miniatura|En el vídeo entrellaçat, la imatge es forma a base de dues mitges imatges Lexploració entrellaçada (interlaced scanning) és un mètode d'adquisició d'imatge inventada per Randall C. Ballard, enginyer de la Radio Corporation of America, l'any 1932.
Consisteix en la divisió d'un fotograma de video en dues meitats o camps, separant les línies horitzontals en senars i parells, que formen, en cada fotograma, camp A i el camp A'. L'objectiu d'aquesta exploració és eliminar el flickering (parpelleig) mostrant 50 imatges per segon a partir d'un senyal original de 25 imatges per segon. Aquest tipus d'exploració s'utilitza en els sistemes de transmissió de senyals de televisió analògica que, segons el seu nombre de línies i la seva freqüència de imatge, es divideixen en: PAL/SECAM: 25 imatges/segon i 625 línies/imatge. NTSC: 30 imatges/segon i 525 línies/imatge.
Breu història L'entrellaçat és una tècnica de millora de la qualitat de la imatge d'un senyal de vídeo especialment en dispositius CRT, sense consumir amplada de banda extra. L'entrellaçat fou inventat per un enginyer de la Randall C. Ballard (RCA) l'any 1932. Fins a la dècada dels 70 aquesta tècnica va estar limitada a la televisió, posteriorment s'expandiria en l'ús de les pantalles dels ordinadors, tanmateix, la creixent demanda dels requeriments dels usuaris quant a definició i l'aparició de les pantalles LCD marginaren el seu ús en els darrers temps, quedant desplaçat en part per l'escaneig progressiu.
L'exploració entrellaçada (2:1), es va implantar en la televisió analògica per a reduir l'amplada de banda, que és de 4.2 MHZ en el sistema de TV NTSC.
Principi i Descripció Principi Com moltes altres tècniques, l'exploració entrellaçada es basa en les limitacions del sistema visual humà. L'ull humà percep moviment a partir d'una freqüència de reproducció de 12 fotogrames/segon, però a freqüències tan baixes, a la pantalla s'aprecia parpelleig (flickering) a causa de les limitacions de la resolució temporal de l'ull.
La resolució temporal de l'ull ve marcada pel fenomen de la persistència visual que es basa en el fet que la sensació de lluminositat després d'una excitació lluminosa no desapareix immediatament, sinó que tarda un temps a desaparèixer (Exemple: quan apaguem un televisor, durant un instant de temps seguim veient la imatge en pantalla).
A partir d'aquest fenomen, es va extreure la Llei de Ferry-Porter, que, en funció del nivell de brillantor mitjana de l'excitació B, proporciona un llindar a partir del qual el sistema visual humà no aprecia pampallugues.
S'ha demostrat que pel nivell de brillantor habitual en pantalles, aquesta freqüència de reproducció oscil·la entre els 40 i el 60 Hz. En cinema la captació d'imatges es fa a 24 fotogrames/s i en televisió a 25 fotogrames/s. Així doncs, per no tenir flickering a la pantalla, hi hauria dues opcions: Gravar al doble de freqüència: més car. Enviar el doble de fotogrames: més amplada de banda. La solució és el sistema d'exploració entrellaçada.
Descripció L'exploració d'una imatge es realitza de la mateixa manera que es llegeix un llibre, es divideix la imatge en línies horitzontals i es llegeixen de dreta a esquerra i de dalt a baix. Primer es llegeixen les línies imparelles i després les línies parelles, obtenint així dos camps anomenats camp parell i camp senar. La proximitat entre línies consecutives fa que l'ull de l'espectador integri els dos camps com a imatges completes i obtingui la sensació que aquestes es van refrescant al doble de la freqüència real. Amb aquest mètode s'aconsegueix mantenir un cabal d'informació reduït, és a dir, una menor amplada de banda a transmetre, però suficient perquè en recepció tinguem la representació de les imatges sense que aparegui el fenomen de parpelleig (flicker).
