数字电视有新招——Trident DPTV简介

　　1998年11月1日，数字电视（Digital Television---DTV)在美国和英国同时开播，从而使电视广播从模拟跨入了数字时代，并且在世界上掀起了数字电视的热潮。DTV包括标准清晰度（SDTV）和高清晰度（HDTV）共18种格式。它进化论在性能和功能上，都比模拟电视具有更大的优越性。

　　数码电视的来龙去脉

　　目前由于除了极少数研制数字电视的专业电视工作者外，普通的人并没有见识过数字电视真面目。于是，一些电视机厂家出于商业利益的需要，纷纷把自己生产的电视机贴上数字电视的标签来提高身价。于是，一夜之间，商场里的电视机变成了数字电视，最后不得不由专家出面在包括电视专栏节目的媒体上澄清事实，但近来，厂家又换了说法，数码电视的名词又频频出现在媒体上。

　　何为数码电视呢？在DTV开播以前，传统的模拟电视（Analog Television---ATV)在世界上已存在半个世纪了，并演变成NTSC、PAL、SECAM和MAC共4种制式。前3种制式主要用于地面电视广播：后1种则用于卫星电视广播。这4种制式都是从黑白电视发现而来的，区别只是彩色信号的处理方式不同。从扫描格式上分，这4种制式只有525行60场隔行扫描和625行50场隔行扫描两种方式，这两种方式的行频和视频带宽基本相同，如果能真正达到制式规定的分辨率，视觉效果都是相当不错的。只可惜，受传统模拟技术的限制，我们平时收看的电视清晰度最多只有200多线。家用的VHS录象机和VCD也在这一水平上。有一次，笔者的一个朋友在电视台演播室的PW-1444彩监上看到Betacam录象机的图象，他惊呼道：“哇！好棒啊！家里要有一台高清晰度彩电就好了！”实际上他看到的还只是广播级的模拟电视的图象质量，还不是HDTV的图象。

　　自从Betacam SP和MII摄、录、编设备广泛应用以来，电视台播出的画面质量都在500线以上（PAL制），但通过电波和电缆传输到我们家里使用的电视机上，清晰度就白白损失了一半，这一半就是模拟电视的潜力。专业广播监视器是用复杂的技术和昂贵的价格获得高分辨率的，这显然在廉价的家用电视机上是行不通的。影响清晰度的主要原因是中频电路通带窄、亮度和色度分离（Y/C分离）不彻底、色度解调电路指标差和场扫描频率低。尤其是后者会引起大面积闪烁，如果长时间收看电视，很容易造成眼睛疲劳和视力下降。但上述问题都是传统模拟电视的电路技术很难解决的。

　　90年代初，由于超大规模集成电路（LSI）技术的日益成熟和大幅度降低，出现了数字信号处理方式的电视芯片，才能以较低的成本和良好的一致性把模拟电视的清晰度提高到了350线以上，这就是数码电视的由来，可见数码电视是用数字电路改善模拟电视的产物。

　　数码电视中普遍采用二维梳状滤波器作Y/C分离、用行锁机数字色度解码器取代传统的副载波锁相模拟色度解码器、用倍频方式实现100Hz隔行扫描，这些就是目前数码电视中提高图象质量的关键技术。

　　DPTV的解决方案

　　这几年，随着计算机的大量普及，三维建模、电子游戏、虚拟成象等软件技术飞速发展起来，极大地刺激了计算机图象显示技术的发展。

　　目前，优秀的图形加速器，在1700万色真彩模式下，分辨率可达到2048×1600，刷新频率可达到逐行100Hz，每秒钟能填上亿个三角形。电视机的成象原理和计算机显示器极为相似，于是一些有眼光的计算机IC生产厂商，开始把目光瞄向了家庭用的电视机。

　　Trident（泰鼎）多媒体技术公司，对于电脑发烧友来说，肯定不会陌生。它是世界上生产VGA显示芯片的知名厂家，10年前的TVGA8900显示卡曾风磨全世界，占领了当时我国计算机显示卡80%以上的市场。1998年又在上海建立了芯片设计中心，并开发出第一块多媒体芯片的DPTV（Digitao Processing Television数字处理电视）。

