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Deinterlacing

Viele Video-Kameras, insbesondere die für Stereo-Paare besonders gut geeigneten Geräte von Sony, zeichnen auch im HD-Zeitalter noch immer "interlaced" auf, d.h. sie teilen jedes Videobild in zwei "Felder" auf, die nacheinander erfasst werden und jeweils nur die halbe Zeilenzahl umfassen. Ursprünglich wurde dieses Verfahren erfunden, um trotz der begrenzten Videobandbreite der ersten Fernsehübertragungen eine hohe Bildfrequenz bei gleichzeitig hoher Auflösung zu ermöglichen, denn durch die zeitlich versetzte Erfassung der Halbbilder wird die Bildfrequenz faktisch verdoppelt, trotzdem können statische Teile des Bildes mit hoher Auflösung wiedergegeben werden. In einer typischen FullHD-Aufnahme in der Auflösung "1080i" sind zwar 1080 Bildzeilen enthalten, jedoch wurden 540 davon zu einem späteren Zeitpunkt aufgenommen als die anderen 540 Zeilen:

Im Bild kann man deutlich sehen, wie jede zweite Zeile den fahrenden ICE weiter rechts darstellt als die anderen. Die beiden Teilbilder, aus denen das obige Bild "verwoben" wurde, sahen so aus:

 

Genauere Informationen bietet der Wikipedia-Artikel über das "Zeilensprungverfahren".

Alle aktuellen Displays und Projektoren geben Bilder "progressiv" aus. Damit dabei nicht die oben sichtbaren "Kämme" an den Rändern bewegter Objekte entstehen, kommen eine Reihe von "De-Interlacing"-Verfahren zum Einsatz, die die beiden Teilbilder entweder verschmelzen oder nacheinander darstellen (mit doppelter Frequenz aber halbierter Auflösung, sog. "Bobbing"). Intelligentere Verfahren unterscheiden im Bildinhalt zwischen statischen und bewegten Bereichen und passen ihre Strategie daran an, um in statischen Bereichen eine möglichst hohe Raumauflösung und in bewegten Bereichen eine möglichst hohe Bewegungsauflösung zu erreichen. In der Regel funktionieren diese "Hardware-Deinterlacer" so gut, dass wir kaum bemerken ob die Aufnahmen progressiv oder interlaced zugespielt werden; z.B. werden die meisten Sendungen im öffentlich-rechtlichen deutschen HD-Fernsehen interlaced ausgestrahlt, ohne dass der Großteil der Zuschauer sich dessen bewusst wäre...

Probleme entstehen, wenn interlaced gespeicherte Bilder verformt werden, z.B. bei der Justierung stereoskopischer Aufnahmen. Durch die dabei oft nötige Bilddrehung und/oder Skalierung landen nämlich Teile des einen Halbbildes in Zeilen, die zum anderen Teilbild gehören, und umgekehrt - alle anschließenden Deinterlacing-Versuche sind dann zum Scheitern verurteilt und machen die Sache oft sogar noch schlimmer:

Daher muss man interlaced Aufnahmen unbedingt schon vor der Weiterverarbeitung deinterlacen!

Verfahren

Praktisch jedes Video-Schnittprogramm bringt Deinterlacing-Vefahren mit, und die meisten davon funktionieren ganz passabel.

Doch ausgerechnet der StereoMovieMaker patzt in dieser Diszplin! Zwar gibt es in seinem "Datei Öffnen"-Dialog eine Deinterlacing-Option:

Doch SMM lässt dabei einfach ein Teilbild unter den Tisch fallen und verdoppelt die Zeilen des anderen Teilbildes, wodurch faktisch die Hälfte der Bildinformationen verloren geht! Deinterlacing im StereoMovieMaker taugt daher allenfalls, um einen ersten schnellen Blick auf das aufgenommene Material zu werfen.

Wer zum Dekodieren der Videoaufnahmen den FFDShow-Codec verwendet, kann in dessen Postprocessing-Optionen gleich aus einem Dutzend verschiedener Deinterlacing-Verfahren wählen:

Die wählbaren Verfahren unterscheiden sich jeweils im Hinblick auf die Bildqualität einerseits und die Verarbeitungsgeschwindigkeit andererseits. Bei einigen Verfahren kann man umfangreiche Einstellungen tätigen, die das Deinterlacing beeinflussen - deren Erklärung würde den Kontext dieser Homepage bei weitem sprengen. Es lohnt sich jedoch, durch Ausprobieren für die jeweils eigenen Bedürfnisse den optimalen Filter zu suchen!

Besonders interessant erscheint mir hier der "Kernel-Bob"-Deinterlacer: dieser zerlegt das verschachtelte Bild zunächst in die zwei Halbbilder und ergänzt die fehlenden Bildinhalte durch eine geschickte Mischung aus Interpolation (in bewegten Bereichen) und Pixelübertragung aus dem anderen Halbbild (in statischen Bereichen) zu Vollbildern. Dabei verdoppelt sich die Bildrate, so dass nun pro Sekunde nicht mehr 25 interlaced Bilder sondern 50 progressive Bilder vorliegen! Zwar kommt die Bildqualität prinzipbedingt nicht ganz an eine echte progressive Aufnahmen (50p) heran, aber durch die doppelte Bildrate und die volle Auflösung bleibt die größtmögliche Menge an Bildinformation erhalten. Besonders reizvoll: aus den so gewonnen 50 Bildern pro Sekunde lassen sich ohne Aufwand absolut flüssige Zeitlupen mit halber Geschwindigkeit erstellen - ein Effekt, der gerade in Kombination mit der räumlichen Darstellung besonders gut wirkt und dem Zuschauer Zeit lässt, die Raumtiefe wahrzunehmen.

Ein noch reichhaltigeres Angebot an Deinterlacing-Verfahren können 3D-Filmer mit AviSynth nutzen. Praktisch jedes erdenkliche Verfahren wurde von irgendjemand entweder in Form eines Plugins, oder als include-Skript realisiert und steht dem experimentierfreudigen Anwender kostenlos zur Verfügung. Wer Wert auf die bestmögliche Bildqualität legt, sollte unbedingt QTGMC ausprobieren:

QTGMC ist zwar unerträglich langsam, doch die damit bearbeiteten Bilder zeichnen sich durch besonders gute Bildschärfe und hohen Detailgehalt aus, gleichzeitig wird das bei einigen Deinterlacern typische Kantenflimmern perfekt vermieden.

Zusammenfassung

Deinterlacing ist bei allen "interlaced" Aufnahmen Pflicht, doch je nach Anwendung hat der 3D-Filmer die Qual der Wahl:

  • Der im SMM eingebaute Deinterlacer taugt nur für schnelles Preview
  • Der FFDShow-Codec bietet viele Deinterlacer für praktisch jeden Zweck
  • Zur Umwandlung in "50p" ist insbesondere Kernel-Bob interessant
  • Für bestmögliche Qualität wähle AviSynth mit QTGMC

Abschließend noch ein Hinweis: man sollte darauf achten, nie zwei Deinterlacer gleichzeitig zu verwenden (z.B. QTGMC und Kernel-Bob)!

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