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深入芯片看高清電視視頻解碼電路
深入芯片看高清電視視頻解碼電路
作者:jdzj868  來源:機電之家下載站  錄入:jdzj868  更新時間：2009-12-31 16:45:16  點擊數：0
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數字高清CRT電視面世至今，經歷了從1080i的單一格式到720P、1080P等全球格式兼容發展階段，實現了全面兼容所有高清信號格式。數字高清視頻解碼電路得到全方位提升，實現了色彩豐富純正、清晰銳利的高畫質圖像。
---視頻處理前端包括傳統的模擬視頻信號（CVBS、S－VHS和YCbCr分量視頻信號）解碼器和高清模擬分量視頻信號(YPbPr)解碼器。目前模擬視頻信號和高清分量視頻信號數字解碼方法通常采用以下兩種方式。
---● 對模擬CVBS信號采用彩色全電視信號數字化，然后在數字域中進行Y/C分離和數字彩色解碼，以獲得所希望的Y、R-Y和B-Y分量數字化信號。 
---● 對S－VHS、YcbCr、RGB和YPbPr分量視頻信號采用分量視頻信號的數字化方式，即用三路(S－VHS信號為二路：Y、C )A/D轉換器分別對它們的相應分量視進行數字化，獲得Y、R-Y、B-Y 或RGB數字化信號。
---模擬視頻信號解碼輸出通常為ITU-R 601或ITU-R 656標準格式數字信號。
---鑒于高清視頻信號的亮度信號最大帶寬為30MHz，高清模擬分量視頻信號解碼器實際采用的亮度信號采樣頻率為74.25MHz（大于兩倍帶寬），兩個色差信號的采樣頻率分別取亮度信號采樣頻率的一半（即37.125 MHz）的采樣方式和每個分量8bit或10bit的量化模式，保證了無損耗還原1080I/720P高清晰度電視的信號。
---顯而易見，對1080P而言，亮度信號的最大帶寬為60MHz，那么要求的采樣頻率就是148.5MHz,目前通用的AD9883用最大140MSPS只能做到最高SXGA級的采樣數。因此對1080P信號數字化只能采用欠采樣方法處理。所謂欠采樣，就是每行的采樣數不是標準的，比實際采樣點要少。欠采樣為目前市場上大多數所謂的1080P頂級高清處理1080P信號的方法，要真正支持1080P，采樣頻率達205MHz的AD9888才可以做到。
---高清模擬分量視頻信號解碼器完成高清模擬分量視頻信號和VGA信號的分量視頻信號的數字化，即對輸入的YPbPr高清模擬分量視頻信號和從VGA端口輸入的計算機格式的RGB分量信號，用三路ADC分別進行分量視頻信號的數字化。 
數字高清電視模擬視頻解碼電路
1 泰鼎（TRIDENT）DPTV模擬視頻解碼器方案
---泰鼎DPTV（Digital Processing Television）模擬視頻解碼器方案不僅涵蓋了模擬視頻解碼處理電路，還包括了數字圖像變頻、處理電路。
---泰鼎DPTV應用于高清電視的產品主要有4個檔次，從低到高依次為：DPTV MV、DPTV 3D、 PanelTV 3D Pro和DPTV 3D Pro，以及 DPTV SVP-EX（采用了DCRe技術，該技術應用于影院真實動畫，并在LCD投影儀、平板CRT和等離子TV方面性能優異）。
---泰鼎DPTV 3D芯片主要功能有自適應所有視頻制式（PAL/NTSC/SECAM），可編程連續變頻隔行掃描（75i，100i和120i）和逐行掃描（60p和75p），14個動態畫面質量增強（14D）功能，內置可編程3D梳狀濾波器的PAL/NTSC制式解碼器和PAL/NTSC 制式數字解碼器，以及高精度的10 bit ADC和DAC。
---泰鼎DPTV模擬視頻解碼器信號處理流程如圖1所示。S－VHS、YCbCr和CVBS三種信號可通過DPTV進行選擇處理。對CVBS和S－VHS經過自適應數字梳狀濾波、彩色解碼輸出分量數字信號；對YCbCr分量信號只進行分量數字化處理輸出分量數字信號。分量數字信號采用8bit或16bit的ITU-R 601標準格式數據。

