掃描方式

逐行掃描比隔行掃描擁有列穩定顯示效果。早期的顯示器因為成本所限，使用逐行掃描方式的產品要比隔行掃描的貴許多，但隨着技術進步，隔行掃描顯示器現在已經被淘汰。目前，只有家用電視仍然採用隔行掃描方式。很多人都認為逐行掃描電視機的清晰度會比隔行掃描電視機提高了一倍，因為掃描線數比原來多了一倍，視頻帶寬也提高了好幾倍，有一段時間1200行清晰度的逐行掃描電視機廣告還大行其道。大家一定會明白了吧，這種認為結果是錯誤的。實際上，掃描頻率雖然提高了一倍，但掃描線數並沒有增加。因為隔行掃描的時候，每場掃描線數是312.5線，兩場合起來為一幀，即一幀為625線，而逐行掃描電視機通過插行使幀頻與場頻相同，或把一幀信號（兩個隔行場）存儲下來，然後進行插幀，因此逐行掃描電視機每幀還是625線；視頻帶寬的提高，也難以抵消因行掃描頻率提高所要求視頻帶寬的提高。 ^[1] 

逐行掃描電視比隔行掃描電視誕生時間早很多，世界上最早進行電視廣播的時候都是採用逐行掃描電視制式，因為當時電視的清晰度非常低，並且只能廣播黑白圖像節目，節目內容也不豐富，大部分是文字廣告和音樂之類內容。後來人們想把電影節目也搬到電視節目之中，此時才強烈感到電視機的清晰度不夠，為此，電視台想出了一個新辦法，只需在312根掃描線的後面加上半根掃描線，而電視機什麼也不用動，圖像清晰度就提高了一倍。為什麼？這就是隔行掃描電視機的工作原理。

隔行掃描電視是從電影的工作原理中學來的，電影進行圖像播放時每秒只播放24個圖片，即24幀。但為什麼人們都感不到圖像閃爍呢，這裏有一些貓膩的東西並不是人人皆知，原來電影在放映的時候每個鏡頭都要重複多放一次，即每秒48次。對比一下，這不是很像隔行掃描電視嗎?

但為什麼電影的幀頻為24，而電視是25，並且就因為差這麼一幀，使得每次要在電視上放電影時，都得要進行格式轉換（多插一幀，即對某幀進行重播），而不把它們統一為25或24呢？電影不願換成25幀的理由是，人們對每秒24幀已很滿意，換成25幀會增加成本；電視不願換成24的原因是電網交流電的頻率為50Hz，如果換成其它場頻，當受到如熒光燈之類的燈光調製的時候會出現差拍。由於大家都不願意妥協，所以無法達成協議，只能和平共處。因此我們在看電視畫面裏中的電影的時候，總能看到多插的那一幀在閃爍。

一幅圖像如果分兩次掃描，即分兩場，第一場掃1、3、5……（單數行），稱為奇數場，第二場掃2、4、6……（雙數行），稱為偶數場。奇數場和偶數場組合起來，就構成一幅完整的圖像，這種掃描方式，通常叫隔行掃描。

下面介紹數字化彩電的幾種掃描方式。

1、變頻逐行掃描

為了提高電視圖像的清晰度，如今生產的彩色電視機，均採用數字化處理技術，進行變頻逐行掃描，它通過機內芯片將隔行掃描轉化成逐行掃描，同時完成將場頻50Hz轉換成60Hz，這樣可改善圖像大面積閃爍，掃描行間閃爍及行結構線，使畫面穩定無閃爍。

最新一些高端彩電，採用75Hz逐行掃描技術，將場掃描過度提升到最符合人眼視覺標準的每秒75幅圖像，從而使畫面更加穩定舒適、異常清晰。還有采用3元次逐行掃描技術，這種掃描方式將使用的隔行掃描信號轉換成逐行掃描信號，它通過計算機測算3個場（現在的場和之前、之後的場）之間的10條掃描線最大相關的影象數據，求出內插的像素數據。這樣實現了清晰、自然的活動畫面。

2、只有變頻掃描

一些變頻彩電只將場頻從50Hz變到60Hz、75Hz或100Hz三種，而沒有進行逐行轉換，這類彩電只克服了圖像大面積閃爍，而不能克服掃描行間閃爍和行結構線過於明顯的缺陷。

3、掃描分開

還有一些彩電採用改良的100Hz技術，機內有100Hz隔行和50Hz逐行兩個選項，但100Hz和逐行掃描無法同時實現。這種彩電中逐行掃描的場頻仍然是50Hz，與人眼對閃爍的敏感頻率比較接近，所以觀看PAL制彩色電視節目時會感覺到大面積閃爍，屏幕上出現亮色畫面時閃爍尤其明顯，100Hz隔行掃描同樣存在掃描行間閃爍和行結構線過於明顯的缺陷。

