视频之四：视频流连接

本是古典何须时尚 2022-06-18 03:40 153阅读 0赞

这一节我们将从系统层次来考察视频流，讨论嵌入式视频应用所包含的各种视频源和显示装置。

图 1 描述了一个典型的端到端嵌入式数字视频系统。在这种情况下，一个视频源被输入到一个媒体处理器中（必要时，可经过视频解码器的数字化处理）。此时，可以通过软件编码操作来对其进行压缩，然后将其存储到本地或者通过网络进行传输  
。![Image 1][]

Outside WorldMedia Processor

Video  Soures——视频源，Video  Displays——视频显示设备，Digital  LCD  panel——数字 LCDDigital CMOS sensor CMOS Analog Video camera or CCD CCDHW DecodeA/D converterr——硬件解码器（A/D 转换器），Storage mediaTV or Monitor  Digital    LCD panel——数字 LCD H/W EncoderD/A 转换器）——硬件编码器（D/A  转换器）Media Processor——媒体处理器，SW Encoder（Compression）——软件编码器（压缩），SW Decoder——软件解码器（解压缩）

与此过程相反，我们可以从网络或硬盘存储设备得到一段经过压缩的码流。然后通过软件解码操作实现解压缩，并直接传送到一个视频输出显示设备器上（如TFT－LCD  CRT

需要注意的是，压缩/解压缩仅仅代表了媒体处理器上可实现的视频处理算法中的一部分。不过，就我们的目标而言，它们为我们的讨论提供了一个合适的模板。接下来，让我们更为详细的探讨这些数据流中专门针对视频的部分。

模拟视频源

嵌入式处理器内核无法直接对模拟视频信号进行处理。视频信号必须首先通过视频解码器数字化，将模拟视频信号（例如，NTSC、PALCVBS、S‐VideoITUR BT.601/656 YCbCrRGB）。这是一个复杂的、多级的处理过程，包括从输入信号中提取时间信息、亮度与色度的分离、色度信息分离为Cr和CbSPII2C，可以对解码器的操作参数进行配置。图 2 所示的是视频解码器的典型方  
框图。![Image 1][]

数字视频源

CCD CMOS 上的。这些技术都可以将光转换为电信号，但它们在转换机理方面存在差异。

CMOS YCbCr  或者 RGB  /一路外部的时钟和同步信号，以控制图像帧从传感器向外部传输。

CCD   AFE AD9948片处理模拟输出信号，对其进行数字化，并产生恰当的时序信号来扫描 CCD 阵列。AFE AFE  CCD阵列。经过 AFE  10bit 12bit的分辨率。

CMOS  CCD 传感器之间如何进行折衷的更为详细的讨论，以及典型的图像处理流水线操作方面的综述，请参考如下的文章：

http://www.videsignline.com/howto/sensorsoptics/189600793

模拟视频显示

视频编码器

视频编码器用于将数字视频流转换为一路模拟视频信号，输入一般为ITU‐R.656BT.601 YCbCrRGB视频流，根据不同的输出标准（如NTSC、PALSECAM）对信号进行转换。一个主控处理器可以通过 2 线或者 3 SPI I2C）来对编码器进行控制，如对像素时序、输入/输出格式以及亮度/ 3 ：

![Image 1][]

CVBS：复合视频基带信号（或复合视频消隐与同步）。复合的视频是通过图 4a  RCA

S Video：使用图 4b 所示的接头进行连接，可以分别传送亮度和色度内容。将亮度信息与色差信号分离开来，可以大幅改善图像质量，这也正是 S Video 连接在当今的家庭影院系统中流行的原因。

分量视频： YPbPr YCbCr  DVD 播放器和 A/V  4c）。

模拟 RGB： RGB  BNC  4d ![Image 1][]

阴极射线管(CRT)

