VGA顯示與TV顯示的區(qū)別及轉換

1、VGA表現(xiàn)與TV表現(xiàn)的區(qū)別及轉換隨著多媒體技能的敏捷生長和普及,人們天然要求盤算機上運行的影視軟件能在電視上不雅看，而電視節(jié)目和錄象帶.VD也能網(wǎng)羅到盤算機中舉行處置懲罰。由于芯片技能的飛速生長，全部的愿望都正在或馬上變?yōu)閷嶋H，盤算機與電視機的邊界也越來越模糊。如今，盤算機表現(xiàn)用的是VGA格式，而電視機表現(xiàn)用的是TV格式，怎樣實現(xiàn)兩種完全差異的掃描方法之間的轉換，就是本文將要討論的題目。1盤算機圖象格式起首讓我們回首一下盤算機圖象格式的生長汗青。從單色到彩色到真彩色，盤算機圖象格式由早期的aPaintGE/IGPX等格式，到厥后繼承出現(xiàn)的GIFTIFFBPTGA和JPEG等格式，它不停是盤算機

2、界生長較快的一個范疇。aPaint格式最早來自APPLE公司的aintsh，是一種位映射式圖像文件格式即在單色圖像中，盤算機圖像緩存中的每一個bit映射到屏幕上的一個像點。這種格式表現(xiàn)的圖象尺寸結實，均為576像點寬*720像點長。在這種格式中，實際的圖像數(shù)據(jù)只占據(jù)文件的很小一部份，位于表頭及圖樣數(shù)據(jù)之后，以及其簡單的格式壓縮。一幅aPaint圖象的原始數(shù)據(jù)大概會占用凌駕50KB的內存空間或磁盤空間。而實際上包羅一個aPaint圖象的磁盤文件很少有這么大。假設一幅圖象的某一行滿是白色，那么該行只要用兩個byte就可以形貌，而不必象它的未壓縮情勢那樣存儲在72個byte中。第一個byte稱為索引

3、，在此時為72，第二個byte為“數(shù)據(jù)。解碼時將其重復72次就可以形成未壓縮情勢的對應掃描行。aPaint文件的引人之處在于它們的數(shù)量非常多。很多令人感愛好的圖像均以aPaint格式存儲在公用地區(qū)中，且沒有版權庇護。這種格式的缺點是結實的圖像尺寸和超長的表頭。GE/IG圖像文件格式是基于aPaint格式有用的圖像壓縮要領.易于解碼的格式等長處，由DigitalResearh公司創(chuàng)立的與aPaint格式比擬它實用于任何尺寸的圖像。一樣平常應用于DigitalResearh應用步伐和VenturaPublisher排版軟件。IG文件的表頭只有16byte。PX格式是由ZSft公司為它的PPaint

4、brush圖形軟件創(chuàng)立的。通常用于與IBP兼客的盤算機，與PPaintbrush圖形軟件一起利用。它是盤算機圖像技能中第一個支持彩色圖像的文件格式。它引入了調色板的觀點。如今大多數(shù)P軟件支持PX格式的版本5，可以自行界說顏色面板。它不停黑白INDSDS位圖圖像的終究上的尺度,而且大多數(shù)圖形步伐都提供從它們本身的圖像格式到PX格式的轉換要領。它不但是一種單獨的格式，它包羅諸如8位，16位和24位彩色格式，以及真灰度格式和單色格式等一系列圖像格式。全部PX文件均攜帶一個128byte的表頭，用于界說圖像的尺寸，彩色彩色板及別的一些有關的圖像數(shù)據(jù)。TIFF是如今盛行的圖象格式中最龐大的，它們可以支持

5、種種尺寸的高達24位彩色的圖像。其最大特點是可移植性，很輕易在種種差異布局的呆板之間移植而無需過多的變更，常用于應用步伐與盤算機平臺之間的文件互換。它不依附于某種專用軟件，因此種種百般的應用步伐都可以支持它們。TIFF格式也接納LZ壓縮要領。TIFF格式為差異的圖象提供優(yōu)化的子格式：lB類TIFF文件是由編碼成每個像素一位的好壞圖象構成。lG類TIFF用于每個像素4位或8位16或256級灰度構成的灰度圖象。lP類TIFF文件用每個像素1到8位支持彩色彩色板。lR類TIFF用于每個像素24位的圖象。lF類TIFF文件用于 圖象。BP格式是一種運行于INDS下的尺度的位圖圖象文件格式。如今被種種基

