Det finns generellt sett två typer av skanningsmetoder som används i TV-sändningar. De är progressiva och interlaced skanningar som används för att visa video. TV-apparater producerar rörliga bilder som sänds från en studio till en antenn. Detta var vanligt under televisionens guldålder, men numera är kabel- och OTT-streaming vanligare. Sänd tv är fortfarande allmänt tillgänglig och gratis (med sponsrad reklam).
Dessa skanningsmetoder används för att bestämma tekniken för överföring av videoframes. Dessa avser överföring av signaler som representerar upplösningslinjer till en tv-skärmvisning. Traditionellt användes här CRT (Cathode Ray Tube), men nu är LCD (Liquid Crystal Display) vanligare. Signalerna överför mönster för hur CRT skriver linjer på tv-skärmen. Linjerna representerar videon och skrivs många gånger per sekund över skärmen i en process som kallas skanning.
Scanningshastigheten är upprepningen av hur många gånger horisontella linjer eller fält skrivs till skärmen för att visa videon. Den använder samma frekvens som elnätet med 50 eller 60 fält per sekund eller Hz. Mellan 25 och 30 bilder per sekund (fps) sänds. I Nordamerika använder det monokroma (svartvita) systemet 525 skanningslinjer som sänds med 30 Hz, vilket ger en horisontell svepfrekvens på 15 750 Hz (525 × 30). Färg-TV-systemet använder också 525 skanningslinjer, men svepfrekvensen är justerad till 15 734 Hz. Detta gjordes för att båda systemen skulle förbli kompatibla med varandra under många år framöver.
Interlaced Scans
Interlaced scans sänder ramen som udda (1,3,5 …) och jämna (2,4,6 …) numrerade rader i 1/60 av en sekund (med hänvisning till 60 Hz). Processen upprepas om och om igen och varje serie rader som visas är det som kallas fältet. Endast halva bildrutan sänds faktiskt åt gången, men det sker så snabbt (1/60 av en sekund) att det inte är märkbart för det mänskliga ögat. Det sker tillräckligt snabbt för att tittarna ska se hela bilden, men det kan förekomma ett visst flimmer.
Nackdelarna med interlaced scanning är att rörelsen inom ramen kan orsaka rörelseartefakter. Detta händer när rörelsen är riktigt snabb att den orsakar märkbara skillnader i fältens positioner. Ett exempel på detta är när man filmar sportevenemang med riktigt snabb rörelse, många artefakter kan genereras. Tittarna kan också märka flimmer på skärmen på en interlaced-skärm, som när man tittar på tv från en satellitsändning. Detta skapar en kamningseffekt (hackiga kanter) som verkligen kan påverka bildkvaliteten på skärmen. Detta innebär att ramarna inte är helt synkroniserade med den faktiska rörelsen. Interlaceringen kan vara så dålig, men många system använder sig av deinterlaceringsmetoder för att minimera detta problem. Den tar bort kamningseffekten genom att sudda ut rörelsen. Deinterlacingprocessen är inte perfekt och det beror på hur väl systemet har utformats på skärmen eller behandlingsenheten (t.ex. kabelbox).
En av huvudanledningarna till att använda interlaced scanning är att spara bandbredd. Genom att bara skicka halva bilden åt gången sparas den bandbredd som behövs för att överföra information i nätverket. Du använder faktiskt inte mindre bandbredd i sig. Om din överföringskanal är 8 MHz minskar den inte till ett lägre värde, du har fortfarande 8 MHz. Tänk istället på det så här – du fördubblar bildfrekvensen på en video utan att förbruka extra bandbredd.
Problemet med att kräva mer bandbredd är att det blir dyrare och mer komplicerat att producera och sända innehåll ju större bandbredd man har. Ett exempel är med interlacing på ett PAL-system (Phase Alternating Line) som kräver 50 fält per sekund (25 udda rader, 25 jämna rader). Vid interlaced sänds en halv bild varje 1/50 av en sekund med mindre krav på bandbredd. Om hela bilden sänds kan det kräva ytterligare 8 MHz, vilket ökar behovet av mer bandbredd.
