視頻處理器在LED全彩顯示屏中的應(yīng)用

視頻處理器是LED全彩顯示屏誕生、成長(zhǎng)以及成熟的全程見證者和標(biāo)志性設(shè)備，LED專用的視頻處理設(shè)備在此過程中也逐漸走向成熟。視頻處理器的優(yōu)劣直接影響了LED顯示屏的顯示效果。

視頻處理設(shè)備在LED全彩顯示應(yīng)用需要解決以下關(guān)鍵問題：

1）格式轉(zhuǎn)換功能

消費(fèi)領(lǐng)域的PC陣營(yíng)（VESA組織）的信號(hào)格式與消費(fèi)領(lǐng)域或者專業(yè)領(lǐng)域的視頻陣營(yíng)（ITU以及SMPTE組織）的信號(hào)格式跨越了模擬信號(hào)時(shí)代到數(shù)字信號(hào)時(shí)代乃至當(dāng)前啟蒙初期的高清顯示，期間所誕生和遺留下來的諸多信號(hào)格式和信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)仍然活躍或者工作在消費(fèi)市場(chǎng)中，因此在多數(shù)工程投標(biāo)中需要通過視頻處理器解決信號(hào)接入、處理以及顯示的問題。根本的解決之道在于視頻處理設(shè)備能夠完成眾多信號(hào)格式之間的格式轉(zhuǎn)換問題，即包括如下：

VESA陣營(yíng)的VGA~UXGA的信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，涉及到信號(hào)輸入接口VGA（模擬）、DVI-D（數(shù)字）、HDMI（數(shù)字）以及Displayport的處理；

ITU以及SMPTE陣營(yíng)的480i~1080p60的信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，數(shù)字帶寬從143Mbps跨越到3G的高度。涉及到信號(hào)輸入接口復(fù)合視頻（模擬）、S端子（模擬）、標(biāo)清分量（YCbCr）、高清分量(YPbPr)、SD-SDI（數(shù)字）、HD-SDI（數(shù)字）的處理；

VESA格式之間的互轉(zhuǎn)稱為上轉(zhuǎn)（UpConvert，如VGA到XGA的轉(zhuǎn)換）或下轉(zhuǎn)（DownConvert，如UXGA到XGA的轉(zhuǎn)換）；

ITU和SMPTE到VESA格式的轉(zhuǎn)換稱為交叉變換（CrossConvert，如復(fù)合視頻到XGA的轉(zhuǎn)換）；

2）色空間轉(zhuǎn)換功能

LED色空間比電視信號(hào)的NTSC色空間要大的多，因此，如果在顯示屏中直接用NTSC的RGB色空間去控制LED三基色的發(fā)光，將產(chǎn)生色偏差，嚴(yán)重影響LED顯示屏的顯示效果。因此，需要視頻處理器完成色空間的變換，即CCIR601和CCIR709向RGB色空間的轉(zhuǎn)換。這也是LED專用視頻處理器在完成格式轉(zhuǎn)換功能時(shí)，要求實(shí)現(xiàn)VESA和ITU以及SMPTE信號(hào)格式向VESA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)格式的轉(zhuǎn)換的根本原因。

3）圖像處理和增強(qiáng)技術(shù)

LED全彩大屏幕顯示作為平板顯示媒介的一員，不僅僅涉及到一般圖像顯示處理中所涉及到的圖像處理技術(shù)問題，如3：2和2：2下拉，因?yàn)樽陨硐袼亻g距遠(yuǎn)大于其他一些平板顯示介質(zhì)，如LCD和PDP等，因此，對(duì)于圖像處理技術(shù)尤其是圖像增強(qiáng)技術(shù)有著更加嚴(yán)格的要求，包括如下：

運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MotionAdaptive)

涉及到慢速圖像和快速圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。好的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)可以降低LED顯示時(shí)運(yùn)動(dòng)圖像邊緣的鋸齒現(xiàn)象；

去隔行掃描（De-interlace）

視頻信號(hào)為了降低帶寬，提高分辨率必須采用隔行掃描技術(shù)。

LED顯示時(shí)需要對(duì)隔行掃描的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理轉(zhuǎn)逐行信號(hào)。優(yōu)異的去隔行掃描技術(shù)能夠消除現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播和拍攝時(shí)所存在的掃描線效應(yīng)；

