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VGA顯示與TV顯示的區(qū)別及轉(zhuǎn)換
VGA顯示與TV顯示的區(qū)別及轉(zhuǎn)換
`99中南地區(qū)省級(jí)電視臺(tái)技術(shù)協(xié)會(huì)技術(shù)論文二等獎(jiǎng)隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展和普及, 人們自然要求計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的影視軟件能在電視上觀看，而電視節(jié)目和錄象帶. VCD也能采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。由于芯片技術(shù)的飛速發(fā)展，所有的愿望都正在或即將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)與電視機(jī)的界限也越來(lái)越模糊�，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)顯示用的是VGA格式，而電視機(jī)顯示用的是TV格式，如何實(shí)現(xiàn)兩種完全不同的掃描方式之間的轉(zhuǎn)換，就是本文將要討論的問(wèn)題。
1 計(jì)算機(jī)圖象格式
首先讓我們回顧一下計(jì)算機(jī)圖象格式的發(fā)展歷史。從單色到彩色到真彩色，計(jì)算機(jī)圖象格式由早期的MacPaint GEM/IMG PCX
等格式，到后來(lái)繼續(xù)出現(xiàn)的GIF TIFF BMP TGA和JPEG等格
式，它一直是計(jì)算機(jī)界發(fā)展較快的一個(gè)領(lǐng)域。
MacPaint格式最早來(lái)自APPLE公司的Macintosh ，是一種位映
射式圖像文件格式（即在單色圖像中，計(jì)算機(jī)圖像緩存中的每一個(gè)
bit映射到屏幕上的一個(gè)像點(diǎn)）。這種格式表示的圖象尺寸固定，均
為576像點(diǎn)（寬）* 720像點(diǎn)（長(zhǎng)）。在這種格式中，實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)只占據(jù)文件的很小一部份，位于表頭及圖樣數(shù)據(jù)之后， 以及其簡(jiǎn)
單的格式壓縮。一幅MacPaint圖象的原始數(shù)據(jù)可能會(huì)占用超過(guò)50KB的內(nèi)存空間或磁盤空間。而實(shí)際上包含一個(gè)MacPaint圖象的磁盤文件很少有這么大。若一幅圖象的某一行全是白色，則該行只要用兩個(gè)byte就可以描述，而不必象它的未壓縮形式那樣存儲(chǔ)在72個(gè)byte中。第一個(gè)byte稱為索引，在此時(shí)為72，第二個(gè)byte為“數(shù)據(jù)”。解碼時(shí)將其重復(fù)72次就可以形成未壓縮形式的對(duì)應(yīng)掃描行。MacPaint
文件的引人之處在于它們的數(shù)量非常多。無(wú)數(shù)令人感興趣的圖像均以MacPaint格式存儲(chǔ)在公用區(qū)域中，且沒(méi)有版權(quán)保護(hù)。這種格式的缺點(diǎn)是固定的圖像尺寸和超長(zhǎng)的表頭。
GEM/IMG圖像文件格式是基于MacPaint格式有效的圖像壓縮
方法. 易于解碼的格式等優(yōu)點(diǎn)，由Digital Research公司創(chuàng)建的與MacPaint格式相比它適用于任何尺寸的圖像。一般應(yīng)用于Digital Research 應(yīng)用程序和Ventura Publisher排版軟件。IMG文件的表頭只有16byte。
