Punktkriechen

Punktkriechen (auch bekannt als Chroma-Kriechen oder Cross-Luma ) ^{[ 1 ] [ 2 ]} ist ein visueller Fehler analoger Farbvideostandards, der bei der Übertragung von Composite-Videosignalen , wie im terrestrischen Fernsehen, auftritt . Es äußert sich in sich bewegenden Schachbrettmustern , die entlang horizontaler Farbübergänge (vertikaler Kanten) sichtbar werden. Ursache ist die Intermodulation oder das Übersprechen zwischen den Chrominanz- und Luminanzkomponenten des Signals, die im Frequenzbereich nicht perfekt gemultiplext werden . ^{[ 2 ]}

Der Begriff wird häufiger mit dem analogen Farbfernsehsystem NTSC in Verbindung gebracht ^{[ 3 ]} , tritt aber auch bei PAL auf (siehe Chroma-Punkte ). Obwohl die Interferenzmuster je nach verwendetem System leicht variieren , haben sie dieselbe Ursache und unterliegen denselben allgemeinen Prinzipien ^{[ 4 ]} . Ein verwandter Effekt, das Ausbluten von Farben oder Regenbogenartefakte , wird weiter unten erläutert ^{[ 5 ] .}

Intermodulations- oder Übersprechprobleme treten in zwei Formen auf:

• Chrominanzinterferenz in Luminanz (Chrominanz wird als Luminanz interpretiert),
• Luminanzinterferenz in der Chrominanz.

Das Punktkriechen ist am deutlichsten sichtbar, wenn die Chrominanz mit einer hohen Bandbreite übertragen wird , sodass ihr Spektrum weit in den Frequenzbereich des Luminanzsignals im zusammengesetzten Videosignal hineinreicht. Dies führt dazu, dass hochfrequente Chrominanzdetails bei Farbübergängen als Luminanzdetails interpretiert werden. ^{[ 1 ]}

Einige (meist ältere) Videospielkonsolen und Heimcomputer verwenden nicht standardisierte Farbphasen , wodurch ein Punktkriechen entsteht, das sich deutlich von dem im NTSC- oder PAL- Fernsehen üblichen unterscheidet . Dieser Effekt ist bei diesen Geräten aufgrund der gesättigten Farben und der geringen Pixelauflösung, die bei Computergrafiken üblicherweise vorhanden sind, stärker sichtbar.

Das gegenteilige Problem, die Luminanzinterferenz in der Chrominanz, ist das Auftreten von farbigem Rauschen in detailreichen Bildbereichen. Dies entsteht, wenn hochfrequente Luminanzdetails in die Frequenzen des Chrominanzkanals gelangen und so Farbsäume, sogenannte Regenbogenartefakte, erzeugen . [ 5 ] ^{Farbsäume können auch} die Lesbarkeit von eng beschriftetem Text beeinträchtigen. Einige Computer, wie der Apple II oder IBM-PC-kompatible Systeme mit CGA-Grafik, nutzten dieses Verfahren zur Farberzeugung (siehe „Kompositartefakte “).

Das Problem des Punktkriechens ist Fachleuten seit der Entwicklung von Composite-Video bekannt . Als in den 1950er-Jahren der NTSC-Standard eingeführt wurde, erkannten Fernsehtechniker, dass es theoretisch möglich sein sollte, einen Filter zu entwickeln, der Luminanz- und Farbsignale korrekt trennt. Die damalige Röhrenelektronik erlaubte jedoch keine kostengünstige Implementierung eines Kammfilters . Daher verwendeten die frühen Farbfernseher ausschließlich Kerbfilter , die die Luminanz bei 3,5 MHz abschirmten. Dies reduzierte die Luminanzbandbreite (normalerweise 4 MHz) effektiv auf die der Chrominanz, was zu deutlichen Farbsäumen führte.

In den 1970er-Jahren hielten Halbleiterelektronik und die ersten Kammfilter Einzug in Fernsehgeräte. Dies fiel zeitlich mit dem Aufkommen von LaserDiscs und anderen hochwertigen Medien zusammen, die das Problem für die Öffentlichkeit sichtbar machten. Kammfilter waren jedoch teuer und wurden nur in High-End-Fernsehern verwendet, während die meisten Farbfernseher weiterhin Kerbfilter nutzten.

In den 1990er-Jahren erfolgte mit dem Aufkommen digitaler Dreizeilen-Kammfilter eine Weiterentwicklung. ^{[ 6 ]} Dieser Filtertyp analysiert mithilfe eines Computers das NTSC-Signal zeilenweise und bestimmt die optimale Position für Chroma und Luminanz. ^{[ 7 ]} In dieser Zeit wurden digitale Filter zum Standard in High-End-Fernsehern, während die älteren analogen Filter in günstigeren Modellen Einzug hielten (obwohl Kerbfilter weiterhin weit verbreitet waren). Moderne HDTVs und Aufnahmegeräte eliminieren das Punktkriechen deutlich besser als herkömmliche Röhrenfernseher und ältere LCD-Fernseher .

Allerdings kann kein Kammfilter NTSC-Artefakte eliminieren, und die einzigen vollständigen Lösungen für das Punktkriechen sind, nicht NTSC- oder PAL-Composite-Video zu verwenden, die Signale getrennt zu halten, indem stattdessen S-Video- oder Komponentenvideoanschlüsse verwendet werden , oder das Chrominanzsignal anders zu codieren, wie beispielsweise in SECAM oder einem modernen digitalen Videostandard , vorausgesetzt, das Quellvideo wurde noch nie mit einem Videosystem verarbeitet, das anfällig für Punktkriechen ist.

Einige Konsolen wie die PlayStation 3 verfügen über einen eingebauten Filter, der Bildflimmern und den Regenbogeneffekt nahezu vollständig reduziert. ^{[ 8 ]} Technisch ist es also möglich, diesen negativen Effekt im Composite-Videosignal sowohl bei NTSC- als auch bei PAL-Signalen zu entfernen, ohne einen eingebauten TV-Filter zu verwenden.

Ebenso sorgt Colour-plus , eine Technik des 1993 eingeführten PALplus- Standards, für eine sauberere Luminanz-/Chrominanztrennung im PALplus-Empfänger. Sie wird bei Signalen mit hohen horizontalen Luminanzfrequenzen (3 MHz) eingesetzt, die sich das Spektrum mit den Chrominanzsignalen teilen. Farbbilder werden sowohl auf Standard- als auch auf PALplus-Empfängern verbessert. ^{[ 9 ]}

Bei Schwarzweißfilmaufnahmen von Farbfernsehprogrammen kann es zu Bildflimmern kommen. Seit 2008 wird dies genutzt, um die ursprünglichen Farbinformationen in einem Verfahren namens Farbwiederherstellung zurückzugewinnen . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• zusammengesetzte Artefaktfarben
• Chroma-Punkte
• Hannover Bars
• Farbrahmen