高清液晶顯示器上的視頻優(yōu)化方案

　　梳狀濾波器自身的信號延遲功能造成了相長(cháng)干擾和相消干擾。梳狀濾波器的頻率響應由一系列均勻間隔的尖峰信號組成，呈梳子形狀。與陷波濾波器和帶通濾波器相比，2D梳狀濾波器可提供更高的視頻解碼器性能(圖6)。

　　圖6：三行2D梳狀濾波器將采用輸入-輸出一行延遲。

　　2D梳狀濾波器的工作原理是：如果圖像目標行的上下存在類(lèi)似幾行，色度和亮度就可以更徹底地分離。

　　在NTSC(美國國家電視系統委員會(huì ))制式下，色度正弦波信號逐行發(fā)生180°變化。任意兩個(gè)連續行相加，亮度內容加倍，色度內容抵消。相反，如果減去兩行，亮度內容抵消，色度內容加倍。例如，對于全畫(huà)面顏色條，每個(gè)活動(dòng)行在視覺(jué)上是一樣的。在給定的信號電平上，每行的亮度內容相同。除了相位變化，每行的色度內容也相同。

　　視頻解碼器(如ADI公司的解碼器)采用五行2D梳狀濾波器，能夠為NTSC制式和PAL(逐行倒相)制式信號源提供更好的性能。根據圖像的復雜性，梳狀處理器必須確定是否要將當前行與下一行或上一行結合。

　　梳狀處理器不能對某些圖像進(jìn)行任意行組合，此時(shí)可切入當前行。自適應2D梳狀視頻解碼器能夠提供可接受的性能水平。但是，連續行不同時(shí)，2D梳狀濾波器不能正常工作，并轉向陷波濾波器，將該行區域的亮度與色度分離。

　　雖然在未產(chǎn)生圖像偽像或帶寬限制的情況下(這會(huì )轉化為低反差圖像)，成功實(shí)現亮度和色度分離非常重要，但是視頻信號的許多其他方面，如不良時(shí)基或非標準弱射頻信號也會(huì )帶來(lái)很多挑戰。

　　小型CRT顯示器可接受的偽像或圖像缺陷，對于新一代等離子顯示器和液晶顯示器而言則無(wú)法接受。因為隨著(zhù)分辨率提高、尺寸和顯示器對比度增大，即使是很小的圖像缺陷也會(huì )很明顯。

　　自適應3D梳狀濾波器技術(shù)

　　高清(HD)信號源、數字接口以及高分辨率顯示器能夠帶來(lái)出色的視覺(jué)體驗。不過(guò)，通過(guò)頻道切換或輸入，用戶(hù)看到的可能是美麗的高清圖像，也可能是傳統的復合視頻廣播(CVBS)。借助高品質(zhì)自適應3D梳狀濾波器技術(shù)，標清(SD)復合視頻圖像的質(zhì)量獲得了顯著(zhù)改善(圖7)。

　　圖7：內置3D梳狀濾波器的解碼器的典型架構。

　　3D梳狀濾波器類(lèi)似于2D梳狀濾波器，通過(guò)某些行的像素組合來(lái)分離亮度和色度。兩者的主要區別是：2D梳狀濾波器組合圖像連續行的像素，而3D梳狀濾波器把當前行的像素與圖像延時(shí)狀態(tài)下同一行中的像素組合(圖8)。

　　圖8：自適應內置3D梳狀濾波器的解碼器的結果(a)明顯優(yōu)于內置2D梳狀濾波器的解碼器(b)。

　　3D梳狀視頻解碼方案能夠提供出色的視頻畫(huà)質(zhì)。這種方法能從根本上消除不良圖像偽像，如點(diǎn)蠕動(dòng)、“掛點(diǎn)”和串色。

　　此外，歸功于3D梳狀視頻解碼的亮度和色度分離方式，該方法能保持亮度和色度數據包的全部帶寬。

　　全亮度帶寬保留了高頻內容，提供的圖像清晰鮮明，從而使用戶(hù)能區分微小的細節。全色度帶寬則確保顏色更明亮、更清晰。

　　2D梳狀視頻解碼主要處理鄰近的活動(dòng)視頻行，對其進(jìn)行分析，或者既處理又分析，而3D梳狀處理則進(jìn)行幀到幀的視頻像素信息比較(圖9)。它對當前幀的數據與存儲器中的上一幀數據進(jìn)行比較。

　　圖9：NTSC制式的典型幀序列展示了3D梳狀濾波技術(shù)。

　　如果同時(shí)添加兩個(gè)幀，每個(gè)像素的色度信息抵消，而亮度像素數據加倍。同樣，如果前一幀減去當前幀，亮度像素數據抵消，而色度信息加倍。

　　盡管3D梳狀濾波處理存在很多優(yōu)勢，但設計人員仍必須解決其性能局限性和一些挑戰。3D梳狀濾波器能讓圖像的亮度和色度完美分離，而傳統的2D梳狀濾波器或陷波濾波器達不到這種效果。

　　但是，只有圖像中的像素絕對靜止時(shí)，才可以實(shí)現亮度和色度的完美分離。反之，如果圖像在移動(dòng)，兩個(gè)連續幀的像素數據也在發(fā)生變化，便無(wú)法使用3D梳狀濾波器(圖10)。重要的是，視頻解碼器檢查每一個(gè)像素，并與之前存儲的像素數據作比較，以確定是否發(fā)生了移動(dòng)，進(jìn)而決定應采用哪種梳狀濾波器。

　　圖10：對移動(dòng)圖像進(jìn)行梳狀濾波會(huì )產(chǎn)生明顯的偽像。