《【2017年整理】DPTV数字电视》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】DPTV数字电视（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、DPTVDPTV 的意思是 Digital Processing TeleVision 正因为 Trident DPTV-DX 视频处理芯片是重中之重，我们就来透彻了解一下（顺便介绍一下 HDTV 的相关知识，希望对大家选购大屏幕彩电有帮助）。通过这个架构图我们可以看出，整个系统核心就是 DPTV-DX，这是.35 工艺内置近千万级晶体管的数字视频处理 IC，其复杂程度不下于 Pentium 处理器，高于 Creative EMU10K1（这个看看 Pin 脚数和背面配合电路元件就行了）。目前无论是电视机还是电脑显示终端，都早已全面转向数字化处理，尤其是电脑显示器，逐行显示模式生出来就是为数字
2、信号服务的，比如说 LCD 液晶显示器，采用 DVI 接口配合 DVI 输出功能显卡，整个血脉里流动的都是数字之血。近年来大屏幕彩电借鉴了数字化处理的一些手段，令得影音效果大为增强，同时又由于它们的成熟技术，反过来促进了较为“廉价”的电视盒/卡的进步。下面我们着重讲解一下这个数字化解决方案是怎么回事，详见下表：表三：数字化处理流程表DPTV-DX 的数字化处理方式音频部分 数字化声音及解码处理 PT2313L-20数字化彩色解码器视频部分数字化梳状滤波器DPTV-DX4/8M 32bitSDRAM（作数据/信号缓存）数字化图像质量提高扫描转换技术包括 VGA、YCrCb 色差分量在内的接口核心
3、部分 I2C 总线智能处理、判断与控 制技术 DPTV-DXSumsung S3P845 DSP数字化声音处理因为比较简单，电视机和显示器有较大的不同，所以我们一笔带过，这里需要说明的是 Trident 的核心技术是视频处理部分，音频解码需要靠外部芯片配合来完成不同功能，还有 DPTVBOX 没有中国大陆制式的丽音功能，所以不支持 PAL 的双语节目。数字化梳状滤波器前面我们说过了，梳状滤波器直接影响到收视的好坏，也是判断 TV BOX 代数的标志。一代的 TV BOX 没有梳状滤波器只有简单的 Y/C（亮/色）分离电路；二代的 TV BOX 有 2D 梳状滤波器，其中较高级的用三行滤波器（主
4、要对应 N 制式）；三代的 TV BOX 有五行梳状滤波器，专门针对 PAL 制式进行优化，无论 N 制还是 P 制视频信号都能取得较好效果；四代的 TV BOX（未来型）有 3D 梳状滤波器，除了 2 维空间的水平、垂直/斜向还能对时间（三维）方面的两个相邻活动帧进行动态自适应滤波，让 Y/C 分离趋于完美。梳状滤波对于画面质量是非常重要的一个技术，因此我们有必要对其进行详细刨析。那么具体什么是梳状滤波器呢？这就要从源头（信号源）开始讲起了，一开始，接收视频的 Video 端子是 Composite 端子（比如 RF 射频接口和 AV 接口），它所能接收的信号叫 Composite Vide
5、o Signal，即混合视频信号（也称复合信号），什么意思呢？因为这个 Composite（混合）信号包括了亮度（ Luminance，用字母 Y 表示）和色度/彩度（Chrominace）两方面的信号，视频电路要做的工作就是 Y/C 进行分离处理，目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法，其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带，只让某些特定频率范围的信号通过，因为其特性曲线象梳子一样，故人们称之为梳状滤波器（Comb Filtering）。梳状滤波器一般由延时、加法器、减法器、带通滤波器组成。对于静止图像，梳状滤波在帧间进行，即三维梳状滤波。对活动图像，
