40

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2002

Wiod¹cy producenci

odbiorników telewizyjnych

wprowadzaj¹ nowe

techniki cyfrowej obróbki

obrazu, aby uzyskaæ jak

najlepsz¹ jakoœæ

odtwarzania sygna³ów

wideo. Firma JVC otrzyma³a

nagrodê EISA w kategorii

Europejska Innowacja

Wideo roku 2002-2003

za system D.I.S.T.

D.I.S.T. -

SYSTEM POPRAWY JAKOŒCI

OBRAZU TELEWIZYJNEGO FIRMY JVC

C

oraz powszechniej-

sze zainteresowa-

nie ekranami o du-

¿ych rozmiarach (ki-

neskopy 32”, ekra-

ny plazmowe) po-

woduje, ¿e nawet

przeciêtnie wra¿liwi

u¿ytkownicy zaczynaj¹ zauwa¿aæ wady

obrazu telewizyjnego uwydatnione na du-

¿ych ekranach. S¹ to m.in. takie, jak drga-

nia linii i du¿ych powierzchni odtwarzanego

obrazu, s³abe odtwarzanie szczegó³ów. Aby

wyeliminowaæ te wady obrazu, in¿yniero-

wie firmy JVC zaprojektowali odbiornik te-

lewizyjny wyœwietlaj¹cy obraz z³o¿ony

z 1250 linii (z wybieraniem miêdzyliniowym)

przy czêstotliwoœci odchylania pionowego 75

Hz. Zalety standardu 75 Hz opisywaliœmy ju¿

w Re AV nr 3/2002 omawiaj¹c now¹ tech-

nikê obróbki obrazu – Pixel Plus – firmy

Philips. Odchylanie 75 Hz likwiduje efekt

drgañ du¿ych powierzchni obrazu odtwarza-

nych na ekranie, a dziêki zwiêkszonej linii

z 625 do 1250 uzyskujemy lepsz¹ rozdziel-

czoœæ obrazu. Drgania linii s¹ eliminowane

przez zastosowanie specjalnego konwerte-

ra, przekszta³caj¹cego obraz o 625 liniach

(lub 525 liniach dla NTSC) z wybieraniem

miêdzyliniowym na obraz z progresywnym

skanowaniem.

Ten coraz popularniejszy standard 1250 i /

75 Hz (i – wybieranie miêdzyliniowe) uzy-

ska³a firma JVC przez zastosowanie syste-

mu D.I.S.T. (Digital Image Scaling Techno-

logy, co mo¿na przet³umaczyæ jako techni-

ka skalowania, czy bardziej poprawnie, tech-

nika przekszta³cania i dopasowywania obra-

zu cyfrowego).

Uk³ad D.I.S.T.

Schemat blokowy uk³adu pracuj¹cego w sy-

stemie D.I.S.T. przedstawiono na rys. 1.

Uk³ad mo¿na podzieliæ na dwa podstawowe

modu³y: pierwszy (I) przekszta³ca doprowa-

dzony sygna³ tak, aby na wyjœciu otrzymaæ

1250 linii z czêstotliwoœci¹ odchylania 75

Hz, drugi (II) poprawia jakoϾ obrazu. Pod-

stawowymi elementami uk³adu D.I.S.T. s¹:

konwerter, zamieniaj¹cy sygna³ z wybiera-

niem miêdzyliniowym (i) na sygna³ ze skano-

waniem progresywnym (P), tzw. konwerter i-

p, oraz uk³ad formuj¹cy, zwiêkszaj¹cy czê-

stotliwoœæ odchylania sygna³u z 50 do 75 Hz.

Konwerter i-p

Konwerter, przekszta³caj¹cy sygna³ wizyjny

z wybieraniem miêdzyliniowym w sygna³

wizyjny ze skanowaniem progresywnym,

wykorzystuje dwa rodzaje interpolacji pi-

kseli w celu zwiêkszenia liczby informacji wy-

œwietlanej na ekranie.

