Кіріспе
Аралас бейнелерді аралас емес немесе прогрессивті форматқа түрлендіру
Аралас бейнелерді аралас емес немесе прогрессивті форматқа түрлендіру – бұл процесс. Аралас бейнесигналдар көбінесе аналогты теледидарларда, VHS, лазерлік дискілерде, сандық теледидарларда (HDTV) 1080i форматында, кейбір DVD дискілерінде және аздаған Blu-ray дискілерінде кездеседі. Аралас бейне кадры екі өрістен тұрады: біріншісі – кескіннің барлық тақ жолдарынан, ал екіншісі – барлық жұп жолдарынан. Аналогты теледидар осы техниканы қолданды, себебі ол жоғары кадр жиілігін сақтай отырып, беріліс енін азайтуға мүмкіндік берді, бұл оның жылдам және шынайы қозғалысын қамтамасыз етті. Бірдей енді пайдаланатын аралас емес (немесе прогрессивті сканерлеу) сигналы дисплейді екі есе сирек жаңартады және көзге көрінетін жыпылықтау немесе ұстамалылық құбылысын тудыруы мүмкін. Электрондық сәулелі түтікке (CRT) негізделген дисплейлер өзінің толық аналогты табиғатының арқасында аралас бейнелерді дұрыс көрсетуге қабілетті, ауыспалы жолдарды біріктіре отырып. Алайда, 2000 жылдардың басынан бастап теледидарлар мен компьютер мониторлары дерлік толығымен цифрлыққа айналды, яғни дисплей дискретті пиксельдерден тұрады, және мұндай дисплейлерде араласу байқалады және көзге жалықтыратын визуалды кемшілік ретінде көрінеді. Араласуды жою процесі осы кемшіліктерді азайтуға бағытталған. Сондықтан араласуды жою қажетті процесс болып табылады және қазіргі заманғы DVD ойнатқыштар, Blu-ray ойнатқыштар, LCD/LED теледидарлар, цифрлық проекторлар, теледидар приставкалары, кәсіби хабар тарату жабдықтары және компьютерлік бейне ойнатқыштар мен редакторларында орнатылған, бірақ олардың сапасы әртүрлі. Араласуды жою мәселесі ондаған жылдар бойы зерттелді және күрделі өңдеу алгоритмдерін қолданады, алайда тұрақты нәтижелерге қол жеткізу өте қиын болды.
Өрістер комбинациясының өзара байланысын жою
Бұл әдістер жұп және тақ өрістерді алып, оларды бір кадрға біріктіреді. Олар уақытша ажыратымдылық (көрінетін кадр жылдамдығы) есебінен толық тік ажыратымдылықты сақтайды, осылайша 50i/60i форматы 24p/25p/30p форматына айналады, бұл түпнұсқаның тегіс, ағынмен сипатталатын сезімін жоғалтуы мүмкін. Дегенмен, егер өрілген сигнал бастапқыда төменгі кадр жылдамдығынан, мысалы, фильмнен алынған болса, онда ешқандай ақпарат жоғалмайды және бұл әдістер жеткілікті болуы мүмкін. Тоқу – бұл ең қарапайым және бастапқы әдіс, ол бір-біріне тікелей жалғасқан өрістерді бір кадрға біріктіру арқылы орындалады. Бұл әдіс кескін өрістер арасында өзгермеген жағдайда ешқандай мәселе тудырмайды, бірақ кез келген қозғалыс бір өрістегі пиксельдердің екінші өрістегі пиксельдермен сәйкес келмеуіне және тік жиектің пайда болуына әкеледі. Біріктіру – бұл өрістерді біріктіру немесе орташалау арқылы бір кадр ретінде көрсету. Кескіндер бір-бірінің үстіне орналасқандықтан, тарау эффектісінен аулақ болу керек. Бұл «көлеңке» деп аталатын артефакттарды қалдырады. Кескін вертикальдық және уақытша ажыратымдылықты жоғалтады. Бұл әдіспен жасалған бейнеге вертикаль пиксельдердің санының жартысы ғана қажет болса да, көбінесе тік өлшемді өзгертумен біріктіріледі, сондықтан шығыс вертикаль пиксельдердегі сандық жоғалтуды болдырмайды. Интерполяция қолданылғанда, кескін одан да жұмсақ болуы мүмкін. Біріктіру уақытша ажыратымдылықтың жартысын да жоғалтады, өйткені екі қозғалыс өрісі бір кадрға біріктіріледі. Селективті біріктіру, немесе «ақылды» біріктіру, немесе қозғалысқа бейімделмелі біріктіру – тоқу мен біріктірудің комбинациясы. Фреймдер фреймдер арасында өзгермеген аймақтарға өңдеу қажет болмайды, сондықтан фреймдер тоқылады және тек қажет аймақтар ғана біріктіріледі. Бұл толық вертикальдық ажыратымдылықты және уақытша ажыратымдылықтың жартысын сақтайды, сонымен қатар екі техниканың таңдаулы комбинациясының арқасында тоқу