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インターレースビデオ

インターレースビデオ(インターレーススキャンとも呼ばれます)は、余分な帯域幅を消費することなく、ビデオディスプレイの知覚フレームレートを2倍にする手法です。インターレース信号には、連続してキャプチャされたビデオフレームの2つのフィールドが含まれます。これにより、視聴者の動きの知覚が向上し、ファイ現象を利用してちらつきが軽減されます。

スローダウンしたインターレースビデオ。

これにより、インターレースされていないフッテージ(フレームレートがフィールドレートに等しい場合)と比較して、時間分解能(時間分解能とも呼ばれます)が実質的に2倍になります。インターレース信号には、個々のフィールドを順番に表示できるネイティブのディスプレイが必要です。CRTディスプレイとALiSプラズマディスプレイは、インターレース信号を表示するために作られています。

インターレーススキャンとは、ピクセルの各行または行をスキャンまたは表示することにより、電子ディスプレイ画面(もう1つはプログレッシブスキャン)にビデオ画像を「ペイント」するための2つの一般的な方法の1つを指します。この手法では、2つのフィールドを使用してフレームを作成します。1つのフィールドには、画像内のすべての奇数行が含まれます。もう1つには、すべて偶数行が含まれます。

A相交流ライン(PAL)ベースのテレビセットの表示は、例えば、50のスキャンフィールド毎秒(偶数奇数25及び25)。25フィールドの2つのセットが連携して、1/25秒(または25フレーム/秒)ごとにフルフレームを作成しますが、インターレースを使用すると、1/50秒(または50フィールド/秒)ごとに新しいハーフフレームを作成します。 。[1]プログレッシブスキャンディスプレイにインターレースビデオを表示するために、再生はビデオ信号にインターレース解除を適用します(これにより入力ラグが追加されます)。

欧州放送連合(EU)は、生産と放送のインターレースビデオに対して主張しています。現在の制作フォーマットでは720p50 fps(フレーム/秒)を推奨しており、業界と協力して将来性のある制作標準として1080p50を導入しています。1080p 50は、より高い垂直解像度、より低いビットレートでのより良い品質、および720p50や1080i50などの他のフォーマットへのより簡単な変換を提供します。[2] [3]主な議論は、インターレース解除アルゴリズムがどれほど複雑であっても、フレーム間で一部の情報が失われるため、インターレース信号のアーティファクトを完全に排除することはできません。

それに対する議論にもかかわらず、[4] [5]テレビ標準化団体はインターレースをサポートし続けています。DV、DVB、ATSCなどのデジタルビデオ伝送フォーマットには引き続き含まれています。高効率ビデオコーディングなどの新しいビデオ圧縮規格は、プログレッシブスキャンビデオ用に最適化されていますが、インターレースビデオをサポートしている場合もあります。

説明

プログレッシブスキャンは、ページ上のテキストに似たパスで画像をキャプチャ、送信、および表示します(1行ずつ、上から下へ)。標準定義のCRTディスプレイのインターレーススキャンパターンもこのようなスキャンを完了しますが、2つのパス(2つのフィールド)で完了します。最初のパスには、左上隅から右下隅まで、最初のすべての奇数行が表示されます。2番目のパスでは、2番目の行とすべての偶数行が表示され、最初のスキャンのギャップが埋められます。

この代替ラインのスキャンは、インターレースと呼ばれます。フィールドには、完全な画像を作るために必要なラインの半分しか含まれていた画像です。視覚の持続性により、目は2つのフィールドを連続した画像として認識します。CRTディスプレイの時代には、ディスプレイのリン光物質の残光がこの効果を助けました。

インターレースは、完全なプログレッシブスキャンに必要な帯域幅と同じ帯域幅で完全な垂直方向の詳細を提供しますが、知覚されるフレームレートとリフレッシュレートの2倍です。ちらつきを防ぐために、すべてのアナログ放送テレビシステムはインターレースを使用していました。

576i50や720p50などのフォーマット識別子はプログレッシブスキャンフォーマットのフレームレートを指定しますが、インターレースフォーマットの場合は通常フィールドレート(フレームレートの2倍)を指定します。業界標準のSMPTEタイムコード形式は常にフィールドレートではなくフレームレートを処理するため、これは混乱を招く可能性があります。混乱を避けるために、SMPTEとEBUは常にフレームレートを使用してインターレースフォーマットを指定します。たとえば、480i60は480i / 30、576i50は576i / 25、1080i50は1080i / 25です。この規則は、インターレース信号の1つの完全なフレームが2つのフィールドで構成されていることを前提としています。