PCX格式是由ZSoft公司為它的PC Paint brush圖形軟件創(chuàng)建的。通常用于與IBM PC兼客的計(jì)算機(jī) ，與PC Paint brush圖形軟件一起使用。它是計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)中第一個(gè)支持彩色圖像的文件格式。它引入了調(diào)色板的概念。目前大多數(shù)PC軟件支持PCX格式的版本5，可以自行定義顏色面板。它一直是非WINDOWS（DOS）位圖圖像的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn), 并且大多數(shù)圖形程序都提供從它們自己的圖像格式到PCX格式的轉(zhuǎn)換方法。它不只是一種單獨(dú)的格式，它包括諸如8位，16位和24位彩色格式，以及真灰度格式和單色格式等一系列圖像格式。所有PCX文件均攜帶一個(gè)128 byte的表頭，用于定義圖像的尺寸，彩色調(diào)色板及其它一些有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。
GIF是“Graphics Interchange Format”圖形交換格式的首字母縮寫，是目前最流行的通用圖象格式之一。由CompuSever公司推出，它是一種壓縮文件格式，因?yàn)樗茏畲笙薅鹊販p少文件轉(zhuǎn)換時(shí)間，所以常用于從簡(jiǎn)報(bào). 磁盤庫(kù). 光盤中得到圖象。GIF在創(chuàng)建時(shí)已充
分考慮了視頻硬件的顯示尺寸將會(huì)不斷擴(kuò)展，它對(duì)使用者完全開放，并予留了許多可用于擴(kuò)展的“中斷口”。由一個(gè)256色GIF圖象文件創(chuàng)建的彩色圖片看上去非常逼真。與在電視屏幕上看到的正常模擬圖象幾乎沒(méi)有差別。GIF格式采用可變長(zhǎng)度LZW壓縮方法，該壓縮技術(shù)的關(guān)鍵是“標(biāo)記”，即用某種“標(biāo)記”表示其可預(yù)測(cè)部分。LZW壓縮技術(shù)與其它壓縮技術(shù)的區(qū)別點(diǎn)在于它能夠動(dòng)態(tài)產(chǎn)生“標(biāo)記”。雖然編碼和解碼相對(duì)復(fù)雜一些，但LZW壓縮比 . BMP和 . PCX圖象采用的游程長(zhǎng)度編碼壓縮RLE有一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)：壓縮率高。
TIFF是目前流行的圖象格式中最復(fù)雜的，它們可以支持各種尺寸的高達(dá)24位彩色的圖像。其最大特點(diǎn)是可移植性，很容易在各種不同結(jié)構(gòu)的機(jī)器之間移植而無(wú)需過(guò)多的變動(dòng)，常用于應(yīng)用程序與計(jì)算機(jī)平臺(tái)之間的文件交換。它不依附于某種專用軟件，因此各種各樣的應(yīng)用程序都可以支持它們。TIFF格式也采用LZW壓縮方法。TIFF格式為不同的圖象提供優(yōu)化的子格式：
l B類TIFF文件是由編碼成每個(gè)像素一位的黑白圖象構(gòu)成。
l G類TIFF用于每個(gè)像素4位或8位（16或256級(jí)灰度）組成的
灰度圖象。
l P類TIFF文件用每個(gè)像素1到8位支持彩色調(diào)色板。
l R類TIFF用于每個(gè)像素24位的圖象。
l F類TIFF文件用于傳真圖象。
BMP格式是一種運(yùn)行于WINDOWS下的標(biāo)準(zhǔn)的位圖圖象文件格
式。目前被各種基于WINDOWS系列操作系統(tǒng)的用戶廣泛使用。當(dāng)用戶對(duì)一幅圖象進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，計(jì)算機(jī)的默認(rèn)格式就是.BMP。
TGA格式是由Truevision公司為視頻攝象機(jī)圖象而設(shè)計(jì)，用于幀捕捉的最主要的24位圖象格式，其典型的圖象尺寸為400*512個(gè)像素，每像素16 . 24或32位彩色。
JPEG格式一般用來(lái)顯示照片和WWW以及在線服務(wù)的HTML（超文本標(biāo)記語(yǔ)言）文件，它能保存RGB圖象中的所有顏色信息。JPEG也是一種帶壓縮的文件格式，但在壓縮時(shí)文件有信息損失。
2 計(jì)算機(jī)視頻顯示卡
10年前，當(dāng)人們對(duì)微機(jī)還很新奇的時(shí)候，IBM公司率先推出了
CGA（彩色圖形適配器）視頻顯示卡。這種最初的卡能支持最大分