немесе біріктіруге қарағанда артефакттардың азырақ болуын қамтамасыз етеді. Кері телесине: Телесине – секундына 24 кадр жылдамдығымен қозғалыс суретін NTSC бейне жүйесін пайдаланатын елдерде секундына 30 кадр жылдамдығымен өрілген теледидар бейнесіне түрлендіру үшін қолданылады. PAL жүйесін секундына 25 кадрмен пайдаланатын елдерде телесине қажет емес – қозғалыс суретінің көзі қажетті 25 кадрды алу үшін 4%-ға жылдамдатылады. Егер телесине қолданылса, бастапқы өрілмеген кадрларды алу үшін алгоритмді кері қайтаруға болады, олардың кадр жылдамдығы төмен болады. Бұл әдіс жұмыс істеуі үшін телесине үлгісінің нақты болуы немесе болжануы керек. Көптеген басқа деинтерляция әдістерінен айырмашылығы, жұмыс істеген кезде кері телесине бастапқы прогрессивті бейне ағынын толыққанды қалпына келтіре алады. Телесине стиліндегі алгоритмдер: Егер өрілген кадрлар төменгі кадр жылдамдығындағы прогрессивті кадрлардан жасалған болса (мысалы, «мультфильмдік кері түсіру»), жоғалған өріс сәйкес келетін алдыңғы/келесі кадрдан көшіріліп, нақты бастапқы кадрларды қалпына келтіруге болады. Егер сәйкес келетін жағдай болмаса (мысалы, жоғары кадр жылдамдығы бар қысқа мультфильмдер), сүзгі басқа деинтерляция әдісіне, мысалы, біріктіруге немесе сызықты екі есе көбейтуге ауысады. Бұл телесине үшін ең нашар жағдай – кейде көлеңкелі немесе төмендеу ажыратымдылығы бар кадрлар. Ал күрделі қозғалысты анықтау алгоритмдері сәтсіз болғанда, олар бастапқы материалға сәйкес келмейтін пиксель артефактілерін тудыруы мүмкін. Телесине бейнесі үшін кадр жылдамдығын азайту үшін декамацияны пост-өңдеу ретінде қолдануға болады, және бұл комбинация әдетте қарапайым кері телесинеге қарағанда сенімдірек, ол әртүрлі өрілген кадрлар біріктірілген кезде сәтсіз болады.
Өрістің кеңейтуін ажырату
Бұл әдістер әр өрісті (тек жартысы ғана сызықтармен) алып, оны бүкіл экранға кеңейтіп, кадр жасайды. Бұл кескіннің тік ажыратылуын екі есеге азайтуы мүмкін, бірақ бастапқы өрістің жылдамдығын сақтауды көздейді (50i немесе 60i 50p немесе 60p-ға айналады). Жартылай өлшемдеу әр қиылысқан өрісті жеке көрсетеді, нәтижесінде түпнұсқаның тік ажыратылуының жартысы бар видео пайда болады. Бұл әдіс барлық бастапқы пиксельдерді және уақытша ажыратуды сақтайтын болса да, оның бұрмаланған көрініс қатынасы болғандықтан, оны тұрақты қарау үшін қолданбайтыны түсінікті. Алайда, оны көршілес пиксельдерден ақпаратты пайдаланатын (мысалы, өткірлеу) бейне сүзгілерін қолдануға болады, себебі олар араласқан емес кадрды күтеді. Сызықтарды екі еселеу немесе "боббинг" әр қиылысқан өрістің сызықтарын (тек жұп немесе тақ сызықтардан тұрады) алып, оларды екі еселеп, бүкіл кадрды толтырады. Бұл видеоның бастапқы өрістің жылдамдығымен бірдей кадр жылдамдығына ие болуына әкеледі, бірақ әр кадрдың тік ажыратылуының жартысы немесе кадр жасалған әр өрістің ажыратылуымен тең болады. Сызықтарды екі еселеу "жақын араласқан" артефактілердің пайда болуын болдырмайды және тегіс қозғалысты сақтайды, бірақ тік ажыратылудың жоғалтылуынан және визуалды аномалиялардан сурет сапасының айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін, онда тұрақты объектілер тақ және жұп сызықтар ауысқанда жоғары және төмен қарай қозғалған сияқты көрінеді. Осы себепті бұл әдістер боб деинтерляциясы және сызықтық деинтерляция деп те аталады. Бұл әдістің бір түрі әр кадрдан бір өрісті алып тастап, уақытша ажырату қабілетін екі есеге азайтады. Сызықтарды екі еселеу кейде жалпы деинтерляциямен немесе интерполяциямен (бейне масштабтаумен) шатастырылады, ол қосымша сызықтарды жасау үшін кеңістіктік сүзгілеуді қолданады, соның арқасында кез келген дисплейде пикселдің көрінуі азаяды. "Линияны екі еселеу" термині жоғары сапалы тұтынушы электроникасында жиі қолданылады, ал "деинтерляция" термині компьютер және цифрлық бейне саласында жиі қолданылады.