　　DPTV一改传统数码电视IC的设计方案，首次把帧存储器置于芯片之内，从而实现了扫描频率与所接收的电视制式无关。（如图1）所示，其实质是专业电视数字制式转换器与计算机图象显示技术的完美结合。它支持双高频头，一路接主电视调谐器信号输入。在DPTV内部，可以将现有的模拟电视信号转换成高画质的逐行电视图象，并能通过MPEG-2解码器直接接收HDTV电视广播。

图1 DPTV整机方案

　　DPTV输入的信号有4种。

　　1、可选择（共享输入）SVGA（计算机显卡的RGB信号输出）/MPEG-2数码视频输入（数字YUV信号输出）；

　　2、复合视频（CVBS）输入（普通使用的黄色RCA端子）；

　　3、分量视频（YCrCb）输入（现在高档DVD的色差分量输出端子）；

　　4、S--视频（Y/C）输入（DVD标准配备的S端子）

　　图1中间的DPTV方框，就是Trident公司的视频处理芯片，它分为高档的DX芯片、中档的HX和低档的IX芯片。DX芯片采用先进的0.35um超大规模集成工艺制造，内含500万只晶体管，集成度已超过普通Pentium CPU(即俗称586），外型为208脚PQFP封装，（如图2）所示。Trident的DX芯片是目前电视数字信号处理中功能最强的IC，它在我国首先研制成功，把当前时髦的数码电视质量推向一个新水平。

　　图1上面的SGRAM/SDRAM就是DPTV的帧存储器。2MB最小帧缓存以备常规工作时用，增加画中画（PIP）、画外画（POP）、多画面时要用4MB帧缓存。

　　围绕着帧存，过去只有专业电视设备才具有的功能，如今在家用电视机上就可轻易实现。例如改变帧存的数据线和地址线函数就可实现画面捕捉（定格）、无级缩放、X/Y定标（任意改变画面的位置和大小）、画中画、画外画、多画面、4：3---16：9转换，甚至能使画面的行数与输入信号无关，提供了任意改变图象比例和清晰度的手段。

　　DX芯片内部具有Gamma伽马校正功能，利用动态图象增强技术，对图象自动进行色调、饱和度、亮度和对比度的控制，使其达到最佳平衡状态。

　　它可以在60-90Hz逐行和50-100Hz隔行扫描范围内任意设置，解决了以往50/100Hz隔行扫描电视的缺点，彻底消除了画面闪烁，令整幅图象非常稳定，大大缓解了长时间观看电视给眼睛带来的疲劳。它还可以使目前的PAL制模拟电视信号达到75Hz逐行扫描/800×600的水准，这已经达到了HDTV的基本要求。

　　这种逐行扫描技术，消除了水平快速运动图象的边缘锯齿现象和垂直快速运动图象的并行效应，极大地提高了运动图象的清晰度。同时DPTV对字幕清晰度的改善也很明显，这就为图文电视和Web TV创造性了条件，可以预见，逐行电视必将成为21世纪彩电市场的新宠，并会逐渐取代隔行电视。

　　DPTV是模拟电视到HDTV的桥梁。它既能对目前的模拟电视信号进行数字化处理，又能接收未来的数字电视信号。

　　DPTV是一种低价位数字电视转播方案，它提供给电视整机厂的芯片是一样的，但因为芯片的所有功能，厂家不一定都使用，而且开发软件不同，制造的产品，也就不同了。

　　它们只有芯片的档次区别，即高档使用DX芯片，中档使用HX和低档的IX芯片。

　　DPTV的技术特点

　　DPTV的DX芯片是Trident公司D系列视频芯片中的一个单芯片高档数码电视集成电路芯片，该芯片功能强大，外围元件少、成体低、应用灵活，是目前市场上所有数码电视方案中的佼佼者。

