有线电视技术 系统设计 汪模海 周开伦 林 涛 同济大学超大规模集成电路研究所 摘要：本文主要介绍数字电视高清显示技术，以及逐行显示技术与隔行显示技术的区别。 关键词：Ｈ．２６４解码器全高清ＨＤＴＶ ７２０Ｐ １０８０１ １０８０Ｐ １ 基本概念简述 随着电子技术的不断发展，数字电视技术也从标 清时代进入了高清时代。高清显示技术包括７２０Ｐ， 显示模块在解码器中的位置如图１所示。 解码器从ＮＡＬ中接受压缩的比特流，经过对码 流进行熵解码获得一系列量化系数Ｘ，这些系数经过 反量化和反变化得到参差系数Ｄ，同时解码器使用从 １０８０Ｉ和１０８０Ｐ，高清数字电视的显示技术也是按照 从７２０Ｐ到１０８０Ｉ，再到１０８０Ｐ的过程发展的，其中的 Ｉ表示Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ，是隔行显示的意思，就是一帧图像分 奇数场和偶数场，分两次显示；Ｐ则表示Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ， 码流中解码得到头信息创建一个预测块Ｐｒｅｄ，Ｐｒｅｄ数 据与参差数据Ｄ求和得到图像块数据 Ｆ，最后每个 Ｆ通过去方块滤波得到重建图像的解码块Ｆ ｎ。Ｆ ｎ 通过显示模块的控制后在显示器端显示出来，因此显 是逐行显示的意思，逐行显示技术则一次显示一帧图 像，没有场的概念。本文简要介绍解码器显示模块的 设计 示模块的功能就是接受重建图像的数据，通过一定的 控制及转换后，正确有效地显示图像。 ３显示系统结构设计及分析 ２显示模块在解码器中的作用 圈 图１ 显示模块在解码器中的位置 ２ ０ ０８年第ｌ ２期（总第２ ２８期） ● 系统设计 Ｓｉｇｎａｌ 有线电视技术 图２显示模块系统结构图 如图２所示，整个显示模块主要可以分为两大部 主要有行、场等同步控制信号。 ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐＦｏｒＦＰＧＡ模块的功能主要是接收从 分。一部分是包含ＳＤＲＡＭＴｏｐ和ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐ的输出 控制模块，这一部分是将滤波后存在ＳＤＲＡＭ中的图 像数据按照光栅数据输出。另一部分则是显示芯片的 控制模块ＤｉｓｐｌａｙＴ叩ＦｏｒＦＰＣＡ，这部分的主要功能是 按照光栅顺序接收ＹＵＶ数据，存放到片外ＳＲＡＭ里， 等到需要的时候，再按照光栅顺序取出ＹＵＶ数据，并 将ＹＵＶ色彩空间转换到ＲＧＢ色彩空间，然后在显示 器上显示图像。 ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐ模块主要是根据解码器前端解出来 ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐ模块传过来的ＹＵＶ图像数据，通过对数 据作一定的处理，并把ＹＵＶ色彩空间转换成ＲＧＢ色 彩空间，然后把ＲＧＢ图像数据送到显示器来显示图 像。ＤｉｓｐｌａｙＴ叩ＦｏｒＦＰＧＡ模块内又包含ＤａｔａＰａｃｋａｇｅ、 ＦＰＧＡＤｉｓｐｌａｙＦｉｆ０和ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌＦｏｒＦＰＧＡ三个模块。如 图４所示。 ＤａｔａＰａｃｋａｇｅ模块是负责ＹＵＶ图像数据的打包 处理。 的图像尺寸数据，和ＳＤＲＡＭＴｏｐ进行交互，负责将图 像数据写入ＳＤＲＡＭ中，并在需要的时候，按照光栅 ＦＰＧＡＤｉｓｐｌａｙＦｉｆ０模块负责打包后的ＹＵＶ数据 到ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌＦｏｒＦＰＧＡ模块中间的缓冲。 ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌＦｏｒＦＰＧＡ模块则是显示芯片的控制模 顺序从ＳＤＲＡＭ中读取图像数据，传送到后续模块。 ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐ模块内包含ＯｕｔｐｕｔＣｔｒｌ、ＯｕｔｐｕｔＢｕｆｆｅｒ和 ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ三个模块。如图３所示。 块，其主要职责是把需要显示的ＹＵＶ图像数据，转换 到ＲＧＢ色彩空问，然后在适当的时候，在显示屏幕上 对应的位置正确地显示出来。为了提高数据的存取效 ＯｕｔｐｕｔＣｔｒｌ模块，顾名思义，是输出控制模块，负 责把ＳＲＡＭ里的ＹＵＶ图像数据按照光栅顺序读取出 来，送给后面的ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ模块。 率，我们使用了两块ＳＲＡＭ进行乒乓工作模式，一组 ＳＲＡＭ用于显示的同时，另一组ＳＲＡＭ用于图像数据 的更新，然后在两组ＳＲＡＭ之间切换。 ＯｕｔｐｕｔＢｕｆｆｅｒ模块，是缓冲区，主要是负责ＹＵＶ 图像数据从ＯｕｔｐｕｔＣｔｒｌ模块到ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ模块中间 的缓冲。