辨率640*200個(gè)像素的圖形，它的分辨率和彩色是非常有限的后來(lái)
又推出了具有640*350個(gè)像素分辨率的EGA（增強(qiáng)型圖形適配器）
視頻顯示卡，在這種EGA卡中，有4個(gè)分頁(yè)的顯示緩沖區(qū)，每一頁(yè)對(duì)應(yīng)一種顏色平面。接著又發(fā)展到了640*480個(gè)像素分辨率的VGA以及擴(kuò)展VGA模式SVGA視頻顯示卡，它具有1024*768個(gè)像素顯示。
各種顯示卡的功能大體相同，它們均可被稱為“內(nèi)存映射設(shè)備”。
對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，它們都是可尋址的內(nèi)存。它與程序內(nèi)存的差別在于顯示內(nèi)存含有某些額外的硬件配件，這些配件的功能是監(jiān)視內(nèi)存的工作，并促使內(nèi)存的內(nèi)容代表的數(shù)據(jù)在顯示屏幕上得以顯示。這些數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)隨著顯示卡當(dāng)時(shí)所處的工作模式而變化，若顯示卡處于字符模式，則這個(gè)硬件配件監(jiān)視大約4K的顯示內(nèi)存，并把這里的字符送到屏幕上去顯示。如果顯示卡處于圖形模式，它則注視更大范圍的內(nèi)存空間，并要把它發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)作為位映射圖形來(lái)解釋。顯示卡上顯示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，將引起時(shí)刻監(jiān)視它的硬件配件改變屏幕的顯示。對(duì)于高分辨率顯示，至關(guān)重要的是要有足夠大的顯示內(nèi)存。一般支持640*480分辨率，256色的VGA卡需配512KB內(nèi)存；而支持1024*768分辨率，256色的VGA卡則要求1MB的容量。
視頻顯示卡需要提供一種機(jī)制，來(lái)表示紅. 綠. 藍(lán)三種彩色光線
——陰極射線管的三種基本熒光彩色的百分比。構(gòu)成此機(jī)制的一種明顯的方法，可以簡(jiǎn)單的由三個(gè)byte（或三個(gè)寄存器）來(lái)構(gòu)成每一個(gè)像點(diǎn)，每個(gè)byte（或寄存器）可分別代表一種基色的百分比。但這樣處理占據(jù)了大量的存儲(chǔ)空間，并需要使用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持。
在調(diào)色板驅(qū)動(dòng)的顯示卡中，設(shè)計(jì)者讓每個(gè)像點(diǎn)并不直接確定它所代表的圖象那一點(diǎn)的顏色，即在該點(diǎn)上，像點(diǎn)不能規(guī)定紅. 綠. 藍(lán)三色光的百分比。相反它告訴顯示卡，在當(dāng)前的調(diào)色板中應(yīng)使用哪個(gè)表項(xiàng)來(lái)確定要求的彩色成分。調(diào)色板僅僅是一個(gè)搜索表，在此表中，每個(gè)表項(xiàng)都由三個(gè)數(shù)字所組成。通常情況下，顯示卡在同一時(shí)刻能夠顯示不同彩色的數(shù)量是很小的。調(diào)色板驅(qū)動(dòng)的顯示卡通常能從一個(gè)很大數(shù)量的顏色范圍中挑選出某些顏色進(jìn)行顯示。如EGA卡可以從64種顏色中選擇16種進(jìn)行顯示，VGA卡則能從大約25萬(wàn)種顏色中選擇256種進(jìn)行顯示。
顯示卡一次能夠顯示的不同彩色數(shù)，是其調(diào)色板規(guī)格的一種函數(shù)，即調(diào)色板內(nèi)表項(xiàng)的數(shù)目。此數(shù)目對(duì)于EGA卡是16，對(duì)于VGA卡則是256。從大量的彩色數(shù)中所選出的能夠用于顯示的彩色數(shù)目是一個(gè)控制等級(jí)的因子。這種控制是顯示卡通過(guò)它所連接的顯像管的三色槍的光強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在EGA卡的情況下，每支槍都能設(shè)置成四種光強(qiáng)度電位之一。因?yàn)橛腥專钥偟牟噬珨?shù)目為4的三次冪即64。