6、于INDS系列操縱體系的用戶普及利用。當用戶對一幅圖象舉行存儲時，盤算機的默認格式就是.BP。TGA格式是由Truevisin公司為視頻攝象機圖象而方案，用于幀捕獲的最重要的24位圖象格式，其典范的圖象尺寸為400*512個像素，每像素16.24或32位彩色。JPEG格式一樣平常用來表現(xiàn)照片和以及在線辦事的HTL超文本標識表記標幟語言文件，它能保存RGB圖象中的全部顏色信息。JPEG也是一種帶壓縮的文件格式，但在壓縮時文件有信息喪失。2盤算機視頻表現(xiàn)卡10年前，當人們對微機還很別致的時間，IB公司領先推出了GA彩色圖形適配器視頻表現(xiàn)卡。這種最初的卡能支持最大分辨率640*200個像素的圖形，它

7、的區(qū)分率和彩色黑白常有限的厥后又推出了具有640*350個像素區(qū)分率的EGA加強型圖形適配器視頻表現(xiàn)卡，在這種EGA卡中，有4個分頁的表現(xiàn)緩沖區(qū)，每一頁對應一種顏色平面。接著又生長到了640*480個像素區(qū)分率的VGA以及擴展VGA形式SVGA視頻表現(xiàn)卡，它具有1024*768個像素表現(xiàn)。種種表現(xiàn)卡的成效大要雷同，它們均可被稱為“內存映射裝備。對付盤算機來說，它們都是可尋址的內存。它與步伐內存的差異在于表現(xiàn)內存含有某些分外的硬件配件，這些配件的成效是監(jiān)視內存的事情，并促使內存的內容代表的數(shù)據(jù)在表現(xiàn)屏幕上得以表現(xiàn)。這些數(shù)據(jù)的本色隨著表現(xiàn)卡其時所處的事情形式而變革，假設表現(xiàn)卡處于字符形式，那么這個

8、硬件配件監(jiān)視約莫4K的表現(xiàn)內存，并把這里的字符送到屏幕上去表現(xiàn)。假設表現(xiàn)卡處于圖形形式，它那么凝視更大范疇的內存空間，并要把它創(chuàng)造的數(shù)據(jù)作為位映射圖形來說明。表現(xiàn)卡上表現(xiàn)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生改變時，將引起時候監(jiān)視它的硬件配件改變屏幕的表現(xiàn)。對付高區(qū)分率表現(xiàn)，至關緊張的是要有充足大的表現(xiàn)內存。一樣平常支持640*480區(qū)分率，256色的VGA卡需配512KB內存；而支持1024*768區(qū)分率，256色的VGA卡那么要求1B的容量。陰極射線管的三種根本熒色澤色的百分比。構成此機制的一種顯著的要領，可以簡樸的由三個byte或三個存放器來構成每一個像點，每個byte或存放器可別離代表一種基色的百分比。但

9、如許處置懲罰占據(jù)了大量的存儲空間，并必要利勤奮效強盛的盤算機體系支持。表現(xiàn)卡一次可以或許表現(xiàn)的差異彩色數(shù)，是其調色板規(guī)格的一種函數(shù)，即調色板內表項的數(shù)量。此數(shù)量對付EGA卡是16，對付VGA卡那么是256。從大量的彩色數(shù)中所選出的可以或許用于表現(xiàn)的彩色數(shù)量是一個操縱品級的因子。這種操縱是表現(xiàn)卡通過它所毗連的顯像管的三色槍的光強度來實現(xiàn)。在EGA卡的環(huán)境下，每支槍都能設置成四種光強度電位之一。由于有三支槍，以是總的彩色數(shù)量為4的三次冪即64。在VGA卡的方案中，利用一種模擬監(jiān)視器。這種監(jiān)視器沒有專門的光強度級差。對每支槍的操縱是通過一個模擬電壓來實現(xiàn)的。該模擬電壓是由毗連至監(jiān)視器的VGA卡中的一