Nowe piksele tworzy siê na podstawie infor-

macji zawartej w pikselach pó³obrazu po-

przedzaj¹cego i nastêpuj¹cego po pó³obra-

zie bie¿¹cym (rys. 2a). Piksel interpolowa-

ny powstaje z porównania informacji z pikse-

li umieszczonych na przek¹tnej, do której na-

le¿y piksel tworzony. Jednoczeœnie w kon-

werterze stosuje siê inny rodzaj interpolacji

pikseli, wykorzystuj¹c informacjê zawart¹

w pikselach umieszczonych na czterech ko-

lejnych liniach tego samego pó³obrazu. Two-

rzy siê piksel zawieraj¹cy informacjê inter-

polowan¹ z pikseli umieszczonych na prze-

k¹tnych – liniach przecinaj¹cych piksel inter-

polowany i pikseli wszystkich czterech linii

(rys. 2b).

Pierwszy rodzaj interpolacji pikseli jest zwi¹-

zany z zamian¹ wybierania miêdzyliniowe-

go na progresywne skanowanie, a drugi-

zwiêksza liczbê zobrazowanych na ekra-

nie linii do 1250 (z wybieraniem miêdzylinio-

wym).

Uk³ad formatuj¹cy

Zadaniem uk³adu formatuj¹cego jest wy-

korzystanie ca³ej informacji, ³¹cznie z zawar-

Konwerter

i-p

Kineskop

wys. rozdz.

Ekran

plazmowy

Szerokopasm. wzmacniacz

steruj¹cy

Wzmacn. ster

. ekranu

plazmowego

Uk³ad

”Super DigiPure”

Uk³ad

formatuj¹cy

I. Podstawowy modu³ D.I.S.T. tworz¹cy sygna³

1250 i / 75 Hz

II. Modu³ poprawiaj¹cy jakoœæ obrazu

Oœ pozioma

Poprzedni

Obecny

pó³obraz

Nastêpny

Piksel interpolowany

Piksel odniesienia

Oœ pionowa

Rys. 1. Schemat blokowy uk³adu D.I.S.T.

Rys. 2. Generowanie dodatkowych pikseli w konwerterze i-p. a) tworzenie pikseli w oparciu o dwa s¹siednie

pó³obrazy, b) tworzenie piksela z informacji zawartej w czterech kolejnych liniach.

a)

b)

41

POZNAJEMY SPRZÊT

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 11/2002

t¹ w interpolowanych pikselach, dla prze-

kszta³cenia sygna³u 1250 i / 50 Hz na sygna³

1250 i / 75 Hz. Dwa obrazy o czêstotliwoœci

odchylania 50 Hz przekszta³cane s¹ w trzy

obrazy odchylane z czêstotliwoœci¹ 75 Hz.

Dodatkowy obraz tworzy siê wykorzystu-

j¹c informacjê zawart¹ w interpolowanych pi-

kselach.

Te zmiany poci¹gaj¹ za sob¹ równie¿ zmia-

nê czêstotliwoœci odchylania poziomego.

Dla sygna³u 625 i / 50 Hz czêstotliwoœæ ta

wynosi ok. 15 kHz, dla 625 i / 100 Hz – ok.

31 kHz, dla standardu 1250 i / 75 Hz czêsto-

tliwoœæ odchylania osi¹ga 45 kHz, co odpo-

wiada znacznemu wzrostowi liczby prze-

sy³anej informacji do przetwornika obrazu

(kineskopu lub ekranu plazmowego).

Uk³ady poprawiaj¹ce jakoœæ

obrazu

Dalsza obróbka sygna³u realizowana jest

przez uk³ad ”Super DigiPure”. Zadaniem

tego uk³adu jest zmniejszenie czasów nara-

stania i opadania sygna³u luminancji, co

poprawia jakoœæ konturów, kontrast i repro-

dukcjê szczegó³ów. Zasadê dzia³ania tego

uk³adu przedstawiono na rys. 3. Najpierw

uk³ad zwiêksza stromoœæ zboczy sygna³u

(rys. 3a), aby w drugim etapie skróciæ ma-

ksymalnie czasy narastania i opadania sy-

gna³u luminancji (rys. 3b). Wynikiem tego

jest uzyskanie sk³adowych o wiêkszych

czêstotliwoœciach ni¿ te, zawarte w oryginal-

nym sygnale.

Innym zadaniem uk³adu ”Super DigiPure”

jest zastosowanie specjalnego algorytmu

detekcji ruchu obiektów, a nastêpnie wy-

g³adzenie ruchu przez osobn¹ korektê w kie-

runku pionowym i poziomym. Jak zapewnia-

j¹ przedstawiciele firmy JVC, dziêki uk³ado-

wi poprawy jakoœci obrazu ”Super DigiPure”

mo¿liwe jest zarówno odczytywanie wy-

œwietlonych napisów z³o¿onych z ma³ych li-

ter, jak równie¿ uzyskanie niezak³óconego

obrazu szybko poruszaj¹cych siê obiektów,

np. w czasie transmisji sportowych.

