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 Line Doubler, Scaler

Problematik Videosignal

Die derzeitigen Videosysteme leiden seit über 50 Jahren unter Problemen. Im Vergleich zum Kinofilm arbeitet das Videosignal mit dem so genannten Interlaced-Verfahren (Halbbildverfahren, d.h. 50 ?halbe? Bilder anstelle von 50 Vollbildern pro Sekunde), was zu Zeilenflimmern und Bildunruhe sowie im Ergebnis zu einer schlechten vertikalen Bildauflösung führt.

Beim ?Interlaced Verfahren? entsteht an feinen vertikalen Strukturen aufgrund der aufeinanderfolgenden Abbildung gerader und ungerader Bildzeilen eine halbierte Bildwiederholrate von 25 Bildern pro Sekunde, worauf das Auge sehr empfindlich reagiert. Da die Fernsehanstalten aber meist vertikal gefilterte (unscharfe) Bilder ausstrahlen, sehen viele Zuschauer den Effekt auf ihren kleinen TV-Geräten kaum. Mit der DVD als überragend scharfen Bildquelle sind diese Bildfehler aber gerade auf größeren Displays oder gar auf einer Heimkinoleinwand unakzeptabel.

Zum Vergleich: Im Kino wird der Film zwar nur mit 24 Bewegungsphasen gezeigt. Jedes Filmbild erscheint allerdings mittels eines rotierenden Shutters dreimal (72 Hertz Bildwechselfrequenz). Flimmern, Flackern und ausgerissene bewegte Bildkanten kennt das originale Kinobild nicht.

Im Gegensatz dazu führt die geringe Zeilenauflösung herkömmlicher Videobilder bei einem Bildröhren-, Projektionsgerät oder Plasmabildschirm zum Erkennen der Zeilenstruktur. Der Versuch der Augen, die Schärfe durch Akkumodieren nachzustellen, kann dann Kopfschmerzen hervorrufen. cinemateq wandelt dagegen Interlaced-Video in progressive Bilder höchster Auflösung um, die dem Erlebnis im Kino kaum noch nachstehen.

 cinemateq optimizer plus II
cinemateq optimizer plus II

Es gibt verschiedene Möglichkeiten das Videosignal zu optimieren. Mit der so genannten ?100 Hz Technik? kann das Bildflimmern durch Wiederholen der Bildinformation mit verdoppelter Bildgeschwindigkeit bei Beibehaltung der Interlaced-Bildstruktur nahezu eliminiert werden. Ein anderer Weg ist das Rückzusammensetzen der Bildinformation unter Beibehaltung der Bildfrequenz. Dies führt im einfachsten Fall zu einem ?progressiven? Bild, bei dem jeweils bei einem Bilddurchgang alle Zeilen, also gerade und ungerade, zusammen geschrieben werden.

Die cinemateq picture optimizer verwenden das zweite Verfahren in modifizierter Version:

1. Schritt
Die geraden und ungeraden Bildzeilen werden wieder zusammengeführt. Bei diesem, auch ?Deinterlacing? genannt Verfahren, wandelt der mit neuester Deinterlacer-Technologie ausgestattete High-End Videoprozessor die Halbbilder (Interlaced) des Videosignals in Vollbilder (Progressiv) um. Diese so genannte ?Progressive Technologie? erhöht vor allem Bildauflösung & Bildruhe des Videobildes deutlich, da anstelle von 50 Halbbildern (z.B. bei 50 Hz / PAL) die gleiche Anzahl an Vollbildern in derselben Zeit angezeigt werden.


2. Schritt
Skalierung der 576/480 Zeilen und der Bildpunkte pro Zeile des PAL/NTSC Videosignals auf die gewünschte Ausgabeauflösung. Dies geschieht in einem komplexen Prozess aus gewichteter Interpolation und angepasster Filter. Ziel ist es, die sichtbare Zeilenstruktur bei Projektoren und Plasmabildschirmen zu vermeiden. Dank dem speziellen ?Line-Multiplier Verfahren? ist eine freie, pixelgenaue Skalierung der ausgegebenen Auflösung bis zu einer Maximalauflösung von HDTV 1080p möglich.

