視頻處理器在LED全彩顯示屏中的應用

視頻處理器是LED全彩顯示屏誕生、成長(cháng)以及成熟的全程見(jiàn)證者和標志性設備，LED專(zhuān)用的視頻處理設備在此過(guò)程中也逐漸走向成熟。視頻處理器的優(yōu)劣直接影響了LED顯示屏的顯示效果。

視頻處理設備在LED全彩顯示應用需要解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：

1）格式轉換功能

消費領(lǐng)域的PC陣營(yíng)（VESA組織）的信號格式與消費領(lǐng)域或者專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的視頻陣營(yíng)（ITU以及SMPTE組織）的信號格式跨越了模擬信號時(shí)代到數字信號時(shí)代乃至當前啟蒙初期的高清顯示，期間所誕生和遺留下來(lái)的諸多信號格式和信號標準仍然活躍或者工作在消費市場(chǎng)中，因此在多數工程投標中需要通過(guò)視頻處理器解決信號接入、處理以及顯示的問(wèn)題。根本的解決之道在于視頻處理設備能夠完成眾多信號格式之間的格式轉換問(wèn)題，即包括如下：

VESA陣營(yíng)的VGA~UXGA的信號格式轉換，涉及到信號輸入接口VGA（模擬）、DVI-D（數字）、HDMI（數字）以及Displayport的處理；

ITU以及SMPTE陣營(yíng)的480i~1080p60的信號格式轉換，數字帶寬從143Mbps跨越到3G的高度。涉及到信號輸入接口復合視頻（模擬）、S端子（模擬）、標清分量（YCbCr）、高清分量(YPbPr)、SD-SDI（數字）、HD-SDI（數字）的處理；

VESA格式之間的互轉稱(chēng)為上轉（UpConvert，如VGA到XGA的轉換）或下轉（DownConvert，如UXGA到XGA的轉換）；

ITU和SMPTE到VESA格式的轉換稱(chēng)為交叉變換（CrossConvert，如復合視頻到XGA的轉換）；

2）色空間轉換功能

LED色空間比電視信號的NTSC色空間要大的多，因此，如果在顯示屏中直接用NTSC的RGB色空間去控制LED三基色的發(fā)光，將產(chǎn)生色偏差，嚴重影響LED顯示屏的顯示效果。因此，需要視頻處理器完成色空間的變換，即CCIR601和CCIR709向RGB色空間的轉換。這也是LED專(zhuān)用視頻處理器在完成格式轉換功能時(shí)，要求實(shí)現VESA和ITU以及SMPTE信號格式向VESA標準信號格式的轉換的根本原因。

3）圖像處理和增強技術(shù)

LED全彩大屏幕顯示作為平板顯示媒介的一員，不僅僅涉及到一般圖像顯示處理中所涉及到的圖像處理技術(shù)問(wèn)題，如3：2和2：2下拉，因為自身像素間距遠大于其他一些平板顯示介質(zhì)，如LCD和PDP等，因此，對于圖像處理技術(shù)尤其是圖像增強技術(shù)有著(zhù)更加嚴格的要求，包括如下：

運動(dòng)補償(MotionAdaptive)

涉及到慢速圖像和快速圖像的運動(dòng)補償。好的運動(dòng)補償技術(shù)可以降低LED顯示時(shí)運動(dòng)圖像邊緣的鋸齒現象；

去隔行掃描（De-interlace）

視頻信號為了降低帶寬，提高分辨率必須采用隔行掃描技術(shù)。

LED顯示時(shí)需要對隔行掃描的信號進(jìn)行預處理轉逐行信號。優(yōu)異的去隔行掃描技術(shù)能夠消除現場(chǎng)轉播和拍攝時(shí)所存在的掃描線(xiàn)效應；

縮放（Scale）

LED顯示采用的是模塊化的設計和拼接顯示，因此，是所有平板顯示介質(zhì)中最靈活的一種顯示媒介。但是這種靈活性也帶來(lái)了對于圖像和視頻顯示的更高要求，尤其每個(gè)工程應用的顯示分辨率幾乎都無(wú)法在VESA的標準中找到。因此需要視頻處理器提供縮放的功能。典型的縮放功能表現如下：

圖像縮?。?/p>

一般顯示屏工程應用的點(diǎn)陣分辨率都在VESA標準的XGA（1024*768）分辨率之下。需要視頻處理器具備將接入的各個(gè)信號縮小到對應終端的分辨率上，最好要求視頻處理設備具備逐點(diǎn)像素縮放的功能（逐點(diǎn)像素縮放可以在水平和垂直方向上同時(shí)進(jìn)行）。

圖像放大：

越來(lái)越多的工程應用，尤其是樓宇廣告投放量等業(yè)務(wù)的突飛猛進(jìn)，LED顯示屏的分辨率已經(jīng)不局限于常規的XGA分辨率以?xún)?，有些工程應用甚至達到了水平2048點(diǎn)（包括像素共享）的規模。在類(lèi)似這些應用中，就需要視頻處理器能夠具備圖像放大的增強處理技術(shù)，關(guān)鍵指標是視頻處理器內部處理帶寬可以達到或者超過(guò)非典型應用中的如2048x1536的點(diǎn)陣面積。配合此類(lèi)應用，需要視頻處理器具備堆棧的功能，通過(guò)多臺的視頻墻拼接完成最終的點(diǎn)陣顯示。

視頻縮放的技術(shù)與運動(dòng)補償以及去隔行掃描關(guān)鍵技術(shù)息息相關(guān)，縮放技術(shù)的優(yōu)劣直接影響了LED大屏幕顯示圖像和視頻的流暢性。

細節增強（DetailEnhancement）

此技術(shù)核心不僅僅體現在圖像邊緣的銳化上，同時(shí)包括了顏色還原以及圖像縮放的處理。視頻處理器該項指標的好壞直接反映LED大屏幕顯示的圖像清晰度。

噪聲抑制（NoiseReduction）

由于LED顯示的點(diǎn)陣特性，在其他平板顯示媒介中微不足道的噪聲，都將極大的挑戰LED顯示受眾的心理忍受能力。噪聲主要來(lái)自視頻信號的壓縮噪聲（馬賽克）和系統本身的隨機噪聲，優(yōu)異的視頻處理器可以通過(guò)噪聲抑制，最大程度的降低噪聲對畫(huà)質(zhì)本身的干擾。

灰度等級（GrayScale）

灰度等級一直是LED大屏幕顯示供應商所追求的目標，但是一直以來(lái)，絕大多數的技術(shù)團隊都在解決LED屏體本身掃描的灰度級問(wèn)題，將灰度級處理提升到了當前的16bit，17bit。但是卻忽視了輸入信號源一直只有8bit的問(wèn)題。信號源的8bit讓多數人的灰度級提升工作顯得多少有點(diǎn)空中樓閣的意味。解決視頻處理器灰度級處理的問(wèn)題是提升整個(gè)LED顯示品質(zhì)的最主要關(guān)鍵技術(shù)之一。結合當前高清顯示時(shí)代的來(lái)臨，10bit處理技術(shù)在視頻處理器中的應用是大勢所趨。

好的視頻處理器同時(shí)還具備了圖像剪裁（Crop）、亮鍵（LumaKey）和色鍵（ColorKey）的功能，在一定程度上可以降低系統本身需要依賴(lài)于非編系統的成本。