視訊信號處理硬體系統概論

視訊信號處理硬體系統概論 中華技術學院電子系助理教授劉漢平

大綱 • 視訊信號常見規格 • 視訊硬體系統的相關技術 • 視訊裝置發展趨勢

視訊信號常見規格(I) 類比 • 電視影像 : 灰度與色彩,同步信號 • 複合信號 : NTSC(RS-170), PAL, SECAM • Y/C分離信號 : S-Video • RGB類比 ,同步信號 • 監視器影像 • VGA系列 : RGB類比 ,同步信號 PS. Interlace and non-interlace

典型的類比視訊信號(NTSC)-I

典型的類比視訊信號(NTSC)-II

視訊信號常見規格(II) 數位 • DVI (Digital Visual Interface): 通訊協定 • RGB數值 • 同步 • Checksum • 其他

視訊硬體系統的相關技術 • 輸入裝置與技術 • 輸出裝置與技術 • 信號處理 • 視訊資料儲存

輸入裝置 • 裝置 • 攝影機 (動態) • 相機(靜態) • 掃描器(靜態) • 元件 • 攝像管(光電效應) • CCD (半導體) • CMOS (半導體)

輸入技術 • 攝像元件的驅動與輸出 • 攝像裝置的輸出 • 原始影像修正技術

攝像元件的驅動 • 專用驅動IC • 時序控制 • 類比信號放大 • 信號自動控制(例:AGC) • 數位化 • 其他

攝像裝置的輸出 • 常見標準視訊信號:通常在完整攝像裝置上 • 相容性高:易搭配其他影像處理裝置輸入規格 • 信號失真:原始信號經過轉換 • 需要額外的處理電路以產生視訊信號 • 自訂介面:通常在攝像模組 • 類比RGB+同步信號 • 數位介面(例 I2C)

原始影像修正技術 • 目的:表現真實的影像 • 常見項目 • 色相 • 輝度調整 • 其他 • 基本技術型態 • DSP,數位信號(影像)處理 • 類比電路

輸出裝置 • 螢幕 • 陰極射線管, CRT ( Cathode Ray Tube ) • 液晶顯示器, LCD ( Liquid Crystal Display ) • 電漿顯示器, PDP ( Plasma Display Panel ) • 矩陣式顯示板, LED/燈泡等 • 其他 (OLED) • 投影機

輸出技術 • 影像修正技術 • 輸出裝置相關技術 • 影像重建(撥放)技術

陰極射線管相關技術 • 高壓放電 • 水平與垂直偏向板 • 螢光屏幕

液晶顯示器相關技術 • 液晶材料 • 玻璃基板 • 驅動信號產生晶片 • 光源 • 全彩(STN,TFT) • 其他

電漿顯示器相關技術 • 高壓放電 • 真空技術 • 玻璃基板 • 驅動信號產生晶片 • 其他

矩陣式顯示板 • 掃描技術 • 輸入影像轉換 • LED/燈泡的定電流驅動 • 全彩顯示 • 高功率電源 • 散熱 • 其他

投影機 • 種類 (光源) • CRT • LCD, 由穿透LCD的光源決定亮度 • DLP ( Digital Light Processing ),由DMD (Digital Micromirror Display )反射的光源決定亮度 • 光學技術 • 數位控制

影像重建(播放)技術 • 類比錄放影機 • 播放原錄製任何形式類比信號 • 數位播放裝置 • 自儲存數位媒體讀取數位資料 • 解壓縮 • 數位轉類比 • 轉為標準影像信號規格

視訊信號處理相關技術 • 畫質(基本需求) • 特效 • 專業技術

畫質 • 基本: • 亮度/對比 • 色彩 • 位置/角度/尺寸 • 進階 • 去雜訊/鬼影 • 輪廓強化 • 色溫

特效 • 高解析度電視(HDTV) • OSD (on screen display) • 畫面比例(4:3,16:9) • 子母畫面 • 多重掃描 • 畫面(凍結)擷取 • 其他

專業技術需求 • 影像資料存取與產生電路 • 影像壓縮/解壓縮 • 高速數位資料傳輸 • 高階濾波器 • 儲存媒體控制 • 數位影像處理 • 其他

視訊儲存 • 類比錄影機 • 錄製原始任何形式信號至磁帶 • 數位錄影機: • 同步分離, RGB信號分別數位化 • 依照時序存放至緩衝記憶體 • 壓縮 ( 選項) • 儲存至數位資料媒體

視訊裝置發展趨勢 • 整合與內建 • 設計數位化 • 介面網路化 • 尺寸兩極化 • 個人裝備

報告完畢 謝謝指教

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