3. Schritt
Durch Zwischenpufferung und Erstellung einer neuen Zeitstruktur kann die Bildwiederholrate des Videosignals zwischen 49Hz und 120Hz frei definiert werden. Hierbei wird ebenfalls unter Anwendung einer zeitlich gewichteten Interpolation und Filterung ein Bildstrom erreicht, welcher, nun arm an Bearbeitungsartefakten, eine den heutigen Abbildungssystemen angemessene, augenfreundliche Darstellung ohne Filmmereindruck ermöglicht.

4. Schritt
Hier kommen verschiedene selbst entwickelte bzw. modifizierte Optimierungsverfahren zum Einsatz, wie zum Beispiel:

2:2 & 3:2 Pull-Down
Um einen Kinofilm auf DVD zu bringen, muss dieser abgetastet und in Videoformat gewandelt werden. Bei dieser Umwandlung werden verschiedene Verfahren wie z.B. Interlacing (Erzeugung von Halbbildern) angewandt, die zu so genannten ?Bad Edits? führen können. Diese zeigen sich bei der Videobilddarstellung als Bildartefakte, d.h. Kanten und Fransen an Objekten im Bild. Der High-End Videoprozessor sorgt mit seiner 2:2 bzw. 3:2 Pull-Down Funktion für NTSC und PAL Videoquellen für eine optimierte Rückführung der bei der Filmabtastung entstandenen Fehler und vermeidet somit störende ?Artefakte? im Bild ? das Ergebnis ist eine optimale Bilddarstellung ohne Kanten & Fransen. Der cinemateq-Prozessor fasst bewungsgleiche Halbbilder zu perfekt scharfen Vollbildern zusammen. Damit rekonstruiert er die Qualität des Filmbilds wie im Orginal, sprich Kino, ohne das die Bilder flimmern.
.

Adaptiv Motion Control
Bei schnellen Bewegungen von kleineren Objekten im Bild kommt es vor allem bei rein digital produzierten Videoquellen oftmals zu Verzerrungen, Ruckbewegungen und Ausfransungen des Objektes. Die Adaptive Motion Control gleicht diese fehlerhafte Wiedergabe (z.B. ?Treppenartefakte?) aus und sorgt dank neuester Prozessortechnologie für die kontinuierliche, ruck- und kantenfreie Darstellungen von schnellen Bewegungen im Bild.
.

Adaptive Comb Filter
Die adaptive Kammfilterfunktion verringert typische Schwächen des Videosignals in punkto Farbdarstellung, welche technisch bedingt sind oder bei der Speicherung des Videosignals auf das Medium entstehen. Der Filter reduziert laufende bzw. verschobene Farbränder im Wiedergabebild und garantiert so eine optimale Farbwiedergabe.
.

Time Base Correction
Insbesondere digitale Anzeigegeräte wie z.B. DLP Projektoren oder Plasmabildschirme benötigen ein konstantes Videosignal ohne Schwankungen, die z.B. bei der Wiedergabe von VHS-Videokassetten auftreten können. Die TBC Funktion sorgt für ein konstantes Videosignal und ermöglicht dadurch eine einwandfreie Wiedergabe auf digitalen Geräten.
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10-Bit processing
Digitale Videoquellen liefern ein 8-Bit Videosignal, das trotz exzellenter Qualität leider nur begrenzte Möglichkeiten der Korrektur zulässt: 8-Bit ermöglichen nur Korrekturwerte in ganzen 1-er Schritten, also z.B. von einem Wert von 130 auf 131. Für eine optimale Anpassung des Quellsignals an das Ausgabegerät sind aber Zwischenwerte von mindestens 0,25-er Schritten notwendig. Über die integrierte Video Lookup-Table-Funktion wird das 8-Bit Videosignal in ein 10-Bit Signal konvertiert, so dass eine feinere Abstimmung in 0,25-er Schritten möglich wird ? also z.B. von einem Wert von 130 auf 130,25. Dank diesem so genannte 10-Bit processing können Helligkeit, Kontrast, Farbton und Farbsättigung wesentlich feiner abgestimmt und für eine perfekte Bildwiedergabe optimiert werden.