10、個六位數(shù)模轉換器產(chǎn)生的。數(shù)模轉換器按照輸入的二進制數(shù)產(chǎn)生一個與輸入相對應的模擬電壓信號。6位二進制數(shù)可以產(chǎn)生64個分散的數(shù)值2的6次冪，以是VGA卡可以為顯像管的三支彩色槍的每一支界說出64個亮度級別。統(tǒng)共可以產(chǎn)生64的3次冪，即262141種彩色。顯然以這種彩色身分的精致操縱，VGA卡可以或許產(chǎn)生非常渺小的彩色差異。它能以充足的彩色操縱來模擬實際環(huán)境中的閃光色彩.暗影的細節(jié)，以及天然光芒產(chǎn)生的彩色差異。在實際應用中，對一幅彩色照片舉行的數(shù)字化處置懲罰，很少必要凌駕256種差異的彩色。3VGA表現(xiàn)的特點及與TV表現(xiàn)的區(qū)別VGA是視頻圖形陣列VideGraphieArray的縮寫，它是1987年

11、IB公司為P機的表現(xiàn)體系訂定的尺度。VGA的表現(xiàn)特點是掃描格式繁多，區(qū)分率從320*200不停延伸到1280*1024，行頻15.870Hz,場頻50100Hz。常見的區(qū)分率有320*200，640*400，640*480，720*350，800*600，1024*768，1280*1024。常見行頻有31.4Hz，37.8Hz，57.9Hz，62.5Hz等，常見場頻有50Hz，60Hz，70Hz，100Hz等。掃描方法有逐行和隔行，絕大部門是逐行。表現(xiàn)形式有文本和圖形之分。表現(xiàn)顏色有16，256，32K，64K，16700K種顏色之分。比擬之下，電視掃描只有625行/50Hz和525行/60

12、Hz兩種行場頻方法，而且全部為隔行掃描方法。4VGA到TV的轉換原理在專業(yè)電視裝備中，用數(shù)字制式轉換器在625行/50Hz和525行/60Hz兩種掃描方法之間舉行轉換。根本原理是通過幀存儲器，用一種制式的時序寫幀存，而用另一種制式的時序讀幀存，并用增減行場的要領調解掃描頻率。如從525行/60Hz轉換到625行/50Hz，每幀增加100行，每秒淘汰10常增減行場會引起活動圖象不一連，還必須用內插算法舉行平滑。VGA到TV的轉換也用同樣的原理，即重新設置VGA圖形加快器I中的表現(xiàn)操縱存放器，可把恣意表現(xiàn)形式改寫成電視掃描方法，但是必要重新編寫B(tài)IS步伐，實現(xiàn)起來并不輕易。要把全部的VGA形式轉換

13、成TV格式，還需方案龐大的識別和切換電路，造價很高。小于電視區(qū)分率720*576的VGA形式，轉換為電視格式后會不滿屏，而大于電視區(qū)分率的VGA形式會溢出屏幕。因此還要舉行補點和增點采樣，這點與畫中畫PIP和電視墻所接納的技能雷同。VGA形式的象素是正方形，而IR601電視尺度象素是長方形，VGA圖形直接轉換成電視圖形后會產(chǎn)生多少畸變。在盤算機上畫一個圓，轉換到電視上就釀成一個垂直標的目的伸長的橢圓。因此還需舉行多少畸變校正，也稱反走樣。別的，VGA形式多數(shù)為偽彩色，灰度值不舉行r校正。而電視表現(xiàn)全部是真彩色，并顛末r校正，轉換后的顏色和灰度會有差異，要求較高時也需舉行處置懲罰。圖1給出了一種

14、單片VGA表現(xiàn)到TV表現(xiàn)轉換器的內部成效框。這種單片轉換器無須外接存儲器和微處置懲罰器，就能把多種VGA形式轉換成NTS和PAL制電視形式。具有精良的抗閃耀和反走樣本領。輸入的是尺度的VGARGB和同步信號，輸出的是電視尺度的NTS/PAL復合電視信號和SVide半重量信號。尺度的VGARGB信號別離顛末三個8位的A/D轉換器變更成數(shù)字信號，在視頻處置懲罰器中完成制式轉換，抗閃耀，反走樣和數(shù)字視頻編碼。三個9位區(qū)分率的D/A把數(shù)字復合視頻和SVide變更成模擬信號。RGB的采樣時鐘和存儲器的寫時鐘都由行同步產(chǎn)生。時序電路中的第一個鎖相環(huán)可產(chǎn)生與VGA圖形同步的采樣時鐘，時序電路中的另一個鎖相環(huán)

