在高清顯示器上優(yōu)化標(biāo)清視頻

圖10：對移動圖像進(jìn)行梳狀濾波會產(chǎn)生明顯的偽像。

由于移動檢測比較復(fù)雜，采用的方法必須能分析當(dāng)前和存儲幀的每個(gè)活動像素，以便確定使用哪種方法來分離信息。

3D梳狀濾波技術(shù)梳理靜止像素，2D梳狀濾波技術(shù)處理無復(fù)雜運(yùn)動的區(qū)域，而陷波濾波器進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動區(qū)域的處理。3D梳狀解碼器的主要挑戰(zhàn)并非3D梳理過程本身，而是3D梳狀濾波器、2D梳狀濾波器和陷波濾波器之間復(fù)雜的運(yùn)動檢測和自適應(yīng)切換。

當(dāng)梳狀濾波器無法勝任

自適應(yīng)3D梳狀濾波器依賴解碼器來正確檢測圖像移動。否則，梳狀濾波器就不能正確處理像素?cái)?shù)據(jù)，造成運(yùn)動偽像(圖11)。圖11a中鳥的翅膀向下。圖11b中翅膀已經(jīng)向上舞動，而圖11c中翅膀再次向下。這是鳥舞動翅膀的正常順序。

圖11：自適應(yīng)3D梳狀濾波器依賴解碼器來正確檢測圖像移動。這是鳥舞動翅膀的正常順序-向下(a)，向上(b)，再向下(c)。

許多3D梳狀解碼器檢查幀1和幀3，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幀1和幀3相同，便誤認(rèn)為沒有產(chǎn)生圖像移動。因此決定用3D梳狀解碼器來處理數(shù)據(jù)(圖12)。

圖12：利用3D梳狀解碼器，無效檢測引起明顯的網(wǎng)格偽像(a)。圖像移動校正后，無網(wǎng)格偽像生成(b)。

與之相反，配有3D梳狀濾波器的高性能視頻解碼器利用很多幀存儲器來更準(zhǔn)確地檢測所有幀之間的運(yùn)動。使用大量的幀很有必要，有助于解碼器準(zhǔn)確判斷何時(shí)何地采用3D梳狀濾波器。

實(shí)現(xiàn)更多的功能

3D梳狀濾波器要正常工作，內(nèi)存緩沖區(qū)需存儲視頻像素?cái)?shù)據(jù)幀以便分析和處理。ADI公司的12位標(biāo)清/高清電視視頻解碼器ADV7802之類解碼器，配有3D梳狀濾波器和圖形數(shù)字轉(zhuǎn)換器，通過處理其它非3D梳狀濾波器任務(wù)，如先進(jìn)的時(shí)序降噪，最大限度地利用內(nèi)存空間。

通過配備3D梳狀濾波器，ADV7802采用多種技術(shù)將當(dāng)前幀的像素?cái)?shù)據(jù)與之前存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而過濾并消除圖像噪聲。

外部存儲器也可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的時(shí)基校正。基于幀的時(shí)基校正確保解碼器總是輸出固定時(shí)鐘、固定的每行采樣數(shù)、不變的每幀行數(shù)，以及正確的場序。

雖然電視應(yīng)用通常不需要外部存儲器，但是越來越多的制造商將更多的接收器和電子控制設(shè)備轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的遠(yuǎn)程遙控盒中，以盡可能減小顯示面板的厚度。不過這類設(shè)計(jì)也限制了需要直接與電視機(jī)相連的電纜數(shù)，這可能會造成布線困難(圖13)。

圖13：薄型顯示器面板將接收器和電子控制設(shè)備轉(zhuǎn)移到獨(dú)立單元。

遠(yuǎn)程遙控盒通過HDMI(高清多媒體接口)或類似鏈接接入顯示器。當(dāng)該鏈接工作時(shí)，電視需要穩(wěn)定的像素和時(shí)鐘數(shù)據(jù)。由于時(shí)基校正允許視頻解碼器和鏈路的發(fā)射器件直接連接，因此解碼器甚至能為非標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備提供可靠的時(shí)序和像素?cái)?shù)據(jù)。

除了亮度和色度分離，復(fù)合視頻處理的很多其他方面也直接影響畫面質(zhì)量。ADC輸入端的性能對顯示器接收的整體視頻質(zhì)量起著決定性的作用。

專業(yè)品質(zhì)的視頻解碼器(如ADV7802)利用12位ADC實(shí)現(xiàn)了優(yōu)于62dB的信噪比。值得注意的是，對于注重性能的應(yīng)用，差分相移和增益可分別超過0.45 °和0.45%。成本敏感應(yīng)用則可以采用配置9位ADC的視頻解碼器，如ADI公司的ADV7180。

解碼器還必須能夠處理非標(biāo)準(zhǔn)和微弱的廣播信號源。電視用戶和制造商仍舊高度重視這些要求。剛購買新型高端大屏幕等離子或液晶電視的消費(fèi)者可能還會將其連接到使用了12年的錄像機(jī)和模擬射頻電纜系統(tǒng)上。

以往消費(fèi)者將錄像機(jī)與舊顯像管電視機(jī)連接，如今他們期待高清電視能帶來至少與舊顯像管電視機(jī)一樣好的性能水平。也就是說，錄像機(jī)的視頻應(yīng)該穩(wěn)定，即使在“特技”模式下(即暫停、快進(jìn)，或后退時(shí))也能繼續(xù)保持鎖定。

微弱的射頻信號也應(yīng)該與顏色鎖定保持同步，即使輸入信號降至25dBμV以下。要解決低電平射頻信號和視頻信號與舊的非標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)帶來的問題，解碼器設(shè)計(jì)者面臨諸多挑戰(zhàn)。

確定解碼器的質(zhì)量水平基準(zhǔn)時(shí)，采用何種算法需要慎重考慮。許多制造商都紛紛推銷自己能夠成功地處理這些信號源。例如ADI公司的視頻解碼器集成了同步檢測和提取、重采樣和先進(jìn)的后端FIFO管理等技術(shù)。

諸如ADV7802中的智能濾波算法則采用鎖相回路(PLL)模塊，以及水平同步(HSYNC)和垂直同步(VSYNC)處理器模塊，確保正確提取同步信息。該濾波器確保解碼器能夠識別其查找同步信息的時(shí)期。同步鎖相回路模塊和處理器模塊則確保所檢測的同步信息正確排列。