逐行扫描 百科内容来自于: 百度百科

通常显示器分隔行扫描和逐行扫描两种扫描方式。逐行扫描相对于隔行扫描是一种先进的扫描方式,它是指显示屏显示图像进行扫描时,从屏幕左上角的第一行开始逐行进行,整个图像扫描一次完成。因此图像显示画面闪烁小,显示效果好。目前先进的显示器大都采用逐行扫描方式。

概论

逐行扫描电视比隔行扫描电视诞生时间早很多,世界上最早进行电视广播的时候都是采用逐行扫描电视制式,因为当时电视的清晰度非常低,并且只能广播黑白图像节目,节目内容也不丰富,大部分是文字广告和音乐之类内容。后来人们想把电影节目也搬到电视节目之中,此时才强烈感到电视机的清晰度不够,为此,电视台想出了一个新办法,只需在312根扫描线的后面加上半根扫描线,而电视机什么也不用动,图像清晰度就提高了一倍。为什么?这就是隔行扫描电视机的工作原理。
隔行扫描电视是从电影的工作原理中学来的,电影进行图像播放时每秒只播放24个图片,即24帧。但为什么人们都感不到图像闪烁呢,这里有一些猫腻的东西并不是人人皆知,原来电影在放映的时候每个镜头都要重复多放一次,即每秒48次。对比一下,这不是很像隔行扫描电视吗?
但为什么电影的帧频为24,而电视是25,并且就因为差这么一帧,使得每次要在电视上放电影时,都得要进行格式转换(多插一帧,即对某帧进行重播),而不把它们统一为25或24呢?电影不愿换成25帧的理由是,人们对每秒24帧已很满意,换成25帧会增加成本;电视不愿换成24的原因是电网交流电的频率为50Hz,如果换成其它场频,当受到如荧光灯之类的灯光调制的时候会出现差拍。由于大家都不愿意妥协,所以无法达成协议,只能和平共处。因此我们在看电视画面里中的电影的时候,总能看到多插的那一帧在闪烁。

对比

逐行扫描与隔行扫描
每一图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成,这种扫描方式称为逐行扫描。把每一帧图像通过两场扫描完成则是隔行扫描,两场扫描中,第一场(奇数场)只扫描奇数行,依次扫描1、3、5…行,而第二场(偶数场)只扫描偶数行,依次扫描2、4、6…行。隔行扫描技术在传送信号带宽不够的情况下起了很大作用,逐行扫描和隔行扫描的显示效果主要区别在稳定性上面,隔行扫描的行间闪烁比较明显,逐行扫描克服了隔行扫描的缺点,画面平滑自然无闪烁。在电视的标准显示模式中,i表示隔行扫描,p表示逐行扫描。
隔行扫描电视有个缺点,就是当图像上下两行的对比度差别很大时产生行间闪烁,针对这个缺点,人们又回过头来把早已抛弃几十年的逐行扫描电视机捡了回来。实际上这个是跟电脑学的,早期的电脑显示器(如:单显、CGA、EGA)也是用隔行扫描,后来发明了VGA显示器才改成逐行扫描。显示器把隔行扫描改成逐行扫描,显示并没增加,但行扫描频率须提高一倍或好几倍,视频带宽也需增加了好几倍。
如何分辨
电视机屏幕上的图像是由一条一条的扫描线组成,一幅电视画面,扫描线数越多,垂直方向的信号清晰度就越高。电视机即使没有收到信号,也存在扫描线,形成光栅或图案。扫描分行扫描与场扫描,电子束从左到右水平方向的运动称为行扫描,而自上而下作垂直方向的运动称为场,按照我国的电视标准即(PAL-D制式)规定,我国电视的行频是15625Hz,而每幅电视画面有625行扫描线,而我国供电频率为50Hz,即场频为每秒50场,但由于是隔行扫描,每帧画面被分为奇数场和偶数场,即每扫描两次才形成一帧画面,故而帧频为每秒25帧(25i),即每秒钟连续变化25帧电视图像

