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数字电视技术原理讲座(五)


作者:佚名 点击数: 更新时间:2008-3-30 15:44:55

 

五、两倍速扫描的基本原理

随着数字处理电路在电视技术中的应用,电视机在性能和功能上发生了很大的变化。如数字化的丽音接收电路、数字化的梳状亮色分熟电路及数字化画质改善电路等,都极大地改善了模拟电视的诸多不足。

现行的彩色电视机都采用隔行扫描方式,每幅图像由偶数场和奇数场均匀镶嵌而成,尽管场频为50Hz或60Hz,但每帧频率应为25Hz或30Hz,使屏幕上亮度较高的细节处产生行间闪烁,易使观众的眼睛产生疲劳。为了消除普通电视制式由于场频低带来的图像大面积闪烁,一些电视机生产厂开始引入了倍场频数字处理技术。

1.倍速扫描的提出

自从1948年英国的D.Gabor首先提出全息摄影原理,以及1962年美国的Leith和Upatnieks提出两光束全息摄影术以来,电视界一直为追求仿全息三维立体电视而努力。直至1985年日本松下公司首先研制成功了时分式立体电视,实现了人们梦寐以求的愿望,使同步接收25场/s的奇数场和偶数场的左右图像变为现实。但是在现有50Hz或60Hz的电视制式场频下,由于隔行扫描,每幅立体图像由奇数场(L)和偶数场(R)图像组成,使左、右眼每秒钟各接收25场或30场图像,而普通电视左、右眼每秒钟同时接收50场或60场图像,因此,时分式立体电视较普通电视将产生很大的闪烁现象。而且,当图像的黑白反差太大,形成大的白本底图像时,闪烁更为严重,这就为时分式立体电视走向市场形成了一个极大的障碍。

为了解决立体电视中的图像闪烁现象,使之有与普通电视图像相当的感受,人们设想如果能将扫描场频增加一倍,即由50Hz或60Hz增加到100Hz或120Hz,那么时分式立体电视图像,对左(右)眼每秒将接收50场或60场图像,与普通电视毫无区别,从而可以有效地消除闪烁现象,使三维产生一种全新的视觉享受。

综上所述,倍速扫描是基于时分式立体电视的闪烁现象而提出的

2.场频的倍频转换

场扫描的倍频转换技术是一种数字式的场频转换技术,它把PAL/NTSC制式的50Hz/60Hz场频的信号,通过存入数字式的存储器DRAM,采用“慢存快取‘的办法,即读出捍钟频率是存入时钟频率的2倍,以实现信号场频的倍频转换,从而成为场频为100Hz/120Hz的视频信号。

采用数字处理技术设计而成功的100Hz扫描电视,消除了普通电视制式由于场频低带来的图像大面积闪烁,减轻了长时间收看给电视观众带来的眼睛疲劳;提高了图像的垂直清晰度,是普通模拟电视制式场频过低缺陷的极好弥补。

100Hz扫描电路主要由视频存储器、模数转换电路(ADC)、数模转换电路(DAC)、倍频转换电路及时钟控制电路等组成,如图1-13所示。在低场频制式电视中,主要是图像闪烁易使人们的视觉疲劳,因此,倍场频的关键技术是如何使图像中的亮度(Y)信号和色差(R-Y、B-Y)信号完成数字格式的场倍频转换。

从视频处理电路输出的亮度信号Y、色差信号(R-Y)和(B-Y),首先由7.0MHz和3.5MHz低通滤波器进行必要的滤波,然后分别送入三路模/数转换器,在由锁相环振荡器提供的14.3MHz采样脉冲作用下,转换成8bit数据流。

锁相环振荡所产生的频率为28.6MHz,在向二路模/数转换器提供采样脉冲前,通过1/2分频后得到14.3MHz频率脉冲。输出的亮度数据流直接送入亮度信号存储器,进行一场的信号存储。输出的两色差信号数据流以时分复用的方式输入到色差信号存储器,进行一场存储。28.6MHz锁相环振荡器经1/2分频后输出的14.3MHz时钟频率,除一方面提供给三路模/数转换器外,另一方面还同时送入亮度信号存储器和色差信号存储器。因此,这就决定了亮度信号存储器和色差信号存储器的写入存储器频率为14.3MHz,当亮度信号存储器和色差信号存储器在读出数据时,其时钟控制则由定时控制倍频转换器控制,此时的时钟频率为28.6Mhz。

由于存储器的写入时钟信号是14.3MHz,而读出的时钟信号是28.6MHz,因而亮度信号和两色信号在慢写快读的作用下就分别完成了数字格式的场倍频的转换。

由亮度信号存储器输出倍场亮度信号数据流再由三路数/模转换器转换成模拟的亮度信号,经14MHz低通滤波送到后级解码电路。由色差信号存储器输出的倍场色差信号数据流,在定时控制倍频转换系统的时分复用的解调作用下,将R-Y信号数据流和B-Y信号数据流送入三路数/模转换器,使其成为模拟的色差信号,再由7MHz低通滤波器滤波后,送到后级的信号处理电路。

定进控制倍频转换系统在28.6MHz时钟频率及原始行、场同步信号的控制下产生倍场后的场同步信号和行同步信号,以使倍场频后的电视机的行场扫描同步,图像画面稳定。

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