視訊信號處理視訊信號處理 硬體系統概論 硬體系統概論

中華技術學院 中華技術學院 電子系 電子系

助理教授 劉漢平助理教授 劉漢平

大綱大綱

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

視訊信號常見規格視訊信號常見規格 (I) (I) 類比類比

• 電視影像 電視影像 : : 灰度與色彩灰度與色彩 ,, 同步信號同步信號– 複合信號 複合信號 : NTSC(RS-170), PAL, SECAM : NTSC(RS-170), PAL, SECAM – Y/CY/C 分離信號 分離信號 : S-Video: S-Video– RGBRGB 類比 類比 ,, 同步信號同步信號

• 監視器影像監視器影像– VGAVGA 系列 系列 : RGB: RGB 類比 類比 ,, 同步信號同步信號

PS. Interlace and non-interlacePS. Interlace and non-interlace

典型的類比視訊信號典型的類比視訊信號 (NTSC)-I(NTSC)-I

典型的類比視訊信號典型的類比視訊信號 (NTSC)-II(NTSC)-II

視訊信號常見規格視訊信號常見規格 (II) (II) 數位數位

• DVI (Digital Visual Interface): DVI (Digital Visual Interface): 通訊協定通訊協定– RGBRGB 數值數值– 同步同步– ChecksumChecksum

– 其他其他

視訊硬體系統的相關技術視訊硬體系統的相關技術

•輸入裝置與技術輸入裝置與技術•輸出裝置與技術輸出裝置與技術•信號處理信號處理•視訊資料儲存視訊資料儲存

輸入裝置輸入裝置

• 裝置裝置– 攝影機 攝影機 (( 動態動態 ))– 相機相機 (( 靜態靜態 ))– 掃描器掃描器 (( 靜態靜態 ))

• 元件元件– 攝像管攝像管 (( 光電效應光電效應 ))– CCD (CCD ( 半導體半導體 ))– CMOS (CMOS ( 半導體半導體 ))

輸入技術輸入技術

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

攝像元件的驅動攝像元件的驅動

•專用驅動專用驅動 ICIC– 時序控制時序控制– 類比信號放大類比信號放大– 信號自動控制信號自動控制 (( 例例 :AGC):AGC)– 數位化數位化– 其他其他

攝像裝置的輸出攝像裝置的輸出

•常見標準視訊信號常見標準視訊信號 :: 通常在完整攝像裝置通常在完整攝像裝置上上– 相容性高相容性高 :: 易搭配其他影像處理裝置輸入規格易搭配其他影像處理裝置輸入規格– 信號失真信號失真 :: 原始信號經過轉換原始信號經過轉換– 需要額外的處理電路以產生視訊信號需要額外的處理電路以產生視訊信號

•自訂介面自訂介面 :: 通常在攝像模組通常在攝像模組– 類比類比 RGB+RGB+ 同步信號同步信號– 數位介面數位介面 (( 例 例 II22C)C)

原始影像修正技術原始影像修正技術

•目的目的 :: 表現真實的影像表現真實的影像•常見項目常見項目

– 色相色相– 輝度調整輝度調整– 其他其他

•基本技術型態基本技術型態– DSP,DSP, 數位信號數位信號 (( 影像影像 )) 處理處理– 類比電路類比電路

輸出裝置輸出裝置

• 螢幕螢幕– 陰極射線管陰極射線管 , CRT ( Cathode Ray Tube ), CRT ( Cathode Ray Tube )

– 液晶顯示器液晶顯示器 , LCD ( Liquid Crystal Display ), LCD ( Liquid Crystal Display )

– 電漿顯示器電漿顯示器 , PDP ( Plasma Display Panel ), PDP ( Plasma Display Panel )

– 矩陣式顯示板矩陣式顯示板 , LED/, LED/ 燈泡等燈泡等– 其他 其他 (OLED)(OLED)

