Лингвофорум

Деинтерлейсинг

Если вы откроете записанный с IPTV файл, а все движущиеся объекты в нём «обросли» тонкими горизонтальными полосками:

то значит, вы имеете дело с чресстрочным видео.

В кинофильмах мы имеем дело с кадрами, которые целиком сменяют друг друга. Такое видео называется последовательным (progressive). Вот пример:

В то время как на телевидении вместо кадров (frames) используются так называемые «полукадры» (fields), которые сменяются в два раза чаще, а сами представляют из себя строки кадра, взятые через одну (в нечётных полукадрах только нечётные строки, в чётных — только чётные; или наоборот). Это называется чресстрочной развёрткой (interlacing), а само видео — чресстрочным (interlaced):

Телевизоры с электорннолучевой трубкой (кроме самых новых с большим экраном) работают именно в таком режиме. Это придумали на заре телевидения, когда это имело какой-то технический смысл. Сейчас же от этой чресстрочной развёртки одни проблемы. Все ЖК-экраны (а также ЭЛТ-мониторы и последние модели больших ЭЛТ-телевизоров) могут выводить только последовательное изображение, а для вывода чресстрочного, его приходится подвергать трудоёмкой процедуре деинтерлейсинга (deinterlacing), которая к тому же никогда не даёт идеального результата. В ЖК-телевизорах деинтерлейсинг производится аппаратно, на компьютерах — чаще всего программно при воспроизведении.

Если по телеканалу показывают кино, то деинтерлейсинг обычно не нужен, так как изображение последовательное. Если же это новости, спорт или другие телепередачи, то, скорее, всего, деинтерлейсинг понадобится.
В вашем случае пережатия потока IPTV для хранения и просмотра на компьютере лучше произвести деинтерлейсинг до сжатия: будет и качественнее, и лучше сожмётся.

Когда вы открываете чресстрочный файл в программе видеообработки, полукадры в нём просто объединены в кадры, что выглядит как бахрома у движущихся объектов. Такой способ получения кадров из полукадров (его называют weave) совершенно непригоден для просмотра и обработки. Он используется просто чтобы были кадры:


Часто применяются ещё два простых, но некачественных метода деинтерлейсинга:
blend — сливание полукадров вертикальным размытием, в результате которого частота смены изображений понижается в 2 раза, чёткость картинки пропадает, и движущиеся предметы двоятся:

и bob — интерполяция полукадров, в результате которой чёткость опять же теряется, да ещё и всё прыгает (особенно заметно на неподвижных горизонтальных линиях):


Более «умные» методы деинтерлейсинга (напр, "DGbob" или "Yadif") размывают только движущиеся объекты и делают это аккуратно, что даёт весьма приемлемый результат:

Профессионалы используют навороченные деинтерлейсеры с компенсацией движений, дающие почти идеальную картинку.
(Идеальная:

)
Правда все деинтерлейсеры с компенсацией движений, которые мне попадались, были очень некачественными и оставляли много артефактов.
Я пользуюсь в основном Yadif'ом.

Деинтерлейсеры типа Yadif, могут сохранять оригинальную частоту смены изображения, делая из каждого полукадра кадр. Я как любитель плавного движения всегда использую это, несмотря на необходимость увеличения битрейта (размера сжатого файла) раза в полтора. Но большинству людей плевать на плавность, и они выбирают режим, берущий кадры через один (частота кадров получается как в кино), тем самым более эффективно сжимая видео.
_______________________________

В программе AviDemux производить деинтерлейсинг очень просто (сначала надо убедиться, что он вообще нужен — если нет «бахромы» при движении, то ничего делать и не надо):
Надо войти в видеофильтры и выбрать в разделе Interlacing желаемый метод.
Например, можно выбрать Yadif. Если в параметрах выбрать «Temporal & spacial check», частота кадров будет в два раза меньше частоты полукадров; если выбрать «Bob, temporal & spacial check», то она будет равна частоте полукадров (плавные движения).
Второй параметр — Field order — уточняет, с какого полукадра начинается файл — с верхнего (нечётные строки) или с нижнего (чётные). Обычно бывает с верхнего (Top field first), но может встретиться и обратная ситуация.

Фильтр деинтерлейсинга обязательно должен стоять перед остальными фильтрами, кроме, возможно, обрезки. По крайней мере перед resize'ом, иначе будет жуть.
Таким образом, порядок фильтров такой:
— Crop
— Yadif
— Resize
_______________________________

Для справки: Стандартные частоты кадров.

Стандарт	Частота кадров	Частота полукадров
Кино	24 Гц	—
ТВ: PAL и SECAM (СССР, Европа, Азия, Африка, ...)	25 Гц	50 Гц
ТВ: NTSC (США, Япония, канада, ...)	30000/1001 (≈29,970) Гц	60000/1001 (≈59,940) Гц
Кино для просмотра в NTSC	24000/1001 (≈23,976) Гц	60000/1001 (≈59,940) Гц

(В последнем случае применяется так называемый telecine — это когда 2 кинокадра запихивают в 5 телевизионных полукадров. Для получения из этого исходных кинокадров вместо деинтерлейсинга надо применить процедуру IVTC.)

