標籤: 暫無標籤

通常顯示器分隔行掃描和逐行掃描兩種掃描方式。逐行掃描相對於隔行掃描是一種先進的掃描方式,它是指顯示屏顯示圖像進行掃描時,從屏幕左上角的第一行開始逐行進行,整個圖像掃描一次完成。因此圖像顯示畫面閃爍小,顯示效果好。目前先進的顯示器大都採用逐行掃描方式。

1概論

逐行掃描電視比隔行掃描電視誕生時間早很多,世界上最早進行電視廣播的時候都是採用逐行掃描電視制式,因為當時電視的清晰度非常低,並且只能廣播黑白圖像節目,節目內容也不豐富,大部分是文字廣告和音樂之類內容。後來人們想把電影節目也搬到電視節目之中,此時才強烈感到電視機的清晰度不夠,為此,電視台想出了一個新辦法,只需在312根掃描線的後面加上半根掃描線,而電視機什麼也不用動,圖像清晰度就提高了一倍。為什麼?這就是隔行掃描電視機的工作原理。
隔行掃描電視是從電影的工作原理中學來的,電影進行圖像播放時每秒只播放24個圖片,即24幀。但為什麼人們都感不到圖像閃爍呢,這裡有一些貓膩的東西並不是人人皆知,原來電影在放映的時候每個鏡頭都要重複多放一次,即每秒48次。對比一下,這不是很像隔行掃描電視嗎?
但為什麼電影的幀頻為24,而電視是25,並且就因為差這麼一幀,使得每次要在電視上放電影時,都得要進行格式轉換(多插一幀,即對某幀進行重播),而不把它們統一為25或24呢?電影不願換成25幀的理由是,人們對每秒24幀已很滿意,換成25幀會增加成本;電視不願換成24的原因是電網交流電的頻率為50Hz,如果換成其它場頻,當受到如熒光燈之類的燈光調製的時候會出現差拍。由於大家都不願意妥協,所以無法達成協議,只能和平共處。因此我們在看電視電影的時候,總能看到多插的那一幀在閃爍。

2對比

逐行掃描與隔行掃描
每一幀圖像由電子束順序地一行接著一行連續掃描而成,這種掃描方式稱為逐行掃描。把每一幀圖像通過兩場掃描完成則是隔行掃描,兩場掃描中,第一場(奇數場)只掃描奇數行,依次掃描1、3、5…行,而第二場(偶數場)只掃描偶數行,依次掃描2、4、6…行。隔行掃描技術在傳送信號帶寬不夠的情況下起了很大作用,逐行掃描和隔行掃描的顯示效果主要區別在穩定性上面,隔行掃描的行間閃爍比較明顯,逐行掃描克服了隔行掃描的缺點,畫面平滑自然無閃爍。在電視的標準顯示模式中,i表示隔行掃描,p表示逐行掃描。
隔行掃描電視有個缺點,就是當圖像上下兩行的對比度差別很大時產生行間閃爍,針對這個缺點,人們又回過頭來把早已拋棄幾十年的逐行掃描電視機撿了回來。實際上這個是跟電腦學的,早期的電腦顯示器(如:單顯、CGA、EGA)也是用隔行掃描,後來發明了VGA顯示器才改成逐行掃描。顯示器把隔行掃描改成逐行掃描,顯示並沒增加,但行掃描頻率須提高一倍或好幾倍,視頻帶寬也需增加了好幾倍。
如何分辨
電視機屏幕上的圖像是由一條一條的掃描線組成,一幅電視畫面,掃描線數越多,垂直方向的信號清晰度就越高。電視機即使沒有收到信號,也存在掃描線,形成光柵或圖案。掃描分行掃描與場掃描,電子束從左到右水平方向的運動稱為行掃描,而自上而下作垂直方向的運動稱為場,按照中國的電視標準即(PAL-D制式)規定,中國電視的行頻是15625Hz,而每幅電視畫面有625行掃描線,而中國供電頻率為50Hz,即場頻為每秒50場,但由於是隔行掃描,每幀畫面被分為奇數場和偶數場,即每掃描兩次才形成一幀畫面,故而幀頻為每秒25幀(25i),即每秒鐘連續變化25幀電視圖像。