インターレースの利点

インターレース解除された画像とインターレースされた画像の違いを示すHandBrakeのスクリーンショット 。 [6]

アナログテレビで最も重要な要素の1つは、メガヘルツで測定される信号帯域幅です。帯域幅が広いほど、制作および放送チェーン全体がより高価で複雑になります。これには、カメラ、ストレージシステム、放送システム、および受信システム(地上波、ケーブル、衛星、インターネット、およびエンドユーザーディスプレイ(テレビおよびコンピューターモニター))が含まれます。

固定帯域幅の場合、インターレースは、特定のラインカウントで2倍のディスプレイリフレッシュレートのビデオ信号を提供します(たとえば、同様のフレームレートでのプログレッシブスキャンビデオに対して、60ハーフフレーム/秒で1080i、30フルフレームで1080p毎秒)。リフレッシュレートが高いと、ディスプレイ上の位置がより頻繁に更新されるため、動いているオブジェクトの外観が向上します。オブジェクトが静止している場合、人間の視覚は、複数の同様のハーフフレームからの情報を組み合わせて、提供されたものと同じ知覚解像度を生成します。プログレッシブフルフレームで。ただし、この手法は、ソースマテリアルがより高いリフレッシュレートで利用できる場合にのみ役立ちます。シネマムービーは通常24fpsで記録されるため、インターレースのメリットはありません。インターレースは、60Hzの有効な画像スキャンレートを低下させることなく最大ビデオ帯域幅を5MHzに低下させるソリューションです。

固定帯域幅と高いリフレッシュレートを考えると、インターレースビデオはプログレッシブスキャンよりも高い空間解像度を提供することもできます。たとえば、フィールドレートが60 Hzの1920×1080ピクセル解像度のインターレースHDTV(1080i60または1080i / 30として知られています)は、フレームレートが60 Hzの1280×720ピクセルのプログレッシブスキャンHDTV(720p60または720p / 60)と同様の帯域幅を持っています。 、ただし、動きの少ないシーンの空間解像度の約2倍を実現します。

ただし、帯域幅の利点は、アナログまたは非圧縮のデジタルビデオ信号にのみ適用されます。現在のすべてのデジタルTV規格で使用されているように、デジタルビデオ圧縮では、インターレースによってさらに非効率が発生します。[7] EBUは、フレームレートが2倍であっても、プログレッシブビデオよりもインターレースビデオの帯域幅の節約が最小限であることを示すテストを実行しました。つまり、1080p50信号は1080i50(別名1080i / 25)信号とほぼ同じビットレートを生成します[3]。1080p50は、「スポーツ-タイプ」シーン。[8]

VHSインターレースから、テープに記録するビデオに利益を回転ドラムを使用し、他のほとんどのアナログビデオ記録方法。VHSでは、ドラムはフレームごとに1回転し、2つのピクチャーヘッドを搭載し、それぞれが1回転ごとにテープ表面をスイープします。デバイスがプログレッシブスキャンビデオを記録するように作成されている場合、ヘッドの切り替えは画像の中央に位置し、水平バンドとして表示されます。インターレースを使用すると、画像の上部と下部で切り替えを行うことができます。これは、標準のテレビでは視聴者には見えない領域です。また、各スイープがフルフレームを記録する場合よりもデバイスをコンパクトにすることができます。これには、角速度の半分で回転する2倍の直径のドラムが必要であり、スイープごとの2倍のラインカウントを補正するためにテープ上でより長く浅いスイープを行う必要があります。ただし、静止画像がインターレースビデオテープ録画から生成される場合、ほとんどの古い民生用グレードのユニットでは、テープが停止し、両方のヘッドが画像の同じフィールドを繰り返し読み取るだけで、再生が進むまで垂直解像度が実質的に半分になります。もう1つのオプションは、実際にテープを停止する直前に一時停止ボタンを押したときにフレーム全体(両方のフィールド)をキャプチャし、フレームバッファから繰り返し再生することです。後者の方法では、より鮮明な画像を生成できますが、顕著な視覚的利点を得るには、ほとんどの場合、ある程度のインターレース解除が必要になります。前者の方法では、移動するテープに記録する場合とまったく同じパスをヘッドがテープ表面に沿って移動できないため、画像の上部と下部に向かって水平方向のアーティファクトが生成されますが、この不整合は実際にはプログレッシブ記録の場合に悪化します。