Қозғалыс компенсациясы
Күрделі деинтерляция алгоритмдері дәстүрлі өріс комбинациясы әдістерін (тоқыма және араластыру) және кадрларды кеңейту әдістерін (боб немесе сызықты екі еселеу) біріктіріп, жоғары сапалы прогрессивті бейне тізбегін құрайды. Өзара байланысқан сигналдағы тарақ тәрізді артефакттардың бағыты мен ұзындығы қозғалыс бағыты мен мөлшерін анықтау үшін маңызды көрсеткіштердің бірі болып табылады. Ең жақсы алгоритмдер екі өрісті жақсы араластыру үшін келесі өрістер арасындағы бейне қозғалысының бағыты мен мөлшерін болжауға тырысады. Олар бейне сығу кезінде қолданылатын блок қозғалысын өтеуге ұқсас алгоритмдерді қолдануы мүмкін. Мысалы, егер екі өрісте адамның беті солға қарай жылса, тоқыма тарақ тәрізді артефакттарды, ал араластыру – көлеңкелерді тудыруы мүмкін. Қозғалыс өтемақысы (идеалды жағдайда) бірнеше өрістегі беттің бір сурет екенін, тек орны ауысқанын анықтап, мұндай қозғалыстың бағыты мен мөлшерін анықтауға тырысады. Алгоритм содан кейін суреттерді біріктіру арқылы екі шығару кадрындағы беттің толық бөлшектерін қалпына келтіруге тырысады, әр өрістің бөліктерін анықталған қозғалыс мөлшерімен анықталған бағыт бойынша жылжытады. Бұл әдісті қолданатын деинтерляторлар көбінесе артықшылыққа ие, өйткені олар бір немесе екі ғана өрістен ақпаратты пайдаланудың орнына көптеген өрістерден ақпарат ала алады, бірақ осыны нақты уақытта іске асыру үшін қуатты жабдық қажет. Қозғалыс өтемақысын сахна алмасуын анықтаумен (өзінің қиындықтары бар) біріктіру қажет, әйтпесе ол екі мүлдем бөлек сахна арасында қозғалыс табуға тырысады. Дұрыс емес іске асырылған қозғалыс өтемақысы алгоритмі табиғи қозғалысқа бөгет қойып, тұрақты немесе тегіс қозғалатын бейнеде "секіру" тәрізді көрінетін визуалды артефакттарға әкелуі мүмкін.
Қарап тұруға арналған жері
Бір-бірімен тоғытылған бейнесигналды тоғытылуын жою телеарна өндіріс процесінің әртүрлі кезеңдерінде жасалуы мүмкін.
