為了消除由傳統(tǒng)模擬彩電隔行掃描帶來(lái)的圖像缺陷,人們?cè)?jīng)進(jìn)行了許多探索。隨著數(shù)字技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和視頻數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展,有可能利用數(shù)字技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)模擬電視的缺陷,提高圖像質(zhì)量。通常采用場(chǎng)內(nèi)行插入法或幀內(nèi)場(chǎng)插入法。
1.場(chǎng)內(nèi)行插入法
場(chǎng)內(nèi)行插入法的特點(diǎn)是利用行存儲(chǔ)器,一行圖像信號(hào)重復(fù)使用兩次,輸入是隔行圖像信號(hào),顯示為逐行圖像信號(hào),場(chǎng)頻不變,行頻提高一倍。它利用3個(gè)行存儲(chǔ)器和相應(yīng)的開關(guān)切 換電路,低速寫入,高速讀出。場(chǎng)內(nèi)行插入法又可分為兩種方式。
①A行與B行之間插入A行
這是一種最簡(jiǎn)單的插入方法,原理方框圖如圖1所示,圖中A、B、C是三個(gè)行存 儲(chǔ)器,數(shù)字電視信號(hào)的寫入時(shí)間是行周期64微秒,讀出時(shí)間是半行周期時(shí)間32微秒,顯示端行掃描頻率由15625Hz提高了一倍,為31250Hz。
圖1 場(chǎng)內(nèi)插法一
時(shí)序邏輯控制切換開關(guān)使一行圖像信號(hào)重復(fù)使用兩次。當(dāng)A存儲(chǔ)器以行頻寫入時(shí),B存儲(chǔ)器以兩倍行頻讀出;當(dāng)B存儲(chǔ)器以行頻寫人時(shí),C存儲(chǔ)器以兩倍行頻讀出;當(dāng)C存儲(chǔ)器以行頻寫入時(shí),則A存儲(chǔ)器以兩倍行頻讀出。 輸出信號(hào)U0為高速輸出,變成一種倍速、逐行掃描方式。這種插入方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,行 存儲(chǔ)器容量不大,成本低,能大大改善文字和靜止圖像的垂直清晰度。
②A行與B行之間插人(A+B)/2行
這種方法是通過(guò)行存儲(chǔ)器,把相鄰A行與B行信號(hào)相加求平均值,得到一個(gè)新的掃描行信號(hào)中,并插入在A行與B行之間。圖2示出了這種方法的方框圖和時(shí)序關(guān)系圖。 這種方法也是行頻提高一倍,場(chǎng)頻不變高速讀出。
圖2 場(chǎng)內(nèi)插法二
當(dāng)A存儲(chǔ)器以行頻寫入時(shí),利用三個(gè)行存儲(chǔ)器,以行頻低速寫入,以二倍行頻高速讀出。當(dāng)A寄存器以行頻寫入時(shí),B存儲(chǔ)器以兩倍行頻讀出,第一行讀出B存儲(chǔ)器, 第二行讀出B存儲(chǔ)器與C存儲(chǔ)器圖像之和的一半幅度,即(B+C)/2;當(dāng)B存儲(chǔ)器以行頻低速寫入時(shí),C寄存器以兩倍行頻高速讀出,第一行讀出C存儲(chǔ)器信號(hào)數(shù)據(jù),第二行讀出C存儲(chǔ)器與A存儲(chǔ)器圖像之和的一半幅度,即(A+C)/2。同理, 當(dāng)C存儲(chǔ)器以行頻低速寫入時(shí),A存儲(chǔ)器以二倍行頻高速讀出,第一行讀出A存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)信號(hào),第二行讀出A、B存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)信號(hào)之和的一半,其余行依此類推。這樣輸入信號(hào)是常規(guī)的隔行掃描的電視信號(hào),而輸出是二倍行頻的逐行掃描電視信號(hào)數(shù)據(jù),而且插入信號(hào)是相鄰兩行信號(hào)的數(shù)學(xué)平均值。這種插入方式圖像柔和、清晰,適合于一般廣播電視信號(hào)的處理。
場(chǎng)內(nèi)行插入法的優(yōu)點(diǎn)是只需使用三個(gè)行存儲(chǔ)器,成本低,電路簡(jiǎn)單,行蠕動(dòng)(爬行)、行間閃爍現(xiàn)象有所改善,行掃描線結(jié)構(gòu)粗糙現(xiàn)象也有所改善。由于插入行是隔行掃描的相鄰兩行 圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)學(xué)平均值或前一行信號(hào)的重復(fù),圖像的亮度和信號(hào)密度有所提高,圖像質(zhì) 量有所改善。缺點(diǎn)是圖像垂直清晰度劣化,由于場(chǎng)頻未變,大面積圖像閃爍并沒(méi)有完全改善。
2.幀內(nèi)場(chǎng)插入法
為了改進(jìn)場(chǎng)內(nèi)行插人法的不足,提出了使用兩個(gè)或三個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器的幀內(nèi)場(chǎng)插入處理方 法。這種方法也可以分為兩種方式:場(chǎng)順序讀出法和二倍場(chǎng)頻讀出法。目前應(yīng)用最多的當(dāng)屬二倍場(chǎng)頻讀出法,即行頻、場(chǎng)頻均提高一倍。
