Aus 2 mach 1 – Deinterlacing
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Methoden des Deinterlacings

Nun geht es ans Eingemachte. Bislang wurden nur die verschiedenen Varianten des vorliegenden Materials genannt und die absoluten „Basics“ erläutert. Nun können heutige Displays, im Gegensatz zur guten, alten Röhre, aber zunächst einmal nichts mit Interlaced-Material anfangen, da sie aufgrund ihrer Technik gezwungen sind, ausschließlich Vollbilder darzustellen.

Wie aus einem Interlaced-Signal die erforderlichen Frames gewonnen werden, soll im folgenden Abschnitt erklärt werden. Jetzt wird auch deutlich, warum so genau zwischen Film- und Videomaterial unterschieden werden muss.

Zunächst kann man sich berechtigterweise die Frage stellen, ob es nicht einfach ausreichend ist, stur zwei Halbbilder zu einem Vollbild zusammenzufügen. Hierbei gibt es grundsätzlich zwei Hindernisse:

  1. Liegt Videomaterial vor, das ja direkt in Halbbildern aufgenommen wird, zeigen sich unschöne Kammeffekte bei Bewegungen im Bild. Das ist nur logisch, weil es keinen direkten „Partner“ für ein Field gibt – ein bewegtes Objekt verändert schließlich seine Position von Field zu Field. Oder mit anderen Worten: Fügt man ein Halbbild mit dem nächsten Halbbild zu einem Vollbild zusammen, ergibt das nicht immer einen Sinn!
  2. Bei Filmmaterial kann dieses Vorgehen zwar tatsächlich zum Erfolg führen, wenn eine 2:2-Kadenz vorliegt. Denn hierbei wurde ja ein Vollbild konstant in zwei Halbbilder aufgeteilt. Allerdings wird es u. a. dann problematisch, wenn die Kadenz nicht sauber durchgehalten wird. In dem Fall kommt es wieder zu den gefürchteten Kämmen, weil zwei Halbbilder zusammengesetzt werden, die von unterschiedlichen Vollbildern stammen. Gleiches gilt für 3:2-Material, weil hier das Verteilungsschema ohnehin nichtlinear ist.
Kammbildung durch "falsches" Deinterlacing
Kammbildung durch „falsches“ Deinterlacing

Ganz so trivial ist das Deinterlacing also nicht – die wichtigsten Methoden werden nun im Folgenden kurz vorgestellt:

Fieldscaling (BOB):

Jedes eintreffende Halbbild wird direkt auf die Zielauflösung skaliert, also die Auflösung des eingesetzten Displays (meist 1.366 x 768 oder 1.920 x 1.080). Problem: Ein Halbbild hat die volle horizontale Auflösung verglichen mit dem entsprechenden Vollbild (ausgehend vom Filmmaterial), aber natürlich nur die halbe vertikale Auflösung.

Faktisch wird beim Fieldscaling also jedes Field zum Frame skaliert, was einen Verlust an vertikaler Auflösung bedeutet. Eine Kammbildung wird vermieden. Dieses Verfahren kommt teils immer noch bei Flachbildschirmen und Interlaced-Zuspielung von HD-Quellen (1080i) zum Einsatz.

Fieldscaling bei 1080i-Signal
Fieldscaling bei 1080i-Signal

Wenngleich Fieldscaling in keiner Beziehung optimal ist (z.B. wird auch nicht zwischen Film- und Videomaterial unterschieden), stellt es gerade für WXGA-Geräte (1.366 x 768) bei der Verarbeitung von HD-Material doch eine durchaus gangbare Alternative dar. Der Auflösungsverlust wiegt hier nicht so schwer. Es bleibt aber in jedem Fall ein Verlust an Bildruhe über, gerade bei feinen Strukturen.

Skip Field

Hier wird jedes zweite Halbbild einfach weggelassen und die verbleibenden Halbbilder auf die Panelauflösung skaliert. Bei Videomaterial hat man also zusätzlich auch einen Verlust an zeitlicher Auflösung: Nach einer Zuspielung von Material mit 50 fields/s bleiben nach dem Deinterlacing bei Einsatz von Skip Field nur 25 fps. Um auf 50 fps für die übliche 50Hz PAL-Zuspielung zu kommen, wird jeder Frame dann zweimal hintereinander angezeigt.

Adaptives Deinterlacing

Adaptives Deinterlacing ist das Mittel der Wahl für Videomaterial. Der Deinterlacer analysiert eine bestimmte Anzahl eintreffender Fields auf mögliche Bewegungen hin. Teile des Bildes, die ruhig bleiben, können einfach aus zwei aufeinander folgenden Halbbildern zusammengesetzt werden.

Für bewegte Teile des Bildes findet stattdessen eine Interpolation statt. Gute Deinterlacer erreichen mit Videomaterial fast die Qualität einer progressiven Bildquelle. Die Qualitätsunterschiede zwischen den verschiedenen billigen und hochwertigen Lösungen sind aber extrem hoch. Ein Videomodus mit adaptivem Deinterlacing für HD-Material (1080i) findet sich zudem bei kaum einem aktuellen Flachbildschirm, während dieses Verfahren für SD-Material inzwischen durchgängig anzutreffen ist.

Adaptives Deinterlacing verspricht auf dem Papier noch keine optimale Qualität, kann aber sehr gute Ergebnisse liefern. Das hängt ganz konkret davon ab, wie die Umsetzung im jeweiligen Gerät erfolgt.

Filmmodi

Selbst adaptives Deinterlacing ist für Filmmaterial keinesfalls der ideale Weg, „anständige“ Vollbilder zu erhalten. Da wir bei Filmmaterial eine progressive Vorlage haben, muss es das Ziel eines guten Deinterlacers sein, diese Orginalframes wiederzugewinnen.

