之前,視頻信號格式變換電路主要是這樣的:一行信號或一場信號被重復(fù)使用,低速寫入,高速被讀出。不過,由于電視圖像是運(yùn)動圖像,而且圖像運(yùn)動的速度和方向是隨機(jī)的,上述方法被沒法對原來的運(yùn)動圖像進(jìn)行任何處理,因此經(jīng)過簡單視頻信號格式變換后的圖像質(zhì)量就顯得不夠平滑,甚至還會存在幀差效應(yīng),并有可能形成圖像拖尾,使圖像邊緣模糊,更會影響重顯圖像質(zhì)量。
而最新研制的視頻信號處理集成電路則大多采用快速運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)和高速運(yùn)動圖像處理技術(shù),這樣,它就能對運(yùn)動圖像進(jìn)行高速存儲、插值運(yùn)算和補(bǔ)償。而且還可以有效減小運(yùn)動圖像因場差效應(yīng)造成的邊緣鋸齒化,使顯示圖像變得更加自然。
首先,我們來看插值算法的原理。先用兩個(gè)場存儲器把奇、偶兩場信號存儲起來,取本場中垂直相鄰的像素A 和B ,再加上前一場中與該像素在時(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。
我們再給出另一組像素A′、B′、C′,新的插入行信號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)動圖像中,本場內(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)了場內(nèi)的運(yùn)動圖像內(nèi)插,從而避免出現(xiàn)水平運(yùn)動圖像的鋸齒形失真。
在運(yùn)動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)動圖像插值算法。
我們可以利用前、后場某插入位置像素的大小和運(yùn)動矢量,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和輸出信號的顯示格式,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格式變換。
視頻信號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/輸出信號格式不同,我們就必須對其進(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)兩幀信號的差值,確定原始圖像是靜止圖像還是運(yùn)動圖像。如果幀差信號為零,就形成了靜止圖像,我們便能用相鄰的奇、偶場信號生成新的逐行信號;
如果幀差信號不為零,且超過某個(gè)閾值,這就形成了運(yùn)動圖像,運(yùn)動圖像采用具有運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膬?nèi)插法形成新的內(nèi)插行圖像信號。