在VGA卡的設(shè)計(jì)中，使用一種模擬監(jiān)視器。這種監(jiān)視器沒(méi)有專門的光強(qiáng)度級(jí)差。對(duì)每支槍的控制是通過(guò)一個(gè)模擬電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該模擬電壓是由連接至監(jiān)視器的VGA卡中的一個(gè)六位數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的。數(shù)模轉(zhuǎn)換器根據(jù)輸入的二進(jìn)制數(shù)產(chǎn)生一個(gè)與輸入相對(duì)應(yīng)的
模擬電壓信號(hào)。6位二進(jìn)制數(shù)可以產(chǎn)生64個(gè)分離的數(shù)值（2的6次冪），所以VGA卡可以為顯像管的三支彩色槍的每一支定義出64個(gè)亮度級(jí)別�？偣部梢援a(chǎn)生64的3次冪，即262141種彩色。顯然以這種彩色成分的精細(xì)控制，VGA卡能夠產(chǎn)生非常細(xì)微的彩色差別。它能以足夠的彩色控制來(lái)模擬實(shí)際情況中的閃光色調(diào) . 陰影的細(xì)節(jié)，以及自然光線產(chǎn)生的彩色差別。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)一幅彩色照片進(jìn)行的數(shù)字化處理，很少需要超過(guò)256種不同的彩色。
3 VGA顯示的特點(diǎn)及與TV顯示的區(qū)別
VGA是視頻圖形陣列（Video Graphice Array）的縮寫，它是1987年IBM公司為PC機(jī)的顯示系統(tǒng)制定的標(biāo)準(zhǔn)。
VGA的顯示特點(diǎn)是掃描格式繁多，分辨率從320*200一直延伸到1280*1024，行頻15.8~70Hz, 場(chǎng)頻50~100Hz。常見(jiàn)的分辨率有320*200，640*400，640*480，720*350，800*600，1024*768，1280*1024。常見(jiàn)行頻有31.4Hz，37.8Hz，57.9Hz，62.5Hz等，常見(jiàn)場(chǎng)頻有50Hz，60Hz，70Hz，100Hz等。掃描方式有逐行和隔行，絕大部分是逐行。顯示模式有文本和圖形之分。顯示顏色有16，256，32K，64K，16700K種顏色之分。
相比之下，電視掃描只有625行/50 Hz 和525行/60 Hz兩種行場(chǎng)頻方式，而且全部為隔行掃描方式。
4 VGA到TV的轉(zhuǎn)換原理
在專業(yè)電視設(shè)備中，用數(shù)字制式轉(zhuǎn)換器在625行/50 Hz 和525行/60 Hz兩種掃描方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。基本原理是通過(guò)幀存儲(chǔ)器，用一種制式的時(shí)序?qū)憥�，而用另一種制式的時(shí)序讀幀存，并用增減行場(chǎng)的方法調(diào)整掃描頻率。如從525行/60 Hz轉(zhuǎn)換到625行/50 Hz ，每幀增添100行，每秒減少10場(chǎng)。增減行場(chǎng)會(huì)引起運(yùn)動(dòng)圖象不連續(xù)，還必需用內(nèi)插算法進(jìn)行平滑。
VGA到TV的轉(zhuǎn)換也用同樣的原理，即重新設(shè)置VGA圖形加速器IC中的顯示控制寄存器，可把任意顯示模式改寫成電視掃描方式，但是需要重新編寫B(tài)IOS程序，實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。要把全部的VGA模式轉(zhuǎn)換成TV格式，還需設(shè)計(jì)復(fù)雜的識(shí)別和切換電路，造價(jià)很高。
VGA幾乎全部采用逐行掃描，電腦屏幕上的一條水平單線轉(zhuǎn)換到隔行掃描的電視屏幕上，就會(huì)僅出現(xiàn)在單場(chǎng)中，引起明顯的閃爍現(xiàn)象。同樣，閃爍也會(huì)發(fā)生在單個(gè)像素上。因而必需采取抗閃爍措施。一般的轉(zhuǎn)換芯片中的抗閃爍電路有三行內(nèi)插濾波器和兩行內(nèi)插濾波器之分，也可以旁路這些濾波器，對(duì)應(yīng)著抗閃爍方式的高 . 中.無(wú)三種。場(chǎng)內(nèi)插濾波器效果會(huì)更好，但成本高。