3掃描方式

一幅圖像如果分兩次掃描,即分兩場,第一場掃1、3、5……(單數行),稱為奇數場,第二場掃2、4、6……(雙數行),稱為偶數場。奇數場和偶數場組合起來,就構成一幅完整的圖像,這種掃描方式,通常叫隔行掃描。
下面介紹數字化彩電的幾種掃描方式,使讀者在選購時參考。
只有變頻掃描
一些變頻彩電只將場頻從50Hz變到60Hz、75Hz或100Hz三種,而沒有進行逐行轉換,這類彩電只克服了圖像大面積閃爍,而不能克服掃描行間閃爍和行結構線過於明顯的缺陷。

掃描分開

還有一些彩電採用改良的100Hz技術,機內有100Hz隔行和50Hz逐行兩個選項,但100Hz和逐行掃描無法同時實現。這種彩電中逐行掃描的場頻仍然是50Hz,與人眼對閃爍的敏感頻率比較接近,所以觀看PAL制彩色電視節目時會感覺到大面積閃爍,屏幕上出現亮色畫面時閃爍尤其明顯,100Hz隔行掃描同樣存在掃描行間閃爍和行結構線過於明顯的缺陷。

4優點

逐行掃描獨有非線性信號處理技術將普通隔行掃描電視信號轉換成480行掃描格式,幀頻由普通模擬電視的每秒25幀提高到60至75幀,實現了精確的運動檢測和運動補償,從而克服了傳統掃描方式的三大缺陷。我們可以來做個比較,在50分之一秒的時間內,隔行掃描方式先掃描奇數行,在緊跟著的50分之一秒內再掃描偶數行,然而逐行掃描則是在50分之一秒內完成整幅圖像的掃描。經逐行掃描出來的畫面清晰無閃爍,動態失真較小。若與逐行掃描電視、數字高清晰度電視配合使用則完全可以獲得勝似電影的美妙畫質。

5改裝

要想把電視機由隔行掃描轉換成逐行掃描,並不象電腦顯示器那麼簡單,只需改一改行掃描頻率和視頻帶寬就可以了,電腦顯示器由隔行掃描改成逐行掃描的時候,顯示卡也是要改動的,對於逐行掃描電視來說,這相當於要電視台也跟著改動才行,這個恐怕不是那麼容易了吧。因此,只能電視機自己想辦法解決。
電視機由隔行掃描改成逐行掃描,圖像信號必須要經過A/D轉換、存儲、處理及D/A轉換,這裡順便提一下什麼是A/D轉換。A/D轉換也叫取樣,是把模擬信號轉換成數字信號的必要過程。我們知道模擬信號是由無數個連續的點來組成,任何電路都無法對無數個點的信息進行如:插行、壓縮等處理,因此只能從無數個點中抽出一些有代表性的點進行處理,這種方法就叫取樣,或叫A/D(模擬/數字)轉換。取樣可以比喻成把圖片通過一個絲網后再印到報紙上(這叫絲網印刷),報紙上的圖片就變成由很多小點點組成,這些小點點就是從圖片中無數個點取樣后得來的。經過取樣得到的點,越密和越細,圖像就越逼真。對視頻信號取樣也存在這樣的道理,取樣頻率越高,相當於抽樣的點越多,數據就越真實,但數據占的內存也多。除了點的密度對圖像質量有影響外,每個點所表示數值的精度也會影響圖像質量,這個叫量化,即分層。層分得越多,精度就越高,量化精度單位用bit表示,即多少bit編碼。
D/A轉換正好與A/D轉換相反,就是把數字信號(數據)轉換成模擬信號。不管取樣頻率有多高,量化精度有多細,A/D與D/A轉換總是會對模擬信號有損傷的。因此,在對圖像進行數字處理的時候,總要從圖像質量和成本兩方面來考慮,一般電視機對視頻信號取樣時,都是用3倍視頻作為取樣頻率,量化精度為8bit(即256層)。
最簡單的逐行掃描電視機,就是取3行或5行隔行掃描信號進行處理,其原理是把隔行掃描圖像信號(視頻)經A/D轉換,變成數字信號,並把它按順序存儲下來,然後在兩行之間加插一行數據(一般是拷貝上一行,與放電影時每個鏡頭放兩次一樣),最後讀出數據時就相當於比原來多了一行數據,即倍行,但場掃描頻率不變,還是50Hz。這樣的結果,雖然行間閃爍問題解決了,又會產生新的問題,就是圖像會出現大面積閃爍。所謂大面積閃爍就是,正在掃描的地方圖像很亮,過後慢慢的變暗,圖像亮度變化很像是大海中的波浪,由上到下一直在滾動。