逐行掃描獨有非線性信號處理技術將普通隔行掃描電視信號轉換成480行掃描格式，幀頻由普通模擬電視的每秒25幀提高到60至75幀，實現了精確的運動檢測和運動補償，從而克服了傳統掃描方式的三大缺陷。我們可以來做個比較，在50分之一秒的時間內，隔行掃描方式先掃描奇數行，在緊跟着的50分之一秒內再掃描偶數行，然而逐行掃描則是在50分之一秒內完成整幅圖像的掃描。經逐行掃描出來的畫面清晰無閃爍，動態失真較小。若與逐行掃描電視、數字高清晰度電視配合使用則完全可以獲得勝似電影的美妙畫質。 ^[1] 

隔行掃描就是每一幀被分割為兩場，每一場包含了一幀中所有的奇數掃描行或者偶數掃描行，通常是先掃描奇數行得到第一場，然後掃描偶數行得到第二場。

無論是逐行掃描還是隔行掃描，都有視頻文件、傳輸和顯像三個概念，這三個概念相通但不相同。最早出現的是隔行掃描顯像，同時就配套產生了隔行傳輸，而隔行掃描視頻文件是到數字視頻時代才出現的，其目的是為了兼容原有的隔行掃描體系（隔行掃描就是還依然在廣泛應用）。

通常顯示器分隔行掃描和逐行掃描兩種掃描方式。逐行掃描相對於隔行掃描是一種先進的掃描方式，它是指顯示屏顯示圖像進行掃描時，從屏幕左上角的第一行開始逐行進行，整個圖像掃描一次完成。因此圖像顯示畫面閃爍小，顯示效果好。先進的顯示器大都採用逐行掃描方式。

由於視覺暫留效應，人眼將會看到平滑的運動而不是閃動的半幀半幀的圖像。但是這種方法造成了兩幅圖像顯示的時間間隔比較大，從而導致圖像畫面閃爍較大。 因此該種掃描方式較為落後，通常用在早期的顯示產品中。

先説隔行掃描顯示。

眾所周知，幀率只要達到24fps就達到流暢，電影就是按這個標準執行的。但是考慮到交流電頻率50或60Hz，電視標準制訂者確定了25或30fps的幀率。如果電視機採用逐行掃描，每秒掃描25或30幀行不行呢？理論上可以，但實際不行。原因在於，在電子束的照射下，CRT的熒光粉會立即發光，但只要電子束一離開，幾乎瞬間就會暗下來。人眼雖然看不到這麼明顯的變化，但仍然會有亮度衰減的感覺。可以想象，如果採用30p掃描方式顯示，當電子束從屏幕的上半部分移到下半部時，屏幕上半部分的亮度就有了可以觀察到的衰減，於是畫面下半部分顯得更亮。這只是一個瞬間，事實上最亮的部分（當然就是電子束剛經過的區域）會不斷移動，從而產生閃爍現象。這種現象你也見過，就是在電視上看見CRT電腦顯示器那種感覺。

為了解決這個問題，最佳的辦法是加倍刷新率，改成60p掃描，將每幅畫面掃描2次，因為在60分之一秒內，人眼能感覺到的亮度衰減就很小了。可是這樣做，單位時間內掃描的總行數會加倍，那麼水平掃描的速度就要加快。如此一來技術要求就會過高，以當時的條件做不到。於是標準制訂者想到了一個折衷的辦法，先花60分之一秒掃描奇數行（上場），然後再用後60分之一秒掃描偶數行（下場），兩者互補成完整的畫面。雖然掃描下場時，上場的亮度衰減了，但是由於亮暗的部分交織在一起，反而不易察覺。

（注:後來都實現了，幾年前的CRT顯示器刷新率普遍達到85Hz，有的甚至達到120Hz，某些電視機也能進行逐行顯示。）

發展到固定像素設備（如液晶、等離子等），因為所有的點都是同時發光，且亮度始終固定，不存在CRT遇到的相關問題，所以一些平板電視能支持24p顯示，而以前CRT是不可以的。