小于電視分辨率720*576的VGA模式，轉(zhuǎn)換為電視格式后會(huì)不滿屏，而大于電視分辨率的VGA模式會(huì)溢出屏幕。因而還要進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)和增點(diǎn)采樣，這點(diǎn)與畫中畫（PIP）和電視墻所采用的技術(shù)相同。
VGA模式的象素是正方形，而CCIR 601電視標(biāo)準(zhǔn)象素是長(zhǎng)方形，VGA圖形直接轉(zhuǎn)換成電視圖形后會(huì)產(chǎn)生幾何畸變。在計(jì)算機(jī)上畫一個(gè)圓，轉(zhuǎn)換到電視上就變成一個(gè)垂直方向伸長(zhǎng)的橢圓。因而還需進(jìn)行幾何畸變校正，也稱反走樣。
另外，VGA模式多數(shù)為偽彩色，灰度值不進(jìn)行r校正。而電視顯示全部是真彩色，并經(jīng)過(guò)r校正，轉(zhuǎn)換后的顏色和灰度會(huì)有差別，要求較高時(shí)也需進(jìn)行處理。
圖1給出了一種單片VGA顯示到TV顯示轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部功能框。這種單片轉(zhuǎn)換器無(wú)須外接存儲(chǔ)器和微處理器，就能把多種VGA模式轉(zhuǎn)換成NTSC和PAL制電視模式。具有良好的抗閃爍和反走樣能力。輸入的是標(biāo)準(zhǔn)的VGA R G B和同步信號(hào)，輸出的是電視標(biāo)準(zhǔn)的NTSC/PAL復(fù)合電視信號(hào)和S—Video半分量信號(hào)。
標(biāo)準(zhǔn)的VGA R G B信號(hào)分別經(jīng)過(guò)三個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字信號(hào)，在視頻處理器中完成制式轉(zhuǎn)換，抗閃爍，反走樣和數(shù)字視頻編碼。三個(gè)9位分辨率的D/A把數(shù)字復(fù)合視頻和S—Video變換成模擬信號(hào)。R G B的采樣時(shí)鐘和存儲(chǔ)器的寫時(shí)鐘都由行同步產(chǎn)生。時(shí)序電路中的第一個(gè)鎖相環(huán)可產(chǎn)生與VGA圖形同步的采樣時(shí)鐘，時(shí)序電路中的另一個(gè)鎖相環(huán)以27MHz的石英晶體為基準(zhǔn)，產(chǎn)生存儲(chǔ)器讀時(shí)鐘 . 視頻編碼器和D/A時(shí)鐘。內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)器（800*8*5bit）的大小決定了該轉(zhuǎn)換器只能對(duì)常用的文本格式 . 分辨率為640*480，800*600；行頻31.25KHz，31.469 KHz；幀頻50Hz，59.94Hz，60Hz或以上行幀頻整數(shù)倍的圖形模式轉(zhuǎn)換成TV格式。這些模式已包含了大部分DOS和Windows下的應(yīng)用軟件。
其他的VGA顯示到TV顯示的轉(zhuǎn)換器還有CIRRUS LOGIC公司推出的CL-GD 5425圖形加速器，可以在ISA和VESA VL-BUS兩種總線下工作，外掛2MB存儲(chǔ)器，能把320*200，640*350，640*400，640*480分辨率下的17種VGA模式轉(zhuǎn)換為電視制式。另外，Trident公司的TVG 9470能支持32位的PCI總線和4MB DRAM，把分辨率擴(kuò)展到800*600真彩色模式。1996年Trident公司推出的Pro Vidia 9685 是目前市場(chǎng)上功能較強(qiáng)的轉(zhuǎn)換芯片，它支持64位PCI總線，把2D/3D繪圖和圖形加速器集成一體，能運(yùn)行MMX指令編程的軟件。在圖形用戶界面上可開兩個(gè)窗口顯示活動(dòng)圖象，片內(nèi)優(yōu)良的抗閃爍和抗鋸齒電路，使轉(zhuǎn)換后的電視圖象質(zhì)量能達(dá)到專業(yè)級(jí)水平。
