[分享]数字高清CRT电视典型视频处理设计方案

风帆

[分享]数字高清CRT电视典型视频处理设计方案[
   
    从2003年1080i数字高清CRT电视机面世以来到现在，数字高清CRT电视机先后经历了1080i的单一格式到720p、1080p等全球格式兼容发展阶段，实现了全面兼容所有高清信号格式；在画面表现上，则体现在从动态半高清到目前的动态全高清的显示技术的跨越。这一系列功能的优化和完善，是与数字高清CRT电视机视频处理与显示设计方案的不断改进密切相关的，主要体现在主流品牌高清所经历的TRIDENT→PIXELWORKS→GENNESIS的技术设计方案的发展演变。通过全方位提升数字高清CRT电视机视频处理电路前端、中端和后端的技术水平，实现了完美再现静态、动态高清画面的目的。

数字高清CRT电视机视频处理电路前端、中端和后端的划分

    数字高清CRT电视机视频处理电路可分为前端、中端和后端。

    视频处理前端包括传统模拟视频信号（电视信号、S-Video、YCbCr分量视频信号等）解码器和高清模拟分量视频信号解码器。

    一、模拟视频信号解码器的功能：

    （一）对电视信号采用彩色全电视信号数字化，然后在数字域中进行Y/C分离和数码彩色解码，以获得所希望的Y、R-Y、B-Y或RGB分量数字化数据，目前高清电视机对传统模拟电视信号采用全电视信号的数字化方式。

    （二）对YCbCr分量视频信号采用分量视频信号的数字化方式：即对从复合彩色电视图像中分离出YCbCr分量视频信号，用三路A/D转换器分别对它们进行数字化转换，目前高清电视机对输入高清信号和YCbCr分量视频信号采用分量视频信号的数字化方式。

    模拟视频信号解码输出通常为ITU-RBT.601标准的4：2：2格式数字信号。所谓ITU-RBT.601标准的4：2：2格式，即使用对亮度信号的采样频率(13.5MHz)高于对色差信号的采样频率(6.75MHz)的4:2:2的图像子采样格式取样，即以保证对传统模拟电视信号做到信号成份不损失的解码处理。

    二、高清模拟分量视频信号解码器的功能：

    鉴于高清视频信号中亮度信号的最大带宽为30MHz，因此高清模拟分量视频信号解码器实际采用了对亮度信号采样频率为74.25MHz（大于2×30=60MHz）；两个色差信号的采样频率分别取为亮度信号采样频率的一半即37.125 MHz的采样方式和每个分量8bit或10bit的量化模式，因此保证了无损耗还原1080i/720p高清晰度电视信号。

    显而易见，对1080p而言，亮度信号的最大带宽为60MHz，那么要求的采样频率就是148.5MHz, 目前通用的AD9883做不到，那就只能用欠采样方法。所谓欠采样，就是每行的采样数不是标准的，如果用AD9883，最高采样率是110MHZ，那就只采样110M/1125/(60/2)=1628个点。然后在定标器里面进行水平方向和垂直方向的缩放，得到和CRT相同的分辨率。总之，这就是所谓的“为1080p而1080p”的顶级高清。

    高清模拟分量视频信号解码器完成高清模拟分量视频信号和VGA信号的分量视频信号的数字化，即对输入的YPbPr高清模拟分量视频信号和从VGA端口输入的计算机格式的RGB分量信号，用三路A/D转换器分别对它们进行分量视频信号的数字化。目前常用的是AD9883。
   视频处理中端包括扫描变换和多频归一处理电路。完成逐行扫描转换和帧频转换，行、场缩放，分辨率格式的转换，最后通过D/A转换器转换成模拟R、G、B信号，然后输出给基色驱动电路。
视频处理后端包括偏转处理、RGB驱动和视放电路。扫描转换处理后，行频都高于31kHz,场频50～120Hz，需要专用的偏转处理电路。通过RGB驱动和视放电路输出模拟R、G、B三基色供给显像管。
数字高清CRT电视机视频前端处理电路方案

    一、数字高清CRT电视机模拟视频前端处理电路

    （一）泰鼎（TRIDENT）DPTV模拟视频解码器方案

    泰鼎DPTV（Digital Processing TeleVision）模拟视频解码器方案不仅涵盖了视频前端处理部分，还包括了中端的扫描变换和视频处理电路。

    泰鼎DPTV一共有4代产品：第一代DPTV MV；第二代PanelTV MV；第三代PanelTV 3D Pro；第四代DPTV SVP-EX；泰鼎芯片中第三代PanelTV 3D Pro和第四代DPTV SVP-EX芯片分高、中、低三档。

    泰鼎DPTV 3D Pro芯片主要功能有：可编程连续变频隔行扫描（75i、100i、120i）和逐行扫描（60p、75p）； 14个动态画面质量增强（14D）功能；内置可编程5行自适应梳状滤波器、PAL/NTSC 制式数字解码器；高精度的10bit ADC和DAC。

    泰鼎DPTV模拟视频解码器信号处理流程是：视频S端子、YcbCr 、CVBS三种信号可通过DPTV进行选择处理，可通过DPTV内部进行数字解码（A/D转换）、数字Y/C分离，输出ITU-RBT.601标准格式数字信号。

    （二）微科（MICRONAS）模拟视频解码器方案

    微科（MICRONAS）模拟视频解码器方案一般采用VPC3230D全制式(PAL/NTSC/SECAM)彩色解码电路，它属于模拟视频前端处理电路。该芯片的主要特点如下：（1）用于Y/C分离的高性能4H自适应梳状滤波器，且具有自动调节垂直峰化功能；（2）可适应所有视频制式（PAL/NTSC/SECAM）；（3）四个CVBS视频信号输入端、一个S-VHS视频信号输入端，一个CVBS输出端，两个RGB/YCbCr分量输入端