インターレースを利用して、特にCRTディスプレイを使用し、特にカラーフィルター処理されたメガネの場合、交互のフィールドで各眼のカラーキー画像を送信することにより、3DTVプログラミングを作成できます。これには、既存の機器に大幅な変更を加える必要はありません。シャッターメガネも採用できますが、明らかに同期を実現する必要があります。プログレッシブスキャンディスプレイを使用してそのようなプログラミングを表示する場合、画像のインターレース解除を試みると、効果が役に立たなくなります。カラーフィルターをかけたメガネの場合、画像をバッファリングして、交互のカラーキーラインでプログレッシブであるかのように表示するか、各フィールドをラインダブリングして個別のフレームとして表示する必要があります。後者の手順は、プログレッシブディスプレイにシャッターメガネを合わせる唯一の方法です。

インターレースの問題

インターレース解除が不十分なプログレッシブモニターでインターレースビデオを見ると、1つのフレームの2つのフィールド間の動きに「コーミング」が見られます。
X軸の偶数フィールドと奇数フィールドを再調整することにより、インターレースコーミングが減少した移動中の車のタイヤの画像。もう一方のフィールドは16ピクセル右に移動され、バンパーとタイヤの輪郭のコーミングが減少しましたが、フィールド間で回転したハブキャップには顕著なコーミングがあります。

インターレースビデオは、同じインターレース形式でキャプチャ、保存、送信、および表示されるように設計されています。各インターレースビデオフレームは異なる時点でキャプチャされた2つのフィールドであるため、記録されたオブジェクトが個々のフィールドがキャプチャされたときに異なる位置に移動するのに十分な速さで移動する場合、インターレースビデオフレームはインターレース効果またはコーミングと呼ばれるモーションアーティファクトを示す可能性があります。これらのアーティファクトは、インターレースビデオがキャプチャされた速度よりも遅い速度で表示された場合、または静止フレームで表示された場合に、より目立つ場合があります。

インターレース画像からある程度満足のいくプログレッシブフレームを生成する簡単な方法がありますが、たとえば、一方のフィールドの線を2倍にして、もう一方のフィールドを省略する(垂直解像度を半分にする)か、垂直軸の画像をアンチエイリアスして一部を非表示にします。コーミングでは、これらよりもはるかに優れた結果を生成する方法が時々あります。2つのフィールド間に横方向(X軸)の動きしかなく、この動きがフレーム全体で均一である場合、スキャンラインを位置合わせし、フレーム領域を超える左右の端をトリミングして、視覚的に満足のいく画像を生成できます。スキャンラインを異なる順序で位置合わせし、上部と下部で余分な部分をトリミングすることで、Y軸のマイナーな動きを同様に修正できます。多くの場合、画像の中央がチェックするのに最も必要な領域であり、X軸またはY軸の位置合わせ補正のみ、あるいはその両方が適用されているかどうかにかかわらず、ほとんどのアーティファクトは画像の端に向かって発生します。ただし、これらの単純な手順でも、フィールド間のモーショントラッキングが必要であり、回転または傾斜するオブジェクト、またはZ軸で(カメラから離れる、またはカメラに向かって)移動するオブジェクトは、コーミングを生成し、フィールドがあった場合よりも見栄えが悪くなる可能性があります。より簡単な方法で参加しました。一部のインターレース解除プロセスでは、各フレームを個別に分析して、最適な方法を決定できます。これらの場合の最良かつ唯一の完全な変換は、各フレームを個別の画像として扱うことですが、それが常に可能であるとは限りません。フレームレート変換とズームの場合、各フィールドをラインダブルしてプログレッシブフレームの2倍のレートを生成し、フレームを目的の解像度にリサンプリングしてから、プログレッシブモードまたはインターレースモードでストリームを目的のレートで再スキャンするのが理想的です。 。

インターラインツイッター

インターレースは、モアレの一種であるインターラインツイッターと呼ばれる潜在的な問題を引き起こします。このエイリアシング効果は、特定の状況でのみ表示されます。つまり、被写体にビデオ形式の水平解像度に近い垂直方向の詳細が含まれている場合です。たとえば、ニュースアンカーの細かく縞模様のジャケットは、きらめく効果を生み出す可能性があります。これはさえずりです。テレビの専門家は、この理由から、細かい縞模様の服を着ることを避けています。プロフェッショナルビデオカメラまたはコンピューター生成画像システムは、信号の垂直解像度にローパスフィルターを適用して、インターラインツイッターを防止します。