　　DX芯片本身具有以下特点

　　1、可变频率的隔行扫描和逐行扫描

　　（1）隔行扫描的帧频支持PAL制100Hz/NTSC制120Hz；

　　（2）逐行扫描的帧频PAL制为60-75Hz，NTSC制为72-90Hz。

　　2、自适应动态探测隔行变逐行扫描

　　（1）增强整个画面的清晰度和锐度；
　　（2）不仅消除了大面积闪烁，也消除了隔行扫描难以克服的行间闪烁；
　　（3）逐行扫描的运动图象补偿，有效地消除运动图象的边缘锯齿；
　　（4）动态图象和静态图象都有相同的高清晰度

　　3、带可编程5行自适应梳状滤波器的PAL/NTSC制式解码器

　　（1）支持NTSC、PAL和SECAM制式，可以更精确地进行自适应亮度和色度信号的分离，有效减少画面出现白点及色彩重叠的情况，提高分辨率：

　　（2）梳状滤波器有可编辑的0、1、2、3和5行以适应所有可能的环境。

　　4、14D动态画质增强技术改善图象质量（如图3所示）

　　（1）动态帧扫描速度转换；
　　（2）动态扫描速度调整SVM；
　　（3）逐行扫描的运动图象补偿；
　　（4）动态Gamma(校正）；
　　（5）动态自适应平滑滤波器；
　　（6）动态白电平限制；
　　（7）动态数码SVGA限制；
　　（8）动态亮度瞬时改善DLTI；
　　（9）动态帧间降噪（在处理较弱的电视广播信号时，整体画面得到有效改善）；
　　（10）5行梳状滤波器DDCF；
　　（11）动态黑电平扩展；
　　（12）动态色度瞬时改善DCTI；
　　（13）动态亮度/对比度调整；
　　（14）动态肤色校正

图3 14D动态画质增强技术

　　5、VB/Closed Caption和图形OSD

　　（1）VB1是一种用于在电视信号帧消隐期间，传送非视频数据的新技术，Closed Caption是在这个传输时间里用到的一种非视频数据，如方便聋哑人的文字（如图4所示）；

　　（2）用户可以通过主CPU选择文本OSD，也可以通过OSD CPU选择图形OSD。16种不同颜色组成的调色记录可以最大限度地迎合观众的视觉享受（如图5所示）。

　　6、画中画、多画面和电影屏幕显示模式（如图6所示）。

　　（1）画中画（PIP）窗口的大小的位置可以根据用户的个人喜好调节；
　　（2）画外画（POP）、多画面、屏幕可分成4、8、9、16个画面；
　　（3）支持16：9的全屏显示，也支持4：3的画面及16：9与4：3显示模式的转换；
　　（4）无级图象放大、缩小或静止；
　　（5）视频图象和计算机信息可同时显示；
　　（6）显示窗口可任意拖动；
　　（7）图象可慢开慢关，如电动舞台屏幕一般

　　7、先进的图象处理

　　（1）先进的线性和非线性全景缩放在不同显示模式中迎合观众的视觉享受；
　　（2）可编程视频缩放，能改变缩放比例观看静止图象和活动画面的细节；
　　（3）开机画面，可做厂商广告。

　　8、SVGA和MPEG2数码视频接口

　　具备PC机的输入接口，可以兼容VGA、SVGA显示模式，自适应640×480、800×600、1024×768多种显示模式。

　　DPTV的市场展望

　　Trident推荐的DPTV电视机方案分高档和低档两种，（如图7所示）。低档的DPTV的性能已经优于目前市场上的100Hz隔行扫描电视（如东芝的数码100彩电），而整机价格只略高于传统的50Hz隔行电视。而高档DPTV的价位与100Hz隔行电视相同，但整机功能和性能却远远优于这种电视。

　　而且DPTV芯片是由中国人自己开发，并在中国市场首先推出产品，它极大地增强了中国人的信心。西湖、创维、TCL、长虹等国内几大彩电生产厂商，将在2000年陆续推出使用DPTV芯片的彩色电视机。

　　因此，可以预料DPTV会逐步取代传统的隔行扫描电视，从而使我国国产电视机第一次有了挑战国际先进水平的机会。（作者：严培华）

来源：资料由《无线电与电视》杂志提供