2 微科（MICRONAS）模擬視頻解碼器方案
---微科（MICRONAS）模擬視頻解碼器方案一般采用VPC3230D全制式(PAL/NTSC/SECAM)彩色解碼電路，它屬于模擬視頻前端處理電路。該芯片的主要特點如下：用于Y/C分離的高性能4H自適應梳狀濾波器，具有自動調節垂直峰化功能；可適應所有視頻制式；有4個CVBS視頻信號輸入端、一個S－VHS視頻信號輸入端，一個CVBS輸出端，兩個RGB/YCbCr分量輸入端和一個快速消隱輸入端；內含鉗位電路及AGC電路、集成高質量的A/D轉換器；多種制式同步信號處理，可對所有信號進行清晰度、對比度、亮度、彩色飽和度和色調控制；只需一個20.25MHz晶振和極少的外部元件便可實現其所有功能。
---CVBS、S－VHS及YCbCr/RGB分量視頻信號均直接輸入給VPC3230D，在CPU的控制下，通過I2C總線使VPC3230D選擇其中的一路視頻信號，送往A/D轉換器。CVBS和S－VHS信號通過A/D轉換后送自適應數字梳狀濾波器和彩色解碼器。YCbCr/RGB分量視頻信號經A/D轉換后進行模式、對比度、飽和度、亮度和色度的處理。以上經過處理的CVBS、S－VHS和YCbCr/RGB信號均要經混合器送2D定標器完成PIP、場景模式、對比度、亮度和峰化控制，最后得到數字視頻信號。數字視頻采用ITU-R 601 或ITU-R 656標準輸出格式。ITU-R 656與ITU-R 601標準接口相比省去了水平同步線和垂直同步線，而將同步標志SAV和EAV疊加在數據信號的開始處進行傳輸。VPC3230D視頻解碼流程如圖2所示。

3 飛利浦（PHILIPS）模擬視頻解碼器方案
---飛利浦（PHILIPS）模擬視頻解碼器方案一般采用SAA7118或SAA7119全制式彩色解碼電路，屬于模擬視頻前端處理電路。SAA7118和SAA7119的主要功能大致相同，本文只介紹SAA7118，該芯片的主要特點如下：用于Y/C分離的高性能4H自適應梳狀濾波器；自適應所有視頻制式； 16路模擬信號輸入端,可實現靈活的信號組合輸入：CVBS、S－VHS、RGB/YCbCr分量和VSB/COFDM/QAM；具有用于CVBS、S－VHS和基帶信號分離的亮度、對比度和飽和度調整和基于CVBS、S－VHS的色彩控制；可編程的亮度/色度帶寬；內含鉗位電路及AGC電路、集成4通道低噪聲9bit 過采樣A/D轉換器；像素型多尺寸圖像精密行場縮放控制，具有內插濾波和視頻先入先出；時鐘采樣率達27MHz；特有的VBI Data Slicer（場逆程數據分割器）；輸出8bit或16bit的ITU-R 601標準格式的數據輸出端口，擴展X端口。
---SAA7118模擬視頻解碼流程如圖3 所示。與SAA7118相比，SAA7119主要增加了如下功能：采用集成4通道低噪聲4浮點ITU-R 656過采樣(54MHz)10bit A/D轉換器；可輸入處理YPbPr(480P、576P)分量信號；輸出ITU-R 656標準格式的數據。具有畫質增強技術（膚色校正和可編程銳度控制等），時鐘采樣率達54MHz。
---SAA7118模擬視頻解碼設計的主要特點是：16路模擬信號的一種首先通過模擬輸入處理器選擇輸入、信號鉗位及AGC控制處理后，送4通道A/D轉換器進行A/D轉換，并采用相應的方法進行處理。對數字化CVBS信號先經過自適應數字梳狀濾波完成亮/色分離后，再進行亮度、色度處理；對數字化S－VHS信號只進行亮度、色度處理（分離出色差Cr和Cb信號）；而對數字化RGB/YCbCr分量信號只進行分量處理。處理后的相應信號送入解碼輸出控制器，如果是S－VHS、CVBS信號，還要進行彩色解碼。最后經定標器和輸出格式化后，得到8bit或16bit的ITU-R 601格式的數據。

數字高清電視高清模擬分量視頻解碼電路
---目前高清模擬分量視頻電路常用的IC是AD9883。AD9883是具有300MHz輸入帶寬的8bit高速A/D轉換器，內部框圖如圖4所示,140MS/S的采樣轉換率最高支持1280×1024（75Hz刷新），可實現對YPbPr和RGB信號的數字解碼處理。用于XGA和SXGA分辨率的顯示。
---高清模擬分量視頻信號（1080i/720P/1080P）YPbPr和VGA信號分別由三個RCA端子和D-SUB端子輸入，高清信號和VGA信號通過高速開關切換出一路至A/D轉換器AD9883，完成A/D轉換，轉化為24 bit或30 bit數字YPbPr或RGB輸出。對于行場同步信號，VGA是直接將HD、VD輸入到AD9883，而YPbPr信號則通過AD9883從Y信號中提取行場同步信號。
---視頻解碼電路決定圖像彩色、亮色分離水平和非標準信號適應性等，較高水平的是SAA7118和SAA7119，一般用于液晶、等離子、微顯(LCD/DLP)背投等高端產品，長虹CHD29168等少數CRT高清前端也有采用。該類產品在接收模擬電視信號時圖像透亮感、白色純正度和彩色艷麗等方面表現較好。微科VPC3230D、 TRIDENT的DPTV常用于普通數字高清CRT電視，例如長虹DT-5（如CHD2983）、DT-7/DT-1（如CHD29166、CHD2990）機芯均采用VPC3230D作為解碼IC；創維V12數字引擎電視則是采用TRIDENT DPTV 3D及以上檔次解碼IC。 
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