• 投影機投影機

輸出技術輸出技術

•影像修正技術影像修正技術•輸出裝置相關技術輸出裝置相關技術•影像重建影像重建 (( 撥放撥放 )) 技術技術

陰極射線管相關技術陰極射線管相關技術

• 高壓放電高壓放電• 水平與垂直偏向板水平與垂直偏向板• 螢光屏幕螢光屏幕

液晶顯示器相關技術液晶顯示器相關技術

•液晶材料液晶材料•玻璃基板玻璃基板•驅動信號產生晶片驅動信號產生晶片•光源光源• 全彩全彩 (STN,TFT)(STN,TFT)

• 其他其他

電漿顯示器相關技術電漿顯示器相關技術

• 高壓放電高壓放電• 真空技術真空技術•玻璃基板玻璃基板•驅動信號產生晶片驅動信號產生晶片• 其他其他

矩陣式顯示板矩陣式顯示板

• 掃描技術掃描技術• 輸入影像轉換輸入影像轉換• LED/LED/ 燈泡的定電流驅動燈泡的定電流驅動• 全彩顯示全彩顯示• 高功率電源高功率電源• 散熱散熱• 其他其他

投影機投影機

• 種類 種類 (( 光源光源 ))– CRTCRT

– LCD, LCD, 由穿透由穿透 LCDLCD 的光源決定亮度的光源決定亮度– DLP ( Digital Light Processing ),DLP ( Digital Light Processing ), 由由 DMD (Digital DMD (Digital

Micromirror Display )Micromirror Display ) 反射的光源決定亮度反射的光源決定亮度• 光學技術光學技術• 數位控制數位控制

影像重建影像重建 (( 播放播放 )) 技術技術

•類比錄放影機類比錄放影機– 播放原錄製任何形式類比信號播放原錄製任何形式類比信號

•數位播放裝置數位播放裝置– 自儲存數位媒體讀取數位資料自儲存數位媒體讀取數位資料– 解壓縮解壓縮– 數位轉類比數位轉類比– 轉為標準影像信號規格轉為標準影像信號規格

視訊信號處理相關技術視訊信號處理相關技術

• 畫質畫質 (( 基本需求基本需求 ))

• 特效特效• 專業技術專業技術

畫質畫質

•基本基本 ::– 亮度亮度 // 對比對比– 色彩色彩– 位置位置 // 角度角度 // 尺寸尺寸

•進階進階– 去雜訊去雜訊 // 鬼影鬼影– 輪廓強化輪廓強化– 色溫色溫

特效特效

• 高解析度電視高解析度電視 (HDTV)(HDTV)

• OSD (on screen display)OSD (on screen display)

• 畫面比例畫面比例 (4:3,16:9)(4:3,16:9)

• 子母畫面子母畫面• 多重掃描多重掃描• 畫面畫面 (( 凍結凍結 )) 擷取擷取• 其他其他

專業技術需求專業技術需求

• 影像資料存取與產生電路影像資料存取與產生電路• 影像壓縮影像壓縮 // 解壓縮解壓縮• 高速數位資料傳輸高速數位資料傳輸• 高階濾波器高階濾波器• 儲存媒體控制儲存媒體控制• 數位影像處理數位影像處理• 其他其他

視訊儲存視訊儲存

• 類比錄影機類比錄影機– 錄製原始任何形式信號至磁帶錄製原始任何形式信號至磁帶

• 數位錄影機數位錄影機 ::– 同步分離同步分離 , RGB, RGB 信號分別數位化信號分別數位化– 依照時序存放至緩衝記憶體依照時序存放至緩衝記憶體– 壓縮 壓縮 ( ( 選項選項 ))

– 儲存至數位資料媒體儲存至數位資料媒體

視訊裝置發展趨勢視訊裝置發展趨勢

•整合與內建整合與內建•設計數位化設計數位化•介面網路化介面網路化•尺寸兩極化尺寸兩極化•個人裝備個人裝備

報告完畢報告完畢謝謝指教謝謝指教