center|miniatura|Fotograma dividit en dos camps Això vol dir que cada frame o fotograma conté dos camps que s'exposen en dues passades de línies d'exploració alterna, on cadascun té una de cada dues línies horitzontals del fotograma. El fotograma complet sols es veu una vegada han recorregut el seu camí les línies d'exploració del primer camp i posteriorment les del segon. És important destacar que l'entrellaçat és tan sols un tret característic de la captura i reproducció de les imatges, no és un component estructural dels formats d'arxiu ni dels mitjans de reproducció. Per entendre-ho millor, imaginem-nos que els dos camps inferiors estan integrats en la pantalla d'un televisor per on es passa una pel·lícula. Per cada fotograma de la pel·lícula primer cal que facin el seu recorregut progressiu les línies del Camp 1 i posteriorment les línies del Camp 2.
Detalls tècnics Conceptes previs Prèviament s'han de definir un parell de conceptes per a entendre per què s'utilitza l'exploració entrellaçada. Per una banda en un sistema d'entrellaçat és important determinar quina serà la seva definició horitzontal () i també cal esmentar la importància de la durada del temps de línia activa (). és el nombre de cicles que caben a la pantalla per unitat d'amplada i es mesura en cpw (cicles per wide). és el temps necessari per a projectar una línia. Les relacions que segueixen aquests conceptes són les següents:
On BW és l'amplada de banda del senyal rebut. alhora és el temps de línia real ())és el temps de guarda (), que per a casos aproximats es pot dir que:
Amb la freqüència d'imatge i el nombre de línies horitzontals. El fet d'entrellaçar repercuteix, per tant, en la freqüència d'imatge dividint-la per un factor 2 (recordem que cada imatge es descompon en dues). És a dir, per a un sistema de 50Hz amb entrellaçat obtindríem una freqüència d'imatge de 25Hz. D'aquesta manera podem veure perfectament que l'amplada de banda resultant resulta ser la meitat que si no utilitzéssim entrellaçat (exploració progressiva).
Implementació miniatura|Unió dels dos camps Per tal d'obtenir un correcte entrellaçat dels camps, és necessari fer servir un senyal, que controli amb precisió la desviació del feix en el tub de raigs catòdics. Aquest tipus de senyals reben el nom de senyals de deflexió. Els senyals de deflexió tenen forma de "dent de serra", on el període dels senyals coincideix amb el període de línia per la deflexió horitzontal i amb el període de camp per la deflexió vertical. Aquesta desviació del feix de llum del tub de raigs catòdics és d'esquerra a dreta i de dalt a baix, corresponent el valor màxim del senyal amb la posició del feix a l'esquerra de la pantalla i el valor mínim amb la posició del feix a la dreta de la pantalla.
Per tal de mantenir la periodicitat del senyal d'escombrat que controla el feix, es va decidir que el nombre de línies d'una imatge ha de ser un nombre imparell. Així cada camp ha de tenir un nombre de línies completes més mitja línia addicional. De manera que el primer camp acaba quan el senyal d'escombrat horitzontal es troba a la meitat de la pantalla, permetent que el feix de llum pugui tornar a l'extrem superior tot centrant-se en la pantalla. Aquesta primera mitja línia del segon camp començarà just per sobre de la primera línia del camp anterior, la segona línia es dibuixarà just entre la primera i segona línia del camp anterior, i així successivament; tot aconseguint una perfecta imbricació entre les línies dels dos camps.
Com que les transicions entre línies o camps no pot ser instantània, es va introduir el temps de guarda, per tal que el feix de llum tingui temps per tornar a la part esquerra de la pantalla. Durant aquest temps de guarda no es pot transmetre informació de luminància, és a dir, l'energia del feix ha de ser nul·la, de no ser així es podria observar el retorn del feix en pantalla. Per tal de no malgastar l'amplada de banda s'aprofita el temps de guarda de línia per transmetre senyals de sincronisme de línia i una referència de fase de la portadora de la informació de croma, i el temps de guarda de camp s'aprofita per transmetre senyals de sincronisme de camp, teletext i senyals de prova.
