Interlacing/Deinterlacing: Tecnica, Pulldown e Algoritmi

[revenge72]

Da semplice appassionato nel 2008 acquistai i DVD dallo shop di Bow che all' epoca era legato ad AF digitale (e li pagai meno di 10€ l' uno).
Si trattava della versione 1.4, riguardava esclusivamente i segnali SD con applicazioni PAL e NTSC.
Successivamente (2010) nel momento in cui uscirono le versioni 2.0 in BD provai a ricercare quest' ultima.
Non riuscendo a reperire le versioni nei negozi on line e fisici contattai direttamente la HQV (che nel frattempo era divenuta parte del gruppo IDV) richiedendo direttamente a loro dove comperare la release su BD dei loro test.
Dato che all' epoca stavo collaborando con AF Digitale ... pochi giorni dopo mi ritrovai sia il disco NTSC 2.0 che il BD 2.0 spediti direttamente dalla HQV con tanto di biglietto da visita e lettera della direttrice relazioni stampa della HQV
In realtà i test in DVD versione 1.4 sono completi di loro, la versione 2.0 (che esiste solamente in NTSC) è migliore semplicemente per le spiegazioni più articolate e per la sovraimpressione di un pattern che velocizza ulteriormente il riconoscimento dell' aggancio da parte del recensore.
Da notare che il BD è in formato 1080@i59,94 Hz e quindi tutta l' ultima release 2.0 riguarda esclusivamente il mondo che discende dal sistema NTSC.
Per i segnali nostrani è fondamentale il disco PAL 1.4 da utilizzare all' occorrenza upscalando a 1080i@50Hz.

Per avere la serie completa ad oggi servirebbero:
HQV DVD PAL 1.4
HQV DVD NTSC 2.0
HQV BD 2.0

Ciao

[jento]

Domenica sera, nel pre-partita della rai, durante le riprese SD al circo massimo, ho notato un bell'artefatto coi controfiocchi:
dire che la bandiera spagnola sventolata da 2 tifosi intervistati sembrava uscita fuori da un tritacarta sarebbe un eufemismo.
Una roba simile non l'avevo mai vista col vecchio crt, secondo voi è un problema di deinterlacing, di upscaling, o una sommatoria dei 2 che ha messo in difficoltà il GT50? Potrebbe considerarsi un flag test potenziato?

[gamete]

della pessima emissione video da parte rai sul segnale sd

[revenge72]

A mio giudizio è un problema di combing... ho il forte sospetto che qualche volta la RAI utilizzi ancora segnali analogici in videocomposito , questo si nota anche ripetutamente in altre trasmissioni addirittura da studio.

Ciao

P.S.
Lo si nota con tutti i display digitali e di tutte le marche.

[jento]

Una cosa così per capirci, ma in verticale, e solo sulla bandiera che sventolava...



Purtroppo non ho potuto costatare se lo stesso artefatto fosse visibile anche col crt.
Mi sembra pero' di non aver mai visto questo tipo di artefatto così eclatante sui vecchi tv, questo perchè i crt erano interlacciati?
Il problema quindi (perdonate la mia ignoranza) è da imputare sì alla RAI, pero' anche in relazione al processo deinterlacing?

[revenge72]

Quello che hai raffigurato è un problema di spettinamento ..... ma se avviene in verticale non centra il deinterlacer ( in questo caso ove è orizzontale invece si tratta di un problema di deinterlacing )
Se intendi invece un effetto come se i bordi friggessero su elementi ad alto contrasto e purezza cromatica (ad esempio il rosso su sfondo verde) si tratta di combing (e a dire il vero si vede benissimo anche nei CRT).

Se invece è un macroblocco ... (non vogliamo farci mancare nulla ) è colpa della compressione, faccio notare che sia la compressione che il combing possono apparire in un quadro immacolato nelle restanti parti.... uno spettinamento riguarda invece tutto il quadro

Ciao

[jento]

Provero' a farci caso allora, perchè in effetti se lo spettinamento non puo' avvenire solo su una porzione di schermo, probabilmente non si tratta di quel fenomeno...


