應(yīng)用于平板電視 HQV技術(shù)原理簡(jiǎn)介

    之前，視頻信號(hào)格式變換電路主要是這樣的：一行信號(hào)或一場(chǎng)信號(hào)被重復(fù)使用，低速寫(xiě)入，高速被讀出。不過(guò)，由于電視圖像是運(yùn)動(dòng)圖像，而且圖像運(yùn)動(dòng)的速度和方向是隨機(jī)的，上述方法被沒(méi)法對(duì)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行任何處理，因此經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單視頻信號(hào)格式變換后的圖像質(zhì)量就顯得不夠平滑，甚至還會(huì)存在幀差效應(yīng)，并有可能形成圖像拖尾，使圖像邊緣模糊，更會(huì)影響重顯圖像質(zhì)量。

    而最新研制的視頻信號(hào)處理集成電路則大多采用快速運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)和高速運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)，這樣，它就能對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行高速存儲(chǔ)、插值運(yùn)算和補(bǔ)償。而且還可以有效減小運(yùn)動(dòng)圖像因場(chǎng)差效應(yīng)造成的邊緣鋸齒化，使顯示圖像變得更加自然。

    首先，我們來(lái)看插值算法的原理。先用兩個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器把奇、偶兩場(chǎng)信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)，取本場(chǎng)中垂直相鄰的像素A 和B ，再加上前一場(chǎng)中與該像素在時(shí)間上相鄰的像素C，并找出這三個(gè)像素的亮度中間值。如果像素A、B、C的亮度值遞減，B就可以被認(rèn)為是亮度的中間值，這個(gè)中間值并不是平均值，而是A B C這三個(gè)像素中居中的亮度值。

    我們?cè)俳o出另一組像素A′、B′、C′，新的插入行信號(hào)就是采用這一方法生成的。在靜態(tài)圖像中，像素C的值就是中間值。而運(yùn)動(dòng)圖像中，本場(chǎng)內(nèi)相鄰像素的相關(guān)性加大，即像素A 和B 的值比較接近，中間值便不可能是像素C的值，于是就實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)圖像內(nèi)插，從而避免出現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)圖像的鋸齒形失真。

    在運(yùn)動(dòng)圖像的垂直和水平方向使用上述方法，內(nèi)插像素可以取得較好的效果。但在運(yùn)動(dòng)圖像的斜線方向，較好的內(nèi)插圖像像素卻不容易實(shí)現(xiàn)。為此，我們必須尋找新的運(yùn)動(dòng)圖像插值算法。

    我們可以利用前、后場(chǎng)某插入位置像素的大小和運(yùn)動(dòng)矢量，從而計(jì)算出新像素的大小。在進(jìn)行格式變換前，首先要確定輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的顯示格式，并計(jì)算出輸出像素的顯示時(shí)鐘頻率。

    這種視頻信號(hào)格式變換電路具有獨(dú)立的水平、垂直圖像格式變換功能，每幀圖像的線數(shù)（垂直方向的像素?cái)?shù)）、每秒的圖像幀數(shù)（刷新頻率）和水平方向的像素?cái)?shù)之間互不相關(guān)，格式變換就顯得更為靈活，這也就新的視頻信號(hào)格式變換。

    視頻信號(hào)格式變換主要完成以下工作：

    一、垂直方向的格式變換，表示一幀圖像垂直方向像素?cái)?shù)或有效行數(shù)的增減；

    二、水平方向的格式變換，表示一行圖像水平方向像素?cái)?shù)的增減；

    三、圖像幀頻（刷新頻率）變換，表示每秒重顯幀數(shù)的增減。

    我們知道，只要輸入/輸出信號(hào)格式不同，我們就必須對(duì)其進(jìn)行格式變換，這樣才能滿足顯示格式要求。而先進(jìn)的格式變換電路也可以完成去隔行效應(yīng)，減小行間閃爍。為了正確實(shí)現(xiàn)格式變換，我們還得通過(guò)鎖相環(huán)使輸出像素顯示時(shí)鐘頻率，進(jìn)而同輸入像素?cái)?shù)據(jù)率同步工作。

    在進(jìn)行內(nèi)插圖像處理時(shí)，我們首先根據(jù)連續(xù)兩幀信號(hào)的差值，確定原始圖像是靜止圖像還是運(yùn)動(dòng)圖像。如果幀差信號(hào)為零，就形成了靜止圖像，我們便能用相鄰的奇、偶場(chǎng)信號(hào)生成新的逐行信號(hào)；

    如果幀差信號(hào)不為零，且超過(guò)某個(gè)閾值，這就形成了運(yùn)動(dòng)圖像，運(yùn)動(dòng)圖像采用具有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)插法形成新的內(nèi)插行圖像信號(hào)。