扫描方式

一幅图像如果分两次扫描,即分两场,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。奇数场和偶数场组合起来,就构成一幅完整的图像,这种扫描方式,通常叫隔行扫描
下面介绍数字化彩电的几种扫描方式,使读者在选购时参考。

变频逐行扫描

为了提高电视图像的清晰度,如今生产的彩色电视机,均采用数字化处理技术,进行变频逐行扫描,它通过机内芯片将隔行扫描转化成逐行扫描,同时完成将场频50Hz转换成60Hz,这样可改善图像大面积闪烁,扫描行间闪烁及行结构线,使画面稳定无闪烁
最新一些高端彩色,采用75Hz逐行扫描技术,将场扫描过度提升到最符合人眼视觉标准的每秒75幅图像,从而使画面更加稳定舒适、异常清晰。还有采用3元次逐行扫描技术,这种扫描方式将使用的隔行扫描信号转换成逐行扫描信号,它通过计算机测算3个场(现在的场和之前、之后的场)之间的10条扫描线最大相关的影象数据,求出内插的像素数据。这样实现了清晰、自然的活动画面。

只有变频扫描

一些变频彩电只将场频从50Hz变到60Hz、75Hz或100Hz三种,而没有进行逐行转换,这类彩电只克服了图像大面积闪烁,而不能克服扫描行间闪烁和行结构线过于明显的缺陷。

扫描分开

还有一些彩电采用改良的100Hz技术,机内有100Hz隔行和50Hz逐行两个选项,但100Hz和逐行扫描无法同时实现。这种彩电中逐行扫描的场频仍然是50Hz,与人眼对闪烁的敏感频率比较接近,所以观看PAL制彩色电视节目时会感觉到大面积闪烁,屏幕上出现亮色画面时闪烁尤其明显,100Hz隔行扫描同样存在扫描行间闪烁和行结构线过于明显的缺陷。

优点

逐行扫描独有非线性信号处理技术将普通隔行扫描电视信号转换成480行扫描格式帧频由普通模拟电视的每秒25帧提高到60至75帧,实现了精确的运动检测和运动补偿,从而克服了传统扫描方式的三大缺陷。我们可以来做个比较,在50分之一秒的时间内,隔行扫描方式先扫描奇数行,在紧跟着的50分之一秒内再扫描偶数行,然而逐行扫描则是在50分之一秒内完成整幅图像的扫描。经逐行扫描出来的画面清晰无闪烁,动态失真较小。若与逐行扫描电视、数字高清晰度电视配合使用则完全可以获得胜似电影的美妙画质。

改装

要想把电视机由隔行扫描转换成逐行扫描,并不象电脑显示器那么简单,只需改一改行扫描频率和视频带宽就可以了,电脑显示器由隔行扫描改成逐行扫描的时候,显示卡也是要改动的,对于逐行扫描电视来说,这相当于要电视台也跟着改动才行,这个恐怕不是那么容易了吧。因此,只能电视机自己想办法解决。
电视机由隔行扫描改成逐行扫描,图像信号必须要经过A/D转换、存储、处理及D/A转换,这里顺便提一下什么是A/D转换。A/D转换也叫取样,是把模拟信号转换成数字信号的必要过程。我们知道模拟信号是由无数个连续的点来组成,任何电路都无法对无数个点的信息进行如:插行、压缩等处理,因此只能从无数个点中抽出一些有代表性的点进行处理,这种方法就叫取样,或叫A/D(模拟/数字)转换。取样可以比喻成把图片通过一个丝网后再印到报纸上(这叫丝网印刷),报纸上的图片就变成由很多小点点组成,这些小点点就是从图片中无数个点取样后得来的。经过取样得到的点,越密和越细,图像就越逼真。对视频信号取样也存在这样的道理,取样频率越高,相当于抽样的点越多,数据就越真实,但数据占的内存也多。除了点的密度对图像质量有影响外,每个点所表示数值的精度也会影响图像质量,这个叫量化,即分层。层分得越多,精度就越高,量化精度单位用bit表示,即多少bit编码。
D/A转换正好与A/D转换相反,就是把数字信号(数据)转换成模拟信号。不管取样频率有多高,量化精度有多细,A/D与D/A转换总是会对模拟信号有损伤的。因此,在对图像进行数字处理的时候,总要从图像质量和成本两方面来考虑,一般电视机对视频信号取样时,都是用3倍视频作为取样频率,量化精度为8bit(即256层)。
最简单的逐行扫描电视机,就是取3行或5行隔行扫描信号进行处理,其原理是把隔行扫描图像信号(视频)经A/D转换,变成数字信号,并把它按顺序存储下来,然后在两行之间加插一行数据(一般是拷贝上一行,与放电影时每个镜头放两次一样),最后读出数据时就相当于比原来多了一行数据,即倍行,但场扫描频率不变,还是50Hz。这样的结果,虽然行间闪烁问题解决了,又会产生新的问题,就是图像会出现大面积闪烁。所谓大面积闪烁就是,正在扫描的地方图像很亮,过后慢慢的变暗,图像亮度变化很像是大海中的波浪,由上到下一直在滚动。

