Nettijatkot tarjoavat tuhdin paketin lisätietoa televisiokuvan lomituksesta ja sen tuomista lisähaasteista kuvan mahdollisimman virheettömässä näyttämisessä.

Pikseliverkon salat

Litteät näytöt ovat yleistyneet lähes jokaisen uuden tietokoneen kylkeen ja taulutelevisiot uusittuihin olohuoneisiin. Helmikuun numerossa (MB 2/2010) kerroimme, miten kuva muodostuu. Nettijatko tarjoaa lisätietoa televisiokuvan lomituksesta ja sen tuomista lisähaasteista kuvan mahdollisimman virheettömässä näyttämisessä.

Näyttö koostuu paneelista, ohjausyksiköistä ja virtalähteestä. Paneelien erilaiset tekniikat antavat nimen esimerkiksi plasmatelevisiolle tai lcd-näytölle. Varsinkin lcd eli nestekidenäyttö on käsite ja termi, jonka sisään kuitenkin lukeutuu monia erilaisia tapoja tuottaa haluttu kuva. Lehtiartikkelissa keskityttiin plasmapaneeleihin ja värillisiin aktiivimatriisinestekidepaneeleihin eli yleisimpiin paneeleihin, joita käytetään tietokoneiden näytöissä ja televisioissa.

Lomitus on pahasta

Lomitetun videokuvan tarve syntyi aikanaan kuvaputkiruutujen luontaisista ominaisuuksista. Kuvaputkiruuduilla yksittäiset kuvapisteet himmenevät huomattavan nopeasti niiden päivittämisen jälkeen (elektronisuihkun siirryttyä eteenpäin). Jos koko kuva-alan päivittäminen tehtäisiin vaakajuova kerrallaan ylhäältä alas edeten, alareunan piirtohetkellä kuvan yläosa olisi ehtinyt tummua niin voimakkaasti, ettei katsoja näkisi kuvaa tasavärisenä. Kuvapisteiden kirkkauden pumppaaminen näkyisi siis kuvan selvänä vilkkumisena.

Vilkkumisen visuaalisen vaikutuksen vähentämiseksi kuvaputkiruuduissa käytetään lomitettua piirtomenettelyä, jossa ensimmäisellä päivityskierroksella piirretään vain kuvan parittomat juovat (ylhäältä laskien pikselirivit 1,3,5…) ja toisella parilliset (2,4,6…). Tällä tavoin kirkkausero näkyy kuvan eri osien sijaan vierekkäisten juovien välillä, mikä visuaalisesti on selvästi vähemmän häiritsevää. Nimellisesti perinteisten kuvaputkitelevisioiden virkistystaajuus on 50 hertsiä, mutta todellisuudella jokainen juova päivitetään vain 25 kertaa sekunnin aikana.

Taulutelevisiot muodostavat kuvan kuvaputkista poikkeavalla tavalla, ja kuva piirretään lomittamattomana eli progresiivisena, ALiS-tekniikan plasmaruutuja lukuun ottamatta. Tämän vuoksi lomitettu kuvamateriaali on muutettava lomittamattomaksi ennen esittämistä ruudulla.

Filmimateriaali on helppo käsitellä

Filmille kuvattujen elokuvien tapauksessa lomituksen poisto ei periaatteessa ole vaikeaa. Filmiä skannatessa käsiteltäväksi saadaan 24 lomittamatonta kuvaa sekuntia kohden. Dvd-levylle siirrettäessä materiaalin toistoa nopeutetaan hieman, jotta kuvataajuudeksi saadaan 25 hertsiä. Tämän jälkeen kustakin kokonaisesta kuvasta muodostetaan kaksi lomitettua puolikuvaa, eli kenttää, jolloin dvd-levylle saadaan taltioitua videota lomitetussa 50 hertsin muodossa.

Lomituksen poistovaiheessa televisio yksinkertaisesti yhdistää kaksi peräkkäistä kenttää yhdeksi kokonaiseksi kuvaksi, jolloin alkuperäinen materiaali saadaan esitettyä laadun heikkenemättä. Valitettavasti filmiperäisen materiaalin oikeaoppisen käsittelyn varmistamiseksi television on tunnistettava, että kyse on todellakin filmilähteestä. Tämä tieto voidaan koodata suoraan dvd-levylle, mutta valitettavasti kaikkien dvd-julkaisujen joukkoon mahtuu runsaasti levyjä, joissa koodaus on toteutettu väärin tai lomitettua ja lomittamatonta kuvaa on käytetty sekaisin. Tämän vuoksi parhaissa lomituksenpoistomenettelyissä filmipohjainen materiaali tunnistetaan suoraan videomateriaalista ilman lähteen oheisdataa.

Kaikki muu on vaikeaa

Vaikeaksi lomituksen poisto muuttuu silloin, kun videomateriaali on tallennusvaiheesta lähtien ollut lomitettua. Tällöin kaksi peräkkäistä kenttää eivät ole lähtöisin samasta filmiruudusta, vaan niiden taltiointihetkien välillä on kulunut aikaa 20 millisekuntia. Tämän vuoksi videokuvan liikkuvat kohteet ovat ehtineet siirtyä peräkkäisten kenttien välillä, eikä puolikuvia enää voida helposti yhdistää yhdeksi ehjäksi kuvaksi.

Weaving:

Bobbing:

Lomituksen poistoon on muutamia yksinkertaisia perusmenettelyjä. Weaving-menetelmässä kaksi peräkkäistä kenttää yhdistetään yksinkertaisesti ilman mitään muutoksia, jolloin liikkuvien kohteiden reunoilla nähdään selvää sahalaitaa, mutta kuvan resoluutio säilytetään. Bobbing-menetelmässä kentät esitetään sellaisenaan ja niiden välit täytetään interpoloimalla sisältö väliin ylemmästä ja alemmasta juovasta. Tällöin sahalaitareunoja ei esiinny lainkaan, mutta kuvan pystysuuntainen erottelukyky putoaa puoleen. Blending-menettelyssä kuva muodostetaan keskiarvoistamalla kentät päällekkäin. Nyt haittapuolena on liikkuvia kohteita seuraava huntu.

Blending:

Edistyneemmissä lomituksenpoistoratkaisuissa käytetään adaptiivista käsittelyä, jossa liikkuviin ja paikalla oleviin kohteisiin sovelletaan eri menetelmää kuin liikkuviin kohteisiin. Kaikkein kalliimmissa ratkaisuissa käytettävä menetelmä valitaan pikselikohtaisesti tutkimalla hyvin pienien alueiden liikettä. Vähemmän laskentatehoa vaativissa kevyemmissä ratkaisuissa koko kuvan alueella käytettävä menetelmä valitaan yksinkertaisesti kuvan kokonaisliikkeen mukaan. Tämän vuoksi joissain tv-malleissa uutislähetyksen alareunan laidasta laitaan liukuva teksti saattaa uutiskuvan sisällöstä riippuen vaihdella edestakaisin sahalaitaisen ja sulavan välillä.

Progressive:

Henri Kuokka, Tapio Berschewsky

sivun alkuun