Ein weiteres Highlight ist die Möglichkeit die Farbtemperatur und den so genannten Gamma-Wert ("Hell-Dunkel-Gewichtung") anzugleichen, so dass eine naturgetreue Wiedergabe von Farben und Kontrastverhältnissen ermöglicht wird. Hierbei wird die Informationsbreite von 8 Bit am Eingang auf 10 Bit am Ausgang aufgespreizt, um bearbeitungsbedingte Zwischenwerte nicht zu verlieren.

Die Summe dieser Funktionalitäten liegt weit über den Fähigkeiten eines marktüblichen Videosystems und definieren neue Maßstäbe für optimale Bilddarstellung.












 cinemateq picture optimizer plus II SDI
cinemateq picture optimizer plus II SDI

cinemateq optimizer Verfahren

Es gibt verschiedenen Möglichkeiten das Videosignal zu optimieren. Mit der so genannten ?100 Hz Technik? kann das Bildflimmern durch Wiederholen der Bildinformation mit verdoppelter Bildgeschwindigkeit bei Beibehaltung der Interlaced-Bildstruktur nahezu eliminiert werden. Ein anderer Weg ist das Rückzusammensetzen der Bildinformation unter Beibehaltung der Bildfrequenz. Dies führt im einfachsten Fall zu einem ?progressiven? Bild, bei dem jeweils bei einem Bilddurchgang alle Zeilen, also gerade und ungerade, zusammen geschrieben werden.

Die cinemateq picture optimizer verwenden das zweite Verfahren in modifizierter Version:

1. Schritt
Die geraden und ungeraden Bildzeilen werden wieder zusammengeführt. Bei diesem, auch ?Deinterlacing? genannt Verfahren, wandelt der mit neuester Deinterlacer-Technologie ausgestattete High-End Videoprozessor die Halbbilder (Interlaced) des Videosignals in Vollbilder (Progressiv) um. Diese so genannte ?Progressive Technologie? erhöht vor allem Bildauflösung & Bildruhe des Videobildes deutlich, da anstelle von 50 Halbbildern (z.B. bei 50 Hz / PAL) die gleiche Anzahl an Vollbildern in derselben Zeit angezeigt werden.


2. Schritt
Skalierung der 576/480 Zeilen und der Bildpunkte pro Zeile des PAL/NTSC Videosignals auf die gewünschte Ausgabeauflösung. Dies geschieht in einem komplexen Prozess aus gewichteter Interpolation und angepasster Filter. Ziel ist es, die sichtbare Zeilenstruktur bei Projektoren und Plasmabildschirmen zu vermeiden. Dank dem speziellen ?Line-Multiplier Verfahren? ist eine freie, pixelgenaue Skalierung der ausgegebenen Auflösung bis zu einer Maximalauflösung von HDTV 1080p möglich.

3. Schritt
Durch Zwischenpufferung und Erstellung einer neuen Zeitstruktur kann die Bildwiederholrate des Videosignals zwischen 49Hz und 120Hz frei definiert werden. Hierbei wird ebenfalls unter Anwendung einer zeitlich gewichteten Interpolation und Filterung ein Bildstrom erreicht, welcher, nun arm an Bearbeitungsartefakten, eine den heutigen Abbildungssystemen angemessene, augenfreundliche Darstellung ohne Filmmereindruck ermöglicht.