Espongo un mio dubbio che avevo già in precedenza leggendo di bdplayer che non potendo gestire il 24p con gli mkv uscivano a 50\60hz, e che si è rinnovato leggendo sul 3d pana 2012 di utenti che trovano benefici facendo fare volontariamente al lettore bd il pulldown 2:3 su bd 24p.

Impostando l'uscita del lettore a 50Hz\60Hz viene applicato lo stesso tipo tipo di pulldown 2:2 \ 3:2 che viene applicato dai broadcast prima di interlacciarlo?

Esempio:
Impostando l'uscita del bdplayer a 50Hz
pellicola originale girata a 24 fps : viene accelerata del 4% , portata a 25fps e stop? Il segnale che uscirà dal lettore sarà quindi un 25p, che per convenzione viene indicatoa 50Hz pur non essendo interlacciato?

Impostando l'uscita del bdplayer a 60Hz
pellicola originale girata a 24 fps : viene rallentata dello 0,1% a 23,976 fps ma poi ? Lo step successivo che arriverà a portare il segnale a 29,97 fps stirando i fotogrammi, è identico a quello utilizzato per il 3:2 televisivo?
Anche qui il segnale uscente dal lettore sarà un segnale 30p? E che quindi per convenzione verrà indicato a 60Hz?

Altra cosa. Se il film originariamente è girato a 23,976, nel caso del 3:2 (60Hz) si salterà la fase del rallentamento dello 0,1%?
Mentre nel caso del 2:2 (50Hz?)

[ABAP]

Mumble mumble...
Per quanto riguarda i 50Hz io direi di si: il lettore accelera del 4% arriva a 25fps. Poi per quanto riguarda il segnale dato in output non credo faccia differenza se venga passato un 25p o un 50p con frames raddoppiati, ma ritengo che se il TV segnala di rilevare un 50p in ingresso, questo è effettivamente cosa gli è stato dato "in pasto".

Per quanto riguarda i 60Hz diciamo che per il momento al tuo ragionamento (e ai tuoi dubbi) aggiungo anche il seguente:
innanzitutto bisogna arrivare esattamente a 60Hz o 59.94Hz?
Come sappiamo la frequenza reale dei sistemi NTSC non è esattamente 60Hz, bensì 59.94Hz.
Questo dovrebbe dipendere dalla frequenza esatta con cui la corrente viene distribuita in quei determinati paesi.
Se questo principio vale sempre, allora direi che effettivamente bisogna rallentare dello 0,1%.
Anche in questo caso, se questo rallentamento viene fatto, penso sia il lettore a farlo.

Per quanto riguarda l'ultimo punto: i film credo siano girati a 24Hz spaccati. I 23.976Hz vengono fuori dalla frequenza dei paesi NTSC, quindi la fase del rallentamento va fatta per forza (se si vuole arrivare non ai 60Hz precisi ma ai 59.94Hz).

[jento]

Per quanto riguarda i 50Hz io direi di si: il lettore accelera del 4% arriva a 25fps.

Ma se voglio applicare il 2:2 e il file\bd è un 23,976? Cosa fa il lettore? accelera sempre del 4%? (Mi sono accorto adesso che anche 25 è un arrotondamento, 24 accelerato del 4% non fa 24,96? e 23,975 accelarato del 4% darebbe 24,95)

Per quanto riguarda l'ultimo punto: i film credo siano girati a 24Hz spaccati. I 23.976Hz vengono fuori dalla frequenza dei paesi NTSC, quindi la fase del rallentamento va fatta per forza (se si vuole arrivare non ai 60Hz precisi ma ai 59.94Hz).

