Video Çözünürlüğü

Yüksek çözünürlüklü video ( HD video ), standart çözünürlükten daha yüksek çözünürlük ve kaliteye sahip videodur

Yüksek çözünürlük için standart bir anlam olmamakla birlikte , genellikle 480’den (Kuzey Amerika) veya 576’dan (Avrupa) önemli ölçüde daha fazla dikey tarama çizgisine sahip herhangi bir video görüntüsü yüksek çözünürlüklü olarak kabul edilir.

Çoğu sistem bunu büyük ölçüde aşsa da, 480 tarama çizgisi genellikle minimum değerdir. Yüksek hızlı bir kamera tarafından yüksek kare hızında (Kuzey Amerika’da 60 kare/saniye, Avrupa’da 50 kare/saniye) çekilen standart çözünürlüklü görüntüler, bazı bağlamlarda yüksek çözünürlüklü olarak kabul edilebilir. Yüksek çözünürlüklü video ile çekilen bazı televizyon dizileri, filmle çekilmiş gibi görünmesi için düzenlenir ; bu teknik genellikle filmleştirme olarak bilinir .

Tarih

İlk elektronik tarama formatı olan 405 satır , yerini aldığı mekanik sistemlerin çok daha az satır sayısına sahip olması nedeniyle ilk yüksek çözünürlüklü televizyon sistemiydi. 1939’dan itibaren Avrupa ve ABD, 605 ve441 satır formatlarını denedi ve 1941’de FCC , ABD için 525 satır formatını zorunlu kıldı. Savaş zamanı Fransa’da René Barthélemy , 1042’ye kadar daha yüksek çözünürlükleri test etti. 1949’un sonlarında, resmi Fransız yayınları nihayet 819 satır ile başladı . Ancak 1984’te bu standart, TF1 ağında 625 satır renkli yayın için terk edildi.

Analog

Modern HD spesifikasyonları, Japon mühendislerin saniyede 60 kare hızında çalışan 1.125 satırlı interlaced TV standardı HighVision’ı ( MUSE olarak da adlandırılır) geliştirdiği 1980’lerin başlarına dayanmaktadır. Sony HDVS sistemi, Nisan 1981’de Cezayir’de düzenlenen uluslararası bir televizyon mühendisleri toplantısında tanıtıldı ve Japonya’nın NHK’sı da analog yüksek çözünürlüklü televizyon (HDTV) sistemini 1983’te İsviçre’de düzenlenen bir konferansta sundu .

NHK sistemi, 1990’ların başlarında Amerika Birleşik Devletleri’nde Sinema ve Televizyon Mühendisleri Derneği (SMPTE) standardı #240M olarak standartlaştırılmış , ancak daha sonra DVB analog standardıyla değiştirildiğinde terk edilmiştir. HighVision video, HDTV video alışverişi için hala kullanılabilir, ancak bu işlevi yerine getirecek neredeyse hiçbir modern ekipman mevcut değildir. HighVision’ı 6 MHz yayın kanalı olarak uygulama girişimleri çoğunlukla başarısız olmuştur. Bu formatın karasal TV iletimi için kullanılmasına yönelik tüm girişimler 1990’ların ortalarında terk edilmiştir.

Avrupa, hibrit analog/dijital video standartları olan MAC ailesinin bir üyesi olan HD-MAC’i (1.250 satır, 50 Hz) geliştirdi ; ancak karasal video iletim formatı olarak hiçbir zaman yaygınlaşmadı. HD-MAC, Avrupa Yayın Birliği dışında hiçbir zaman video alışverişi için belirlenmedi .

Dijital

Sıkıştırılmamış video ile yüksek çözünürlüklü dijital video, pratik olmayan derecede yüksek bellek ve bant genişliği gereksinimleri nedeniyle mümkün değildi ; bit hızı 1000’i aşıyordu.1080p video için 1 Gbit/s . ^[ 1 ] Dijital HDTV, ayrık kosinüs dönüşümü (DCT) video sıkıştırmasının geliştirilmesiyle mümkün oldu . ^[ 2 ] DCT, ilk olarak 1972’de Nasir Ahmed tarafından önerilen ve daha sonra 1988’den itibaren Video Kodlama Uzmanları Grubu’nun H.26x formatları ve 1993’ten itibaren MPEG formatları gibi video kodlama formatları için hareket telafili bir DCT algoritmasına uyarlanan kayıplı bir sıkıştırma tekniğidir.

