谈谈电视视频之场序
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３．３ 时间和空间内混合算法 时间内算法和空间内算法对去隔行 插值各有一定的优点，结合这两种算法， 提出了运动检测和权重两种插值算法。运 动检测与时间内法和空间内算法相结合： 当图像中物体运动不强烈时，两个场之间
的时间域信息较强，此时，采用时间内算 法去隔行可以得到更好的处理结果；当图 像中物体运动强烈时，相邻场之间的图像 内容变化较大，两个图像之间的时间域信 息较弱，场间信息较丰富，此时，采用空 间内算法就能达到较好的去隔行效果。将 权值与时间内插算法和空间内插算法相结 合：根据一定的规则计算出自适应权值， 然后将时间内算法和空间内算法相结合， 从而对缺失的图像数据进行插值。 ４ Ｄ－Ｃｕｂｅ－Ｅｄｉｔ ３
谈谈电视视频之场序
李 昕 张运输 （作者单位：安徽广播电视台）
摘 要：对于电视后期人员来说，了解隔行扫描和逐行扫描，以及二者产生的原因与优缺点是有重要意义的。现在越来越多 液晶显示、等离子显示支持逐行扫描的方式，本文探析了隔行扫描转化为逐行扫描的原理，并对 D-Cube-Edit 3 后期软件遇到场 的问题所涉及的几种解决方式进行了介绍，具有一定的参考价值。
去隔行是将隔行扫描图像扫描转换 为逐行扫描，即将隔行扫描图像场信号 转换为逐行扫描图像帧信号，这是一种 视频扫描格式转换方法 [2]。在这一过程中， 利用各种算法对输入的隔行图像，重建 出奇场图像中缺失的偶场数据得到一副 完整的图像，或者重建出偶场图像中缺 失的奇场数据得到一副完整的图像。根 据图像序列在时间和空间上的相关信息 来插值出缺失的像素点，常见的去隔行 算法可以分为时间内算法、空间内算法、 时间和空间内混合算法。
素数据利用邻近的两个行数据进行平均， 根据平均值进行插值缺失的像素点数据。 行平均算法容易导致皱纹和锯齿现象。 行复制算法是对缺失的像素附近中任意 一个原始图像复制到当前的位置，获得 完整图像，从而达到去隔行目的。但这 种算法性能较差，也容易产生锯齿问题。 利用人眼对图像中物体的边缘信息比较 敏感特性，去隔行后来又进一步出现基 于边缘方向的插值算法。只要沿边缘方 向插入缺失的像素，就能有效保护边缘 的锐利度和连续性。该算法关键点在于 对边缘作出准确预测，通常方法是使用 像素值相似性信息和梯度相似性信息预 测边缘。基于边缘方向的插值算法，如 基于边缘的线平均（ELA），基于边缘的 多方向行平均图像（MELA），边缘导向 性图像插值（NEDI）等算法。
３．１ 时间内算法 在时间上，图像序列之间有一定的
关联性的，比如：邻近的图像序列之间 像素信息相近等，然后利用一定的算法 对其缺失的像素点数据进行插值。常见 的典型算法合并、场平均、运动补偿等。 场合并主要是将相邻的奇偶场数据直接 复制合成帧图像，算法比较简单。该算 法对静止的区域去隔行效果后，前后两 场的像素数据变化不大。但对于运动的 区域去隔行效果较差，相邻的奇偶场数 据直接合并，就容易出现拉丝锯齿等现 象问题，因为邻场之间像素数据的原始 对应位置变化较大。场平均算法对于当 前场附近的两个场数据进行平均，用来 所获得的平均值对当前场中缺失的像素 数据进行插值，得到完整图像。该算法 也只对运动区域图像去隔行效果较好。 后来，又进一步探索出基于运动补偿的 算法进行去图像隔行。通过对场与场之 间信息来预测出物体的运动路径，然后 沿着路径对缺失的像素数据进行插值， 获得完整的图像数据信息。该算法中可 以分为运动预测和运动补偿两方面。如 果运动预测能准确预测出物体的运动路 径，那么就能准确进行后续插值计算， 达到去隔行效果，如块匹配法、贝叶斯 运动估计法等。
在非连续发光的光源下，人眼对高 于每秒钟 50 次闪烁时，会感觉到光源是 连续发光的；对于每秒连续显示 24 张以 上不同的静止画面时，人眼感觉到图像 是连续运动的，不会出现跳跃；由于科 技不发达，带宽资源比较有限，早期的 显示设备采用隔行扫描技术，如模拟电 视中 CRT 电视等。隔行扫描技术把一帧 画面分成两个场进行扫描，第一场扫 1、3、 5……（单数行），称为奇数场，第二场 扫 2、4、6……（双数行），称为偶数场 [1]。我们可以看出，隔行扫描的行扫描数 只有逐行扫描时的一半，在信号传输的 过程中，传输信号的信道带宽和信号频 谱是逐行扫描时的一半。刷新的频率从 帧频率变为场频率，信道利用率也提高 了一倍，同时图像质量下降不多。隔行 扫描技术可被称作模拟电视信号的带宽 压缩技术，有效解决电视时代的刷新率 与信号带宽之间的矛盾。这种类型的扫 描仍然广泛应用于数字电视时代。