インターラインツイッターは、インターレースがコンピューターディスプレイにあまり適していない主な理由です。高解像度コンピューターモニターの各スキャンラインは、通常、個別のピクセルを表示します。各ピクセルは、上下のスキャンラインにまたがっていません。全体的なインターレースフレームレートが60フレーム/秒の場合、高さが1つのスキャンラインのみにまたがるピクセル(または、ウィンドウシステムや下線付きのテキスト、水平線などの場合はさらに重要です)が1/60秒で表示されます。 60 Hzのプログレッシブディスプレイの場合-ただし、その後に1/60秒の暗闇が続き(反対側のフィールドがスキャンされている間)、ラインごと/ピクセルごとのリフレッシュレートが30フレーム/秒に減少し、非常に明らかなちらつきが発生します。

これを回避するために、標準のインターレーステレビは通常、鮮明な詳細を表示しません。コンピュータグラフィックスが標準のテレビに表示される場合、画面は実際の解像度の半分(またはそれ以下)であるかのように扱われるか、フル解像度でレンダリングされてから垂直方向にローパスフィルターがかけられます。方向(たとえば、1ピクセルの距離を持つ「モーションブラー」タイプ。各ラインを次のラインと50%ブレンドし、完全な位置解像度の程度を維持し、単純なラインの倍増の明らかな「ブロック」を防ぎながら、実際にちらつきを減らします。より単純なアプローチが達成するものよりも少ない)。テキストが表示される場合は、水平線が少なくとも2スキャンラインの高さになるように十分な大きさです。テレビ番組用のほとんどのフォントは、太いストロークが広く、ツイッターをより見やすくするための詳細なセリフが含まれていません。さらに、最新の字幕生成機は、前述のフルフレームローパスフィルターと同様のラインスパン効果を持つある程度のアンチエイリアシングを適用します。

インターレースの例(ちらつきの割合が高いことを警告)
Indian Head interlace.gif
注–フレームレートが3倍遅くなっているため、この画像のシミュレートされたインターレース部分に追加のちらつきが見られます。

このアニメーションは、IndianHeadテストカードを使用したインターラインTwitter効果を示しています。左側は2つのプログレッシブスキャン画像です。中央は2つの織り交ぜられた画像です。右はラインダブリング付きの2つの画像です。上は元の解像度、下はアンチエイリアシングです。2つのインターレース画像は、プログレッシブ画像の半分の帯域幅を使用します。インターレーススキャン(中央)はプログレッシブ画像(左)のピクセルを正確に複製しますが、インターレースはTwitterに詳細をもたらします。「ボブ」(補間)モードで動作するラインダブラーは、右端に画像を生成します。下の行に見られるように、実際のインターレースビデオは、Twitterを防ぐためにそのような詳細をぼかしますが、そのような軟化(またはアンチエイリアシング)は、画像の鮮明さを犠牲にしてもたらされます。しかし、最高のラインダブラーでさえ、中央下の画像をプログレッシブ画像のフル解像度に復元することはできませんでした。

インターレース解除

ALiSプラズマパネルと古いCRTは、インターレースビデオを直接表示できますが、最新のコンピュータービデオディスプレイとTVセットは、主にプログレッシブスキャンを使用するLCDテクノロジーに基づいています。

プログレッシブスキャンディスプレイにインターレースビデオを表示するには、インターレース解除と呼ばれるプロセスが必要です。これは不完全な手法であり、一般に解像度が低下し、特にオブジェクトが動いている領域でさまざまなアーティファクトが発生します。インターレースビデオ信号に最高の画質を提供するには、高価で複雑なデバイスとアルゴリズムが必要です。テレビディスプレイの場合、インターレース解除システムは、放送用SDTV信号などのインターレース信号を受け入れるプログレッシブスキャンTVセットに統合されています。

最近のほとんどのコンピューターモニターは、一部のレガシー中解像度モード(および場合によっては1080pの補助として1080i)を除いて、インターレースビデオをサポートしていません。また、標準解像度のビデオ(480 / 576iまたは240 / 288p)のサポートは、その多くを考えると特にまれです。より低いラインスキャン周波数と通常の「VGA」以上のアナログコンピュータビデオモード。代わりに、DVD、デジタルファイル、またはアナログキャプチャカードからインターレースビデオをコンピュータディスプレイで再生するには、プレーヤーソフトウェアやグラフィックハードウェアで何らかの形のインターレース解除が必要です。これは、非常に簡単な方法でインターレース解除を行うことがよくあります。これは、インターレースビデオがコンピュータシステム上に目に見えるアーティファクトを持っていることが多いことを意味します。コンピュータシステムを使用してインターレースビデオを編集することもできますが、コンピュータビデオディスプレイシステムとインターレーステレビ信号フォーマットの違いは、編集中のビデオコンテンツを個別のビデオディスプレイハードウェアなしでは正しく表示できないことを意味します。