5 TV到VGA的顯示
由于VGA顯示器和電視機(jī)都是利用掃描光柵以及陰極射線管（CRT）來(lái)實(shí)現(xiàn)的顯示設(shè)備，所以在顯示的基本原理上兩者是十分近似的，所不同的是VGA顯示器比較強(qiáng)調(diào)電性能，如行場(chǎng)線性，分辨率，視頻放大的帶寬，圖象的穩(wěn)定度等各方面指標(biāo)均優(yōu)于電視機(jī)，其掃描部分由于要兼容范圍寬達(dá)31.4KHz—62.5 KHz行頻，50 Hz
—100 Hz場(chǎng)頻的顯示模式，因而這部分電路比電視機(jī)復(fù)雜，但電視機(jī)小信號(hào)處理方面環(huán)節(jié)較多，功能較VGA顯示器復(fù)雜。因此，TV到VGA的轉(zhuǎn)換，只需在VGA的基礎(chǔ)上，加入電視信號(hào)處理電路，用電性能指標(biāo)高的VGA顯示器兼容電視部分即可。首先要解決兩個(gè)行頻相差很大的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。用一單片機(jī)控制系統(tǒng)完成VGA顯示和TV狀態(tài)的切換及因此而帶來(lái)的一系列參數(shù)控制，諸如高壓包供電電壓切換，行S校正電容的切換，行幅與場(chǎng)幅的切換等。其次完成將TV信號(hào)轉(zhuǎn)換成VGA顯示器所需的RGB和行場(chǎng)同步信號(hào)格式。也就是從RF電視信號(hào)輸入開始，中間加入AV切換，多種彩色電視制式的兼容，伴音處理，以及產(chǎn)生VGA顯示器視頻放大所需的RGB信號(hào)格式，和供行場(chǎng)掃描用的行同步與 場(chǎng)同步信號(hào)。
TV到VGA的轉(zhuǎn)換，除了可用于在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)收看電視節(jié)目之外，還可以用于對(duì)電視信號(hào)的實(shí)時(shí)捕捉，以使用各種圖形圖象軟件進(jìn)行處理。
對(duì)PAL制全電視信號(hào)的實(shí)時(shí)捕捉，實(shí)際上就是復(fù)合視頻信號(hào)的數(shù)字化傳輸和記錄。根據(jù)PCM編碼原理，設(shè)采樣頻率為4Fsc，碼速率為
R=4Fsc*n
=4*4.33361875MHz*8bit
=142M bit/s
式中Fsc為副載波頻率，n為量化比特?cái)?shù)。可見(jiàn)經(jīng)數(shù)字化的PAL全電視信號(hào)，傳輸速率為142Mb/ s，折合到頻帶需70~140 MHz的帶寬，是模擬信道的12~24倍。這樣高的碼速率，在目前最快的Pentium-200上，用PCI總線傳輸和用9GB硬盤記錄，也只能存儲(chǔ)8分鐘的視頻數(shù)據(jù)，顯然無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都是不可取的。因而，必需采用壓縮技術(shù)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理。目前主要有MPEG-1，MPEG-2和M-JPEG等幾種壓縮和解壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其目的只有一個(gè)，減少數(shù)碼率。
除了數(shù)碼率以外，還有兩點(diǎn)必須考慮：一是選擇合適的采樣頻率，二是選擇滿足需要的量化層數(shù)。