I BD NTCS dovrebbero essere 23,976. Quindi o i film girati negli USA sono girati a 23,976 fps,(e le versioni europee portate a 24) oppure in fase di produzione il BD nei paesi NTCS viene già rallentato dello 0,1%.
In questo caso quindi, se lo mettessimo nel lettore bd impostando l'uscita a 60Hz si salterebbe la fase dell rallentamento (ovvietà?)

innanzitutto bisogna arrivare esattamente a 60Hz o 59.94Hz?

Secondo me 59.94Hz, il 60hz mi viene da pensare si usi per arrotondare.
Dico un'altra ovvietà (sulla quale pero' non posso mettere la mano sul fuoco): se il file\bd iniziale è un NTCS 23,976 molto probabilmente l'uscita del lettore bd sarà 59,94Hz e il rallentamento iniziale dello 0,1% non sarebbe necessario.

Se invece il file\bd di partenza è un PAL 24p, i casi sono 2. O lo si rallenta dello 0,1% ottenendo dopo il pulldown vero e proprio i 59,94 oppure non lo rallenta e così facendo si arriva ai 60hz spaccati. Ma non mi suona bene quest'ultima ipotesi...

Lasciamo da parte un attimo il dubbio 24\23,976 e annessi
Dopo l'accelerazione nel 2:2 e il rallentamento + stiramento nel 3:2 vengono in entramnbi i casi raddoppiati i frame giusto?
Da 25 a 50 e da 30 (29,976) a 60 (59,97)
Considerendo che siamo in progressivo il 50p e 60p corrispondono alla frequenza e quindi potremo chiamarli anche 50Hz e 60hz.
Secondo te è coretto utilizzare la nomenclatura "fps" solo per materiale ripreso originariamente a quel framerate o nel caso si parli di nuovi framerate ottenuti dalla creazione di frame nuovi tramite interpolazione?
50p(50Hz) e 60p(60Hz) si sono ottenuti raddoppiando i frame, ma quelli "originali" sono cmq 24. E' come se fosse stato effettuato un refresh x2 partendo dai 25 e 30.

In effetti se usassimo solo 50Hz e 60Hz sarebbe corretto, ma volendo fare i pignoli non si saprebbe se il segnale sia [i] o [p]. a meno che non si usi la dicitura i50Hz o p50Hz
D'altro canto dire 50p o 60p, sarebbe come dire 50fps o 60fps, ma a quel punto non sapremmo se il segnale sia stato portato a 50fps \ 60 fps tramite interpolazione\ tramite pulldown \ oppure se sia il suo framerate originario.
Non so se sono stato troppo confusionario, o se questo sia solo una mia paranoia... pero' soprattutto per gente non troppo esperta sarebbe comodo fissare dei paletti per non fare confusione. (Ne ho visti di utenti che vedendo la dicitura 50p\60p in ambito bdplayer pensavano all'interpolazione)
E' un po' il discorso che faceva Pigna Corelli

Mi chiedo inoltre: quando la tv riceverà il segnale,(poniamo caso che il tv sia un plasma pana), l'interpolazione (IFC perchè non siamo più in presenza di un 24p) partirà a creare nuovi frame dai 25 \ 30 iniziali e non dai 50 \ 60. Ovviamente si dovrà anche tenere acceso il rilevamento della cadenza quando si guarderanno film 24p con pulldown 3:2 2:2.

[ABAP]

Dunque...

Come detto sul fatto che in realtà i 60Hz "non esistano" e sia solo un arrotondamento del 59.94 sono d'accordo, perché suppongo tutto nasca dalla frequenza della corrente nei paesi NTSC.
Sui 24p direi invece istintivamente la cosa opposta: visto che il cinema è nato indipendentemente dalla distribuzione della corrente elettrica, lì secondo me sono sempre 24Hz reali e effettivi. Ma potrei sbagliarmi o potrebbero esserci anche magari scelte differenti effettuate al momento di girare materiale magari destinato solo a determinati paesi.

D'altro canto dire 50p o 60p, sarebbe come dire 50fps o 60fps, ma a quel punto non sapremmo se il segnale sia stato portato a 50fps \ 60 fps tramite interpolazione\ tramite pulldown \ oppure se sia il suo framerate originario.
Non so se sono stato troppo confusionario, o se questo sia solo una mia paranoia...