6、梳状滤波在帧内进行，即二维梳状滤波。高档数字电视机采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联，构成 Y/C 分离方案就可获得满意的图像质量。使用梳状滤波器能使图像质量明显提高。解决了色串亮及亮串色造成的干扰光点、干扰花纹；消除了色度正交分量 U、V 色差信号混迭造成的彩色边缘蠕动；消除了亮、色镶边，消除了高频信号的色彩错误和灰度值表示错误。有一段时期国内很多工厂（为了节省成本）使用模拟的方式实现梳状滤波器，实际上效果很不好，原因有两个，一是延迟器件的带宽很难保证，二是解决行相关性差问题的自适应电路很复杂。而在数字电路里，只要有足够的存储器，就可以保证足够的延迟时间与信号带宽，且复杂的自适应电路很容
7、易集成在芯片中硬件固化。梳状滤波器原理及发展历史：梳状滤波器采用频谱间置技术，理论上可以保证亮度和色度的无失真分离。如果我们好好回顾一下梳状滤波器的发展历程，将对其有个清醒的认识。第一阶段：采用频率分离法将 Y/C 信号分开。这种方法是利用色度信号以副载波方式传输这一特点（PAL 制副载波为 4.43MHz，NTSC 制副载波为 3.58MHz），用选频电路将Y/C 信号分开。内部由 LC 带通滤波器 和陷波器组成，将视频信号通过一个中心频率（fsc ）为色度信号窄带（比如 PAL 制式 4.43MHz 频率副载波）带通滤波器，取出色度信号。再将亮度信号经过一个中心频率为色度信号副载波 4.4
8、3MHZ 的色度陷波器，吸收色度信号，从而得到亮度信号。这种方法简单易行，采用元器件少且成本低，所以在早期彩电中应用得比较广泛。但是，频率分离方法存在着一些严重的问题：在亮度通道中，色度陷波器在吸收色度信号的同时也将该频率范围内亮度信号的部分频率分量抑制掉了，这叫亮度信号的高频分量丢失，从而影响了亮度信号的清晰度大家想想看，一段音乐哪怕再动听高音丢了那还能听吗？同时，残余的色度信号也可能进入亮度通道而引起串色干扰，通常在屏幕出现彩色测试卡是最后两条频带染色现象。在色度通道中，L.C 色度带通滤波器品质不高，取出色度信号，抑制亮度信号的同时，也把该频率范围内的亮度信号选出来了，高频亮度信号经色度
9、解调器被解调出来（属于多余信号），使得一些细格子或条状区域出现闪烁的彩色干扰。可见利用传统的频率分离方法根本不能将 Y、C 信号作出彻底分离，必然存在着：亮串色、色串亮”的干扰，使图像质量难以令人满意。事实上这种方法在彩电中的应用，会出现图所示的影响。左图为普通电视画面，右边为内置梳状滤波电路电视画面第二阶段：采用梳状滤波器和频谱分离法进行亮色分离。它是根据视频信号频谱交叉的原理及梳状滤波器的梳齿滤波频率传输特性,以频谱分离的方式分离出亮度和色度信号，这种新的分离方法使 Y/C 信号分离比较干净彻底，从而大幅提高图像清晰度。通常梳状滤波器是由两行延迟线、加法器、减法器等部分组成。事实上在大屏幕
10、彩电中，又分为 NTSC 制 Y/C 分离和 PAL 制 Y/C 分离。例如对于NTSCM 制式，我们假设相邻两行的视频信号保持相关性以及延迟线无损耗， Y 信号频谱与 C 信号频谱以 fH/2 间隔交替出现（fH 表示行频），副载波频率 fsc 为 227.5fH，如果设计一个梳状滤波器电路，使 V 信号延时一行，再分别与未延时的信号进行加减。延时前后 Y 信号相位不变，而 C 信号相位相反。延时信号与直通信号在加法器中相加后得到 Y信号，即（YC）（YC）2Y，在减法器中相减则得到 C 信号，即（YC）（YC）2C 。从梳状滤波器幅频特性曲线分析， Y 频谱落在加法器特性曲线峰点及减法器特
11、性曲线谷点，所以比较彻底地使亮度信号与色度信号相互分离开来。PAL 梳状滤波器 Y/C 分离，常称之为二行分离法（也叫二元分离法）。它使用一个NTSC 制信号或两个 PAL 制信号行存储器与带通滤波器结合使用，组成垂直、水平二元带通滤波器，基本结构原理如上图所示，只是将 1H 延时线改为 2H 延时线。（这是因为NTSC 制亮度信号、色度信号采用 fH/2 间置，而 PAL 制则采用 fH/4 间置（即副载频fsc283.75fH25Hz283.75fH），因此 PAL 梳状滤波器 Y/C 分离电路要用 2H 延时线。）由亮度信号 Y 和色度信号 C 组成的复合全电视信号，一方面直接加到加法器