4. Schritt
Hier kommen verschiedene selbst entwickelte bzw. modifizierte Optimierungsverfahren zum Einsatz, wie zum Beispiel:

2:2 & 3:2 Pull-Down
Um einen Kinofilm auf DVD zu bringen, muss dieser abgetastet und in Videoformat gewandelt werden. Bei dieser Umwandlung werden verschiedene Verfahren wie z.B. Interlacing (Erzeugung von Halbbildern) angewandt, die zu so genannten ?Bad Edits? führen können. Diese zeigen sich bei der Videobilddarstellung als Bildartefakte, d.h. Kanten und Fransen an Objekten im Bild. Der High-End Videoprozessor sorgt mit seiner 2:2 bzw. 3:2 Pull-Down Funktion für NTSC und PAL Videoquellen für eine optimierte Rückführung der bei der Filmabtastung entstandenen Fehler und vermeidet somit störende ?Artefakte? im Bild ? das Ergebnis ist eine optimale Bilddarstellung ohne Kanten & Fransen. Der cinemateq-Prozessor fasst bewungsgleiche Halbbilder zu perfekt scharfen Vollbildern zusammen. Damit rekonstruiert er die Qualität des Filmbilds wie im Orginal, sprich Kino, ohne das die Bilder flimmern.
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Adaptiv Motion Control
Bei schnellen Bewegungen von kleineren Objekten im Bild kommt es vor allem bei rein digital produzierten Videoquellen oftmals zu Verzerrungen, Ruckbewegungen und Ausfransungen des Objektes. Die Adaptive Motion Control gleicht diese fehlerhafte Wiedergabe (z.B. ?Treppenartefakte?) aus und sorgt dank neuester Prozessortechnologie für die kontinuierliche, ruck- und kantenfreie Darstellungen von schnellen Bewegungen im Bild.
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Adaptive Comb Filter
Die adaptive Kammfilterfunktion verringert typische Schwächen des Videosignals in punkto Farbdarstellung, welche technisch bedingt sind oder bei der Speicherung des Videosignals auf das Medium entstehen. Der Filter reduziert laufende bzw. verschobene Farbränder im Wiedergabebild und garantiert so eine optimale Farbwiedergabe.
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Time Base Correction
Insbesondere digitale Anzeigegeräte wie z.B. DLP Projektoren oder Plasmabildschirme benötigen ein konstantes Videosignal ohne Schwankungen, die z.B. bei der Wiedergabe von VHS-Videokassetten auftreten können. Die TBC Funktion sorgt für ein konstantes Videosignal und ermöglicht dadurch eine einwandfreie Wiedergabe auf digitalen Geräten.
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10-Bit processing
Digitale Videoquellen liefern ein 8-Bit Videosignal, das trotz exzellenter Qualität leider nur begrenzte Möglichkeiten der Korrektur zulässt: 8-Bit ermöglichen nur Korrekturwerte in ganzen 1-er Schritten, also z.B. von einem Wert von 130 auf 131. Für eine optimale Anpassung des Quellsignals an das Ausgabegerät sind aber Zwischenwerte von mindestens 0,25-er Schritten notwendig. Über die integrierte Video Lookup-Table-Funktion wird das 8-Bit Videosignal in ein 10-Bit Signal konvertiert, so dass eine feinere Abstimmung in 0,25-er Schritten möglich wird ? also z.B. von einem Wert von 130 auf 130,25. Dank diesem so genannte 10-Bit processing können Helligkeit, Kontrast, Farbton und Farbsättigung wesentlich feiner abgestimmt und für eine perfekte Bildwiedergabe optimiert werden.

Ein weiteres Highlight ist die Möglichkeit die Farbtemperatur und den so genannten Gamma-Wert ("Hell-Dunkel-Gewichtung") anzugleichen, so dass eine naturgetreue Wiedergabe von Farben und Kontrastverhältnissen ermöglicht wird. Hierbei wird die Informationsbreite von 8 Bit am Eingang auf 10 Bit am Ausgang aufgespreizt, um bearbeitungsbedingte Zwischenwerte nicht zu verlieren.

Die Summe dieser Funktionalitäten liegt weit über den Fähigkeiten eines marktüblichen Videosystems und definieren neue Maßstäbe für optimale Bilddarstellung.