Прогрессивті медиа
Интерляссингті архивтік бағдарламалар үшін деинтерляция қажет, егер хабар тарату форматы немесе медиа форматы прогрессивті болса, мысалы, EDTV 576p немесе HDTV 720p50 хабар таратуда, немесе мобильді DVB H хабар таратуда; мұны жүзеге асырудың екі жолы бар. Өндіріс – Интерляссингті бейне материал бағдарлама өндірісі кезінде прогрессивті сканерлеуге түрлендіріледі. Бұл әдетте ең жақсы сапаны қамтамасыз етуі керек, себебі видеооператорлардың қымбат және қуатты деинтерляция жабдықтары мен бағдарламалық қамтамасы бар, олар әр кадр үшін оңтайлы деинтерляция әдісін қолмен таңдап, ең жақсы сапада деинтерляция жасай алады. Хабар тарату – Нақты уақыт деинтерляция жабдықтары интерляссингті бағдарламаларды хабар тарату алдында дереу прогрессивті сканерлеуге түрлендіреді. Өңдеу уақыты кадр жылдамдығымен шектеледі және адамның араласуы болмайтындықтан, түрлендіру сапасы өндіріске дейінгі әдіске қарағанда нашар болуы мүмкін; алайда, дұрыс реттелген қымбат және жоғары өнімді деинтерляция жабдықтары жақсы нәтижелер беруі мүмкін.
Араласқан медиа
Тарату форматы немесе медиа форматы өріліп жатқан болса, нақты уақыт араласқанды жоюды қосымша схемалар арқылы жинақталған құрылғыда (сет-топ бокс), теледидарда, сыртқы бейне процессорда, DVD немесе DVR ойнатқышында, немесе теледидар тюнерлік картасында жүргізу керек. Тұтынушылық электроникалық жабдықтар әдетте әлдеқайда арзан, өңдеу қуаты әлдеқайда төмен және кәсіби деинтерляция жабдықтарымен салыстырғанда қарапайым алгоритмдерді қолданады, сондықтан деинтерляция сапасы кең ауқымда өзгеруі мүмкін, тіпті жоғары санаттағы жабдықтарда да нәтижелер көбінесе нашар болады. Компьютерді ойнату және/немесе өңдеу үшін пайдалану, кіріктірілген тұтынушылық электроникалық құрылғысы ұсынатын мүмкіндіктермен шектелмейтін, бейне ойнатқыштар мен/немесе редакциялау бағдарламалық жасақтамасын таңдауға кең мүмкіндік береді, сондықтан теориялық тұрғыдан жоғары деинтерляция сапасына қол жеткізуге болады – әсіресе егер пайдаланушы өрілген бейнені ойнату алдында прогрессивті сканерлеуге және күрделі әрі уақытты көп талап ететін деинтерляция алгоритмдерін (яғни «өндірістік» әдісін) қолданса. Дегенмен, тегін және коммерциялық тұтынушылық бағдарламалық қамтамасыз етудің сапасы кәсіби бағдарламалық қамтамасыз ету мен жабдық деңгейіне жете бермейді. Сонымен қатар, көптеген пайдаланушылар бейне өндірісінде оқытылмаған, бұл көбінесе нашар нәтижелерге әкеледі, себебі көптеген адамдар деинтерляция туралы көп білмейді және кадр жылдамдығы өріс жылдамдығының жартысы екенін білмейді. Көптеген кодектер/ойнатқыштар өздігінен деинтерляция жасамайды және дұрыс деинтерляцияны жүзеге асыру үшін графикалық карта мен бейне үдеткіш API-ге сенеді.
Тиімділік туралы алаңдаушылық
Еуропалық хабар тарату одағы өндіріс және хабар таратуда араласып жазылған бейнелерді пайдалануға қарсылық білдіріп, қазіргі өндіріс форматы ретінде 720p 50 кадр/секунд (секундына кадрлар) ұсынады және болашақтағы өндіріс стандарты ретінде 1080p50 енгізу үшін индустриямен бірлесіп жұмыс істеп жатыр. Бұл стандарт жоғары вертикальді ажыратымдылықты, төмен біт-мөлшерде жақсы сапаны және 720p50 және 1080i50 сияқты басқа форматтарға оңай түрлендіру мүмкіндігін ұсынады. Басты аргумент – деинтерляция алгоритмі қаншалықты күрделі болса да, араласып жазылған сигналдағы бұрмалануларды жою мүмкін емес, себебі кадрлар арасында бір бөлік ақпарат жоғалады. Faroudja Labs негізін қалаушы және деинтерляция технологиясындағы жетістіктері үшін «Emmy» сыйлығының иегері Ив Фаруджа «араласып жазылғанды прогрессивтіге түрлендіру жұмыс істемейді» деп мәлімдеп, араласып жазылған сигналды пайдаланбауға кеңес береді.