扫描方式

显示器的扫描方式分为“逐行扫描”和“隔行扫描”两种。

简介

逐行扫描

概论

逐行扫描电视比隔行扫描电视诞生时间早很多，世界上最早进行电视广播的时候都是采用逐行扫描电视制式，因为当时电视的清晰度非常低，并且只能广播黑白图像节目，节目内容也不丰富，大部分是文字广告和音乐之类内容。后来人们想把电影节目也搬到电视节目之中，此时才强烈感到电视机的清晰度不够，为此，电视台想出了一个新办法，只需在312根扫描线的后面加上半根扫描线，而电视机什么也不用动，图像清晰度就提高了一倍。为什么？这就是隔行扫描电视机的工作原理。

隔行扫描电视是从电影的工作原理中学来的，电影进行图像播放时每秒只播放24个图片，即24帧。但为什么人们都感不到图像闪烁呢，这里有一些猫腻的东西并不是人人皆知，原来电影在放映的时候每个镜头都要重复多放一次，即每秒48次。对比一下，这不是很像隔行扫描电视吗?

但为什么电影的帧频为24，而电视是25，并且就因为差这么一帧，使得每次要在电视上放电影时，都得要进行格式转换（多插一帧，即对某帧进行重播），而不把它们统一为25或24呢？电影不愿换成25帧的理由是，人们对每秒24帧已很满意，换成25帧会增加成本；电视不愿换成24的原因是电网交流电的频率为50Hz，如果换成其它场频，当受到如荧光灯之类的灯光调制的时候会出现差拍。由于大家都不愿意妥协，所以无法达成协议，只能和平共处。因此我们在看电视画面里中的电影的时候，总能看到多插的那一帧在闪烁。

扫描方式

一幅图像如果分两次扫描，即分两场，第一场扫1、3、5……（单数行），称为奇数场，第二场扫2、4、6……（双数行），称为偶数场。奇数场和偶数场组合起来，就构成一幅完整的图像，这种扫描方式，通常叫隔行扫描。

下面介绍数字化彩电的几种扫描方式。

1、变频逐行扫描

为了提高电视图像的清晰度，如今生产的彩色电视机，均采用数字化处理技术，进行变频逐行扫描，它通过机内芯片将隔行扫描转化成逐行扫描，同时完成将场频50Hz转换成60Hz，这样可改善图像大面积闪烁，扫描行间闪烁及行结构线，使画面稳定无闪烁。

最新一些高端彩电，采用75Hz逐行扫描技术，将场扫描过度提升到最符合人眼视觉标准的每秒75幅图像，从而使画面更加稳定舒适、异常清晰。还有采用3元次逐行扫描技术，这种扫描方式将使用的隔行扫描信号转换成逐行扫描信号，它通过计算机测算3个场（现在的场和之前、之后的场）之间的10条扫描线最大相关的影象数据，求出内插的像素数据。这样实现了清晰、自然的活动画面。

2、只有变频扫描

一些变频彩电只将场频从50Hz变到60Hz、75Hz或100Hz三种，而没有进行逐行转换，这类彩电只克服了图像大面积闪烁，而不能克服扫描行间闪烁和行结构线过于明显的缺陷。

3、扫描分开

还有一些彩电采用改良的100Hz技术，机内有100Hz隔行和50Hz逐行两个选项，但100Hz和逐行扫描无法同时实现。这种彩电中逐行扫描的场频仍然是50Hz，与人眼对闪烁的敏感频率比较接近，所以观看PAL制彩色电视节目时会感觉到大面积闪烁，屏幕上出现亮色画面时闪烁尤其明显，100Hz隔行扫描同样存在扫描行间闪烁和行结构线过于明显的缺陷。

优点

隔行扫描

隔行扫描就是每一帧被分割为两场，每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行，通常是先扫描奇数行得到第一场，然后扫描偶数行得到第二场。

概论

无论是逐行扫描还是隔行扫描，都有视频文件、传输和显像三个概念，这三个概念相通但不相同。最早出现的是隔行扫描显像，同时就配套产生了隔行传输，而隔行扫描视频文件是到数字视频时代才出现的，其目的是为了兼容原有的隔行扫描体系（隔行扫描就是还依然在广泛应用）。

通常显示器分隔行扫描和逐行扫描两种扫描方式。逐行扫描相对于隔行扫描是一种先进的扫描方式，它是指显示屏显示图像进行扫描时，从屏幕左上角的第一行开始逐行进行，整个图像扫描一次完成。因此图像显示画面闪烁小，显示效果好。先进的显示器大都采用逐行扫描方式。

由于视觉暂留效应，人眼将会看到平滑的运动而不是闪动的半帧半帧的图像。但是这种方法造成了两幅图像显示的时间间隔比较大，从而导致图像画面闪烁较大。 因此该种扫描方式较为落后，通常用在早期的显示产品中。

先说隔行扫描显示。

众所周知，帧率只要达到24fps就达到流畅，电影就是按这个标准执行的。但是考虑到交流电频率50或60Hz，电视标准制订者确定了25或30fps的帧率。如果电视机采用逐行扫描，每秒扫描25或30帧行不行呢？理论上可以，但实际不行。原因在于，在电子束的照射下，CRT的荧光粉会立即发光，但只要电子束一离开，几乎瞬间就会暗下来。人眼虽然看不到这么明显的变化，但仍然会有亮度衰减的感觉。可以想象，如果采用30p扫描方式显示，当电子束从屏幕的上半部分移到下半部时，屏幕上半部分的亮度就有了可以观察到的衰减，于是画面下半部分显得更亮。这只是一个瞬间，事实上最亮的部分（当然就是电子束刚经过的区域）会不断移动，从而产生闪烁现象。这种现象你也见过，就是在电视上看见CRT电脑显示器那种感觉。

