Чересстрочная развёртка - это разновидность сжатия с потерями

В одной из предыдущих заметок я написал, что "современные методы компресии гораздо более эффективны, чем чересстрочная развёртка". Чересстрочную развёртку можно рассматривать как разновидность сжатия с потерями? Да, и это становится особенно очевидно, когда речь идёт о современных цифровых технологиях с прогрессивными устройствами отображения.

Современная профессиональная HDTV-камера, способная снимать и в 720p, и в 1080i, работает так: С матрицы камеры поступают кадры 1080p с частотой 50/60 Гц. Процессор камеры уменьшает изображение до 720 строк, если выбран режим 720p, или отбрасывает каждую вторую строку каждого кадра, если съёмка ведётся в 1080i.

А когда сигнал 1080i попадает в телевизор, процессор телевизора превращает каждое поле (полукадр) 1080i в целый кадр 1080p, используя информацию из соседнего поля. Этот процесс называется деинтерлейсингом. Современные телевизоры основаны на прогрессивных устройствах отображения, таких как жидкокристаллические панели, и отображать чересстрочное видео без деинтерлейсинга они не могут. Если разрешение панели меньше, чем 1080p, то процессор телевизора должен ещё и уменьшить полученную 1080p-картинку до нужного размера (нельзя напрямую преобразовать 1080i в 720p и наоборот, этот процесс обязательно подразумевает промежуточное преобразование в 1080p - по крайней мере, если делать это качественно).

Итак, что мы имеем? Из сенсора камеры изображение выходит в 1080p, на экран телевизора оно подаётся также в 1080p, а в 1080i превращается только для того, чтобы уменьшить поток данных при передаче и хранении. И это есть не что иное, как сжатие с потерями (lossy compression). С потерями - потому, что никакой деинтерлейсинг не способен восстановить из сигнала 1080i всю информацию, имевшуюся в исходном 1080p. Хороший деинтерлейсер выдаст приятную для глаз и чёткую на вид картинку, используя информацию из соседний полей, но он не возьмёт ниоткуда того, чего нет. Изображение, прошедшее через деинтерлейсинг, неизбежно будет нести в себе меньше информаци, чем исходный прогрессивный кадр.

Но чересстрочная развёртка не является эффективным способом сжатия с потерями по сравнению с современными алгоритмами вроде h.264 (MPEG-4 AVC). Материал 1080p, сжатый в h.264 напрямую, будет выглядеть лучше, чем он же, но преобразованный в 1080i и только затем сжатый с тем же битрейтом. И чем выше битрейт, тем эта разница будет более заметна, но даже при относительно низком битрейте 1080p будет выглядеть не хуже, чем 1080i.

Почему же тогда вместо 1080i сейчас не используют 1080p? Во-первых, из-за того, что изначально цифровое HDTV-вещание велось в MPEG-2, а при переходе на MPEG-4 менять формат вещания не стали. А во-вторых, из-за большей ресурсоёмкости как декодирования 1080p, так и его создания. Но когда обработка видео в 1080p перестанет быть технически проблематичной, ситуация обязательно начнёт меняться.