現在製造されているテレビセットは、インターレースされたオリジナルから完全にプログレッシブ信号に存在するであろう追加情報をインテリジェントに外挿するシステムを採用しています。理論的には、すべての情報がその信号に存在する必要があるため、これは単にインターレース信号に適切なアルゴリズムを適用することの問題であるはずです。実際には、結果は現在可変であり、入力信号の品質と変換に適用される処理能力の量に依存します。現在のところ、最大の障害は、低品質のインターレース信号(通常は放送ビデオ)のアーティファクトです。これらはフィールド間で一貫していないためです。一方、最高ビットレートモードで動作するHDカムコーダーなどの高ビットレートインターレース信号は適切に機能します。

インターレース解除アルゴリズムは、インターレース画像の数フレームを一時的に保存し、余分なフレームデータを外挿して、ちらつきのない滑らかな画像を作成します。このフレームの保存と処理により、わずかな表示の遅れが生じます。これは、多数の異なるモデルが展示されているビジネスショールームで見られます。古い未処理のNTSC信号とは異なり、画面はすべて完全に同期して動きを追うわけではありません。一部のモデルは、他のモデルよりもわずかに速くまたは遅く更新されるように見えます。同様に、オーディオには、処理の遅延が異なるためにエコー効果が生じる可能性があります。

歴史

映画フィルムが開発されたとき、目に見えるちらつきを防ぐために、映画のスクリーンを高速で照らす必要がありました。必要な正確なレートは明るさによって異なります。50Hzは、薄暗い部屋の小さくて低輝度のディスプレイには(ほとんど)許容できませんが、周辺視野に広がる明るいディスプレイには80Hz以上が必要な場合があります。フィルムの解決策は、3枚羽根のシャッターを使用してフィルムの各フレームを3回投影することでした。1秒あたり16フレームで撮影された映画は、1秒あたり48回画面を照らしました。その後、サウンドフィルムが利用可能になったとき、毎秒24フレームのより高い投影速度により、2枚羽根のシャッターで毎秒48回の照明を生成できましたが、低速で投影できないプロジェクターでのみ可能でした。

このソリューションはテレビには使用できませんでした。ビデオフレーム全体を保存して2回表示するには、ビデオフレームを保存するのに十分なフレームバッファ(電子メモリ(RAM))が必要です。この方法は1980年代後半まで実現可能になりませんでした。さらに、スタジオの照明や真空管技術の限界によって引き起こされる画面上の干渉パターンを回避するには、TV用のCRTをACライン周波数でスキャンする必要がありました。(これは、米国では60 Hz、ヨーロッパでは50 Hzでした。)

機械式テレビの分野では、レオン・テルミンがインターレースの概念を示しました。彼はミラードラムベースのテレビを開発しており、1925年に16ラインの解像度で始まり、1926年にインターレースを使用して32ライン、最終的に64ラインになりました。彼の論文の一部として、1926年5月7日、彼はほぼ同時に電気を送信して投影しました。 5フィートの正方形の画面上の動画。[9]

1930年、ドイツのテレフンケン エンジニアである FritzSchröterは、単一のビデオフレームをインターレースラインに分割するという概念を最初に策定し、特許を取得しました。[10]米国では、RCAエンジニアのRandall C.Ballardが1932年に同じアイデアの特許を取得しました。[11] [12]ブラウン管スクリーンが明るくなり、プログレッシブ(シーケンシャル)によって引き起こされるちらつきのレベルが上がると、1934年に商用実装が始まりました。走査。[13]

1936年、英国がアナログ規格を設定していたとき、初期の熱電子バルブベースのCRTドライブ電子機器は、1/50秒で約200ラインでしかスキャンできませんでした(つまり、鋸歯状の水平偏向波形の約10kHzの繰り返し率)。インターレースを使用すると、202.5ラインのフィールドのペアを重ね合わせて、よりシャープな405ラインフレームにすることができます(実際の画像には約377が使用されますが、画面ベゼル内には表示されません。現代の用語では、標準は「377i」です。 )。垂直スキャン周波数は50Hzのままでしたが、目に見える細部が著しく改善されました。その結果、このシステムは、当時試行されていたジョン・ロジー・ベアードの240ラインの機械式プログレッシブスキャンシステムに取って代わりました。