３．２ 空间内算法 在空间上，每个图像序列中相邻像 素点之间有一定关联，如像素点与它邻 近的像素点信息差别不大等，此时利用 一定算法对其缺失的像素点数据进行插 值，得到完整的图像数据。比较常用的 算法的行平均、行复制、基于边缘方向 的插值等。行平均是对当前场缺失的像
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THE APPLICATION 应 用
关键词：隔行扫描；去隔行；场序
我国高清晰度电视制作和播出标准 是采用隔行扫描 1 080/50i 格式，分辨率 1 920×1 080， 画 幅 比 16:9， 其 中，i 表 示隔行扫描方式。隔行扫描（Interlaced） 是先扫描帧画面的奇数行，然后扫描所 有偶数行，所有奇数行构成一场，所有 偶数行构成另一场，每个场包含一帧画 面的一半信息量。与此对应的是逐行扫 描方式，如 720/25P、1080/25P 等，代表 符号 P。逐行扫描（Progressive）是用在 计算机显示器和数字电视机上，一次显 示图象的所有水平线，扫描相比逐行扫描有一定的缺
点：由于一帧由两个场组成，隔行扫描 的垂直分辨率低于逐行扫描的垂直分辨 率；还有两场在显示时有时间差，会产 生场间闪烁；在拍摄移动物体时会有边 缘效果产生，如边缘混叠、锯齿等，长 时间观看时眼睛容易疲劳。
随着科学技术的发展，人们对视频 画面清晰度的要求越来越高。支持逐行显 示的设备越来越受欢迎，现在大多 PC 电 脑显示器，家用的平板电视等都是支持逐 行显示的。虽然现在支持隔行的设备得到 普遍应用，但过去大量支持隔行的设备仍 然在少量应用，如 CRT 电视机等；还有 早期宝贵的影视资料是采用隔行处理保存 的，这些数据怎样在逐行设备上播放等问 题。目前，隔行扫描处理电视信号方式仍 为主流的电视广播系统所采用。 ３ 去隔行的机制原理
的时间域信息较强，此时，采用时间内算 法去隔行可以得到更好的处理结果；当图 像中物体运动强烈时，相邻场之间的图像 内容变化较大，两个图像之间的时间域信 息较弱，场间信息较丰富，此时，采用空 间内算法就能达到较好的去隔行效果。将 权值与时间内插算法和空间内插算法相结 合：根据一定的规则计算出自适应权值， 然后将时间内算法和空间内算法相结合， 从而对缺失的图像数据进行插值。 ４ Ｄ－Ｃｕｂｅ－Ｅｄｉｔ ３
谈谈电视视频之场序
李 昕 张运输 （作者单位：安徽广播电视台）
摘 要：对于电视后期人员来说，了解隔行扫描和逐行扫描，以及二者产生的原因与优缺点是有重要意义的。现在越来越多 液晶显示、等离子显示支持逐行扫描的方式，本文探析了隔行扫描转化为逐行扫描的原理，并对 D-Cube-Edit 3 后期软件遇到场 的问题所涉及的几种解决方式进行了介绍，具有一定的参考价值。
去隔行是将隔行扫描图像扫描转换 为逐行扫描，即将隔行扫描图像场信号 转换为逐行扫描图像帧信号，这是一种 视频扫描格式转换方法 [2]。在这一过程中， 利用各种算法对输入的隔行图像，重建 出奇场图像中缺失的偶场数据得到一副 完整的图像，或者重建出偶场图像中缺 失的奇场数据得到一副完整的图像。根 据图像序列在时间和空间上的相关信息 来插值出缺失的像素点，常见的去隔行 算法可以分为时间内算法、空间内算法、 时间和空间内混合算法。
素数据利用邻近的两个行数据进行平均， 根据平均值进行插值缺失的像素点数据。 行平均算法容易导致皱纹和锯齿现象。 行复制算法是对缺失的像素附近中任意 一个原始图像复制到当前的位置，获得 完整图像，从而达到去隔行目的。但这 种算法性能较差，也容易产生锯齿问题。 利用人眼对图像中物体的边缘信息比较 敏感特性，去隔行后来又进一步出现基 于边缘方向的插值算法。只要沿边缘方 向插入缺失的像素，就能有效保护边缘 的锐利度和连续性。该算法关键点在于 对边缘作出准确预测，通常方法是使用 像素值相似性信息和梯度相似性信息预 测边缘。基于边缘方向的插值算法，如 基于边缘的线平均（ELA），基于边缘的 多方向行平均图像（MELA），边缘导向 性图像插值（NEDI）等算法。
