Interlace a deinterlace

Nejprve si vysvětleme, co to vlastně je Interlace neboli prokládání. Vychází z principu televize, jak byla zavedena již během první poloviny dvacátého století. Mluvíme o starém dobrém černobílém vysílání. Hledal se princip, jak dosáhnout dobré rozlišovací schnopnosti a co nejvyššího počtu snímků za vteřinu při co nejmenší šířce pásma. Chytří inženýři na to přišli, i když tenkrát ještě netušili, kolik problémů tím způsobí v dnešní době.

Televizní signál se přenáší v analogové formě, v počtu 50 půlsnímků za vteřinu, obraz má celkem 625 řádků, ovšem pouze 576 jsou viditelné, ostatní slouží pro synchronizaci, popř. pro přenos doplňkových služeb jako teletext apod. Jeden půlsnímek je tvořen polovinou řádků, tedy viditelných 288 řádky, přičemž první půlsnímek obsahuje sudé řádky a druhý půlsnímek liché, což dá celkem celý obraz. Na obrazovce TV se nejprve zobrazí první půlsnímek (se sudými řádky) a poté druhý půlsnímek s lichými řádky, přičemž obrazovka již nezobrazuje předchozí půlsnímek. Dostáváme tak iluzi plných 576 řádků při 50 snímcích za vteřinu. Iluze by nebyla úplná, kdyby první půlsnímek nebyl z jiného časového okamžiku než druhý - dostáváme tak dva snímky s polovinou obrazové informace, ovšem časově (o 1/50s) a obrazově (o jeden řádek obrazu) posunuté. Tím se ušetřila polovina přenosového pásma. Později při nástupu barevné TV se podobným principem přidala barva, pouze namodulovaná nad původní jasovou složku, takže byla zachovaná kompatibilita s původním černobílým vysíláním a čb televize stále mohou přijímat barevné vysílání. Existuje ovšem několik způsobu přidání barev, označené PAL, SECAM, ... to je ale již pro nás nezajímavé. Iluze vypadá takto:

Počítačové monitory fungují na podobném principu, zobrazují ale neprokládaně, tedy po celých snímcích, každý snímek obsahuje všechny řádky. Existují dvě základní metody, jak prokládané video zobrazit na monitoru, říká se tomu Deinterlace. Jedna se nazývá Weave a je nejběžnější. Pro dosažení vyššího rozlišení se spojují dva půlsnímky dohromady, každý je ale z jiného časového okamžiku, takže při pohybu objektů dochází ke známe "zubatici" - roztřepení obrazu. Framerate je dále poloviční, tedy 25 snímků/s. Obrázek napoví více:

Druhá metoda Bob využívá opačného principu - zachovává počet snímků za vteřinu, tedy 50, ale duplikuje jednotlivé řádky. Dochází tak ke snížení rozlišení na polovinu ve vertikálním směru, navíc se obraz o jeden řádek chvěje nahoru a dolů, protože půlsnímky jsou právě o ten jeden řádek posunuty. Opět se podívejme na jeden frame:

Existují ale ještě další metody, jak vylepšit koukatelnost na monitoru. Velmi častá, především v profesionálních střižnách je Blend field. Funguje jako Weave, s tím rozdílem, že zprůměruje oba půlsnímky do sebe, takže není vidět zubatice, ale prolnutí obou půlsnímků. O něco lepší, především pro kompresory videa, které mívají se střídajícími se čárami jako je prokládání problémy. Pro oko ale pouze malý přínos.

Další metodou je Blended clipping, která už dosahuje lepších výsledků. Dochází k analýze celého obrazu, porovnává se jasová složka bodů nad sebou v řádcích z obou půlsnímků. Pokud je rozdíl větší než nastavený limit, zduplikuje se (nebo zprůměruje) na tom místě bod z jednoho půlsnímku a vloží do řádku s druhého půlsnímku. Tato metoda je již náročnější na zpracování a trvá daleko dále než předchozí metody. Výsledek je ale již daleko lepší. Posuďte sami:

Předchozí metoda má ale nevýhodu v tom, že vodorovná čára pouze v jednom řádku se ztratí. Proto se dále provádí porovnání s předchozím snímkem a detekuje se i tento stav, metoda se nazývá Motion blended clipping, často se ale Blended clipping myslí rovnou tato metoda (DScaler, ATV2000). Tyto metody mají ale také jisté neduhy, občas detekce prokládání nefunguje úplně stoprocentně, proto se lze setkat i s různými modifikacemi, které mají za úkol zlepšit detekci a kvalitu obrazu. Obecně platí, čím lepší, tím větší zátěž systému.