1940年代以降、技術の進歩により、米国とその他のヨーロッパでは、ラインスキャン周波数と無線信号帯域幅が徐々に高くなるシステムを採用して、同じフレームレートでより多くのライン数を生成できるようになり、画質が向上しました。ただし、インターレーススキャンの基本は、これらすべてのシステムの中心でした。米国は525ラインシステムを採用し、後にNTSCとして知られる複合カラー規格を取り入れ、ヨーロッパは625ラインシステムを採用し、英国は開発の必要性を回避するために、その特異な405ラインシステムから(はるかに米国に似た)625に切り替えました。カラーテレビの(完全に)ユニークな方法。フランスは、同様に独自の819ラインモノクロシステムから、よりヨーロッパの標準である625に切り替えました。その後、英国を含むヨーロッパ全体で、基本的にNTSCに基づくPALカラーエンコーディング標準を採用しましたが、各ラインでカラーキャリアフェーズを反転させました。 (およびフレーム)NTSCブロードキャストを妨害した色相を歪める位相シフトをキャンセルするため。フランスは代わりに、独自のツインFMキャリアベースのSECAMシステムを採用しました。これは、電子的な複雑さを増すことを犠牲にして品質を向上させ、他のいくつかの国、特にロシアとその衛星国でも使用されていました。色規格は、基礎となるビデオ規格(525i / 60の場合はNTSC、625i / 50の場合はPAL / SECAM)の同義語としてよく使用されますが、反転やその他の変更がいくつかある場合があります。たとえば、PALカラーはブラジルでの「NTSC」(つまり、525i / 60)ブロードキャストで使用され、他の場所ではその逆に使用されます。また、NTSCのブロードキャスト波長帯域割り当てに適合するようにPAL帯域幅が3.58MHzに圧縮される場合もあります。またはNTSCが拡張されてPALの4.43MHzを使用します。

インターレースは、1970年代までディスプレイに遍在していました。このとき、コンピューターモニターの必要性により、通常のテレビや同じ回路に基づく単純なモニターを含むプログレッシブスキャンが再導入されました。ほとんどのCRTベースのディスプレイは、水平周波数と垂直周波数が一致している限り、本来の使用目的に関係なく、プログレッシブとインターレースの両方を完全に表示できます。技術的な違いは、スキャンラインの途中で垂直同期サイクルを開始/終了することです。 1フレームおきに(インターレース)、または常に行の開始/終了時に同期します(プログレッシブ)。インターレースは、ほとんどの標準解像度TVおよび1080i HDTV放送規格で引き続き使用されていますが、LCD、マイクロミラー(DLP)、またはほとんどのプラズマディスプレイでは使用されていません。これらのディスプレイは、ラスタースキャンを使用して画像を作成しません(パネルは、左から右、上から下のスキャン方式で更新される場合がありますが、常にプログレッシブ方式で更新され、必ずしも同じ速度で更新されるとは限りません。入力信号)、したがってインターレースの恩恵を受けることはできません(古いLCDが「デュアルスキャン」システムを使用して、より遅い更新技術でより高い解像度を提供する場合、パネルは代わりに同時に更新される2つの隣接する半分に分割されます):実際には、プログレッシブスキャン信号で駆動する必要があります。通常のインターレース放送テレビ信号からプログレッシブスキャンを取得するためのインターレース解除回路は、そのようなディスプレイを使用するテレビセットのコストを増加させる可能性がある。現在、プログレッシブディスプレイがHDTV市場を支配しています。

インターレースとコンピューター

1970年代に、コンピューターと家庭用ビデオゲームシステムはテレビをディスプレイデバイスとして使用し始めました。その時点で、480ラインのNTSC信号は低コストのコンピュータのグラフィックス能力をはるかに超えていたため、これらのシステムは、2つのライン間の各ラインではなく、各ビデオフィールドを前のフィールドの上に直接スキャンする簡略化されたビデオ信号を使用していました。比較的低い水平ピクセル数とともに、前のフィールドの。これは、1920年代以来見られなかったプログレッシブスキャンの復活を示しました。各フィールドが独自に完全なフレームになったので、近代的な用語は、この呼び出します240PをNTSCセットに、および288pにPAL。消費者向けデバイスはそのような信号を作成することを許可されていましたが、放送規制はテレビ局がこのようなビデオを送信することを禁止していました。このように利用可能なTTL-RGBモードとしてコンピュータモニタ標準CGA及び例えばBBCマイクロ色の変調を省略し、コンピュータのグラフィックス・システムとCRTとの間のより直接的な接続を可能にすることによって画質を向上NTSC、をさらに単純化しました。