6閃爍原因

為什麼同是逐行掃描,電腦顯示器不會產生圖像大面積閃爍,而電視機會產生呢?這是因為電腦顯示器用的是中餘輝顯像管,而電視機用的是短餘輝顯像管,兩者的用途不一樣,電腦顯示器主要是用來顯示靜止圖像,而電視機則是用來顯示活動圖像。50Hz的逐行掃描電視從主觀上看來比50Hz隔行掃描電視機的圖像質量還差,因此不可能有市場。
為了解決逐行掃描電視機的大面積閃爍問題,必須提高場掃描頻率,因此60Hz、75Hz、80Hz、100Hz的逐行掃描電視機誕生了。場掃描頻率越高,製造逐行掃描電視機的難度就越大,因為隨著場掃描頻率的提高,行掃描頻率和視頻帶寬也需對應提高,掃描功率也要提高。
提高場掃描頻率必須要對圖像進行處理(插場或插幀處理),插場前需得先進行插行處理(相當於把隔行場變成逐行場或幀),插幀時雖然可以不需要進行插行處理,但一秒鐘內只有25幀(兩隔行場為一幀)信號,只能存一幀插一幀,這樣用一個只能存一幀圖像內容的幀存儲器最多只能插25幀,即每秒50幀,如果幀頻高過50幀,得需要一個能存兩幀以上內容的幀存儲器,這種方法一般很少人使用。例如,把電視機的場掃描頻率提高為75Hz,這相當於在經過插行后得到的50Hz逐行掃描電視機的基礎上,每秒鐘再多插25場圖像,如25場平均插到原來的50場之中,就是每隔兩場插一場,對應的行掃描頻率為46875Hz,300線清晰度帶寬為16MHz;如果在每兩場中間多插一場,就是100Hz逐行掃描電視,這種電視機的行頻高達62500Hz,對應300線帶寬為23Mz,因為這種電視機成本非常高,一般沒人生產,而市場上現有的100Hz電視機一般都是隔行掃描的。

7消除閃爍

把隔行掃描電視機改為逐行掃描電視機后,基本上消除了行間閃爍的現象,對消除眼睛疲勞有一定的好處,但對圖像清晰度一般都沒有明顯提高,大部分產品圖像清晰度反而要比原來差。實際上用另外一種方法,只需把行間閃爍的兩行信號進行分別處理,就可以基本消除隔行掃描電視機的行間閃爍現象,而成本要比逐行掃描電視機低很多。這個在很多用軟體生成的圖像信號的產品中(如機頂盒瀏覽器),已基本解決。

8後記

很多人都認為逐行掃描電視機的清晰度會比隔行掃描電視機提高了一倍,因為掃描線數比原來多了一倍,視頻帶寬也提高了好幾倍,有一段時間1200行清晰度的逐行掃描電視機廣告還大行其道。大家一定會明白了吧,這種認為結果是錯誤的。實際上,掃描頻率雖然提高了一倍,但掃描線數並沒有增加。因為隔行掃描的時候,每場掃描線數是312.5線,兩場合起來為一幀,即一幀為625線,而逐行掃描電視機通過插行使幀頻與場頻相同,或把一幀信號(兩個隔行場)存儲下來,然後進行插幀,因此逐行掃描電視機每幀還是625線;視頻帶寬的提高,也難以抵消因行掃描頻率提高所要求視頻帶寬的提高。
上一篇[荊樹堂]    下一篇 [韋表微]

相關評論

同義詞:暫無同義詞