視訊譯碼器(Video Decoder)是LCD TV控制板(Controller Board)上的核心組件之一,并且技術(shù)難度較高,必須對(duì)視訊技術(shù)有所掌握才易切入;市場(chǎng)目前還是國(guó)外廠商的天下。除此之外,也有廠商將控制板上其它功能的組件整合在一起,這些組件包括解交錯(cuò)掃描儀(De-interlacer)和縮放控制器(Scalar),組成一顆功能強(qiáng)大的單芯片,例如Pixelworks、Genesis、Trident和Philips,近幾年陸續(xù)推出SOC產(chǎn)品。
一般來(lái)說,臺(tái)灣廠商在視訊技術(shù)的發(fā)展較為缺乏,而且視訊譯碼器包含模擬與數(shù)字的混合訊號(hào)芯片設(shè)計(jì)技術(shù),電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,要與其它組件整合并不容易;而臺(tái)灣廠商因?yàn)檫^去在LCD顯示器時(shí)代耕耘了一段時(shí)間,因此對(duì)于Scalar的技術(shù)掌握度較高,在邁向整合型單芯片的時(shí)代,通常以整合De-interlacer為優(yōu)先,再外掛其余單顆芯片的方式出貨。因此視訊譯碼器的使用在業(yè)界仍然非常普遍,而且除了LCD電視以外,視訊譯碼器還可用于Set-top Box、DVD播放機(jī)、PVR或DVR等,用途十分廣泛。
視訊譯碼器的工作原理
視訊譯碼器一種是接收經(jīng)由調(diào)諧器(tuner)收到的模擬訊號(hào),并經(jīng)譯碼和數(shù)字化使用于LCD TV;這種視訊譯碼器即如上所述,必須有好的模擬/數(shù)字訊號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)能力。另一種則是接收從tuner和解調(diào)變器(demodulator)而來(lái)的數(shù)字訊號(hào)進(jìn)行譯碼。
針對(duì)后者,電視臺(tái)發(fā)送出模擬訊號(hào),經(jīng)天線接收后,Tuner將中心頻率約在200-800MHz左右的高頻,降為中心頻率為36MHz左右的中頻;隨后經(jīng)由解調(diào)變器將模擬訊號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào),并進(jìn)一步降為中心頻率為0MHz的基頻訊號(hào),隨后傳送給視訊譯碼器加以處理。進(jìn)一步說明,即從tuner和demodulator而來(lái)的訊號(hào)為MPEG-2傳輸串流(transport stream),經(jīng)過解多任務(wù)器(demuliplexer)分離成視訊、音訊、數(shù)據(jù)、次標(biāo)、字幕等多種不同的訊號(hào),隨后經(jīng)過視訊譯碼器和音訊譯碼器作處理,得到raw data;這些raw data再被中央處理器傳送到適合的通訊協(xié)議層。
上面提到MPEG-2是現(xiàn)在大部分的數(shù)字電視傳輸格式,但現(xiàn)在有愈來(lái)愈多芯片朝向同時(shí)支持MPEG-4或H.264設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單來(lái)說,MPEG-1技術(shù)主要使用于VCD,MPEG-2使用于DVD和DVB(數(shù)字廣播)領(lǐng)域,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織MPEG在1998年則推出了MPEG-4標(biāo)準(zhǔn),將過去的設(shè)計(jì)理念大幅轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)象導(dǎo)向,在應(yīng)用面上即可以利用有限的頻寬,達(dá)到最佳的影像傳輸效果;這對(duì)于便攜式裝置的影像處理最為適用,因此現(xiàn)在受到廣泛的使用。不過因?yàn)镸PEG-4的授權(quán)費(fèi)用過高,因此推行授權(quán)較容易的H.264,H.264也就是MPEG-4的Part 10。
幾種較為常用的視訊譯碼芯片
下面列舉一些較常使用的視訊譯碼芯片。附帶一提的是,因?yàn)橐曈嵶g碼器是一個(gè)高度整合的芯片,并且含有處理器功能,各家廠商有不同的專精,提供的規(guī)格特色差異極大,因此整理出一致性的表格并不容易,倒是產(chǎn)品說明較能突顯出特色。
•Micronas-MDE 9517/18D
MDE 9517D/18D是高度整合性的MPEG-2譯碼器,可使用于DVB兼容的數(shù)字機(jī)上盒(set-top sets)或數(shù)字電視。最近的Micronas MDE家族成員,整合多任務(wù)器、高效能CPU、MPEG-2音訊和視訊譯碼器的傳輸串流,也對(duì)影像、圖形和聲音的輸出格式作特殊設(shè)計(jì)。這顆芯片性價(jià)比佳,而且對(duì)于衛(wèi)星、有線或地面機(jī)上盒及數(shù)字電視的全部傳輸串流過程,都能提供強(qiáng)大的平臺(tái)。
•Genesis-gm10500