Sygna³ z uk³adu ”Super DigiPure” jest dopro-

wadzony do wzmacniacza steruj¹cego ekra-

nu plazmowego lub do szerokopasmowego

wzmacniacza steruj¹cego kineskopu.

Szczególnie ciekawy jest drugi uk³ad

wzmacniacza o pasmie przenoszenia 30

MHz, specjalnie dostosowany do obróbki sy-

gna³ów wejœciowych DVD z progresywnym

skanowaniem. Kineskop o wysokiej roz-

dzielczoœci, do³¹czony do wzmacniacza

umo¿liwia zobrazowanie 1250 linii (dwa ra-

zy tyle linii co kineskop standardowy), jego

budowa (maskownica o otworach 0,59 mm)

umo¿liwia przedstawienie na ekranie 1049

pikseli w linii. Na rys.4 przedstawiono porów-

nanie standardów pod wzglêdem drgañ

obrazu i rozdzielczoœci.

Zalety D.I.S.T.

W porównaniu do standardowej techniki

100 Hz, uk³ad D.I.S.T. ma nastêpuj¹ce za-

lety:

q

linie przedstawione na przek¹tnej ekra-

nu s¹ wolne od zak³óceñ spowodowanych

cyfrowym charakterem sygna³u (niewidocz-

ne ”schodki” na linii wynikaj¹ce z charakte-

ru cyfrowego),

q

nie ma drgañ du¿ych powierzchni obra-

zu ze wzglêdu na zwiêkszenie czêstotliwo-

œci odchylania pionowego do wartoœci 75 Hz

w uk³adzie formatuj¹cym,

q

nie ma drgañ linii, poniewa¿ s¹ elimino-

wane w konwerterze i-p,

q

ruch przesuwaj¹cych siê obiektów jest

p³ynny dziêki konwersji i-p oraz uk³adowi for-

matuj¹cemu,

q

ostre kontury s¹ zapewnione przez uk³ad

”Super DigiPure”,

q

wierna reprodukcja obrazu bez zamazy-

wania poruszaj¹cych siê przedmiotów wy-

nika z zastosowania specjalnego, szeroko-

pasmowego wzmacniacza steruj¹cego,

q

uk³ad D.I.S.T. wspó³pracuje z ró¿nymi ro-

dzajami sygna³ów (z wybieraniem miêdzy-

liniowym jak równie¿ skanowaniem progre-

sywnym) oraz z ró¿nymi Ÿród³ami sygna³ów

(PAL, NTSC – DVD, magnetowid VHS/S-

VHS, równie¿ D-VHS),

q

obraz mo¿e byæ przedstawiony zarówno

na ekranie kineskopu o wysokiej rozdziel-

czoœci jak i na ekranie plazmowym.

Czy wszystkie z podanych cech systemu

D.I.S.T. bêdzie mo¿na zaobserwowaæ na

ekranie telewizora? Bêdziemy mogli to zwe-

ryfikowaæ praktycznie ogl¹daj¹c obraz w te-

lewizorze JVC HV-32D25, którego wprowa-

dzenie na rynek jest przewidziane przez

producenta jesieni¹ tego roku.

n

Janusz Samu³a

Sygna³ oryginalny
Sygna³ poprawiony

Sygna³ oryginalny
Sygna³ poprawiony

Rys. 3. Dzia³anie uk³adu ”Super DigiPure”. Zbocze narastaj¹ce i opadaj¹ce zostaj¹ zmienione na bardziej

strome – a, nastêpnie jeszcze bardziej s¹ skracane czasy narastania i opadania – b.

a)

b)

Rys. 4. Porównanie standardów pod wzglêdem drgañ obrazu i razdzielczoœci

A

B

C

D

A 625 i/50 Hz

Drgania obrazu: widoczne

RozdzielczoϾ: standardowa

B 625 i/100 Hz

Drgania obrazu: brak

RozdzielczoϾ: standardowa

C 1250 i/50 Hz

Drgania obrazu: widoczne

Rozdzielczoœæ: zwiêkszona

D 1250 i/70 Hz D.I.S.T.

Drgania obrazu: brak

Rozdzielczoœæ: zwiêkszona