對(duì)于采樣頻率，應(yīng)從采樣定理，減少副載波干擾和合理的樣點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)三方面考慮，根據(jù)香農(nóng)采樣定理和綜合前后置濾波器的易于實(shí)現(xiàn)，采樣頻率應(yīng)不低于視頻基帶中最高頻率的2.2倍，視頻基帶一般為0~6 MHz，則采樣頻率應(yīng)大于13.2 MHz。副載波頻率及邊帶位于亮度信號(hào)高端，且能量較大，量化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諧波，某些諧波會(huì)通過(guò)采樣折疊到基帶中，與基帶亮度和色度產(chǎn)生差拍干擾。如果充分利用色度信號(hào)的頻譜間置特點(diǎn)，使采樣頻率與副載波相關(guān)，折疊到基帶中的副載波諧波就落在亮度頻譜間隙中，與色度信號(hào)頻譜重合產(chǎn)生零拍，而零拍干擾人眼不易覺(jué)察到。既滿足采樣定理，又與副載波采樣頻率相關(guān)。在PAL制中，只有3 Fsc和4 Fsc易于實(shí)現(xiàn)，而當(dāng)采樣頻率為4 Fsc，與行頻關(guān)系近似為fs=(4n-1)fH，一行中近似包含整數(shù)個(gè)樣點(diǎn)，因此一場(chǎng)中相鄰行的樣點(diǎn)是近似對(duì)準(zhǔn)的，設(shè)場(chǎng)存儲(chǔ)器為313行，一場(chǎng)的樣點(diǎn)為
Nfieid=行數(shù)*fS/fH
=313*fsc/ fH
=313*4（n-1/4+1/625）
1252 n-311
所以奇偶場(chǎng)的樣點(diǎn)也是近似對(duì)準(zhǔn)的，一幀的樣點(diǎn)為
Nframe=625*4*( n-1/4+1/625)
=2500 n-621
所以幀間的樣點(diǎn)是重合的，可見(jiàn)用4 Fsc采樣時(shí)，將得到正交的空間取樣結(jié)構(gòu)，這給數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了方便，圖象質(zhì)量也很好，電路簡(jiǎn)單，在時(shí)基校正和幀同步系統(tǒng)中應(yīng)用較多。
關(guān)于量化層數(shù)主要是根據(jù)信躁比確定，視頻信號(hào)與音頻信號(hào)相比，圖象的動(dòng)態(tài)范圍不大，而且是單極性信號(hào)，這種信號(hào)的量化信躁比為S/N=10.8+6 n（dB），式中n為量化比特?cái)?shù)，當(dāng)n=8時(shí)，S/N=58.8 dB。然而，在系統(tǒng)中，同一視頻信號(hào)經(jīng)多種設(shè)備反復(fù)進(jìn)行量化處理，這時(shí)噪聲就會(huì)按10lg n(dB)上升，當(dāng)反復(fù)處理4次時(shí)，信噪比降低了一倍，相當(dāng)于量化比特?cái)?shù)少了1比特。因而在反復(fù)進(jìn)行數(shù)字處理的系統(tǒng)中，要根據(jù)實(shí)際情況增加量化比特。當(dāng)前，專業(yè)數(shù)字視頻設(shè)備中最常見(jiàn)的是8~10比特量化，HD-End的頂級(jí)設(shè)備中用12比特量化。
要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)電視信號(hào)的實(shí)時(shí)捕捉，一般系統(tǒng)需包括多制式解碼器，視頻圖形加速器和存儲(chǔ)器。整個(gè)捕捉系統(tǒng)與一臺(tái)Pentium-100以上的微機(jī)的PCI總線相接。多制式解碼器用于將外部輸入的一路NTSC ，PAL或SECAM制式的復(fù)合電視信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，Y/C分離，產(chǎn)生視頻采樣時(shí)鐘，進(jìn)行數(shù)字視頻解調(diào)。完成彩色空間轉(zhuǎn)換和雙窗口X/Y定標(biāo)，輸出接口能直接與圖形加速器相連接。圖2給出了一個(gè)多制式專業(yè)視頻解碼器的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)。
視頻圖形加速器包含視頻捕捉，XY線性內(nèi)插，雙頻合成，24
比特真彩色RAM D/A變換，具有PCI，VESA-VL總線接口，最高分辨率為1280*1024。圖3給出了一圖形加速器功能框圖。
以北京新奧特公司生產(chǎn)的非線形編輯系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用了Matrox 公司的Digisuit套件中的Mlarvel Millennium高速X.Y定標(biāo)顯示卡，支持8MB DRAM，能實(shí)時(shí)采集視頻圖像并進(jìn)行MPEG壓縮后與GUI疊顯，實(shí)現(xiàn)了VGA圖像與TV圖像同屏顯示，TV窗口的大小和位置均可改變。