12、与减法器的输入端，称为直通信号，同时经两行延迟时间（2TH）使色度信号反相后得到的延迟信号（YC）也加到加法器和减法器的另一输入端。在加法器中直通信号（Y C）与延时信号（YC）相加得到亮度信号 2Y；在减法器中直通信号（YC）与延时信号（YC）相减即得到色度信号 C，达到亮色分离的目的。梳状滤波器 Y/C 分离法的特点可归纳为：由于加法器输出特性可选出亮度信号的高频分量，不会造成高频分量的丢失，并可将视频带宽全部加以利用，从而使图像清晰度大大提高，同时在亮度通道中将色度信号抑制得比较彻底，不致于产生残留色度信号干扰。而减法器输出中较好地抑制掉亮度信号，以最大传输系数选出色度信号 C，并用带通
13、滤波器对残留亮度信号作进一步衰减，解决了亮度信号对色度通道的串扰问题，从而提高了图像质量。左右图分别是标准电视信号测试有无梳状滤波的拍摄画面，看看亮色互窜画面是多么“缤纷多彩”。上述分析结果是基于信号相关性的假设,可将色度信号与亮度信号较彻底分离而获得较为理想的图象质量。但实际的视频信号并不是这样理想的，即会出现非相关情况，如垂直方向有色度跳变，那么在此处直通信号与延迟信号中的 Y、C 分量不再相同，加法器与减法器便不能将 C 或 Y 分量完全对消，造成 Y 与 C 分离不彻底。如果不愿意看长篇大论的朋友直接看下面的表格：表四：N 制/PAL 制梳状滤波器的异同NTSC 制式梳状滤波器 PAL
14、 制式梳状滤波器延时 1H 2H直通信号 YC延时后反相信号 YC（注明：亮度信号 Y 不变，仅色度信号 C 反相）进入加法器 （YC）（YC）2Y ，解析出亮度信号进入减法器 （YC）（YC）2C，解析出色度信号优点 能够解决部分亮、色干扰问题，提高图像质量缺点要求前后两行信号要比较相似，即要求行相关性好。例如蓝色的天空、黑沉的夜晚等静止画面图像信号，其亮度信号和色度信号可在这种 Y/C 分离电路中彻底分离开来；但如果出现垂直方向有色度信号突变的不相关情况（即前一行信号与后一行信号不同，尤其是动态画面） ，它会将其当成相交信号来处理，于是在加法器中不能完全抵消色度信号，造成 Y/C分离不彻底
15、，仍出现色点干扰。我们看到，PAL 制梳状滤波器比 N 制梳状滤波器要略微复杂一些，不过不管怎么说，既然还有不足之处，那仍然需要做改进，所以梳状滤波器技术继续发展。第三阶段：（模拟式）动态梳状滤波器模拟动态梳状滤波器结构如图所示。它由两个延时线（PAL 为 2H 延时线，NTSC 为 1H延时线）、三个带通滤波器、垂直相关性检测电路、加法器、减法器等组成。就 PAL 制彩色信号而言，要对在动态梳状滤波器中直通信号（YC）、延迟两行时间信号（Y C）、延迟四行时间信号（YC）这三行信号进行垂直方向上的图像相关性检测，产生一个所需的彩色信号。所谓相关性检测，实际上是检测场与场之间相关性的强弱，一般
16、采用的是场差法或低通场差法，即对两场中各对应像素逐点相减并求和，以该值大小作为图像动态情况的描述。模拟动态梳状滤波器克服了普通梳状滤波器的缺点，改善了活动图像信号 Y/C 分离效果，从而进一步提高了图像质量。区别 普通梳状滤波器 动态梳状滤波器相关性检测 无 有水平方向梳状滤波 有 有，效果更好垂直方向梳状滤波 无 有动态画面 Y/C 分离 无 有成本 一般 设计复杂，成本较高这是 90 年底初的技术，当时的大屏幕进口彩电，如 29 寸的东芝、松下中均采用了此种梳状滤波器。第四阶段：动态数字式梳状滤波器。上述的模拟动态梳状滤波器 Y/C 分离电路，虽然能有效解决活动图像信号的 Y/C 分离问题，但对单制式信号 Y/C 分离要用 6 个调节点，若要适应 PAL、NTSC 制 Y/C 信号分离，则需 12 个调节点，这样就存在调整繁杂的问题，如此多的调节点在生产中难以保证质量，况且批量生产会成为难题。于是，人们研制出更为先进的、精密的数字式动态
