Изображение – не важно, на мониторе или плане местности – давно играет значимую роль. Особенно, если речь идет о деталях. В системах наблюдения и других прикладных TV-системах, работающих с получаемой на экран монитора статичной или движущейся картинкой, без качественного изображения просто не обойтись. Но что делать, если изначально разрешение картинки невысокое, а для его изучения требуется высокая четкость и минимум искажений? В ряде случаев к контроллерам предъявляются не только требования адекватной визуализации видеосигналов от датчиков различных типов, но и требования, непосредственно относящиеся к цифровой обработке изображений. Для этих целей в конструкторском бюро «Дисплей» был разработан и внедрен в производство видеоконтроллер, обеспечивающий высококачественную обработку видеосигнала и работающий в широком диапазоне температур и механических воздействий.
Основные задачи, выполняемые видеоконтроллерами LCD (жидкокристаллических) панелей, сводятся к компенсации светотехнических, пространственных и временных искажений датчиков, подавлению флуктуационных шумов и импульсных помех, сопровождающих видеосигналы, повышению четкости и разрешающей способности, препарированию изображений с целью улучшения распознавания и т.д. Для этого на основе компьютерного моделирования был разработан и реализован в аппаратуре ряд алгоритмов цифровой многомерной (пространственно-временной) обработки телевизионного сигнала.
Как это работает?
Один из принципов обработки с целью получения заведомо качественного изображения состоит в двухмерной пространственной коррекции четкости с возможностью независимой установки коэффициентов коррекции в вертикальном и горизонтальном направлениях и раздельно для средних и верхних пространственных частот диапазона. Особое внимание при разработке было обращено на достижение изотропности (то есть независимости от направления) частотных характеристик цифровых двумерных формирующих фильтров корректора. Фильтры контроллера синтезированы на основе двумерного преобразования Макклеллана.
Второй алгоритм включает в себя пространственную интерполяцию изображений с целью увеличения количества пикселов исходного изображения до требуемого размера 768x576 или 1024x768 пикселов. Для минимизации муаровых помех на изображении, возникающих в процессе интерполяции, были разработаны и оптимизированы интерполяторы высокого порядка на основе метода синтеза цифровых фильтров Кайзера.
Третья схема обработки изображения использует преобразование исходного чересстрочного видеосигнала в построчный видеосигнал (деинтерлейсинг). Для минимизации специфических искажений движущихся изображений, возникающих в процессе преобразования, разработан адаптивный алгоритм деинтерлейсинга на основе детектирования движения. На рис. 1 показаны результаты применения неадаптивного и адаптивного к движению алгоритмов деинтерлейсинга к движущейся тестовой таблице 0249 (квадратный фрагмент Д2 в левом нижнем углу неподвижен). И наконец, еще один способ связан с коррекцией нелинейности сквозной амплитудной характеристики ТВ-системы (гамма-коррекция) с возможностью изменения значения показателя степеи коррекции.
Таким образом, применение в разработанном видеоконтроллере алгоритмов многомерной цифровой обработки сигналов обеспечивает высокое качество воспроизводимых изображений даже при невысоком качестве исходных изображений, что особенно необходимо для прикладных ТВ-систем.
Особенности и технические характеристики видеоконтроллера LCD 1024TV:
• Обеспечивает подключение ЖК-матриц с интерфейсом LVDS разрядностью 6 и 8 бит.
• Обеспечивает работу при подаче телевизионного RGB-сигнала по ГОСТ 7845-92 с синхронизацией в G.
• Обеспечивает работу при подаче полного телевизионного сигнала (ПТС) по ГОСТ 7845-92 положительной полярности размахом 1,0±0,2 В на нагрузке 75±7 Ом в режиме черно-белого сигнала и осуществляет трансляцию на специальный выход входного сигнала ПТС с размахом 1±0,2 В на нагрузке 75±7 Ом.
• Обеспечивает отображение 600 телевизионных линий.
• Обеспечивает прием сигнала
с глубиной модуляции не менее 50%
на отметке 400 телевизионных линий.
• Имеет транзитный вход LVDS с параметрами ЖК-панели.
• Формирует встроенный тестовый сигнал, состоящий из цветных полос в следующей последовательности (слева направо): белый, желтый, голубой, зеленый, пурпурный, красный, синий, черный.
• Имеет возможность регулировки яркости и контрастности ТВ-сигнала.
• Имеет функцию масштабирования входного ТВ-изображения:
– входное ТВ-изображение расположено в центре экрана ЖК-панели и имеет размер 768x576;
– входное ТВ-изображение растянуто до границ экрана ЖК-панели.
• Имеет встроенный корректор четкости ТВ-изображения с возможностью регулировки коэффициента четкости.
• Имеет встроенный гамма-корректор (g-корректор) с возможностью регулировки g.
• Имеет возможность задания приоритета входного сигнала LVDS или ТВ:
– вывод на экран ЖК-панели изображения с входа LVDS;
– вывод на экран ЖК-панели изображения с ТВ-входа, с учетом выбора ТВ-канала;
– вывод на экран ЖК-панели совмещенного изображения с функцией прозрачного или не прозрачного наложения.
• Имеет возможность реверса ТВ-изображения: справа налево и сверху вниз.
• Изменение параметров и настроек изделия осуществляется с помощью команд, поступающих по цифровой двухпроводной линии связи. Логический интерфейс связи согласно протоколу информационного обмена ARINC-429.
• Масса изделия не более 0,1 кг.
• Электропитание изделия должно осуществляться стабилизированным напряжением постоянного тока (12±0,6) В.
• Мощность, потребляемая изделием, не более 10 Вт без учета мощности, потребляемой ЖК-панелью.
• Встроена защита от переполюсовки напряжения питания.
• Температура окружающей среды, рабочая: –40°С ...+60°С.
• Температура окружающей среды, предельная: –60°С ...+85°С.
Республиканское унитарное предприятие «Конструкторское бюро «Дисплей» (РУП КБ «Дисплей»)
210605 Республика Беларусь, г. Витебск, ул. П.Бровки, 13а
тел.: + 375 (212) 22-5592
факс: + 375 (212) 21-8119
e-mail: display@vitebsk.by
http://www.display.vitebsk.by