15、以27Hz的石英晶體為基準，產(chǎn)保存儲器讀時鐘.視頻編碼器和D/A時鐘。內部靜態(tài)存儲器800*8*5bit的巨細決定了該轉換器只能對常用的文本格式.區(qū)分率為640*480，800*600；行頻31.25KHz，31.469KHz；幀頻50Hz，59.94Hz，60Hz或以上行幀頻整數(shù)倍的圖形形式轉換成TV格式。這些形式已包羅了大部門DS和inds下的應用軟件。其他的VGA表現(xiàn)到TV表現(xiàn)的轉換器另有IRRUSLGI公司推出的L-GD5425圖形加快器，可以在ISA和VESAVL-BUS兩種總線下事情，外掛2B存儲器，能把320*200，640*350，640*400，640*480區(qū)分率下的17種

16、VGA形式轉換為電視制式。別的，Trident公司的TVG9470能支持32位的PI總線和4BDRA，把區(qū)分率擴展到800*600真彩色形式。1996年Trident公司推出的PrVidia9685是如今市場上成效較強的轉換芯片，它支持64位PI總線，把2D/3D畫圖和圖形加快器集成一體，能運行X指令編程的軟件。在圖形用戶界面上可開兩個窗口表現(xiàn)活動圖象，片內精良的抗閃耀和抗鋸齒電路，使轉換后的電視圖象質量能到達專業(yè)級程度。5TV到VGA的表現(xiàn)由于VGA表現(xiàn)器和電視機都是利用掃描光柵以及陰極射線管RT來實現(xiàn)的表現(xiàn)裝備，以是在表現(xiàn)的根本原理上兩者黑白常近似的，所差異的是VGA表現(xiàn)器比力夸大電性能，

17、如行場線性，區(qū)分率，視頻放大的帶寬，圖象的不變度等各方面指標均優(yōu)于電視機，其掃描部門由于要兼容范疇寬達31.4KHz62.5KHz行頻，50Hz100Hz場頻的表現(xiàn)形式，因此這部門電路比電視機龐大，但電視機小信號處置懲罰方面環(huán)節(jié)較多，成效較VGA表現(xiàn)器龐大。因此，TV到VGA的轉換，只需在VGA的底子上，參加電視信號處置懲罰電路，用電性能指標高的VGA表現(xiàn)器兼容電視部門即可。起首要辦理兩個行頻相差很大的體系實現(xiàn)和諧事情。用一單片機操縱體系完成VGA表現(xiàn)和TV狀態(tài)的切換及因此而帶來的一系列參數(shù)操縱，諸如高壓包供電電壓切換，行S校正電容的切換，行幅與場幅的切換等。其次完成將TV信號轉換成VGA表現(xiàn)

18、器所需的RGB和行場同步信號格式。也就是從RF電視信號輸入開始，中央?yún)⒓覣V切換，多種彩色電視制式的兼容，伴音處置懲罰，以及產(chǎn)生VGA表現(xiàn)器視頻放大所需的RGB信號格式，和供行場掃描用的行同步與場同步信號。TV到VGA的轉換，除了可用于在盤算機上及時收看電視節(jié)目之外，還可以用于對電視信號的及時捕獲，以利用種種圖形圖象軟件舉行處置懲罰。對PAL制全電視信號的及時捕獲，實際上就是復合視頻信號的數(shù)字化傳輸和記載。按照P編碼原理，設采樣頻率為4Fs，碼速率為R=4Fs*n=4*4.33361875Hz*8bit=142bit/s式中Fs為副載波頻率，n為量化比特數(shù)。可見經(jīng)數(shù)字化的PAL全電視信號，傳輸