３．１ 时间内算法 在时间上，图像序列之间有一定的
关联性的，比如：邻近的图像序列之间 像素信息相近等，然后利用一定的算法 对其缺失的像素点数据进行插值。常见 的典型算法合并、场平均、运动补偿等。 场合并主要是将相邻的奇偶场数据直接 复制合成帧图像，算法比较简单。该算 法对静止的区域去隔行效果后，前后两 场的像素数据变化不大。但对于运动的 区域去隔行效果较差，相邻的奇偶场数 据直接合并，就容易出现拉丝锯齿等现 象问题，因为邻场之间像素数据的原始 对应位置变化较大。场平均算法对于当 前场附近的两个场数据进行平均，用来 所获得的平均值对当前场中缺失的像素 数据进行插值，得到完整图像。该算法 也只对运动区域图像去隔行效果较好。 后来，又进一步探索出基于运动补偿的 算法进行去图像隔行。通过对场与场之 间信息来预测出物体的运动路径，然后 沿着路径对缺失的像素数据进行插值， 获得完整的图像数据信息。该算法中可 以分为运动预测和运动补偿两方面。如 果运动预测能准确预测出物体的运动路 径，那么就能准确进行后续插值计算， 达到去隔行效果，如块匹配法、贝叶斯 运动估计法等。
在非连续发光的光源下，人眼对高 于每秒钟 50 次闪烁时，会感觉到光源是 连续发光的；对于每秒连续显示 24 张以 上不同的静止画面时，人眼感觉到图像 是连续运动的，不会出现跳跃；由于科 技不发达，带宽资源比较有限，早期的 显示设备采用隔行扫描技术，如模拟电 视中 CRT 电视等。隔行扫描技术把一帧 画面分成两个场进行扫描，第一场扫 1、3、 5……（单数行），称为奇数场，第二场 扫 2、4、6……（双数行），称为偶数场 [1]。我们可以看出，隔行扫描的行扫描数 只有逐行扫描时的一半，在信号传输的 过程中，传输信号的信道带宽和信号频 谱是逐行扫描时的一半。刷新的频率从 帧频率变为场频率，信道利用率也提高 了一倍，同时图像质量下降不多。隔行 扫描技术可被称作模拟电视信号的带宽 压缩技术，有效解决电视时代的刷新率 与信号带宽之间的矛盾。这种类型的扫 描仍然广泛应用于数字电视时代。
３．２ 空间内算法 在空间上，每个图像序列中相邻像 素点之间有一定关联，如像素点与它邻 近的像素点信息差别不大等，此时利用 一定算法对其缺失的像素点数据进行插 值，得到完整的图像数据。比较常用的 算法的行平均、行复制、基于边缘方向 的插值等。行平均是对当前场缺失的像
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THE APPLICATION 应 用
关键词：隔行扫描；去隔行；场序
我国高清晰度电视制作和播出标准 是采用隔行扫描 1 080/50i 格式，分辨率 1 920×1 080， 画 幅 比 16:9， 其 中，i 表 示隔行扫描方式。隔行扫描（Interlaced） 是先扫描帧画面的奇数行，然后扫描所 有偶数行，所有奇数行构成一场，所有 偶数行构成另一场，每个场包含一帧画 面的一半信息量。与此对应的是逐行扫 描方式，如 720/25P、1080/25P 等，代表 符号 P。逐行扫描（Progressive）是用在 计算机显示器和数字电视机上，一次显 示图象的所有水平线，扫描相比逐行扫描有一定的缺
点：由于一帧由两个场组成，隔行扫描 的垂直分辨率低于逐行扫描的垂直分辨 率；还有两场在显示时有时间差，会产 生场间闪烁；在拍摄移动物体时会有边 缘效果产生，如边缘混叠、锯齿等，长 时间观看时眼睛容易疲劳。
随着科学技术的发展，人们对视频 画面清晰度的要求越来越高。支持逐行显 示的设备越来越受欢迎，现在大多 PC 电 脑显示器，家用的平板电视等都是支持逐 行显示的。虽然现在支持隔行的设备得到 普遍应用，但过去大量支持隔行的设备仍 然在少量应用，如 CRT 电视机等；还有 早期宝贵的影视资料是采用隔行处理保存 的，这些数据怎样在逐行设备上播放等问 题。目前，隔行扫描处理电视信号方式仍 为主流的电视广播系统所采用。 ３ 去隔行的机制原理