为了解决这个问题，最佳的办法是加倍刷新率，改成60p扫描，将每幅画面扫描2次，因为在60分之一秒内，人眼能感觉到的亮度衰减就很小了。可是这样做，单位时间内扫描的总行数会加倍，那么水平扫描的速度就要加快。如此一来技术要求就会过高，以当时的条件做不到。于是标准制订者想到了一个折衷的办法，先花60分之一秒扫描奇数行（上场），然后再用后60分之一秒扫描偶数行（下场），两者互补成完整的画面。虽然扫描下场时，上场的亮度衰减了，但是由于亮暗的部分交织在一起，反而不易察觉。

（注:后来都实现了，几年前的CRT显示器刷新率普遍达到85Hz，有的甚至达到120Hz，某些电视机也能进行逐行显示。）

发展到固定像素设备（如液晶、等离子等），因为所有的点都是同时发光，且亮度始终固定，不存在CRT遇到的相关问题，所以一些平板电视能支持24p显示，而以前CRT是不可以的。

扫描区别

每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。把每一帧图像通过两场扫描完成则是隔行扫描，两场扫描中，第一场（奇数场）只扫描奇数行，依次扫描1、3、5…行，而第二场（偶数场）只扫描偶数行，依次扫描2、4、6…行。隔行扫描技术在传送信号带宽不够的情况下起了很大作用，逐行扫描和隔行扫描的显示效果主要区别在稳定性上面，隔行扫描的行间闪烁比较明显，逐行扫描克服了隔行扫描的缺点，画面平滑自然无闪烁。在电视的标准显示模式中，i表示隔行扫描，p表示逐行扫描。

传输概念

模拟电视是靠连续变化的电流传输信号，只要接收到信号，CRT就会随着信号电流开始扫描。先扫描上场，信号线就要先传输上场信号，等上场传输完成后才开始传输下场信号。每秒传输60个场，即所谓的60i传输模式。后来又出现了逐行扫描显像，也就跟着有了逐行传输。例如60p的显示要求每秒传输60个完整帧，换算一下就是每秒要传输120个场。所以60p传输需要60i所需的两倍带宽，这对接口的要求就比较高，模拟接口中只有色差（专指YPbPr；YCbCr是隔行信号）和VGA可以实现。

如果你有一个30p的片源，你应该用1080p规格传输。那么1080i是不是就一定不行呢？那还真不是。理论上只要你的电视机足够聪明，对于30p的片源，使用60i传输也能完全达到60p的水平，没有差异。理论基础是:每秒传输60个场，和每秒传输30个帧可以等效，每秒传输60个场相对于每秒传输30个帧来说并没有什么损失。

平板电视属于固定像素设备，所有点同时发光。不同于CRT的接到信号即时扫描显像，平板电视必须接到那一帧或那一场的全部信号后才可以显示。常规情况下会相对于信号发出时刻，平板电视会延迟1/60播出。我们可以想见，既然可以等到上场信号全部传过来后，立即显示奇数行，为什么不能继续等，等到下场信号也全部传输过来后再一并显示全帧？这样不就能达到逐行扫描画质了？事实上这是完全可以的。

视频文件

摄像机的采像，从一开始其实不存在扫描，因为无论是胶片还是电子原件都是同时受光的。但是，要读取感光器上的信息（其核心任务将画面采样为YUV/RGB电信号），还是要靠扫描，于是读取每个像素的顺序就必须考虑。可以采取按顺序依次读取（逐行方式），也可以每行按顺序读取，但是先读完所有奇数行再读偶数行（隔行方式）。为了兼容电视机的隔行扫描体系，过带机（将胶片上的画面采样为YUV/RGB电信号并保存在磁带上的机器）和有些摄像机是隔行扫描制式的。当然也有逐行制式的产品。

当人们学会用电子原件感光和用数字化的计算机文件保存视频时，数字摄像机就实用化了。事实上用数字信息保存的依然是YUV/RGB电信号，只是变换了个介质，本质上没什么区别（这里指的是未压缩的视频，经过压缩后就大不一样了）。

但在计算机中，不管接到的是逐行还是隔行信号，都会按顺序逐一写入文件，不特别区分。如此一来，计算机上的视频，以逐行和隔行信号为讯源的文件肯定有区别，它们分别称为逐行扫描和隔行扫描视频。

反交错

有交错就有反交错，这里提及一下。并非所有隔行扫描视频都要进行反交错处理，只有那些存在交错的视频才需要这么做。所以大多数PAL DVD的Rip工作理论上是可以直接跳过反交错步骤（实际仍然需要修正意外的交错帧）。

反交错主要分为场匹配反交错（IVTC）和Deinterlace。场匹配反交错，如果是上场优先，先指定本帧的上场，通过对比它与前一帧、本帧和下一帧的下场的耦合度，力求能把原本属于同一幅画面的上下场找到并重新组合到一起。而Deinterlace是基于单个的帧，将其处理成你看不出交错的程度，并非还原，跟原画面还是有不一样的。对于3:2pulldown的视频，采取的一般为IVTC，具体过程如下

H1=tG1+bG1=tF1+bF1

H2=tG2+bG1=tF1+bF1

H3=tG3+bG2=tF2+bF2

H4=tG4+bG3=tF3+bF3