设计中我们采用了乒乓ｂｕｆｆｅｒ技术。 ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ模块，是显示控制模块，这个模块的 ４逐行显示与隔行显示的区别 逐行显示与隔行显示技术在系统结构设计上大 体上是相同的，下面我们将根据逐行显示与隔行显示 任务是根据数字电视协议标准，与后面的 ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌＦｏｒＦＰＧＡ模块协同控制图像数据的显示， Ｙ１ １ＶＦ０ｍ１ＳＤＲＡ ＯｕｔＤｕｔＣｔｒｌ Ｉ 呲胁脚Ｐ ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ 图３ ＤｉｓｐｌａｙＴｏｐ模块结构图 。 ｆ卜、 ．１： ２００８年第１ ２期（总第２ ２８期） 有线电视技术 系统设计 图４ ＤｉｓｐｌａｙＴ叩Ｆ０ｒＦＰＧＡ模块结构图 各自的技术特点，按照不同的模块，来分析逐行显示 技术与隔行显示技术的一些主要区别。 在隔行显示技术中，一帧图像分为顶场和底场， 分两次显示，逐行显示技术中则没有场的概念，一次 面提到的三个模块相应的地方会有一些不同。 ５总结与展望 高清电视的发展过程是从７２０Ｐ到１０８０Ｉ再到 １０８０Ｐ的，在７２０Ｐ，１０８０Ｉ，１０８０Ｐ显示模块各自通过 仿真后，将支持７２０Ｐ，１０８０Ｉ，１０８０Ｐ的显示模块分别 放到解码器中，解码器在Ｘｉｌｉｎｘ公司的系列产品 显示一帧图像，所以隔行显示技术与逐行显示技术的 区别主要包括以下几个部分： ＯｕｔｐｕｔＣｔｒｌ模块：这个模块的功能是把ＳＤＲＡＭ 中的ＹＵＶ数据按照显示的顺序读取出来，对于同一 帧图像，逐行显示与隔行显示的显示顺序是不一样 Ｖｉ￣ｅｘ一４ ＦＰＧＡ平台下，均能够成功地实时播放从 的，所以对于数据的读取两者必然是不同的。在逐行 显示技术中需要加入一些场控制信号。 ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌ模块：这个模块主要是根据数字电视 标准，与显示芯片控制模块协同控制图像数据的输 出，逐行显示技术与隔行显示技术这个模块的区别， 详细可以参考数字电视标准ＳＭＰＴＥ２７４。 ＱＣＩＦ到１０８０高清图像的各种尺寸图像。这些显示技 术分别验证正确之后，我们可以进一步完善高清电视 显示技术，将７２０Ｐ，１０８０Ｉ，１０８０Ｐ整合到一起，这样显 示模块可以根据情况，选择一种最佳的显示模式来显 示高清图像。 参考文献 １ Ｊｏｉｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｔｅａｍ（ＪＶＴ）．Ｉ－ＴＵＴ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４，２００５．３ ２ Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ． ＳＭＰＴＥ ２７４—１９９８，１９９８．１０ ＤｉｓｐｌａｙＣｔｒｌＩ ｏｒＦＰＧＡ模块：逐行显示技术与隔行 显示技术这个模块的区别，详细可以参考 ＳＭＰＴＥ２７４。 另外，根据数字电视标准ＳＭＰＴＥ２７４可知，７２０、 １０８０之间的区别，主要是扫描线数的不同，也就是上 ３ 毕厚杰．新一代视频压缩编码标准——Ｈ．２６４／ＡＶＣ．人民邮电出 版社，２００５．５Ａ （上接第８９页） 出了问题之后排查和修复的难度较高。 ＩｍａｇｅＳＡＮ或ＳｔｏｒＮｅｘｔ为非编网建立ＦＣ ＳＡＮ＋ＬＡＮ 网络结构或ＩＰ ＳＡＮ网络结构的多功能、高速、高效、 高可用的共享存储网络平台。本文从非编网的共享存 储网络结构、ＳＡＮｅｒｇｙ软件及其特点、ＩｍａｇｅＳＡＮ软件 及其特点、ＳｔｏｒＮｅｘｔ软件及其特点等方面，就应用于非 编网的ＳＡＮ共享管理软件的诸多问题进行了一些分 析与评述，希望能给兄弟电视台同行提供一些有益的 帮助或启发。 参考文献 １ 张峻峰．《广西电视台非编制作网的实施》，第十二届上海电视节国 际广播影视技术研讨会沧文集，２００６年６月，第４９～７４页 ６ 结 语 虽然ＳＡＮｅｒｇｙ是在各类非编网中得到广泛应用 的ＳＡＮ共享管理软件，但ＳＡＮｅｒｇｙ属于过渡性软件 产品，ＳＡＮｅｒｇｙ不是一个的文件系统，只是一个 ＳＡＮ文件系统外壳软件。近年来随着各类非编网中 ＳＡＮ网络规模的扩大，ＳＡＮｅｒｇｙ的诸多弊病逐渐凸现 出来，一些新的专门针对广电行业视音频网络应用而 研发的ＳＡＮ共享管理软件如ＩｍａｇｅＳＡＮ和ＳｔｏｒＮｅｘｔ 等，能够避免ＳＡＮｅｒｇｙ这些弊病，能够较好地满足各 类非编网的共享存储网络最新使用环境以及功能、性 能等方面要求，能够提供高速、高效、高可用的视音频 网络的ＳＡＮ共享管理功能，目前已经可以基于 ２张晓冬等．《目内非线性编辑及网络技术发展综述》，《广播卜ｊ电视 技术｝２００７年第２期，第８６～９ｌ页 ３ ｓａｎｓｋｙ．（（ＳＡＮ网络存储共享软件全攻略》，存储在线网站，ｈｔｔｐ：／／ ＷＷＷ．ｄｏｓｔｍ．ｅｏｍ ４王震．《电视台非线性制作网络之设计》，《现代电视技术））２００７年 第６期，第８２～８６页Ａ ２００８年第１ ２期（总第２ ２８期） ●ｌ●
