Deinterlacing und Upscaling von Videomaterial

Falls Sie sich jemals mit altem Videomaterial beschäftigt haben, kennen Sie bestimmt das Problem des sogenannten Halbzeilenverfahrens (im Fachbegriff «Interlace» genannt). Ohne gross ins Detail zu gehen, hier eine kurze Erklärung, weiterführende technische Einzelheiten können Sie bspw. bei Wikipedia gut strukturiert und ausführlich nachlesen.

Interlace-Video ist ein Videoformat, bei welchem das Bild in zwei Halbbilder aufgeteilt wird, die nacheinander angezeigt werden. Diese Halbbilder werden als "Felder" bezeichnet, und das Verfahren wird als Interlacing bezeichnet.

Bildaufbau im Zeilensprungverfahren

In einem Interlace-Video wird also zuerst das obere Feld angezeigt, das aus allen ungeraden horizontalen Bildzeilen besteht (Zeile 1,3,5,7,…), und dann wird das untere Feld angezeigt, das aus allen geraden horizontalen Bildzeilen besteht (Zeile 2,4,6,8,…). Dieser Prozess wird schnell wiederholt, normalerweise 50-mal pro Sekunde, um eine flüssige Bewegung auf dem Bildschirm zu erzeugen.

Animation eines Bildaufbaus im Zeilensprungverfahren (klicken für Animation)

Interlacing wurde früher häufig in der Fernsehtechnik und im Videobereich verwendet, um Bandbreite zu sparen und die Bildqualität bei begrenzter Übertragungskapazität zu verbessern. Heutzutage werden jedoch progressive Videoformate bevorzugt, da sie eine höhere Bildqualität bieten und mit modernen Bildschirmen besser kompatibel sind.

Und da beginnen die Probleme, wenn Sie Ihr altes interlaced Videomaterial an einem modernen, in der Regel für progressive Vollbilder konzipierten Bildschirm anschauen möchten. Je nach Endgerät und Abspielsoftware übernehmen sogenannte Hardware- und/oder Software-Deinterlacer die schwierige Arbeit, die «verzerrten» Halbbilder zusammenzufügen und dann als progressives Vollbild anzuzeigen. Moderne TV-Geräte erledigen das je nach Modell und Preisklasse mal besser, mal schlechter. Abspielsoftware auf Computern erledigen das mittels Software, die die Bilder in Echtzeit zusammenfügen und dann progressiv auf dem Bildschirm anzeigen. Es würde jetzt ins unermessliche führen, wenn ich auf die einzelnen Möglichkeiten und Lösungen der verschiedenen Hersteller eingehen würde, Fakt ist aber, dass das Deinterlacing in «Echtzeit» zwar funktioniert, jedoch meistens nicht zur vollsten Zufriedenheit. Daraus resultieren dann gerne Bilder, bei welchen man die verzerrten Halbbilder mehr oder weniger wahrnimmt:

Durch den Kameraschwenk entstehen verzerrte Bilder, erkennbar an den kammartigen Linien.

Deinterlacing ist also ein Prozess zur Konvertierung eines interlaced Videos in ein progressives Video, indem die beiden Halbbilder, aus denen das interlaced Video besteht, kombiniert werden. Es gibt verschiedene Methoden zum Deinterlacing, einschließlich der Verwendung von Algorithmen zur Interpolation von fehlenden Pixeln zwischen den beiden Halbbildern und der Verwendung von Bewegungserkennung, um unerwünschte Artefakte wie Störungen oder Unschärfe zu reduzieren. Auf den unteren beiden Bildern ist gut zu erkennen, was für Auswirkungen ein gutes von uns verwendetes Deinterlacing mit sich bringt:

Ausschnitt aus einem Interlaced Video, auf welchem sehr gut die gezackten, diagonal verlaufenden Linien sichtbar sind.

Nach dem Deinterlacing-Vorgang: die Linien sind viel glatter und die Flächen wirken ruhiger.

Sobald Ihre Videos sauber deinterlaced und entrauscht wurden, folgt der Schritt des Upscalings. In diesem Schritt wir das Video mittels spezieller Berechnung hochskaliert auf FullHD-Auflösung. Die unsauberen Ränder der Videos (auf dem unteren Bild sehr gut zu sehen) werden während dieses Vorgangs noch maskiert und weggeschnitten, damit Sie schlussendlich ein sauberes, schönes, hochauflösendes Video erhalten, welches im Gegensatz zu den Originalen um einiges schöner an modernen TVs und PC-Monitoren anzuschauen ist.

Zur Veranschaulichung hier noch der Vergleich zwischen dem originalen Videobild, so wie wir es von Ihren Bändern digitalisieren. Und dann noch das Endergebnis, welches Sie nach erfolgtem Deinterlacing und Uspcaling von uns erhalten. Sie können mir glauben, in Bewegung fällt einem der Unterschied noch viel mehr auf.

Das Videobild, so wie es auf Ihren Bändern aufgenommen und gespeichert wurde.

Das Videobild nach dem Deinterlacing und Upscaling, so wie Sie es von uns erhalten.

Damit Sie das Ergebnis auch noch bewegt anschauen können, dürfen Sie über den folgenden Link das Video herunterladen: Video FullHD.mp4

Auch wenn der Aufwand für uns immens hoch ist, dieses Verfahren hat uns selber so dermassen überzeugt, dass wir diesen Mehraufwand gerne auf uns nehmen um Ihnen Ihre alten Videoaufnahmen in wirklich überzeugender FullHD-Auflösung zu übergeben.

Autor: Marco Hobi