ATSC/DVB/OpenCable兼容,單頻道HD MPEG-2(MP@HL)/雙頻道SD(MP@ML)譯碼器,多重格式音訊譯碼和后處理器,整合2D圖形子系統(tǒng),具Video eXpansion Interface(VXI),可將專業(yè)級(jí)圖形和無(wú)膠接口轉(zhuǎn)到Genesis處理器家族。整合32位MIPS 4Kec系統(tǒng)處理器,支持包括Linux的操作系統(tǒng)??蓪CR記錄由高分辨率向下轉(zhuǎn)換為低分辨率。200MHz 32位DDR內(nèi)存接口。在DVD應(yīng)用上整合CSS譯碼器。接到1394和PHY的無(wú)縫接口。VCR輸出支持Macrovision拷貝保護(hù)。除錯(cuò)整合EJTAC和JTAG埠。
•Conexant-CX24153/4/6
MPEG-2/DVB/DIREC TV廣播服務(wù)譯碼器,適用于全球各個(gè)市場(chǎng)。整合NTSC Ch 3/4高頻解調(diào)變器的單芯片機(jī)上盒解決方案。高效能的32位220 MIPS ARM920 CPU,有16KBI&D快取。高效能2D圖形貼圖加速器。視訊/圖形組合及顯示的多翼飛機(jī)引擎。高效能16或32位統(tǒng)一內(nèi)存控制器結(jié)構(gòu)。同時(shí)也是MPEG-1/MPEG-2和杜比數(shù)碼(AC-3)音訊譯碼器。整合32位33MHz PCI 2.1總線橋控制器。
•Broadcom-BCM7400
雙頻AVC/VC-1/MPEG-2影像譯碼系統(tǒng)單芯片,并具有雙頻聲處理、2D或3D圖形繪制引擎、數(shù)字噪聲減低(DNR)功能,適用于動(dòng)畫的交錯(cuò)式掃描、信箱檢波、同時(shí)處理又彼此獨(dú)立的DVR多頻道,具備OpenCable功能且支持MPOD、具有FPU和MMU等級(jí)處理器、數(shù)字影像(JPEG、TIFF等)譯碼加速器、64位DDR DRAM內(nèi)存控制器、DVR適用的雙頻SATA I/F、高畫質(zhì)模擬視訊編碼器并且同時(shí)有低畫質(zhì)輸出。
•TI-TVP5160
TVP5160是高品質(zhì)的數(shù)字視訊譯碼器,可以將所有常用的基頻模擬視訊格式數(shù)字化并譯碼成數(shù)字組件視訊。支持YPbPr和RGB(SCART)訊號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換,以及NTSC、PAL和SECAM標(biāo)準(zhǔn)和S-Video的A/D轉(zhuǎn)換及譯碼為YCbCr。這顆芯片包含2個(gè)11位、60-MSPS的A/D轉(zhuǎn)換器(ADCs),每個(gè)模擬頻道包含一個(gè)模擬回路,將輸入轉(zhuǎn)成參考電壓和可編程的增益或補(bǔ)償;并可將12個(gè)視訊輸入接頭裝配到一個(gè)YPbPr、RGB、CVBS、和S-Video視訊輸入組合中。
•Philips-SAA7114
SAA7114是視訊擷取裝置,應(yīng)用于視訊圖數(shù)組(VGA)控制器的影像端口;它和此次所列其它廠商的產(chǎn)品有所不同,因它不只是一個(gè)視訊譯碼器,而且整合了梳形濾波器、VBI資料切片器和縮放控制器,是一顆整合型控制IC。它組合雙頻模擬前處理回路,包括來(lái)源選擇、抗失真濾波器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),自動(dòng)箝位和增益控制、CGC回路、數(shù)字多重標(biāo)準(zhǔn)譯碼器,這包括了藉由適合的梳形濾波器將色度和亮度分離成二維、高效能的縮放控制器,又包含各種水平和垂直縮放,和亮度、對(duì)比及飽和度控制回路。
•ST-STV2310
與各地電視標(biāo)準(zhǔn)兼容,自動(dòng)NTSC/PAL/SECAM數(shù)字色度譯碼器,NTSC/PAL適合的4H/2D梳形濾波器,電視文字廣播、字幕、WSS的VBI資料切片,模擬RGB/YCrCb輸出快速空白擷取及插入,有色彩控制的模擬YCrCb輸入,Y/CVBS輸入以10位30MSPS模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,C和RGB/CrCb輸入以8位30MSPS模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,NTSC CVBS/YC訊號(hào)色彩控制和自動(dòng)膚色控制,可程序水平縮放(尺度由0.25-4倍)。
•視傳VXIS-VX1127
VX1127是顆高效能視訊譯碼芯片,可接收從調(diào)諧器傳送來(lái)的模擬NTSC/PAL標(biāo)準(zhǔn)的CVBS、S-Video、YPbPr視訊、DVD或VCR來(lái)源,甚至包括較弱和已扭曲的訊號(hào)。自動(dòng)增益控制(AGC)和10位3頻道的AD轉(zhuǎn)換器,提供視訊輸出高分辨率,并有自動(dòng)視訊來(lái)源偵測(cè),內(nèi)建專屬5行梳形濾波器,支持高品質(zhì)Y/C分離,并有多種輸出格式提供后續(xù)數(shù)字影像處理。VX1127可以經(jīng)由微處理器控制。