1980年代半ばまでに、コンピューターはこれらのビデオシステムを超え、より優れたディスプレイを必要としていました。ほとんどの家庭用および基本的なオフィス用コンピューターは、古いスキャン方法の使用に悩まされていました。最高のディスプレイ解像度は約640x200(または、625ライン/ 50Hz領域では640x256)であり、ひどく歪んだ背の高い狭いピクセル形状になり、現実的なプロポーションの画像と一緒に高解像度のテキストを表示することは困難です(論理的な「正方形ピクセル」モードは可能でしたが、320x200以下の低解像度でのみ可能でした)。さまざまな企業のソリューションは大きく異なります。PCモニター信号はブロードキャストする必要がなかったため、NTSCおよびPAL信号が制限されていた6、7、および8MHzの帯域幅をはるかに超える帯域幅を消費する可能性がありました。IBMのモノクロディスプレイアダプタと強化されたグラフィックアダプタだけでなく、ヘラクレスグラフィックスカードとオリジナルのMacintosh帯域幅の約16MHzのと、50〜60 Hzで342 350Pの映像信号を、生成されたコンピュータ、いくつかの強化PCクローンのようなAT&T 6300(別名OlivettiM24)と、日本の国内市場向けに製造されたコンピューターは、代わりに約24MHzで400pを管理し、Atari STはそれを32MHzの帯域幅で71Hzにプッシュしました。これらはすべて、専用の高周波(通常はシングルモード、つまりそうではない)を必要としました。 「ビデオ」互換)モニターは、回線速度が向上しているためです。コモドールAmigaの代わりに、真のインターレース480i60 / 576i50作成RGBのNTSC / PALコード(それが円滑に3.5〜4.5MHzに間引かれた場合)に適した放送ビデオレート(及び7または14MHz帯域幅)の信号を、。この機能(および組み込みのゲンロック)により、1990年代半ばまでAmigaがビデオ制作分野を支配していましたが、インターレース表示モードは、「フリッカーフィクサー」を使用して、単一ピクセルの詳細が必要な従来のPCアプリケーションでフリッカーの問題を引き起こしました。 「スキャンダブラー周辺機器と高周波RGBモニター(またはコモドール独自のスキャン変換A2024モニター)は、高価な場合でも、パワーユーザーの間で人気があります。1987年には、PCがまもなく標準化されたVGAと、2つの標準(およびその後のXGAやXGAなどのPC準標準)の間に競合する、同様の、次に優れた解像度と色深度のディスプレイを提供するAppleのMacintoshIIシリーズが導入されました。 SVGA)は、プロユーザーとホームユーザーの両方が利用できるディスプレイの品質を急速に向上させます。

1980年代後半から1990年代初頭にかけて、モニターおよびグラフィックカードのメーカーは、インターレースを含む新しい高解像度規格を導入しました。これらのモニターは、より高いスキャン周波数で動作し、通常は75〜90 Hzのフィールドレート(つまり、37〜45 Hzのフレームレート)を可能にし、CRTでより長い持続性のリン光物質を使用する傾向がありました。これらはすべて、ちらつきやきらめきの問題を軽減することを目的としています。このようなモニターは、CADやDTPなど、できるだけ多くのピクセルを必要とする特殊な超高解像度アプリケーション以外では一般的に人気がなく、インターレースは必要悪であり、プログレッシブスキャンの同等物を使用するよりも優れています。これらのディスプレイではちらつきがすぐにはわからないことがよくありましたが、それでも眼精疲労と焦点の欠如が深刻な問題になり、残光が長くなることとのトレードオフにより、明るさが低下し、動画への反応が悪くなり、目に見える、しばしば色が変わった跡が残りました。 。これらの色付きの軌跡は、モノクロディスプレイではささいな煩わしさであり、デザインやデータベースクエリの目的で使用される画面の更新は一般に遅くなりますが、カラーディスプレイでははるかに面倒で、人気が高まっているウィンドウベースのオペレーティングシステムに固有の動きが速くなります。また、WYSIWYGワードプロセッサ、スプレッドシート、そしてもちろんハイアクションゲームのフルスクリーンスクロールも可能です。さらに、初期のGUIに共通する規則的で細い水平線は、色深度が低いことと相まって、ウィンドウ要素が一般的に高コントラスト(実際、しばしばはっきりとした白黒)であることを意味し、他の方法では低いフィールドレートのビデオよりもきらめきがさらにはっきりしました。アプリケーション。急速な技術の進歩により実用的で手頃な価格になったため、IBM PCに最初の超高解像度インターレースアップグレードが登場してからわずか10年で、最初のプロフェッショナルでハイレゾプログレッシブスキャンモードに十分な高ピクセルクロックと水平スキャンレートを提供しました。その後、消費者向けのディスプレイが登場し、その慣習はすぐに放棄されました。1990年代の残りの期間、モニターとグラフィックカードは、全体的なフレームレートがインターレースモードの場合よりもわずかに高い場合でも(たとえば、56pのSVGA)、「非インターレース」であると述べられている最高の解像度を大いに活用しました。対43iから47i)、通常はCRTの実際の解像度(カラー-リントライアドの数)を技術的に超えるトップモードを含みます。これは、信号帯域幅をインターレースおよび/またはさらに増やすことによって得られる追加の画像の鮮明さがないことを意味します。この経験が、今日のPC業界がHDTVのインターレースに反対し、720p標準を求めてロビー活動を続け、1080pの採用を推進し続けている理由です(NTSCレガシー国では60 Hz、PALでは50 Hz)。ただし、ほとんどのSDに焦点を当てた方法と理由と同様に、外部スケーラーを追加しないと1080pをサポートできない(場合によっては720pさえもサポートできない)古いHDTVハードウェアとの下位互換性の理由だけで、1080iが最も一般的なHD放送解像度のままです。デジタル放送は、DVB-Tなどに組み込まれている他の方法では廃止されたMPEG2標準に依然依存しています。

