Преобразование развертки

Преобразование развертки — это техника обработки видео, предназначенная для изменения вертикальной или горизонтальной частоты развертки видеосигнала для различных целей и применений. Устройство, выполняющее это преобразование, называется преобразователь развертки[1].

Преобразование развертки широко применяется в видеопроекторах, кинооборудовании, телевизорах и платах видеозахвата, стандартных и HDTV телевизорах, ЖК-мониторах, радарных дисплеях и различных аспектах обработки изображения.

Механизмы и методы

Преобразование развертки включает изменение скорости передачи данных изображения и формирование нового изображения с соответствующими синхронизирующими сигналами.

Существуют два различных метода изменения скорости передачи данных изображения:

Аналоговые методы (неретентивный, без памяти или реального времени)

Это преобразование выполняется с использованием большого количества ячеек задержки и подходит для аналогового видео. Оно также может выполняться с помощью специализированной вакуумной трубки-преобразователя развертки[1]. В этом случае используются данные в полярных координатах (угол и расстояние) от источника, такого как радиолокационный приёмник, чтобы их можно было отобразить на дисплее с растровой разверткой (типа телевизора).

Цифровые методы (ретентивный или буферизированный метод)

В этом методе изображение сохраняется в линейном или кадровом буфере с одной скоростью (n1), а считывается с другой скоростью (n2). При хранении изображения в буфере могут применяться различные методы обработки изображения, включая интерполяцию от простой до сложной с использованием высоких порядков сравнения, обнаружение движения и другие, чтобы улучшить качество изображения и предотвратить артефакты преобразования[1].

Реализация

На практике процесс реализуется только с использованием интегральных схем в масштабе LSI и VLSI. Тайминг, взаимодействие между цифровыми и аналоговыми сигналами, тактовые генераторы, шум и точная синхронизация играют важную роль в схеме. Цифровой метод преобразования требует предварительного преобразования аналогового видеосигнала в цифровые данные. Преобразователь развертки может быть выполнен в базовой структуре с использованием высокоскоростных интегральных схем в виде платы, однако существуют интегральные схемы, которые выполняют эту функцию, а также другие функции обработки изображения, такие как обрезка, изменение соотношения сторон и другие. Примером такого устройства был SDA9401.

Примеры

undefined

Апконверсия (интерполяция):

  • Во многих ЖК-мониторах есть собственный режим отображения, однако монитор может отображать различные графические режимы с помощью преобразователя развертки.
  • В аналоговом телевизоре 100 Гц/120 Гц имеется схема преобразования развертки, которая преобразует вертикальную частоту (частоту обновления) со стандартных 50/60 Гц до 100/120 Гц для снижения мерцания, что важно для телевизоров с большим экраном.
  • Внешняя ТВ-карта принимает телевизионные сигналы и преобразует их в формат VGA или SVGA для отображения на мониторе.

Даунконверсия (дискретизация):

  • Многие видеокарты имеют выход для телевидения стандартной чёткости. Здесь происходит преобразование компьютерных графических режимов в стандартные телевизионные форматы.
  • Другие видеокарты не имеют выхода SDTV, но их VGA-выходы всё равно могут быть подключены к SDTV через внешний преобразователь развертки (см. фото).

Преобразование развертки служит мостом между технологиями телевидения и компьютерной графики.

Примечания

  1. 1 2 3 Патент США US4220969 / CA1103345A1, Кадзухико Нитадори, "Digital scan converter", опубликовано 2 сентября 1980. OKI Electric Ind. C. Ltd. Дата обращения: 19 августа 2013