RGB  LCD  3  PC  RGB  DVI 即数字可视接口，来接收数字和模拟的 RGB 信息。

CRT  的主要优势在于它们是廉价的，而且可以产生的颜色也要比同等尺寸的LCD 平板要丰富。此外，与 LCD 不同的是，CRT CRT

液晶显示（LCD）平板

LCDSTN

LCDTFT）显示”。为了对特定的像素进行定位，需要使能其所在行，然后向其所在列施加一个电压，这样可以带来隔离感兴趣的像素点的效果，而周围的其它像素都不会被影响。由于控制特定像素的电流被降低，该像素点的开关速度也更高，这就使得TFT技术具备了高于无源显示的刷新速率。此外，对施加到像素点上电压高低的调制也可以实现对多种亮度级的显示。如今，对于8bit的亮度信息，其显示的亮度级通常有256个。

TFTLCD的任务繁杂，令人感到混乱不堪。首先，考虑平板本身，需要根据像素时钟频率，对像素阵列的行和列加载脉冲。

TFTLCD的背光常常是CCFL（冷阴极荧光灯），其内部的气体分子被激发并发光，而相应产生的热量很少。它们适合于LCD平板显示的其他原因还包括：耐用性、长寿命和简单易行的驱动要求。LED也是一种流行的背光方法，主要用于小到中等尺寸的平板，它们的优点在于成本低、工作电压低、寿命长、亮度控制性好等。不过，当平板尺寸更大时，与CCFL相比，LED

LCD控制器包含了将一路输入视频信号转换为LCD平板所需格式的大部分电路，它往往包括一个时序发生器，用于控制平板上各像素的同步和时钟信号的时序。不过，为了满足LCD平板在尺寸和成本方面的要求，有时需要由“时钟发生器”或者“时序发生ASIC”芯片从外部提供时序生成电路。除了实现标准的同步以及数据线外，驱动LCD平板上各行和列也需要定时信号。有时，媒体处理器上富余的通用性PWM（脉宽调制），可以取代这一分立芯片，降低系统的成本。

LCD

LCD平板提供恰当的电平，需要采用合适的LCD驱动器芯片。它起到LCDLCD

LCDTFTLCD模块包含时序信号产生与驱动电路，只需要一路数据总线连接、时钟/同步化线和电源。一个集成化的TFTLCD显示模块的电气接口简单易懂，它一般包含数据线、同步线、电源线和一路时钟线。有些平板除了支持并行的视频数字输入信号外，还支持复合模拟视频输入。

LED的技术优势

LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。

LED与LED背光

目前市面上所谓的LED显示器，其实是“LED背光液晶显示器”；现在流行的液晶显示器，属于“CCFL背光液晶显示器”。所以此二者仍是液晶显示器，只是背光源不一样而已。不要看到LED显示器就误以为是下一代技术显示器，其实技术最新的是叫OLED。在环保理念逐渐深入人心的今天，一些重环保的人士和品牌开始强调LED面板的“无汞”概念，不含汞的LED面板将更加节能和环保，功耗只是普通LED的60%。部分显示器厂商已经开始使用“不含汞”的LED面板，如华硕新近的MS系列无汞LED背光面板就受到了不少用户的青睐，在节能的同时也更加环保！

OLED（有机发光二极管）显示

OLED 中的“有机”是对夹在两个电极之间的材料而言。当电荷穿过这一有机材料时，这种有机物就会发光。该显示技术仍属一种新生技术，但它有望大大改善 LCD 显示的若干不足。例如，它是一种自发光的技术，无需背光，这就意味着将大大降低显示器的功耗、成本及其重量——一个 OLED 平板可以非常轻薄。此外，它可以比 LCD 平板提供更丰富的色彩，对运动图像的显示效果也优于 LCD。此外，它支持更宽的视角和更高的对比度。OLED 的电子时序发生器和数据接口与 TFT LCD 平板类似。

尽管具有上述种种优点，目前限制 OLED 显示应用的最主要因素是其有限的寿命。在使用几千小时后，有机材料就会击穿，尽管现在某些显示器的这一量值已经超过了 10 000 小时——非常适合于许多便携式多媒体应用。因此，OLED 在手机、数码相机等产品中，具有广泛的应用前景。然而，我们相信在不久的将来，会看到基于 OLED 技术的电视或者计算机显视器。目前，随着 LCD 技术的不断发展，OLED 在大规模生产方面的安排与规划也日趋清晰。

阅读(967) | 评论(0) | 转发(3) |

上一篇：ubi文件系统初识

下一篇：视频之五：视频数据处理与搬移