闪烁原因

为什么同是逐行扫描,电脑显示器不会产生图像大面积闪烁,而电视机会产生呢?这是因为电脑显示器用的是中余辉显像管,而电视机用的是短余辉显像管,两者的用途不一样,电脑显示器主要是用来显示静止图像,而电视机则是用来显示活动图像。50Hz的逐行扫描电视从主观上看来比50Hz隔行扫描电视机的图像质量还差,因此不可能有市场。
为了解决逐行扫描电视机的大面积闪烁问题,必须提高场扫描频率,因此60Hz、75Hz、80Hz、100Hz的逐行扫描电视机诞生了。场扫描频率越高,制造逐行扫描电视机的难度就越大,因为随着场扫描频率的提高,行扫描频率和视频带宽也需对应提高,扫描功率也要提高。
提高场扫描频率必须要对图像进行处理(插场或插帧处理),插场前需得先进行插行处理(相当于把隔行场变成逐行场或帧),插帧时虽然可以不需要进行插行处理,但一秒钟内只有25帧(两隔行场为一帧)信号,只能存一帧插一帧,这样用一个只能存一帧图像内容的帧存储器最多只能插25帧,即每秒50帧,如果帧频高过50帧,得需要一个能存两帧以上内容的帧存储器,这种方法一般很少人使用。例如,把电视机的场扫描频率提高为75Hz,这相当于在经过插行后得到的50Hz逐行扫描电视机的基础上,每秒钟再多插25场图像,如25场平均插到原来的50场之中,就是每隔两场插一场,对应的行扫描频率为46875Hz,300线清晰度带宽为16MHz;如果在每两场中间多插一场,就是100Hz逐行扫描电视,这种电视机的行频高达62500Hz,对应300线带宽为23Mz,因为这种电视机成本非常高,一般没人生产,而市场上现有的100Hz电视机一般都是隔行扫描的。

消除闪烁

隔行扫描电视机改为逐行扫描电视机后,基本上消除了行间闪烁的现象,对消除眼睛疲劳有一定的好处,但对图像清晰度一般都没有明显提高,大部分产品图像清晰度反而要比原来差。实际上用另外一种方法,只需把行间闪烁的两行信号进行分别处理,就可以基本消除隔行扫描电视机的行间闪烁现象,而成本要比逐行扫描电视机低很多。这个在很多用软件生成的图像信号的产品中(如机顶盒浏览器),已基本解决。

后记

很多人都认为逐行扫描电视机的清晰度会比隔行扫描电视机提高了一倍,因为扫描线数比原来多了一倍,视频带宽也提高了好几倍,有一段时间1200行清晰度的逐行扫描电视机广告还大行其道。大家一定会明白了吧,这种认为结果是错误的。实际上,扫描频率虽然提高了一倍,但扫描线数并没有增加。因为隔行扫描的时候,每场扫描线数是312.5线,两场合起来为一帧,即一帧为625线,而逐行扫描电视机通过插行使帧频场频相同,或把一帧信号(两个隔行场)存储下来,然后进行插帧,因此逐行扫描电视机每帧还是625线;视频带宽的提高,也难以抵消因行扫描频率提高所要求视频带宽的提高。
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- 来自原声例句
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