縮放（Scale）

LED顯示采用的是模塊化的設(shè)計(jì)和拼接顯示，因此，是所有平板顯示介質(zhì)中最靈活的一種顯示媒介。但是這種靈活性也帶來了對(duì)于圖像和視頻顯示的更高要求，尤其每個(gè)工程應(yīng)用的顯示分辨率幾乎都無法在VESA的標(biāo)準(zhǔn)中找到。因此需要視頻處理器提供縮放的功能。典型的縮放功能表現(xiàn)如下：

圖像縮小：

一般顯示屏工程應(yīng)用的點(diǎn)陣分辨率都在VESA標(biāo)準(zhǔn)的XGA（1024*768）分辨率之下。需要視頻處理器具備將接入的各個(gè)信號(hào)縮小到對(duì)應(yīng)終端的分辨率上，最好要求視頻處理設(shè)備具備逐點(diǎn)像素縮放的功能（逐點(diǎn)像素縮放可以在水平和垂直方向上同時(shí)進(jìn)行）。

圖像放大：

越來越多的工程應(yīng)用，尤其是樓宇廣告投放量等業(yè)務(wù)的突飛猛進(jìn)，LED顯示屏的分辨率已經(jīng)不局限于常規(guī)的XGA分辨率以內(nèi)，有些工程應(yīng)用甚至達(dá)到了水平2048點(diǎn)（包括像素共享）的規(guī)模。在類似這些應(yīng)用中，就需要視頻處理器能夠具備圖像放大的增強(qiáng)處理技術(shù)，關(guān)鍵指標(biāo)是視頻處理器內(nèi)部處理帶寬可以達(dá)到或者超過非典型應(yīng)用中的如2048x1536的點(diǎn)陣面積。配合此類應(yīng)用，需要視頻處理器具備堆棧的功能，通過多臺(tái)的視頻墻拼接完成最終的點(diǎn)陣顯示。

視頻縮放的技術(shù)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以及去隔行掃描關(guān)鍵技術(shù)息息相關(guān)，縮放技術(shù)的優(yōu)劣直接影響了LED大屏幕顯示圖像和視頻的流暢性。

細(xì)節(jié)增強(qiáng)（DetailEnhancement）

此技術(shù)核心不僅僅體現(xiàn)在圖像邊緣的銳化上，同時(shí)包括了顏色還原以及圖像縮放的處理。視頻處理器該項(xiàng)指標(biāo)的好壞直接反映LED大屏幕顯示的圖像清晰度。

噪聲抑制（NoiseReduction）

由于LED顯示的點(diǎn)陣特性，在其他平板顯示媒介中微不足道的噪聲，都將極大的挑戰(zhàn)LED顯示受眾的心理忍受能力。噪聲主要來自視頻信號(hào)的壓縮噪聲（馬賽克）和系統(tǒng)本身的隨機(jī)噪聲，優(yōu)異的視頻處理器可以通過噪聲抑制，最大程度的降低噪聲對(duì)畫質(zhì)本身的干擾。

灰度等級(jí)（GrayScale）

灰度等級(jí)一直是LED大屏幕顯示供應(yīng)商所追求的目標(biāo)，但是一直以來，絕大多數(shù)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)都在解決LED屏體本身掃描的灰度級(jí)問題，將灰度級(jí)處理提升到了當(dāng)前的16bit，17bit。但是卻忽視了輸入信號(hào)源一直只有8bit的問題。信號(hào)源的8bit讓多數(shù)人的灰度級(jí)提升工作顯得多少有點(diǎn)空中樓閣的意味。解決視頻處理器灰度級(jí)處理的問題是提升整個(gè)LED顯示品質(zhì)的最主要關(guān)鍵技術(shù)之一。結(jié)合當(dāng)前高清顯示時(shí)代的來臨，10bit處理技術(shù)在視頻處理器中的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。

好的視頻處理器同時(shí)還具備了圖像剪裁（Crop）、亮鍵（LumaKey）和色鍵（ColorKey）的功能，在一定程度上可以降低系統(tǒng)本身需要依賴于非編系統(tǒng)的成本。