Hareket telafili DCT sıkıştırması, dijital video için gereken bellek ve bant genişliği miktarını önemli ölçüde azaltarak, sıkıştırılmamış videoya kıyasla yaklaşık 100:1’lik bir veri sıkıştırma oranı elde edebildi. ^[⁶^] 1990’ların başlarında, DCT video sıkıştırması HDTV için video kodlama standardı olarak yaygın olarak benimsenmişti.

Kuzey Amerika’daki mevcut yüksek çözünürlüklü video standartları, Amerikan yayıncılarının talebi üzerine 1987’de Federal İletişim Komisyonu tarafından başlatılan gelişmiş televizyon süreci sırasında geliştirilmiştir. Esasen, 1980’lerin sonu, o zamana kadar geliştirilen çoğu analog yüksek çözünürlüklü teknoloji için bir ölüm çanını çalmıştır.

Gelişmiş Televizyon Sistemleri Komitesi (ATSC) önderliğindeki FCC süreci, maksimum kare hızı 30 Hz (saniyede 60 alan) olan aralıklı 1080 satırlık video (orijinal analog NHK 1125/30 Hz sisteminin teknik bir devamı) ve maksimum kare hızı 60 Hz olan aşamalı taramalı 720 satırlık video gibi bir dizi standardı benimsemiştir.

Sonuç olarak, aynı standardizasyon sürecine dahil olan Avrupalılarla birlikte, çözünürlük (1080, 720, 480) ve ilgili kare hızları (24, 25, 30) için DVB standardı kabul edildi. FCC, 1996 yılında (hem HD hem de SD video standartlarını içeren) ATSC iletim standardını resmen benimsedi.

2000’li yılların başlarında, DVB’nin gelecekte uzun süre video standardı olacağı düşünülüyordu. Ancak hem Brezilya hem de Çin, yüksek çözünürlüklü video için alternatif standartlar benimsedi ve bu da, on yıllarca büyük ölçüde birlikte çalışamayan analog TV yayıncılığından sonra umulan birlikte çalışabilirliği engelledi.

Teknik detaylar

Dikey ekran çözünürlüğündeki satır sayısı . Yüksek çözünürlüklü televizyon (HDTV) çözünürlüğü 1080 veya 720 satırdır. Buna karşılık, normal dijital televizyon (DTV) 480 satırdır (NTSC’nin temelini oluşturur, 525 tarama satırından 480’i görünür) veya 576 satırdır (PAL ve SECAM’ın temelini oluşturur, 625 tarama satırından 576’sı görünür). Ancak, HD dijital olarak yayınlandığı için, tanıtımı bazen DTV’nin tanıtımıyla aynı zamana denk gelir. Ayrıca, Blu-ray Disc ve HD DVD gibi yüksek çözünürlüklü disk sistemleri yüksek çözünürlüklü olsa da, mevcut DVD kalitesi yüksek çözünürlüklü değildir.
Tarama sistemi: aşamalı tarama (p) veya aralıklı tarama (i) . Aşamalı tarama (p), her görüntü yenilemesinde bir görüntü karesini (tüm satırlarını) yeniden çizer, örneğin 720p/1080p. Aralıklı tarama (i) , ilk görüntü yenileme işleminde görüntü alanını her iki satırda bir veya tek numaralı satırlarda çizer ve ardından ikinci bir yenileme sırasında kalan çift numaralı satırları çizer, örneğin 1080i. Aralıklı tarama, nesne hareket etmiyorsa görüntü çözünürlüğü sağlar, ancak nesne hareket ediyorsa çözünürlüğün yarısına kadarını kaybeder ve tarama hatalarına maruz kalır.
Saniyedeki kare veya alan sayısı ( Hz ). Avrupa’da daha yaygın olan (50 Hz) televizyon yayın sistemi ve ABD’de (60 Hz) kullanılmaktadır . 720p60 formatı, saniyede 60 kare (60 Hz) ile 1280 × 720 piksel , aşamalı kodlamadır. 1080i50/1080i60 formatı, saniyede 50/60 alan (50/60 Hz) ile 1920 × 1080 piksel, aralıklı kodlamadır. İki aralıklı alan tek bir kare oluşturur, çünkü bir karenin iki alanı zamansal olarak kaydırılmıştır. Kare çekme ve bölümlenmiş kareler, aralıklı video akışı yoluyla tam karelerin iletilmesini sağlayan özel tekniklerdir.