No no sei stato chiarissimo ed effettivamente è così: un conto sono 50p perchè è stato effettuato un filmato a 50p, un conto perché li si sono ottenuti tramite 2:2. L'effetto a video sarà totalmente diverso. il 50p a livello cinematografico in realtà si usa, ma poi viene tutto riportato alla cadenza standard e si ha per l'appunto un effetto rallenty (stile De Palma per capirci, anche se non so a che frequenza giri i suoi famosi spezzoni rallentati, ma insomma ci siamo capiti).

[Pigna Corelli]

Eh eh, dopo i post di jento c'è sempre bisogno di mettere un po' d'ordine... Ci provo è.
Per quanto ne so, i lettori non accelerano e non rallentano, ma si limitano ad applicare il pulldown quando richiesto (e non so se lo fanno tutti e se lo fanno bene). Conseguenze:
se lo imposto a 50Hz con segnale 24p (23,976 oppure 24fps in base a come è stato riversato sul supporto, e poi vi dico da cosa dipende), il framerate passa da 23,976 a 47,952 oppure da 24 a 48, e semplicemente otterrò il video a scatti.
Se lo imposto a 60Hz, con il pulldown 2:3, il framerate passa da 23,976 a 59,94 oppure da 24 a 60, ed otterrò judder.
C'è però una differenza con il classico telecine operato dalle emittenti televisive, dove il frame viene diviso in due semiquadri che saranno poi interlacciati: il segnale rimane progressivo, il frame non viene diviso in due semiquadri da interlacciare, ma viene semplicemente duplicato in modo da ottenere due quadri completi. Da qui, nel caso dei 60Hz, l'applicazione dello schema 2:3.

Accelerazione del 4%: in realtà è il valore 4% ad essere arrotondato, il valore corretto è 4,1(6).

Questione framerate: come detto lo standard NTSC prevedeva 60 semiquadri al secondo interlacciati, per adeguare la trasmissione alla frequenza di erogazione dell'energia elettrica di 60Hz. Quando però fu introdotto il colore, si notò un'interferenza tra la sottoportante croma e la portante audio. Per evitare la quale fu deciso di rallentare il framerate dello 0,1%. Ovviamente ciò ha coinvolto la tecnica del 2:3 pulldown e, di conseguenza, il 24p.
L'acquisizione su pellicola è di 24 frame precisi (del resto come si fa ad acquisire 0,976 fotogrammi? ), che, tramite il processo di 2:3 pulldown, diventano 60 (semiquadri o quadri completi, come abbiamo visto). Rallentando dello 0,1% il 24p ottengo 23,976 frame che, sottoposti allo stesso trattamento, diventano 59,94. Attualmente, come sappiamo, sui BD esistono riversamenti sia a 23,976 che a 24 (a proposito, la nomenclatura corretta è 1080p24), ma anche a 25 progressivi (1080p25) e 50 interlacciati (1080i50), e qualcosa oltre oceano a 29,97/30 progressivi e 59,94/60 interlacciati.

Un'ultima cosa: normalmente le indicazioni nei menù sono arrotondate, quindi troviamo 23, 24, 50, 59, 60.

[nenny1978]

Ma quante ne sai !

[ABAP]

C'è però una differenza con il classico telecine operato dalle emittenti televisive, dove il frame viene diviso in due semiquadri che saranno poi interlacciati: il segnale rimane progressivo, il frame non viene diviso in due semiquadri da interlacciare, ma viene semplicemente duplicato in modo da ottenere due quadri completi. Da qui, nel caso dei 60Hz, l'applicazione dello schema 2:3.

Ciao Pigna, grazie come sempre per le info.
Solo un chiarimento: in questa frase che ti ho quotato ti riferisci al lettore, giusto? Non alle emittenti. D'altro canto non credo sia possibile trasmettere via etere in 1080p, mentre penso che almeno negli USA, via cavo, questo sia possibile.