も参照してください

  • フィールド(ビデオ):インターレースビデオで、画面上に動きの錯覚を作り出すために連続して表示される多くの静止画像の1つ。
  • 480i:従来のNTSC諸国(北および南アメリカの一部、日本)で通常使用される標準解像度のインターレースビデオ
  • 576i:従来のPALおよびSECAM諸国で通常使用される標準解像度のインターレースビデオ
  • 1080i:16:9(ワイドスクリーン)アスペクト比標準でデジタル放送される高解像度テレビ(HDTV)
  • プログレッシブスキャン:インターレースの反対。画像は1行ずつ表示されます。
  • インターレース解除:インターレースビデオ信号を非インターレースビデオ信号に変換します
  • プログレッシブセグメント化フレーム:インターレース機器とメディアを使用してプログレッシブスキャンビデオを取得、保存、変更、および配信するように設計されたスキーム
  • テレシネ:インターレースを使用してフィルムのフレームレートをテレビのフレームレートに変換する方法
  • 連邦規格1037C:インターレーススキャンを定義
  • 動画フォーマット
  • ウォブレーション:DLPディスプレイで使用されるインターレースのバリエーション
  • ティアリング

参考文献

  1. ^ 「インターレース」。ルークのビデオガイド。2014年4月5日にオリジナルからアーカイブされました。2014年4月5日取得。
  2. ^ 「EBUR115-2005:将来の高解像度テレビシステム」 (PDF)。EBU。2005年5月。2009 年3月26日のオリジナルからアーカイブ(PDF)。2009年5月24日取得。
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  9. ^ グリンスキー、アルバート(2000)。テルミン:Ether Music andEspionage。イリノイ大学アーバナ校:イリノイ大学出版局。ISBN 0-252-02582-2。 41〜45ページ
  10. ^ ドイツ帝国特許庁、特許番号によって登録されています。574085。
  11. ^ 「エレクトロニクスのパイオニア」。デビッドサーノフコレクション。アーカイブされたオリジナルの2006年8月21日に。2006年7月27日取得。
  12. ^ 米国特許2,152,234。ちらつきを減らすことは、本発明の目的のリストの4番目にのみリストされている。
  13. ^ RWバーンズ、テレビ:形成年の国際史、IET、1998年、p。425。 ISBN  978-0-85296-914-4。

外部リンク

  • フィールド:ビデオがグラフィックスと決定的に異なる理由–フィールドベース、インターレース、デジタル化されたビデオと、フレームベースのコンピューターグラフィックスとの関係を多くのイラストで説明する記事
  • デジタルビデオとフィールドオーダー-PALとNTSCのフィールドオーダーがどのように発生したか、およびPALとNTSCがどのようにデジタル化されているかを図で説明する記事
  • 100FPS.COM * –ビデオインターレース/インターレース解除
  • インターレース/プログレッシブスキャン-コンピューターとビデオ
  • サンプリング理論とインターレースビデオの合成
  • インターレース対プログレッシブ
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