Wie beim adaptiven Deinterlacing findet deswegen auch hier eine Analyse der eintreffenden Halbbilder statt. Nun geht es aber nicht darum Bewegungen festzustellen, sondern die korrekte Abfolge der Fields zu erkennen. Wird z. B. eine 2:2-Kadenz erkannt, kann der Deinterlacer zwei Fields einfach zusammenfügen und somit den ursprünglichen Frame verlustfrei wiedergewinnen. Als Ergebnis bleiben 25 fps, die bei einer Ansteuerung des Bildschirms mit 50Hz doppelt ausgegeben werden.

Bei 3:2-Material findet der „Inverse-Telecine“ statt. Der Begriff deutet es schon an: Der Prozess des 3:2-Pulldown (Telecine) wird rückgängig gemacht. Hierfür müssen bestimmte Halbbilder verworfen und die jeweils passenden übrigen Fields wie 2:2-Material zusammengesetzt werden. Am Ende werden aus den 60 fields/s wieder die ursprünglichen 24 fps.

Eine Ansteuerung des Displays mit 60Hz erfolgt nun, indem die Frames in einem 3:2-Rythmus an das Panel weitergereicht werden. Das bringt zwar keinerlei Qualitätsverlust mit sich, hat aber ein leichtes Ruckeln zur Folge, welches im Fachjargon als Juddering bezeichnet wird. Um Juddering zu vermeiden, setzt sich eine Zuspielung mit passender Bildwiederholfrequenz (24Hz oder ein Vielfaches) inzwischen immer weiter durch. Darauf einzugehen würde an dieser Stelle aber den Rahmen des Artikels sprengen.

Inverse Telecine (Reverse Pulldown)
Inverse Telecine (Reverse Pulldown)

Wie im Abschnitt „Wichtige Fachbegriffe“ zum Begriff Kadenz bereits angedeutet, gibt es durchaus auch ungewöhnliche Kadenzen, dass heißt, die Vollbilder wurden bei der Umrechnung in einem völlig anderen Verhältnis auf die Halbbilder verteilt. Sehr ausgereifte Deinterlacer sind auch dann noch in der Lage, die Vollbilder zurückzugewinnen.

Ein weiterer Fallstrick sind Änderungen in der Kadenz (bad edits). Auch solche Unwägbarkeiten müssen korrekt erkannt werden. Gelingt das nicht, kommt es zu entsprechenden Artefakten (Kammbildung), weil die falschen Fields zusammengesetzt werden, oder der Deinterlacer in den Videomodus – mit seinen angesprochenen Nachteilen – zurückfällt.

Das ist in der Praxis gut zu erkennen, wenn feine Details plötzlich flimmern. Man erhält in diesem Fall nicht die ursprünglichen Frames zurück und je nach Ausgangsmaterial ist auch eine ruckelfreie Wiedergabe nicht mehr möglich. Beispiel: Im Falle eines Films mit 24 fps, der per 3:2-Pulldown auf 60 fields/s gebracht wurde und fälschlicherweise im Videomodus deinterlaced wird, erhält man am Ende 60 anstelle von 24 fps.

Grundsätzlich ist an dieser Stelle anzumerken, dass die Deinterlacer in den Bildschirmen üblicherweise sehr videolastig ausgelegt sind, mitunter um im „Ernstfall“ eine deutliche Kammbildung zu vermeiden. Seltener anzutreffen ist eine so genannte „Film-Bias“-Einstellung, die die Empfindlichkeit der Erkennung mehr zu Filmmaterial hin verschiebt.

Auf den ersten Blick mag eine 2:2-Kadenz, mit der wir es hierzulande meist zu tun haben, eine vergleichsweise einfache Verarbeitung ermöglichen. Problematisch ist jedoch die Tatsache, dass Videomaterial mit 50 fields/s in ruhigen Szenen nur schwer von Filmmaterial mit einer 2:2-Kadenz zu unterscheiden ist.

Es kann deshalb passieren, dass der Deinterlacer fälschlicherweise von Filmmaterial ausgeht, obwohl Videomaterial vorliegt. Kammbildung ist auch hier die Folge. An dieser Stelle wäre es vorteilhaft, das Video-Deinterlacing erzwingen zu können. Dies ist normalerweise nicht möglich und eine weitere Erklärung für die videolastige Grundeinstellung der integrierten Deinterlacer.

Grundsätzlich ist es auch hier wieder sinnvoll, zwischen SD- und HD-Material zu unterscheiden. Während ein Filmmodus für SD bei den Fernsehgeräten häufig anzutreffen ist (wie gut und stabil soll an dieser Stelle kein Thema sein), kann man Gleiches nicht ohne weiteres auf HD (1080i) übertragen. Bessere Full HD-Geräte bringen aber für 2:2- und 3:2-Material in der Regel einen Filmmodus mit.

Schlusswort

Korrektes Deinterlacing ist ein wichtiger Bestandteil eines guten Bildes. Dieser Artikel hat die grundsätzlichen Schritte bzw. Verarbeitungswege aufgezeigt und hoffentlich den Blick dafür geschärft, dass auch in Zeiten von HDTV das Thema keinesfalls zu den Akten gelegt werden kann, sondern heute mehr denn je eine zentrale Bedeutung im Umgang mit den verschiedensten Film- bzw. Videoquellen hat.

Konkrete Empfehlungen für bestimmte Geräte bzw. eine Bewertung der von den TV-Herstellern eingesetzten Deinterlacing-Lösungen würden an dieser Stelle den Rahmen sprengen, werden aber an geeigneter Stelle noch aufgegriffen. Für Fragen zu diesem Artikel und zum Thema Deinterlacing ist ein Beitrag in unserem Forum eingerichtet.

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