El període de transició no és lineal, ja que les bobines de deflexió representen una càrrega inductiva que impedeix la commutació instantània del generador de dent de serra, de manera que apareixen unes oscil·lacions anomenades de Barkausen. El temps de guarda de línia i de camp són diferents, en el sistema de televisió PAL són de 12 μsegons i 1'6ms, respectivament. Com que el temps de línia és de 64 μsegons, quedaran 54 μsegons per envair la informació de luminància.
Altres conceptes En televisió a més de la definició horitzontal, el temps de línia activa i el nombre de línies horitzontals existeixen altres paràmetres. Aquests són la relació d'aspecte (W/H) i la definició vertical (). La relació d'aspecte és una ratio adimensional que dona informació sobre les dimensions reals de la pantalla. W és l'amplada de la pantalla i H l'alçada. S'utilitza per a calcular la definició horitzontal i la definició vertical en funció d'una certa distància a la qual se situa l'observador (normalment sol ser de 6H amb una resolució ocular 1'). Usualment solen ser de 4:3 o bé de 16:9 (visió panoràmica). , anàlogament a , és el nombre de cicles verticals que caben en una pantalla per unitat d'alçada i es mesura en cph (cicles per high). La definició vertical per a un sistema ideal hauria de ser de /2 (és a dir, podria representar el nombre màxim de cicles verticals, sabent que el cicle mínim necessita dues línies per a representar-se). A la pràctica això no és així; s'ha de considerar el factor de Kell calculat com el nombre real de línies horitzontals representades () dividit entre la meitat del nombre de línies actives (). Per tant:
Aplicació als sistemes de transmissió de TV Pel que fa a la visualització d'imatges en la TV tradicional analògica, a Europa s'utilitza el sistema de TV PAL, mentre que als EUA, Japó i països com el nostre usen el NTSC. En aquest sistema es mostren un total de 30 imatges o fotogrames per segon. Cadascun consta de 525 línies. El sistema és entrellaçat, la qual cosa significa que cada imatge està format per dos camps independents: les línies parelles, que es dibuixen primer a la pantalla, i les línies senars (en els sistemes PAL i SECAM). Aquest traçat succeeix tan ràpid que l'ull humà difícilment ho percep, sobretot quan es transmet una imatge en moviment. Tanmateix, el format entrellaçat és inadequat per a la correcta exhibició de certes imatges estàtiques, especialment aquelles que contenen objectes amb línies horitzontals de poc gruix. L'aparició i desaparició dels camps parells i senars de la imatge causa aleshores un efecte visual de parpelleig d'aquestes línies horitzontals.
Com ja s'ha vist, les principals característiques que presenta l'exploració entrellaçada es poden resumir en: tecnologia àmpliament experimentada en el sistema PAL, millor resolució espacial per un determinat amplada de banda, menor amplada de banda, parpelleig (flicker) menys notable, però major complexitat de processament que l'exploració progressiva i no adequada per a pantalles de nou disseny (plasma, LCD, etc.).
Inconvenients El vídeo entrellaçat està dissenyat per ser enregistrat, transmès i mostrat en el mateix format, és a dir, entrellaçat. Donat que cada frame de l'entrellaçat està compost per dos camps capturats en diferents instants de temps, es pot donar el cas que allò que estem enregistrant es mogui prou ràpid per a aparèixer en diferents posicions quan cadascun dels camps és capturat; això causarà un desfasament de moviment. Aquesta alteració es podrà apreciar més fàcilment quan aturem la imatge o bé quan la freqüència a la qual es reprodueix és molt menor que la freqüència a la qual s'ha enregistrat.