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投影機技術解析:逐行掃描和倍頻掃描

2011年06月08日 08:21   來源:萬維家電網   字體【

【中國數字視聽網訊】無論CRT、LCD還是等離子體顯示屏,要想把模擬電視信號變成圖像顯示出來,不可能是一幅畫面同時出現,而是一行一行地進行電-光的轉換,這種轉換與拼湊過程是利用人眼的視覺暫留現象,以此使人感到是一幅完整的圖像。這種以行為單位的拼湊過程,即通常稱的“行掃描”。行掃描形成單幅畫面,而多幅畫面的更換由場完成。當這種連續畫面更換(即刷新)每秒大于16幅時,人眼看到的將不是快速更換的畫面,而是連續的動作。

由上述成像原理不難看出,如果拼湊一幅畫面的行數越多,此幅圖像的垂直方向表現的內容也越細膩。刷新速度越快,使人感覺圖像活動的過程連續性越強,光的閃爍感也越小。但是,提高行數(即行掃描頻率)和刷新速度(即場頻),都必須以提高系統的成本來實現。為此電影機的設計者,使影片每秒通過鏡頭24張,當影片在鏡頭前停留的1/24秒的過程中,再將鏡頭遮擋一次,巧妙地使人眼仿佛有48張影片的觀看效果,從而感覺不到明顯的光閃爍。

電視播放的連續畫面,即借鑒了電影的遮光過程,在不提高行/場頻率而重現使人眼可以接收的連續畫面,同時不感到閃爍,將一幅畫面分成兩來拼湊。第一次先由奇數行拼出半幅輪廓不太清晰的畫面,然后再拼湊偶數行的另半幅,兩幅畫面重疊,使視覺神經感覺到較清晰的一幅畫面。

利用此隔行掃描的方式,形成每秒50場,即25幅畫面的活動圖像。雖然有50次畫面刷新率,實際奇數行和偶數行為不完整的畫面,構成連續圖像有跳動感是必然的,刷新50次只減小了光的閃爍感,而與移動畫面的連續性無關。

掃描行數較低,限制了圖像垂直分辨率的提高,以國內PAL制為例,其625行的掃描線除去兩場回掃過程占用50條,實際能顯示圖像的只有575行,即為PAL制電視的商高垂辨率。

由此可見,提高畫面清晰度的關鍵是提高行和場掃描頻率。但是,其結果勢必使信號無線發射過程中占用更寬的頻帶。例如將PAL制每場用逐行方式由575行構成完整畫面刷新50場,使掃描行數由625行提高為1250行,那么目前的1-12頻道就只能容納6個頻道,且接收發送設備均相應復雜化。

這種圖像質量與頻寬的折衷方式,即目前的隔行掃描,沿用了半個世紀,只是為了壓約縮發射頻寬。

隨著DVD的日益普及,對圖像的質量要求越來越高,迫使人們開辟逐行掃描的顯示方式。在HDTV尚未普及之前,原有的電視機如何提高畫質,是數字式模擬電視亟待解決的問題。為此,70年代歐洲率先推出了倍頻掃描的方案,即目前電視廣告上宣傳的100HZ倍頻掃描系統。

這種倍頻方式是利用大規模數字集成電路,先將摸擬信號轉換為數字視頻信號,在掃描電路中使用存儲器將每場數字信號存儲一次,讀取兩次,因而由50場變成100場,有助于消除畫面的閃爍感。

但是,此100場畫面中有一半畫面是重復的,所以稱此倍頻方式為AA BB制,即無論奇數行還是偶數行組成的一場幸免出現兩次,并不能補充移動畫面的跳動感的改善。

例如在播送--快速移動物體從屏幕左邊移到右邊,如果要想使人感到物體是逐步快速移動,應由越多的畫面受獎移動才行。

如果演示整個移動過程只有兩張畫面,那么,就不能構成移動,而是跳動。因為移動圖像構成的畫面越少,每幅畫面內容移動距離過大,必將形成卡通片中人物的動作形象。

AA BB制倍頻,只是重復畫面,而無中間的移動過程加入,嚴格地說只是消除光的閃爍感,而無助于移動畫面跳動感的改善。對垂直分辯率的提高也是如此,盡管掃描行數增加一倍,但構成圖像垂直結構的有效行數仍不變,因為其中有一半行數是簡單的重復。

因此,AA BB制只能使光閃爍感明顯減弱,以改善畫面質量的說法不確切。當然,這種方式是在20年前誕生的,用今日的DVD高畫質來要求是不公正的。但不實廣告詞中稱100HZ倍頻掃描將隔行變為逐行掃描的說法,有誤導之嫌。

當然,徹底解決電視畫面清晰度的問題,只有采用逐行掃描的HDTV方案屬最佳途徑。為了在此過渡時期不使大量隔行掃描視頻器材統統報廢,目前出現了一種較好的方案——倍線器,即將隔行掃描轉化為逐行掃描的轉換器。

這種轉換器彩數字技術,對隔行掃描圖像中前一行和后一行進行取樣比較,檢出不同部分重新組合,然后將介于兩行之間的過渡信息組成新的一行,以在提高掃描行數的同時增加整幅圖像的信息量。采用此方式后,電視機行/場頻率提高,且移動圖像連續性增強,可大幅度提高畫面清晰度。

這種稱之為倍線技術的方式,可以將目前隔行掃描的電視改為逐行掃描,它不同于普通的單純記憶、存儲形成的100HZ倍頻掃描。類似的倍線器已出現在市場上,但售價不菲。可喜的是,目前有的高檔電視機身內置這種倍線器。

如松下公司的TC-33TF12型彩電已有此內置功能,可以將普通TV節目、DVD等隔行掃描信號變成逐行掃描顯示,提高了分辨率,同時還徹底消除了運動畫面的抖動,此倍線器實際已將摸擬電視的掃描系統向HDTV靠攏。

與此同時,索尼公司的DCR-TRV900型DV攝像機也內設逐行掃描功能。因此看來在摸擬電視機中此功能會迅速普及,將會以較低價格出現在市場上。

(編輯:盈旭)

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