每一幀圖像由電子束順序地一行接着一行連續掃描而成，這種掃描方式稱為逐行掃描。把每一幀圖像通過兩場掃描完成則是隔行掃描，兩場掃描中，第一場（奇數場）只掃描奇數行，依次掃描1、3、5…行，而第二場（偶數場）只掃描偶數行，依次掃描2、4、6…行。隔行掃描技術在傳送信號帶寬不夠的情況下起了很大作用，逐行掃描和隔行掃描的顯示效果主要區別在穩定性上面，隔行掃描的行間閃爍比較明顯，逐行掃描克服了隔行掃描的缺點，畫面平滑自然無閃爍。在電視的標準顯示模式中，i表示隔行掃描，p表示逐行掃描。

模擬電視是靠連續變化的電流傳輸信號，只要接收到信號，CRT就會隨着信號電流開始掃描。先掃描上場，信號線就要先傳輸上場信號，等上場傳輸完成後才開始傳輸下場信號。每秒傳輸60個場，即所謂的60i傳輸模式。後來又出現了逐行掃描顯像，也就跟着有了逐行傳輸。例如60p的顯示要求每秒傳輸60個完整幀，換算一下就是每秒要傳輸120個場。所以60p傳輸需要60i所需的兩倍帶寬，這對接口的要求就比較高，模擬接口中只有色差（專指YPbPr；YCbCr是隔行信號）和VGA可以實現。

如果你有一個30p的片源，你應該用1080p規格傳輸。那麼1080i是不是就一定不行呢？那還真不是。理論上只要你的電視機足夠聰明，對於30p的片源，使用60i傳輸也能完全達到60p的水平，沒有差異。理論基礎是:每秒傳輸60個場，和每秒傳輸30個幀可以等效，每秒傳輸60個場相對於每秒傳輸30個幀來説並沒有什麼損失。

平板電視屬於固定像素設備，所有點同時發光。不同於CRT的接到信號即時掃描顯像，平板電視必須接到那一幀或那一場的全部信號後才可以顯示。常規情況下會相對於信號發出時刻，平板電視會延遲1/60播出。我們可以想見，既然可以等到上場信號全部傳過來後，立即顯示奇數行，為什麼不能繼續等，等到下場信號也全部傳輸過來後再一併顯示全幀？這樣不就能達到逐行掃描畫質了？事實上這是完全可以的。

攝像機的採像，從一開始其實不存在掃描，因為無論是膠片還是電子原件都是同時受光的。但是，要讀取感光器上的信息（其核心任務將畫面採樣為YUV/RGB電信號），還是要靠掃描，於是讀取每個像素的順序就必須考慮。可以採取按順序依次讀取（逐行方式），也可以每行按順序讀取，但是先讀完所有奇數行再讀偶數行（隔行方式）。為了兼容電視機的隔行掃描體系，過帶機（將膠片上的畫面採樣為YUV/RGB電信號並保存在磁帶上的機器）和有些攝像機是隔行掃描制式的。當然也有逐行制式的產品。

當人們學會用電子原件感光和用數字化的計算機文件保存視頻時，數字攝像機就實用化了。事實上用數字信息保存的依然是YUV/RGB電信號，只是變換了個介質，本質上沒什麼區別（這裏指的是未壓縮的視頻，經過壓縮後就大不一樣了）。

但在計算機中，不管接到的是逐行還是隔行信號，都會按順序逐一寫入文件，不特別區分。如此一來，計算機上的視頻，以逐行和隔行信號為訊源的文件肯定有區別，它們分別稱為逐行掃描和隔行掃描視頻。

有交錯就有反交錯，這裏提及一下。並非所有隔行掃描視頻都要進行反交錯處理，只有那些存在交錯的視頻才需要這麼做。所以大多數PAL DVD的Rip工作理論上是可以直接跳過反交錯步驟（實際仍然需要修正意外的交錯幀）。

反交錯主要分為場匹配反交錯（IVTC）和Deinterlace。場匹配反交錯，如果是上場優先，先指定本幀的上場，通過對比它與前一幀、本幀和下一幀的下場的耦合度，力求能把原本屬於同一幅畫面的上下場找到並重新組合到一起。而Deinterlace是基於單個的幀，將其處理成你看不出交錯的程度，並非還原，跟原畫面還是有不一樣的。對於3:2pulldown的視頻，採取的一般為IVTC，具體過程如下

H1=tG1+bG1=tF1+bF1

H2=tG2+bG1=tF1+bF1

H3=tG3+bG2=tF2+bF2

H4=tG4+bG3=tF3+bF3

H5=tG5+bG5=tF4+bF4這樣一來，H1和H2重複了，採用刪幀程序刪掉其中一個即可。這樣就把3:2pulldown還原成24fps的逐行掃描視頻，可以在計算機上播放了。（25i/30i的視頻則通常使用Deinterlace處理。） ^[2]