Изменение размера

В большинстве случаев телевизионная картинка является анаморфной, то есть с неквадратными пикселями. Например, в телестандартах PAL и SECAM при соотношении сторон экрана 4:3 растр имеет размеры 720×576. Таким образом, соотношение сторон пикселя — 16:15 — прямоугольник, вытянутый по горизонтали. В американско-японском стандарте NTSC растр — 720×480, то есть пиксель — 8:9 — растянутый по вертикали.
От этой ерунды желательно избавиться, что делается изменением размера кадра. При этом размер лучше менять в сторону уменьшения.
В окне фильтров надо выбрать Resize, выключить галочку Lock Aspect Ratio, задать ширину и высоту кадра, а внизу выбрать метод интерполяции (для уменьшения лучше подходит Lanzcos3).
Большинство кодеков требуют, чтобы ширина и высота кадра делилась на 2 (а иногда даже на 4 или 8 ). Например, PAL можно перемасштабировать в 720×540. Если битрейт будет небольшим, то лучше сделать кадр ещё меньше, например, 640×480 или 512×384. Широкоэкранное телевидение имеет обычно соотношение сторон 16:9, и размеры нужно подбирать соответственно, типа 960×540, 640×360 и т. п.

Обрезка кадра

Исторически сложилось так, что телевизионный кадр имеет поля по краям, которые не обязательно должны содержать полезное изображение, а могут содержать мусор. Например, стандартные поля PAL/SECAM — 1/32 экрана с каждой стороны, то есть по 18 пикселей сверху и снизу и по 22,5 пикселя слева и справа (с такими дробными величинами, конечно, возиться не надо, можно округлить до 22 или 24). Но лучше выставлять поля непосредственно по содержимому. Если весь кадр занят изображением — обрезка не нужна; если, например, есть мусор справа и снизу, то обрезать можно только его. Важно, чтобы соотношение сторон экрана от такой обрезки не пострадало, хотя незначительное его изменение не страшно.
Часто бывает так, что по 4:3-PAL-каналу показывают широкоэкранное кино с большими чёрными полями сверху и снизу. В этом случае поля желательно обрезать, посчитать получившееся соотношение сторон и  умножить на соотношение сторон пикселя (16:15) — полученное соотношение сторон надо применить при изменении размера кадра.
Для некоторых операций желательно, чтобы все поля были чётными.
В списке фильтров обрезка называется Crop, и ставить её надо перед Resize'ом.

Если коротко, то нужно:
1) Открыть записанный .mpg-файл в AviDemux
2) Установить параметры преобразования:
2.1) Выбрать видеокомпрессор и задать его параметры
2.2) Выбрать фильтры какие нужно (обрезка, деинтерлейсинг, изменение размера)
2.3) Выбрать аудиокомпрессор и задать параметры. Либо оставить аудио как есть (режим "Copy")
2.4) Выбрать контейнер
3) Нажать «Сохранить» и ждать.


Если пройтись подробно по пунктам:

2.1) AviDemux содержит в себе несколько хороших кодеков. Для архивирования на компьютере телепередач лучше всего подойдут такие как XviD и x264. Я пользуюсь x264, он заметно лучше XviD. Чтобы его использовать надо на левой панели в списке под словом "Video" выбрать "MPEG-4 AVC".
Чтобы задать его параметры надо нажать кнопку "Configure" ниже.
В появившемся окне сверху задаётся способ сжатия (Encoding mode):

Constant Rate Factor (Single Pass) — режим, в котором задаётся качество от 0 (идеальное) до 51 (отвратительное); сколько при этом займёт файл точно предсказать невозможно, естественно, чем лучше качество, тем больше будет файл.

Average Bitrate (Two Pass) — самый лучший, но самый медленный (двупроходный) режим, в котором задаётся средний битрейт видео, а качество выбирается для каждого кусочка видео оптимальным образом  так, чтобы получился нужный битрейт.

Video Size (Two Pass) — то же, что и предыдущий режим, только вместо битрейта задаётся общий размер видео, который вы хотите получить (время показа × битрейт = размер файла). Надо учесть, что аудиодорожки тоже имеют размер, поэтому в результате файл получится больше.

Constant bitrate(single pass) и Constant quantiser (single pass) — заведомо худшие режимы.

Качество или битрейт выберите на свой вкус. (Для не-HD я обычно ставлю битрейт от 500 до 2000 килобит в секунду).

У кодека есть также много других настроек, влияющих на скорость сжатия и качество/размер результата. Можете поразбираться с ними, если интересно. Но и настройки по умолчанию неплохи.


2.2) Если нажать на кнопку Filters, то появится окно, где вы можете выбрать, каким процедурам вы подвергните видео перед сжатием.
Там есть много всего. Но чаще всего пригождаются: изменение размеров, обрезка и деинтерлейсинг. О них будет ниже.
Фильтры сгруппированы по разделам. Чтобы применить фильтр, нужно щёлкнуть по нему двойным щелчком и задать параметры. Выбранные фильтры отображаются в правом столбце. Порядок их применения можно менять кнопками [↑] и [↓].


2.3) Аудио чаще всего можно оставлять без изменений. Для этого ничего делать не надо.
Но если вы хотите его пережать, выберите кодек в поле Audio и его параметры.


2.4) Видеопоток и аудиопоток нужно поместить в так называемый контейнер, чтобы их можно было потом смотреть. Тип контейнера выбирается в разделе Format на левой панели.
Говорят, что помещать MPEG-4 AVC в контейнер AVI некошерно (хотя у меня работало), поэтому лучше выбрать либо родной для него контейнер MP4, либо MKV («Матрёшка»).