Genellikle, yenileme hızı bağlamdan çıkarılır ve 1080p hariç (bu, 1080p24, 1080p25 ve 1080p30’u, ayrıca 1080p50 ve 1080p60’ı da ifade eder), genellikle 50 Hz (Avrupa) veya 60 Hz (ABD) olarak kabul edilir.

Çözünürlük belirtilmeden de kare veya alan hızı belirtilebilir. Örneğin, 24p saniyede 24 aşamalı tarama karesi, 50i ise saniyede 25 aşamalı kare (saniyede 50 aralıklı alan) anlamına gelir. Çoğu HDTV sistemi bazı standart çözünürlükleri ve kare veya alan hızlarını destekler. En yaygın olanları aşağıda belirtilmiştir. Yüksek çözünürlüklü sinyallerin görüntülenebilmesi için yüksek çözünürlüklü bir televizyon veya bilgisayar monitörüne ihtiyaç duyulur. Yüksek çözünürlüklü videonun en boy oranı 16:9’dur (1.78:1). Günümüzde çekilen normal geniş ekran filmlerin en boy oranı genellikle 1.85:1 veya 2.39:1’dir (bazen geleneksel olarak 2.35:1 olarak belirtilir). Standart çözünürlüklü televizyon (SDTV) 4:3 (1.33:1) en boy oranına sahiptir, ancak son yıllarda birçok yayıncı, izleyicinin görüntüyü normal oranlarda genişleten 16:9 bir televizyona veya görüntüyü dikey olarak görünümü sunan bir televizyona sahip olacağı umuduyla , programları yatay olarak 16:9 anamorfik formatta yayınlamaktadır.

Yaygın yüksek çözünürlüklü video modları

Video modu	Çerçeve boyutu piksel cinsinden (G×Y)	Görüntü başına piksel sayısı ¹	Tarama türü	Kare hızı ( Hz )
720p (HD Ready olarak da bilinir)	1280 × 720	921.600	İlerici	23.976, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60, 72
1080i (Full HD olarak da bilinir)	1920 × 1080	2.073.600	İç içe geçmiş	25 (50 alan/s ), 29,97 (59,94 alan/s ), 30 (60 alan/s )
1080p (Full HD olarak da bilinir)	1920 × 1080	2.073.600	İlerici	24 (23.976), 25, 30 (29.97), 50, 60 (59.94)
1440p (Quad HD olarak da bilinir)	2560 × 1440	3.686.400	İlerici	24 (23.976), 25, 30 (29.97), 50, 60 (59.94)

Ultra yüksek çözünürlüklü video modları

Video modu	Çerçeve boyutu piksel cinsinden (G×Y)	Görüntü başına piksel sayısı ¹	Tarama türü	Kare hızı ( Hz )
2000	2048 × 1536	3.145.728	İlerici	24, 30, 60
2160p (4K UHD olarak da bilinir)	3840 × 2160	8.294.400	İlerici	60, 120
2540p	4520 × 2540	11.480.800	İlerici	24, 30, 60
4000p	4096 × 3072	12.582.912	İlerici	24, 30, 60
4320p (8K UHD olarak da bilinir)	7680 × 4320	33.177.600	İlerici	60, 120