影像处理元件与滤波技术探究

　　电视的讯号处理流程与相关元件

　　一般来说，影像信号皆是动态呈现的，依照不同地区的规范，可分为每秒30个画面(NTSC交错式扫瞄)，或是每秒25个画面(PAL交错式扫瞄)，大量模拟影像信号转成数字信号在频宽耗用上非常庞大，为了节省频宽，进而加快信号处理速度，影像在进行解析后会将色彩以压缩方式来传递，因此影像压缩晶片是非常重要的核心元件。在一般通用设计上，影像输出IC控制板(ControllerBoard)的核心元件包括：视频解码器(VideoDecoder)、解交错式扫瞄器(De-Interlacer)，及缩放控制器(Scaler)等。

　　图说：HDTV的元件配置方块图。

　　除此之外，电视信号的处理还包含了类比与数位转换元件(AnalogDigitalConverter,ADC)、相锁迴路(PhaseLockLoop,PLL)、数字视频介面(DigitalVideoInterface,DVI)以及低电压差动信号处理介面(LVDS)等分离元件，其中ADC与VideoDecoder则是因为同时包含了模拟与数字信号的混合设计晶片技术，在电路结构方面相对复杂，因此多以独立形式存在，难以与其他元件整合。在此归纳出下列几点：

　　1.前端信号的接收和转换

　　■ADC：将模拟RGB信号转换成数字信号。

　　■PLL：在模拟/数字转换过程中负责信号採样，多数已嵌入ADC元件中。

　　■DVIRx：接收以数字编码格式所输入的影音信号，如来自PC-DVI介面或其它数字影音装置的信号等;若嵌入HDCP晶片，则可以执行来自DTV加密/付费视频的解密。

　　■VideoDecoder：传统NTSC/PAL/SECAM等TV信号采取复合波形输入，VideoDecoder内含梳形滤波器(Combfilter)功能，可以将复合端子(Composite、CVBS)、S端子或色差端子(YpbPr/YUV)所输入的模拟信号分离，内含多组ADC将它转换为数字信号。

　　2.中介信号处理与增益

　　■De-Interlacer：主要将电视信号所用的交错式扫瞄(interlaced)转换为目前各种新型显示装置如LCDTV、PDPTV、rear-projecTIonTV等所用的逐行循序扫瞄(progressive)。

　　■De-Interlacer可称为DTV控制IC的首要核心，厂商设计时多视系统需求，嵌入增益软件以提供画质调整及改善，例如：亮度、对比、色调调整、噪音消除、黑阶延伸(black-levelExtension)、锐利度调整(peaking/sharpness)及Gamma修正等。

　　3.后端-信号调整与输出

　　■Scaler：目的在将不同影音装置所输入的画面解析度或形状大小进行调整，重新填写成DTV的原始像素矩阵(NaTIveResoluTIon)。

　　■OSD：负责调整萤幕显示亮度、对比、垂直与水平位置，通常视系统支援的语言及字型多寡而决定以内嵌或外加方式配置。

　　■LVDS：传输已处理好的影像信号至DVT面板模组。