5 應(yīng)用及市場(chǎng)前景
隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和PC的迅速普及，傳統(tǒng)的家電產(chǎn)業(yè)正與計(jì)算機(jī)信息產(chǎn)業(yè)互相滲透和融合。家庭越來(lái)越需要一種既能觀看普通電視節(jié)目，又能顯示各類計(jì)算機(jī)信息的兼容顯示終端，并能滿足多媒體發(fā)展的要求，從而使每個(gè)家庭的電視和微機(jī)能組合在一起，形成一個(gè)信息交流和娛樂(lè)的中心。
早期的市場(chǎng)這類產(chǎn)品主要是在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽上加裝TV卡或在計(jì)算機(jī)外部加裝機(jī)頂盒，TV卡占用計(jì)算機(jī)資源，收看電視節(jié)目時(shí)不能再同時(shí)處理微機(jī)信息；機(jī)頂盒雖然可離開微機(jī)單獨(dú)工作，操作簡(jiǎn)單，但它也只能收看一種電視制式節(jié)目，且成本較高。
隨著WIN95. WIN98的風(fēng)行和互聯(lián)網(wǎng)的逐漸深入人心，人們對(duì)顯示器的追求也日趨高檔化。這也推動(dòng)了顯示器技術(shù)的發(fā)展并使市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，如今無(wú)論是計(jì)算機(jī)的顯示器還是電視機(jī)的屏幕，尺寸都越來(lái)越大，顯像管的工藝和性能也大大提高，例如SONY的顯像管單槍三束的電子槍，就采用了直角柱面設(shè)計(jì)，近年來(lái)通過(guò)逐步完善其屏幕防靜電，防反射，鍍膜處理等特性能夠充分改善視覺(jué)效果，給人一種很舒適的感覺(jué)。三菱的鉆石屏還在柱面管的基礎(chǔ)上增加了四倍速動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)，使顯像管的四個(gè)邊角區(qū)域的顯示效果與中間區(qū)域的顯示效果趨于一致，在整個(gè)畫面上達(dá)到均衡的顯象清晰度。所有這一切均昭示著一個(gè)巨大的市場(chǎng)。這也就是為什么目前國(guó)內(nèi)眾多的家電廠商紛紛進(jìn)軍計(jì)算機(jī)多媒體大屏幕彩顯的原因。
資料顯示有：西湖電子集團(tuán)成功研制出25英寸和29英寸大屏幕多媒體彩顯。該彩顯配置一臺(tái)電視接收轉(zhuǎn)換器，即可接收廣播電視節(jié)目，又可接DVD。長(zhǎng)安集團(tuán)開發(fā)的“長(zhǎng)信”牌顯示電視監(jiān)視三合一大屏幕多媒體彩顯。有21 . 25 . 29 英寸三種屏幕，分為經(jīng)濟(jì)型，標(biāo)準(zhǔn)型和增強(qiáng)型。支持PAL—D/K，NTSC兩種制式，不但可用于計(jì)算機(jī)播放VCD . DVD，還有可外接VCD 機(jī). DVD機(jī) . 錄象機(jī)信號(hào)的視頻接口，并有電視接收功能和CATV增補(bǔ)頻道功能。同時(shí)兩側(cè)還配有“多夢(mèng)”立體聲音箱。黃河集團(tuán)則推出21英寸多媒體電視。特別適合家庭應(yīng)用，可收看電視 . VCD . DVD，按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)接口顯示計(jì)算機(jī)信息，并為數(shù)字化電視節(jié)目接收留有接口。另外，福建廈華也推出了29英寸多媒體彩顯。
隨著圖象顯示技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的CRT與家用電器中的TV SET 最終會(huì)成為一個(gè)東西，到那時(shí)，人們不知道會(huì)給它一個(gè)什么名字。
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