源必须要有 3:2 pulldown 侦测。

在这个方式下,它可以反转 3:2 pulldown 过程,来将胶卷转换成影片,最后以原本的 24 fps 格式逐行式扫描输出。

这可以透过附有特殊类型 MPEG 解码器的 DVD(或蓝光/超高画质蓝光)播放器,与可读取 3:2 pulldown 交错式影像讯号,并解码出正确胶卷帧率的去交错器完成。

帧数接着会逐行式扫描,残像也被校正过,然后新的影像讯号便会透过可逐行扫描的内容影像或 HDMI 连接,输出到相容的电视或投影机上。

如果你的 DVD 播放器有逐行式扫描,而没有 3:2 pulldown 侦测,它仍会传送比交错式影像更平顺的影像。播放器会读取 DVD 的交错图像,处理讯号中的逐行式图像,并使用 30 fps 系统传输到电视或投影机上。

 

达到逐行式扫描所需要的条件

不论是来源内容(DVD 播放器、HD 连接线、卫星盒、天线等等)或是电视/投影机,都必须相容于逐行式扫描。来源也需要是可逐行式扫描的影像输出,或者可以传输逐行式扫描影像的 DVI 或 HDMI 输出。

如果影像是以交错式扫描形式存放在 DVD 上,逐行式扫描可以透过 DVD 播放器应用当作一个播放选项。AV 端子及 S 端子连接无法传输逐行式扫描影像。

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