高清晰電視的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，開拓用戶市場(chǎng)除了內(nèi)容服務(wù)、收費(fèi)機(jī)制方面的因素外，還需要一種極具性價(jià)比的高清電視作為終端硬件升級(jí)換代的過(guò)渡，降低廣大工薪階層和農(nóng)村市場(chǎng)升級(jí)的成本，使大眾輕松體驗(yàn)數(shù)字技術(shù)，逐步過(guò)渡到數(shù)字電視。這種電視最突出的特點(diǎn)是兼容現(xiàn)行的模擬電視和未來(lái)的數(shù)字電視播出制式，能消除大面積閃爍，可邊上網(wǎng)邊看電視而且不刺激眼睛。其關(guān)鍵是一顆高性能視頻處理器，通過(guò)一個(gè)可編程的高質(zhì)量視頻圖像轉(zhuǎn)換模塊，能將不同格式的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為本機(jī)的顯示格式，因此易于與電視機(jī)與計(jì)算機(jī)的顯示兼容，同時(shí)也可輸出高清晰格式1080i和720p。
　　　　
下面是采用WSC1115的一款大尺寸液晶電視解決方案設(shè)計(jì)： 　　

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)： 　　

方案核心是集成在WSC1115內(nèi)部的去隔行（De-interlace）和智能縮放（Scalar）模塊。系統(tǒng)框圖如圖一，分辨率支持到1280x768、1280x720、1366×768、單通道LVDS接口；輸入信號(hào)有模擬TV輸入（兼容PAL、NTSC、SECAM制式）、模擬視頻輸入（S端子、AV端子、YCbCr）、SD/HDTV輸入YPBPR、PC信號(hào)輸入（兼容VGA, SVGA, XGA, WXGA）、DVI信號(hào)輸入、模擬伴音信號(hào)輸入。基本功能包括字符型OSD菜單、各種信號(hào)輸入切換、圖像調(diào)節(jié)（亮度、對(duì)比度、色飽和度、色調(diào)、銳度調(diào)節(jié)、色溫調(diào)節(jié)）、TV控制（自動(dòng)搜臺(tái)，手動(dòng)搜臺(tái)，微調(diào)、制式自動(dòng)、手動(dòng)設(shè)定、頻道編輯、伴音控制）、畫中畫、智能降噪、音量控制、音效控制、靜音、工廠模式（各級(jí)信號(hào)檢測(cè)、內(nèi)部寄存器設(shè)置、白平衡調(diào)節(jié)）等。

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圖一 硬件分為接口板與數(shù)字板（如圖二）。接口板包括模擬視頻信號(hào)輸入、輸出接口；模擬音頻信號(hào)輸入、輸出接口；TV調(diào)諧器。

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圖二 數(shù)字板包括數(shù)字圖像處理（隔行轉(zhuǎn)逐行、幀頻提升、智能降噪、Gamma校正等）；LCD panel驅(qū)動(dòng)；MCU和OSD；整機(jī)電源管理；伴音處理、音頻放大。兩組來(lái)自CVBS、TV和Y/C（亮度色差）分量端子的信號(hào)分別通過(guò)MUX通道選擇器進(jìn)入TV-Decoder和PIP芯片，PIP芯片對(duì)所輸入的信號(hào)進(jìn)行畫中畫處理，形成子畫面信號(hào)輸出到Decoder芯片進(jìn)行合成，從Decoder輸出得到8位的CCIR656信號(hào)送到WSC1115中；或者來(lái)自DTV的YCBCR分量信號(hào)和PC的RGB分量信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，得到24位的數(shù)字信號(hào)送到WSC1115中，經(jīng)過(guò)WSC1115芯片的視頻處理及優(yōu)化后，通過(guò)（6/8/）10位數(shù)字接口，直接驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示器，或從內(nèi)置的3個(gè)DAC輸出（處理后的）RGB模擬分量到CRT顯像管。 來(lái)自電視信號(hào)或其他信號(hào)源的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Audio Processor芯片進(jìn)行音頻處理，并通過(guò)功放芯片LM358輸出到耳機(jī)，通過(guò)TDA1517輸出到揚(yáng)聲器（全頻帶8Ω×2），如圖三。整個(gè)系統(tǒng)由MCU芯片通過(guò)I2C總線進(jìn)行配置和控制。

