数字高清CRT电视系统解决方案 - 音频/视频/显示 - 电子工程

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CRT显象管电视作为人类使用时间最长、技术最成熟的显示设备，尽管受到各种新兴显示技术的挑战，但随着技术的不断创新，仍然充满着活力和发展潜力。在使用高行频逐行显象管和数字视频处理等一系列先进技术后，不仅保留了色彩还原度高、运动画面流畅等优点，而且支持了现在主流的各种高清显示格式，立刻从普通模拟CRT电视跨入了数字高清电视的领域，成为未来数字信息家电系统的组成部分。 　　

在平板电视和光显技术的快速发展改善了各自固有的显示缺陷后，有人认为CRT电视会很快退出市场，被轻薄的平板电视和超大尺寸的光显背投所取代。但事实是平板电视等的销量很难有大的突破，CRT电视还在不断的发展、不仅会减少厚度和重量，而且要以更高的性价比保持市场份额。尤其在中国大陆市场，CRT电视仍是适用于中国农村中长期市场的一种经济实惠、高性能的机种，在很长一段时间都将是电视产品线的中坚力量。CRT高清电视的概念其实几年前就出现了，曾经一度被包装为“数字化电视”。从概念上讲，只有具备两个条件才能称作CRT数字高清电视。一是数字化处理，二是高行频逐行细节距显象管。前者是对信号处理的要求，后者是物理实现的途径。二者缺一不可，若使用原先的模拟视频处理技术，只能做到有限的视频增强，显示效果是没有根本改善的，也不能做到视频提升；若使用老的隔行显象管，行频低，无法达到高质量的视频信号所要求的带宽，节距不够细也不能大幅提高水平清晰度。因此，是否是真正的CRT高清电视需要加以判断。不过，随着数字家电市场的成熟和新一轮竞争的开始，以往的“数字化电视”会逐渐被市场淘汰，取而代之的将是真正的数字高清CRT电视。
　　
WSC2000是WeststarChips公司第二代芯片系列中专为数字高清CRT电视应用而设计的一款视频处理芯片，内含采用自主独特算法的EEPC隔行转逐行、图像缩放、帧频提升、视频增强等模块，并集成了视频解码器、MCU、位图OSD、Closed Caption和高性能多制式视频编码器，分辨率支持到顶级高清格式1080P，具有3D动态降噪和CCS亮色串扰校正功能，支持扫描速度调制信号SVM输出。芯片内部对视频信号进行10位数字处理，通过3个10位DAC输出3路模拟信号。由于在去隔行处理时EEPC算法已能够对视频信号进行有效的降噪，而芯片内又设计了一个降噪模块，则总的降噪能力达到10dB以上，因此显示画面更加清晰、静态效果更好。打开CTI色彩校正功能后，画面颜色会更加纯正、艳丽。具有电影模式自动检测功能，电影模式进入、退出速度快。自动肤色校正功能可以在遇到明暗强烈对比或其他不理想场景时正确反映人物肤色。 　　

以下是基于此视频处理器的一整套数字高清CRT电视系统解决方案： 　　

一、硬件部分

1.主机板方案
2.数字视频信号处理方案
3.视放方案 　

二、软件部分

1.OSD设计
2.图像调节、伴音控制
3.信号切换与调节
4.扫描控制 　　

设计需求 　　

1.输出信号： 　　   
     归一化行频锯齿波；
　　   归一化场频锯齿波；
　　   预视放后模拟RGB输出；
　　   水平枕形失真校正信号；
　　   模拟SVM输出。 　　

2.输入信号支持： 　　   

模拟TV：
　　   一路TV CVBS输入，全制式 　　   模拟视频：
　　   一路S端子、两路AV端子、一路YCbCr端子 　　   标清、高清信号：
　　   一路YPbPr，支持到1080P᤼Hz 　　   PC信号：
　　   一路15－pinD-Sub端子

硬件部分：
　　·主机板： 　　一体化Tuner
　　扫描电路
　　音频处理、音频放大
　　整机电源 　　·数字视频信号处理板 　　解码、模数转化
　　数字视频信号处理
　　预视放和扫描控制 　　·操作接口 　　键盘
　　红外接收器
　　电源指示 　　·视放板 　　视放电路
　　SVM驱动 　　·其他功能扩展 　　读卡器，MPEG－4解码，DVB、ATSC解码…… 　　主机板结构如图一所示



主板包括了与外界多种信号源连接的接口电路模块、进行视频处理的数字板、支持显象管的视放模块、音频处理模块、电源模块等部分。可选用数字式D类放大芯片增强伴音回放效果。配合东芝新的高集成度视放处理及扫描控制模块，简化了底板设计，并且控制信号完全由数字板提供。 　　

数字视频处理板如图二所示：



数字处理板包括了电视信号解码器、视频信号模数转换器、WSC2000视频处理芯片、预放和扫描控制电路。 　　

WSC2000集成了MCU和OSD发生器，若需要较大的程序存储空间时，外部需要再添加一块flash存储器，可进行ISP（In System Programming）编程，软件的更新，大大方便了系统的调试。2M×32Bit SDRAM作为WSC2000内部进行隔行转逐行处理的临时存储器，由于采用了足够大的存储器预存视频祯信息并能对时序进行彻底的重构，所以WSC2000可以使输出信号的格式与输入信号是何种格式无关，对输出信号的各种苛刻要求都可通过调节芯片内部寄存器进行设置。根据WSC2000这种独特的信号处理架构可以把芯片系统看做一个黑盒子模型（如图三），无论输入是CVBS、S-video、VGA、YPbPr还是CCIR-ITU656/601数字信号，输出都可以任意选择为CVBS、S-video、VGA、YPbPr、24位数字信号甚至是其他非标信号。

　　
软件部分： 　　·位图256色OSD菜单 　　    支持多国文字
　　    颜色、透明度选择
　　    语言选择
　　    位置选择
　　    待机画面 　　·图像调节、伴音控制 　　    亮度、对比度、饱和度、锐度调节
　　    蓝、黑电平扩展
　　    3D数字降噪、CTI调节
　　    3D CCS调节
　　    电影模式选择、画面冻结
　　    幅型比切换（16：9/4：3）


色彩偏好设置
　　    ABL/ACL
　　    白平衡调节
　　    伴音控制
　　·信号切换与调节 　　    各种输入信号切换
　　    TV、PC模式独立调节
　　    工厂模式（能进行大部分重要参数调节）
　　·扫描控制         自动频率控制（AFC）
          场幅、场位置、场线性、场极高压控制
          几何校正、旋转
          行幅、行极高压控制
         
其他扫描控制  

软件的设计也是一个关键，WSC2000系统在硬件上保证了各种创意的完美体现，可以自由设计位图型OSD（On Screen Display）界面，可以随意定制开机Logo画面。作为整个系统的核心控制器件，WSC2000内部的MCU通过I2C总线来控制各个部件与模块，使软件程序容易采用统一架构描述各种控制信息，使代码更加简洁，运行更稳定。

此系统方案是完全符合数字高清CRT电视要求的设计。可以采用目前最细节距的显象管，也可根据成本选用不同档次的逐行显象管。支持目前流行的各种输入标准、可进行多种功能扩展、还可进行固件升级，方便调试、满足消费者的各种需求。在现今五颜六色的卖场中，能有一台这样的电视会令人耳目一新。