①場(chǎng)順序讀出法
表1的(a)、(b)即為場(chǎng)順序讀出法,其原理是把隔行掃描的奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)信號(hào)存入幀存儲(chǔ)器,合成一幀圖像,然后在一場(chǎng)(1/50s)或不到一場(chǎng)(1/75s)時(shí)間內(nèi),按照存人時(shí)的第一幀、第二幀、第三幀……順序讀出。這樣對(duì)彩色電視機(jī)來(lái)說(shuō),它把隔行掃描的電視圖像信號(hào)變?yōu)閹l為50Hz或75的逐行(順序)掃描顯示圖像信號(hào)。這種辦法的寫入速度仍為50Hz/15625Hz的隔行掃描信號(hào),讀出的是幀頻為50Hz或75Hz的逐行(順序)掃描信號(hào)。逐行幀頻、行頻的提高,減小了大面積圖像閃爍和行間閃爍。
表1
②二倍場(chǎng)頻讀出法
表1中(c)、(d)是二倍場(chǎng)頻讀出法,其主要特點(diǎn)也是低速寫入,高速讀出,一場(chǎng)信號(hào)重復(fù)使用兩次,這樣就可以把50Hz/15625Hz的隔行掃描信號(hào)變?yōu)閘00Hz/31250Hz的倍頻掃描隔行電視圖像信號(hào),這是目前使用最多的倍頻掃描方式。 圖3是用三個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)無(wú)閃爍處理的電路方式。場(chǎng)存儲(chǔ)器1和2是讀、寫交替工作的,場(chǎng)存儲(chǔ)器3是一場(chǎng)圖像信號(hào)的緩沖存儲(chǔ)器。
圖3用三個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器的無(wú)閃爍處理
三個(gè)存儲(chǔ)器的輸入、輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)受時(shí)鐘信號(hào)控制,奇數(shù)場(chǎng)與偶數(shù)場(chǎng)的隔行圖像信號(hào),按50Hz場(chǎng)頻輪流地寫入存儲(chǔ)器l和存儲(chǔ)器 2,開關(guān)①以兩倍場(chǎng)頻速率(100Hz)從場(chǎng)存儲(chǔ)器1和場(chǎng)存儲(chǔ)器2,按以下順序讀出兩個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)中的圖像信號(hào):
Al·Al·A2·A2、B1·Bl·B2·B2、Cl·C1……
即每場(chǎng)圖像信號(hào)重復(fù)使用二次。
開關(guān)②滯后開關(guān)①半場(chǎng)時(shí)間(0.5Tv),開關(guān)②讀出的信號(hào)就是表1的(d)
A1·A1·A2·A2、Bl·B1·B2·B2、Cl·C1……
開關(guān)③滯后開關(guān)①一場(chǎng)時(shí)間(Tv),開關(guān)③讀出的信號(hào)就是:
A1·A2·A1·A2、Bl·B2·Bl·B2、C1·C1……
也是一場(chǎng)信號(hào)重復(fù)使用兩次,只不過(guò)讀出信號(hào)的順序發(fā)生了變化。 表2示出了幾種幀內(nèi)場(chǎng)插入法的優(yōu)缺點(diǎn),其中(b)、(c)、(d)的場(chǎng)頻由50Hz分別提高到75Hz、100Hz,因而消除了圖像大面積閃爍。(a)、(b)、(c)對(duì)靜止圖像消除了行間閃 爍,但對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像容易造成邊沿的鋸齒形失真,其補(bǔ)救方法是采用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)控制場(chǎng)內(nèi)插的方 法。方式(d)有25Hz的行間閃爍現(xiàn)象,可以采用垂直數(shù)字濾波器來(lái)補(bǔ)救。
表2
采用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)控制場(chǎng)內(nèi)插的算法,各國(guó)都在進(jìn)行研究,并研制、生產(chǎn)不同的硬件和軟件,深圳創(chuàng)維電子有限公司提出的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全幀動(dòng)態(tài)數(shù)值算法模式,已經(jīng)成功地使用在該公司生產(chǎn)的倍頻掃描彩電電視機(jī)中,并已申請(qǐng)了專利。
幀內(nèi)場(chǎng)插入法是目前消除傳統(tǒng)模擬方式隔行掃描引起圖像閃爍的有效方法,可以改善圖像質(zhì)量,提高垂直清晰度,提高亮度,減少視覺(jué)疲勞,但主要缺點(diǎn)是使用容量較大的幀、場(chǎng)存儲(chǔ)器,成本高,電路復(fù)雜。
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