Camera 關於去隔行的一些概念

一. 什麼是場

在介紹Deinterlacer去隔行處理的方法之前,我們有必要提一下關於交錯場和去隔行處理的基本知識。

那麼什麼是場呢,場存在於隔行掃描記錄的視頻中,隔行掃描視頻的每幀畫面均包含兩個場,每一個場又分別含有該幀畫面的奇數行掃描線或偶數行掃描線信息,故分別叫奇數場或偶數場,也稱上場或下場。

我們在實際拍攝時,若使用隔行掃描的格式作記錄的話,比如標清中的PAL制,NTSC制,高清中50i,60i等,它們在信號記錄時,總是會先掃描記錄下場(偶數場)信號,再掃描記錄上場(奇數場)信號;或者相反。如果先記錄下場的,我們就說是下場優先(偶數場優先),反之叫上場優先(奇數場優先)。這樣就導致了上場與下場的圖像實際上是有一定時間位移之差的,所以這兩場的圖像在空間上是不能完全重合的,尤其在拍攝活動畫面時,活動主體的位置往往會形成梳狀條紋,如圖所示。


圖1-隔行掃描視頻的1幀畫面由不同時刻取樣的上場和下場畫面組成

圖2-隔行掃描視頻在畫面中運動的部分出現梳狀交錯現象(放大示意圖)

二. 爲什麼要去隔行處理

在對影像做後期處理時,比如摳像等,若直接處理隔行掃描素材會產生邊緣鋸齒現象,導致畫質下降。還有在隔行掃描數字格式轉膠片和構建相對完美的逐行掃描視頻時,每一格(幀)都需要無交錯的高質量的畫面,所以也需要對隔行片源視頻進行去隔行處理。

圖3-隔行掃描圖像的奇偶場合併產生梳狀條紋示意圖

三. 常見的去隔行處理方法和原理

去隔行處理就是通過一定手段,讓原本因隔行掃描形成的交錯幀顯得不再交錯,注意是“顯得不再交錯”而不是“還原”,因爲理論上講是無法復原爲100%完整畫面的,如此一來,其實去隔行的目的就是最大限度地去交錯,所以兩個概念也往往混稱。

一般情況下,我們常見的去隔行處理方法有以下幾種:

1.奇偶場直接合並

當畫面中沒有運動的時候,奇數場和偶數場的採樣信息依然能直接合併爲完整的一幀畫面,如圖所示。

圖4-靜止畫面中奇數場與偶數場直接合併爲完整的一幀畫面

2.場複製合併

最簡單的一種解決方法就是僅保留單場,拋棄另一場,然後把該單場中的行進行復制組合爲新的另一場,最後再合併爲一幀。


圖5-場複製模式減少梳狀也帶來鋸齒

這樣方法雖然大大減少梳狀條紋的程度,但同時也會帶來明顯的鋸齒現象,且畫面的有效清晰度大大下降,因僅用了一半行數的畫面信息。

3.內插補點(大多數情況適用)

爲了改善場複製模式帶來的鋸齒程度,同時得到相對快捷的處理速度,許多應用軟件都使用內插補點的方法作爲標準的去交錯模式。

這種方法首先依然保留單場信息,然後丟棄另一場,接着通過內插補點的方法創建新的掃描線。與場複製不同的時,它更加智能,會經過計算保留場相鄰的行間的信息來創建另一場。

圖6-內插補點方式消除梳狀也較少鋸齒

如此處理,大大減少了場複製模式帶來的鋸齒現象,圖像質量大幅提升。不過畫面的有效信息依然被抽去了一半。

4.場融合

爲了增加畫面的有效信息,可以把內插補點的方法加以延伸,就是分別把原畫面的奇數場使用內插補點得到新畫面,再把原偶數場使用內場補點得到另一個新畫面,然後再把兩個新得到畫面各取一半合併起來,就便是所謂的場融合方法,也叫奇偶平均合併方法。

圖7-場融合方式保留全部信息但也帶來重影現象

這種混合奇偶兩個圖場的方法,可以大大降低突兀的鋸齒現象,是去交錯的有效方法之一,而且畫面的有效信息擴大爲全幀畫面信息。不過副作用是畫面會因爲兩中間幀混合導致畫面模糊,運動劇烈的畫面還會有重影現象。

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