數(shù)位電視影像處理元件與濾波技術(shù)探究
一般來(lái)說(shuō),影像訊號(hào)皆是動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)的,依照不同地區(qū)的規(guī)范,可分為每秒30個(gè)畫面(NTSC交錯(cuò)式掃瞄),或是每秒25個(gè)畫面(PAL交錯(cuò)式掃瞄),大量類比影像訊號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)位訊號(hào)在頻寬耗用上非常龐大,為了節(jié)省頻寬,進(jìn)而加快訊號(hào)處理速度,影像在進(jìn)行解析后會(huì)將色彩以壓縮方式來(lái)傳遞,因此影像壓縮晶片是非常重要的核心元件。在一般通用設(shè)計(jì)上,影像輸出IC控制板(Controller Board)的核心元件包括:視訊解碼器(Video Decoder)、解交錯(cuò)式掃瞄器(De-Interlacer),及縮放控制器(Scaler)等。
圖說(shuō):HDTV的元件配置方塊圖
除此之外,電視訊號(hào)的處理還包含了類比與數(shù)位轉(zhuǎn)換元件(Analog Digital Converter,ADC)、相鎖回路(Phase Lock Loop,PLL)、數(shù)位視訊介面(Digital Video Interface,DVI)以及低電壓差動(dòng)訊號(hào)處理介面(LVDS)等分離元件,其中ADC與Video Decoder則是因?yàn)橥瑫r(shí)包含了類比與數(shù)位訊號(hào)的混合設(shè)計(jì)晶片技術(shù),在電路結(jié)構(gòu)方面相對(duì)復(fù)雜,因此多以獨(dú)立形式存在,難以與其他元件整合。在此歸納出下列幾點(diǎn):
1.前端訊號(hào)的接收和轉(zhuǎn)換
■ADC:將類比RGB訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號(hào)。
■PLL:在類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換過(guò)程中負(fù)責(zé)訊號(hào)采樣,多數(shù)已嵌入ADC元件中。
■DVI Rx:接收以數(shù)位編碼格式所輸入的影音訊號(hào),如來(lái)自PC-DVI介面或其它數(shù)位影音裝置的訊號(hào)等;若嵌入HDCP晶片,則可以執(zhí)行來(lái)自DTV加密/付費(fèi)視訊的解密。
■Video Decoder:傳統(tǒng)NTSC/PAL/SECAM等TV訊號(hào)采取復(fù)合波形輸入,Video Decoder內(nèi)含梳形濾波器(Comb filter)功能,可以將復(fù)合端子(Composite、CVBS)、S端子或色差端子(YpbPr/YUV)所輸入的類比訊號(hào)分離,內(nèi)含多組ADC將它轉(zhuǎn)換為數(shù)位訊號(hào)。
2.中介訊號(hào)處理與增益
■De-Interlacer:主要將電視訊號(hào)所用的交錯(cuò)式掃瞄(interlaced)轉(zhuǎn)換為目前各種新型顯示裝置如LCD TV、PDP TV、rear-projection TV等所用的逐行循序掃瞄(progressive)。
■De-Interlacer 可稱為DTV控制IC的首要核心,廠商設(shè)計(jì)時(shí)多視系統(tǒng)需求,嵌入增益軟體以提供畫質(zhì)調(diào)整及改善,例如:亮度、對(duì)比、色調(diào)調(diào)整、雜訊消除、黑階延伸(black-level Extension)、銳利度調(diào)整(peaking/sharpness)及Gamma修正等。
3.后端-訊號(hào)調(diào)整與輸出
■Scaler:目的在將不同影音裝置所輸入的畫面解析度或形狀大小進(jìn)行調(diào)整,重新填寫成DTV的原始像素矩陣(Native Resolution)。
■OSD:負(fù)責(zé)調(diào)整螢?zāi)伙@示亮度、對(duì)比、垂直與水平位置,通常視系統(tǒng)支援的語(yǔ)言及字型多寡而決定以內(nèi)嵌或外加方式配置。
■LVDS:傳輸已處理好的影像訊號(hào)至DVT面板模組。
數(shù)位電視訊號(hào)依然需要后處理
在數(shù)位電視接收端,數(shù)位訊號(hào)藉由天線、調(diào)諧器(tuner)、數(shù)位解調(diào)器(digital demodulator)轉(zhuǎn)變成數(shù)位資訊。由于在傳輸過(guò)程中,訊號(hào)難免會(huì)受到各種不同類型之干擾,因而導(dǎo)致接收到的資料會(huì)有錯(cuò)誤之發(fā)生。為了能降低錯(cuò)誤發(fā)生的機(jī)率,故資料在調(diào)變之前,會(huì)經(jīng)過(guò)通道編碼(channel coding)處理。而在資料被接收及解調(diào)之后,再經(jīng)由對(duì)應(yīng)之通道解碼(channel decoding)來(lái)處理。通道解碼器可偵測(cè)錯(cuò)誤之發(fā)生及糾正所發(fā)生之錯(cuò)誤(當(dāng)然要在所選用通道編碼方式的糾正能力范圍之內(nèi))。資料經(jīng)過(guò)通道解碼之后,解多工器(de-multiplexer)將抽取其中使用者所選定節(jié)目之視訊流和音訊流,并分別送到視訊解碼器和音訊解碼器進(jìn)行處理。視訊經(jīng)過(guò)解碼后,還要進(jìn)行數(shù)位至類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換,最后才會(huì)將訊號(hào)送到面板進(jìn)行顯示動(dòng)作。
評(píng)論