Per quanto riguarda rallentamenti/accelerazioni: quindi in pratica vengono effettuati tutti all'origine, una volta che il materiale e' inciso, la frequenza di quadro quella rimane (moltiplicazioni date dai pulldown a parte)?

[jento]

Eh eh, dopo i post di jento c'è sempre bisogno di mettere un po' d'ordine...

Che ci vuoi fare? Hai proprio ragione... Sono la vostra spina nel fianco

Per quanto ne so, i lettori non accelerano e non rallentano, ma si limitano ad applicare il pulldown quando richiesto (e non so se lo fanno tutti e se lo fanno bene).... normalmente le indicazioni nei menù sono arrotondate, quindi troviamo 23, 24, 50, 59, 60

Ora è tutto chiaro

se lo imposto a 50Hz con segnale 24p (23,976 oppure 24fps in base a come è stato riversato sul supporto, e poi vi dico da cosa dipende), il framerate passa da 23,976 a 47,952 oppure da 24 a 48, e semplicemente otterrò il video a scatti.

Mentre nel 3:2 gli scatti (o meglio il juddering) sono causati dall'errore nel segnale video derivante dallo "stiramento" dei 4 fotogrammi entro i 5, non sapevo dell'esistenza di questi scatti col 2:2...
In poche parole, se il framerate è ABCD....ogni frame viene banalmente duplicato ottenendo una segnale del tipo AABBCCDD... giusto? Gli scatti quindi perchè vengono percepiti?

[Pigna Corelli]

@nenny
Beh, come ho già detto, quando mi sono appassionato al mondo HDTV ho letto molto. Purtroppo, a distanza di un po' di tempo, non sempre ritrovo le fonti da citare. Considera che per una prima infarinatura generale sono partito da wikipedia (), e lì sai come funziona, inizi da un discorso e dopo un'ora ti ritrovi ad un altro e ti chiedi come ci sei arrivato. Poi comunque ho avuto modo di approfondire.

@ABAP
Si esatto, parlo dei lettori. In effetti via etere attualmente non c'è abbastanza banda per trasmettere in 1080p (almeno a 50Hz, a 24 forse ci sarebbe, ma non conosco le motivazioni che regolano queste cose), mentre via cavo sinceramente non so quanta ne sia disponibile.
Riguardo il framerate effettivo, posto che viene stabilito dal produttore in fase di authoring, potrebbe essere modificato facilmente: sarebbe sufficiente impostare l'uscita ad un valore diverso. Il problema è l'audio: per un lettore stand alone, modificare la velocità della traccia audio e riequalizzarla in tempo reale è un'operazione troppo impegnativa, specialmente se la traccia è multicanale (mi sembra che non lo faccia nemmeno Reclock in ambito HTPC), e credo che oltre alla questione tecnica, ci sia anche un problema di license, ovvero l'audio encodato dai laboratori specializzati può essere trasmesso, ma non credo modificato.

Faccio un esempio pratico così rispondo anche @jento:
Gli scatti sono dovuti al fatto che si chiede al lettore di inviare 48 immagini in un secondo (partiamo da 24fps precisi cui viene applicato il pulldown 2:2, così non ci incasiniamo) alla velocità di 50 immagini al secondo. In questo modo si manda il video più velocemente, ma l'audio, che non si può accelerare e riequalizzare (a meno che non siano usciti dei super lettori ultimamente), rimane indietro. Quindi il lettore si deve fermare forzatamente per recuperare la sincronia con l'audio, per poi ripartire (e non saprei dire se lo fa con una sua logica od in modo casuale).

Un'ultima cosa: anche se ho un BD codificato a 23,976 ed imposto l'output del lettore a 24Hz avrò degli scatti, uno ogni circa 42 secondi, che corrispondono alla differenza di framerate che c'è in ogni secondo, quindi 1/0,024 e cioè esattamente 41,(6) secondi.