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圖三 　　
WSC1115沒(méi)有集成TV-Decoder在芯片內(nèi)部，可以給客戶更多的選擇靈活度。本例可以采用MICRONAS公司的VPC3230，內(nèi)建4H 數(shù)字梳狀濾波器，可輸入CVBS、S-Video、YCBCR 信號(hào)，全面進(jìn)行亮色分離，有效消除噪波、串色現(xiàn)象。AD部分采用MST9883八位RGB數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，集成亮度、對(duì)比度控制等。
全系統(tǒng)僅由一個(gè)8 位單片機(jī)控制，外接數(shù)字式OSD 芯片，具有友好的OSD 操作菜單。所有圖像控制都可以用OSD 菜單操作，并支持普通紅外遙控器。系統(tǒng)中的所有軟件由C 語(yǔ)言編寫，并建立了庫(kù)，方便移植和系統(tǒng)調(diào)用。并向用戶提供所有功能的API 函數(shù)，開放所有的底層軟件和IC 的寄存器，便于用戶進(jìn)行二次開發(fā)。
　　
WSC1115視頻格式轉(zhuǎn)換芯片： 　　
芯片內(nèi)置3個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、32 位SDRAM 控制器、0.18 um芯片生產(chǎn)工藝、LCD 數(shù)字接口、低功耗設(shè)計(jì) 　　

通用性強(qiáng): 　　1）、WSC1115能夠運(yùn)用于高清數(shù)字電視、LCD液晶電視、數(shù)模兼容電視、背投電視、投影儀、機(jī)頂盒等各種視頻應(yīng)用場(chǎng)合。 　　2）、WSC1115是聯(lián)結(jié)多種輸入格式和輸出格式的關(guān)鍵器件，起一個(gè)橋梁的作用，具有完善的的輸入輸出格式支持，包括一些高端配置。 　　
輸入支持?jǐn)?shù)字24位YUV/YCRCB/YPRPB/RGB和8位CCIR656(ITU-RBT656)信號(hào)輸入，支持HDTV的18種ATSC制式及計(jì)算機(jī)的XVGA輸入；自動(dòng)檢測(cè)輸入圖像場(chǎng)頻和行頻；支
持輸入行頻高達(dá)52KHz或更高。
　　
輸出支持行頻高達(dá)52KHz的用戶自定義逐行輸出制式（，高的行頻意味著可以支持更高分辨率制式的輸出，例如：800×600制式的行頻是38KHz，1024×768制式的行頻則可達(dá)到48KHz）；支持1080i，720p數(shù)字高清電視制式的輸出；支持PAL制（PAL 720*576）的double mode 格式（1440*576）輸出，（將PAL制式通過(guò)2倍像素采樣提高帶寬以雙倍掃描線輸出，可極大提高水平清晰度）；芯片內(nèi)置3個(gè)10位DAC，支持用于CRT的模擬RGB信號(hào)輸出，可高達(dá)10多億種色彩組合；最高可支持（6/8/）10位LCD單像素XVGA/75Hz制式輸出。 　　

高質(zhì)量的圖像處理： 　　
傳統(tǒng)的隔行掃描圖像包含鋸齒和噪聲，在電視機(jī)上可看出明顯的大面積閃爍、行間閃爍，行結(jié)構(gòu)明顯（眼睛可以看到行掃描線的現(xiàn)象）。經(jīng)過(guò)WSC1115運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)隔行轉(zhuǎn)逐行和動(dòng)態(tài)降噪處理后的圖像清晰度高，畫面干凈。在電視機(jī)上可看出極大的消除了閃爍和行結(jié)構(gòu)明顯的問(wèn)題。 　　· 輸入端信號(hào)進(jìn)行Gamma逆校正
　　· 色彩空間轉(zhuǎn)換（YUV到Y(jié)CRCB，RGB到Y(jié)CRCB，YPRPB到Y(jié)CRCB）
　　· 圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取過(guò)程無(wú)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)
　　· 幀顯示頻率變換
　　· 電影模式自動(dòng)檢測(cè)和還原
　　· 支持對(duì)輸入圖像的剪切，輸出圖像任意位置輸出
　　· 高質(zhì)量的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)隔行到逐行變換模塊
　　· 圖像動(dòng)態(tài)降噪
　　· 高性能的圖像放大引擎
　　· 亮度色度對(duì)比度飽和度控制
　　· 動(dòng)態(tài)藍(lán)電平擴(kuò)展、黑電平擴(kuò)展
　　· 銳化、邊緣增強(qiáng)
　　· 色彩空間轉(zhuǎn)換(YCRCB到RGB)
　　· 輸出端信號(hào)進(jìn)行Gamma校正
　　· 支持外部OSD插入顯示，可顯示8種不同顏色
　　· 去抖動(dòng)技術(shù)