Progressiva skanningar
I en progressiv skanning sänds hela bilden på en gång. Alla linjer i ramen ritas på en gång för att fylla skärmen. Progressiva skanningar är mer idealiska för digital överföring jämfört med äldre interlaced skanningstekniker. Den blev en teknisk standard för användning med HD (High Definition) TV-skärmar i början av 1990-talet.
Då hela bildrutan överförs på en gång minskar flimmer och artefakter. Videon ser jämnare, mer realistisk och högkvalitativ ut. Detta gör det möjligt att ta stillbilder från video utan märkbara artefakter i bilden. Detta är utmärkt för super slo-motion-video som verkligen fångar detaljerna. Det finns inte heller något behov av att använda avsiktlig oskärpa (anti-aliasing) för att minimera problem som kamning. Detta är bra för tittarna eftersom mindre flimmer innebär mindre ansträngning för ögonen. Tittarna kan titta i mycket längre timmar utan att drabbas av ögontrötthet.
Progressiv video är dyrare men önskas bland oberoende filmskapare. Detta beror på att den har ett utseende som liknar filmens. Skanningstekniken resulterar i de tydligaste bilderna utan att man behöver oroa sig för alltför många artefakter. Den möjliggör också bättre visning av video med snabba rörelser som i actionsekvenser i filmer och sport.
Deinterlacing
Interlaced scanning användes ursprungligen i traditionella analoga SD-sändningar (Standard Definition) eftersom det var effektivare vid överföring av video. Den är dock inte jämn trots att den är tillförlitlig. För det mesta använder OTA-signaler fortfarande interlaced teknik för TV. Detta kräver användning av deinterlacing för att konvertera till progressiv skanning när signalen sänds till skärmen.
Deinterlacing omvandlar interlaced video till en icke-interlaced eller progressiv form. TV-apparater och datorskärmar har stöd för progressiv skanning, så de visar mycket bättre video eller digital utgång. Detta har byggts in i de flesta moderna DVD-spelare, Blu-ray-spelare, LCD/LED HDTV, digitala projektorer, TV-set-topboxar, professionell sändningsutrustning och datorvideospelare med varierande kvalitetsnivåer (alla är inte likadana).
Synopsis
Inspelningen, uppspelningen och överföringen av video använde antingen progressiv eller interlaced teknik. Interlaced har sina rötter i sändningsindustrin och används fortfarande i stor utsträckning på grund av sin effektivitet och tillförlitlighet. Progressiv är idealisk för skärmar av högre kvalitet för jämnare videoutgång.
Våra ögon är inte riktigt medvetna om övergångarna som äger rum i vår TV. På standardskärmar som använder interlaced scanning borde det gå bra, men flimmer och artefakter är märkbara. Det blir värre på progressiva skärmar som datormonitorer, så det krävs först en deinterlacing innan det kan visas. Den övergripande fördelen med progressiv är bildkvaliteten när det gäller videouppspelning. Interlaced-skärmar är dock fortfarande lämpliga för videouppspelning till en lägre kostnad.
När man filmar interlaced-video är kända problem med rörelseartefakter. Detta kräver mer efterredigering av innehållet, vilket tar mer tid och kostnader i anspråk. Detta är anledningen till att redigerare behöver avinterlacerad video. Det krävs också eftersom de flesta moderna skärmar använder progressiv skanning.
När du väljer skärmar, till exempel en TV, kommer du att se marknadsföringen som 720i, 1080p, 2160p osv. Bokstaven ”i” betecknar interlaced medan ”p” betecknar progressiv. Trenden mot progressiva skärmar är mer utbredd nu på grund av OTT-strömning av video-on-demand-innehåll och digitala medier (t.ex. DVD, Blu-ray osv.). ). Digitala videosignaler är mer anpassade till progressiva skanningsmetoder. Om man jämför en progressiv skanning och en interlaced bild vid 60 Hz verkar den progressiva skanningbilden mycket jämnare. Även om interlaced videosignaler fortfarande används i sändningar, är progressiva bildskärmar som har funktioner för avinterlacing det bättre valet för videoutgång.