Gadżety

2. Dekodowanie obrazu

przeczytasz w 3 min.

Po tym jak sygnał telewizyjny, zarówno dźwiękowy jak i wizualny zostaje oddzielony (zdemodulowany) od częstotliwości nadawania, musi zostać poddany procesowi dekodowania.
Aby w pełni zrozumieć ten proces, konieczne jest zapoznanie się z komponentami telewizyjnego sygnału wideo.

Istnieją dwa główne składniki telewizyjnego sygnału wideo, Luminance (Y) czyli luminancja lub jaskrawość i Chrominance (C) czyli chrominancja lub kolorowość. Luminancja (Y) określa zawartość czarnej i białej porcji sygnału wideo (używana jest ona w telewizorach czarno-białych). Chrominancja (C) określa porcję koloru sygnału telewizyjnego. Chrominancja może być rozłożona na dwa składniki, niebieski i czerwony, CbCr dla sygnału cyfrowego i PbPr dla analogowego. Powodem dla którego sygnały telewizyjne opisywane są w kategoriach luminancji i chrominancji jest oszczędność pasma podczas przesyłania sygnału. Im szersze jest wymagane pasmo tym droższe jest przesłanie sygnału. Ludzkie oko jest o wiele bardziej wrażliwe na zawartość luminancji (czarny i biały) w sygnale niż na składnik koloru, tak więc sygnały telewizyjne pozbawione są pewnej części informacji o kolorze, aby zredukować, wymaganą do przesłania sygnału, szerokość pasma.

Composite video, S-video i Component video to nazwy używane od określenia oddzielenia, lub jego braku, różnych komponentów sygnału wideo i zarazem nazwy rodzajów łącz, które mogą być podłączane do telewizorów. Jakość wizualna wyświetlanego sygnału wideo jako indywidualnego składnika jest znacznie wyższa niż sygnału wideo połączonych komponentów.

Composite video - określa sygnał, w którym luminancja (Y) i chrominancja (C) połączone są w jeden sygnał. Jest to najniższa jakość sygnału. W ten sposób przesyłane są analogowe sygnały telewizyjne.

S-video - odnosi się do sygnału jako dwóch oddzielonych składników, luminancji (Y) i chrominancji (C). Jest to ulepszona wersja composite video.

Component video - opisuje sygnał jako trzy oddzielne komponenty, luminancje (Y) i dwa składniki chrominancji (CbCr dla sygnałów cyfrowych lub PbPr dla sygnałów analogowych). Component video to najwyższa jakość obrazu.

Composite video

S-video

Component video

Nie należy być zdezorientowanym przez wieloraki sposób opisu formatu sygnału wideo. Określenia sygnału takie jak YPbPr, YCbCr i YUV są tylko drobnymi modyfikacjami w zapisie składników luminancji i chrominancji sygnału wideo.

Podczas określania komponentu sygnału wideo, powszechnym jest podawanie informacji dotyczącej liczby bitów użytych do opisania składnika. Sygnał wideo wszystkich płyt DVD zapisany jest w formie cyfrowego składnika (YCbCr) i przechowywany w formacie 4:2:0. Oznacza to, że składnik luminancji sygnału samplowany jest przy 8 bitach na piksel, a każdy z dwóch składników chrominancji Cb i Cr samplowany jest przy 2 bitach na piksel. Tak więc całkowity sygnał opisany jest jako 12 bitowy. Sygnał o najwyższej możliwej jakości to 4:4:4, co oznacza, że każdy składnik samplowany jest przy 8 bitach na piksel, co daje 24 bity na piksel. Ludzkie oko jest jednak o wiele mniej doskonałe jeżeli chodzi o rozpoznawanie kolorów, tak więc kompresja ta nie ma w zasadzie żadnego wpływu na jakość wideo DVD.

Innym sposobem opisywania sygnału wideo jest RGB. RGB to zupełnie inna metoda opisu sygnału wideo. Zamiast rozdzielać sygnał na luminancję i chrominancję, sygnał jest opisywany w kategoriach trzech różnych kolorów - czerwonego, zielonego i niebieskiego. Większość telewizorów w rzeczywistości konwertuje sygnały telewizyjne oparte o luminancję i chrominancję na sygnały RGB zanim zostaną one wyświetlone na ekranie.
Zatem rolą dekodera wideo jest podzielenie sygnału telewizyjnego na składniki luminancji i chrominancji. Faktyczną częścią dekodera zajmującą się tym zadaniem jest "Comb filter" (filtr grzebieniowy). Nowoczesne telewizory korzystają z dwóch rodzajów filtrów grzebieniowych: dwu i trój wymiarowych filtrów adaptacyjnych. Filtry grzebieniowe 2D używane są, gdy w klatce ma miejsce znaczny ruch. Działają one wykorzystując złożone linie skanowania (im więcej linii użytych w filtrze, tym wyższa jakość oddzielenia luminancji i chrominancji) i rysowane są na ekranie aby przefiltrować składniki luminancji i chrominancji sygnału wideo. Adaptacyjny filtr grzebieniowy 3D wykorzystuje linie skanowania z bieżącej i następnej klatki do oddzielenia składników luminancji i chrominancji w nieruchomej klatce.

Układ Theater 550 Pro ATI używa algorytmu per-pixel do określenia, który rodzaj filtra grzebieniowego powinien być zastosowany dla piksela. Algorytm ten zapewnia, że każdy piksel poddany jest właściwemu rodzajowi filtrowania, czego wynikiem jest najwyższa możliwa jakość. W tym momencie sygnał wideo jest sygnałem cyfrowym.