19、速率為142b/s，折合到頻帶需70140Hz的帶寬，是模擬信道的1224倍。如許高的碼速率，在如今最快的Pentiu-200上，用PI總線傳輸和用9GB硬盤記載，也只能存儲8分鐘的視頻數(shù)據(jù)，顯然無論在技能上照舊在經(jīng)濟上都是不成取的。因此，必須接納壓縮技能對視頻信號舉行處置懲罰。如今重要有PEG-1，PEG-2和-JPEG等幾種壓縮息爭壓縮尺度。其目的只有一個，淘汰數(shù)碼率。除了數(shù)碼率以外，另有兩點必須思量：一是選擇符合的采樣頻率，二是選擇滿意必要的量化層數(shù)。對付采樣頻率，應從采樣定理，淘汰副載波滋擾和公正的樣點空間布局三方面思量，按照香農采樣定理和綜合前后置濾波器的易于實現(xiàn)，采樣頻率應不低于視

20、頻基帶中最高頻率的2.2倍，視頻基帶一樣平常為06Hz，那么采樣頻率應大于13.2Hz。副載波頻率及邊帶位于亮度信號高端，且能量較大，量化歷程中會產(chǎn)生諧波，某些諧波會通過采樣折疊到基帶中，與基帶亮度和色度產(chǎn)生差拍滋擾。假設充實利用色度信號的頻譜間置特點，使采樣頻率與副載波相干，折疊到基帶中的副載波諧波就落在亮度頻譜間隙中，與色度信號頻譜重合產(chǎn)生零拍，而零拍滋擾人眼不易覺察到。既滿意采樣定理，又與副載波采樣頻率相干。在PAL制中，只有3Fs和4Fs易于實現(xiàn)，而當采樣頻率為4Fs，與行頻干系近似為fs=(4n-1)fH，一行中近似包羅整數(shù)個樣點，因此一場中相鄰行的樣點是近似瞄準的，設場存儲器為31

21、3行，一場的樣點為NfiEid=行數(shù)*fS/fH=313*fs/fH=313*4n-1/4+1/6251252n-311以是奇偶場的樣點也是近似瞄準的，一幀的樣點為Nfrae=625*4*(n-1/4+1/625)=2500n-621以是幀間的樣點是重合的，可見用4Fs采樣時，將得到正交的空間取樣布局，這給數(shù)據(jù)處置懲罰帶來了便利，圖象質量也很好，電路簡樸，在時基校正和幀同步體系中應用較多。關于量化層數(shù)重要是按照信躁比確定，視頻信號與音頻信號比擬，圖象的動態(tài)范疇不大，而且是單極性信號，這種信號的量化信躁比為S/N=10.8+6ndB，式中n為量化比特數(shù)，當n=8時，S/N=58.8dB。然而，在

22、體系中，同一視頻信號經(jīng)多種裝備重復舉行量化處置懲罰，這時噪聲就會按10lgn(dB)上升，當重復處置懲罰4次時，信噪比低落了一倍，相稱于量化比特數(shù)少了1比特。因此在重復舉行數(shù)字處置懲罰的體系中，要按照實際環(huán)境增長量化比特。當前，專業(yè)數(shù)字視頻裝備中最常見的是810比特量化，HD-End的頂級裝備中用12比特量化。要實現(xiàn)盤算機對電視信號的及時捕獲，一樣平常體系需包羅多制式解碼器，視頻圖形加快器和存儲器。整個捕獲體系與一臺Pentiu-100以上的微機的PI總線相接。多制式解碼器用于將外部輸入的一起NTS，PAL或SEA制式的復合電視信號，經(jīng)A/D轉換，Y/分散，產(chǎn)生視頻采樣時鐘，舉行數(shù)字視頻解調。完成彩色空間轉換和雙窗口X/Y定標，輸出接口能直接與圖形加快器相毗連。圖2給出了一個多制式專業(yè)視頻解碼器的內部成效布局。視頻圖形加快器包羅視頻捕獲，XY線性內插，雙頻合成，24比特真彩色RAD/A變更，具有PI，VESA-VL總線接口，最高區(qū)分率為1280*1024。圖3給出了一圖形加快器成效框圖。以北京新奧特公司消費的非線形編纂體系為例，