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液晶电视芯片级的横向评测 图像处理芯片大PK 来源:福多来电器网 发表时间:07-8-13 点击数:2041

液晶电视芯片级的横向评测 图像处理芯片大PK

[来源] 家电大视野[作者]

Trident 最新数字电视单芯片处理核心

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提起Trident ,国内最早了解它的莫过于电脑工作者,在二十世纪八、十年代,Trident 以其最县标志性的产品--计算机图形显示卡闻名于=;直到2003年国内数字高清电视推出之后,因国内电视业界普遍采用。Trident DPTV 数字电视处理方案,Trident 的名字才为电视业界的朋友。(熟知,其单片多频归一的处理方案在2003、2004年的数字电视业界曾红极一时,从逐行电视机、数字高清电视机、电视盒等数字电视设备上处处可见它的身影,其当时的集多功能于一体的单片数字电视处理方案.创了数字电视机单片解决方案的先河,是优秀的高性价比、低成本的数字电视解决方案的代表。

随着人们视觉欣赏水平的不断提高,人们发现,采用Trident 方案的数字电视机画面所表现的缺陷暴露无遗。由于其逐行处理算法的局限,使其在表现有线电视画面时通透性极差,油画效果明显,运动画面的锯齿与模糊现象令人难以接受。所以用户发现,数字电视机虽然解决了普通电视机的画面闪烁问题,但付出了牺牲画面质量的代价,也就是说.隔行画面的“百叶窗”效应虽然没有了,但逐行处理后的画面却模糊了。它接收有线电视信号时,消费者实际观赏感觉数字高清电视机画面根本比不上普通模拟电视机。消费者如果观看一下采用第二代DPTV MV 或第三代DPTV 3D 芯片方案的数字高清电视机,上述缺陷更显而易见。如今Trident 推出了其第四代SVP EX 芯片的数字高清电视解决方案.成为目前最新的中低档平板电视机电路最佳方案。以制造显卡闻名的TRI DENT ,其所生产的数字高清电视混合信号视频处理芯片,传承了其在静态色彩成像表现能力方面极强的优势。最具特色的是,菜单是三层256色的,可以无限扩展到16bit 的图像,所以菜单表现能力可以说是非常华丽。最大的缺点是,暗场画面有色斑表现;另外由于其芯片的外部使用RAM 和日系的 CPU ,所以在处理复杂而庞大的数据图像信息时,处理速度不够理想,导致动态画面的表现欠佳。尽管SVP EX 芯片拥有了第四代自适应运动和边缘锯齿探测的逐行处理技术.但运动画面的性能表现与PIXELWORKs 、GENESIS 的技术相比仍是软肋。 Trident 第四代产品SVP EX 系列为高清电视混合信号视频处理芯片,使用了Trident 专利的UMA(统一存储结构)这样可使带有3D 梳妆滤波的解码器和视频增强处理器都可以利用相同的高速帧缓存器从而节省战本和空间。可提供高达SXGA(1280x1024)分辨率输出。

SVP EX 系列提供了面向数字视频解码处理、定标、显示控制等功能,并配备了其开发的获得世界大奖的DCRe(数字影院高清引擎)技术在单芯片中集成AD 转换器、3D 彩色解码器逐行扫描器和定标器,同时还专门针对1080i 显示格式进行了优化。为了满足不同种类电视的I/O 和成本需要。SVP EX 系列提供了高、中、低三档6

种不同的I/O 和封装组合以供选择。SVP EXl2、SVP EX22

为低端;SVP EX32、SVP EX42为中端;SVP EX52、SVP EX62为高端;SVP EX22提供24bitTfL显示接口。用于主流LCD电视机。相比之下SVP EX 32则增加了对8bit数字视频输人的支持.显示接口改为LVDS,面向土流LCD电视机应用。SVP EX 42面向有二代解码器以及HDMI接收器的高清CRT电视机;在高端领域,该系列提供的是SVP EX 52以及SVP EX 62两款芯片,其中前者面向有二代解码器以及HDMI接收器的高端LCD、PDP电视机.支持24blt数字视频输入和LVDS接口电路输出,后者则配备了30bitTTL显示接口电路,目前国内平板电视机普遍采用SVP EX 52芯片方案。

SVP EX系列IC内部采用全程1Obit数字处理.具有以下主要技术特点:集成了第四代1ObitTCD3 2D/3D全制式梳状彩色解码器;运用Trident专有的运动自适应探测技术实现3D/2D图像平滑转换;第四代10bit双路1080i自适应运动和边缘锯齿探测的逐行处理器;10bit双路可编程定标器。在画质增强处理方面具有用于蓝色扩展、绿色扩展、肤色校正和白平衡控制的双路10bit 色彩处理器,第四代图像边缘平滑和锐度控制.水平和垂直锐度控制;双通道智能3D数字图像降噪处理、10bit高精度伽玛校正;黑、白电平扩展增强器;14D动态画质增强等功能。lObit显示接口(模拟RGB、TTL、LVDS)支持当令最先进的平板显示器:支持模拟或数字式图文电视,画中画画外画、多画,全景模式高精度10bit ADC和10blt DAC以及525P/625P防拷贝功能的 YPbPr输出。由2D图像加速器所驱动的全屏16bit映射OSD具有极好的直观的窗口式用户界而,增强了高档TV的功能。

在国内外平扳电视机电路方案中,三星平板电视机一直采用Trident的SVP EX方寨,到2005年才开发了自己的方案:在索尼BRAVIAV产品中V、S系列所使用的图像处理芯片除多数采用自己开发的芯片外.部分采用美国Trident的视频及图像数字处理芯片产品,以求有效降低成本。例如索尼的KLV V40A10、S40系列电视中的一部分采用的是SVP EX 52芯片方案。厦华2006新品液晶电视机的FT系列(LC-37FT18、42FU1718)采用EX52方案。海尔的37英寸液晶电视部分采用EX52方案。

2006年Trident又推出了最新的第六代芯片 SVP PX66(外观如图2,内部功能框图如图3)和 SVP CX芯片.两种芯片的功能相似,均具有以下特点:首先芯片运行速度更快,其次改善了Trident SVP EX系列在画面动志表现上的缺陷并全面提升了暗场面质水平。康佳2006年上市的第二代丽翔引擎LCD

电视机[C37BT20、LC32BT26和LC32BTII均采用了SVP PX66芯片方案。

东芝于近日最新上市的LCD电视机37WL67C、32WL67C和26WL67C就采用SVP CX芯片方案

Pixelworks最新Photopia、OPAL数字电视单片处理平台

Pixelworks是1997年成立于美同俄勒冈州的一家非常年轻的公司,2000

年纳斯达费上市2005年在上海、湛江成立芯片设计中心。2006年6月完成对Equator公司的收购.公司在视频数字信号处理领域享有较高的名气。pixelworks芯片广泛应用于投影仪、数字高清CRT电视机、数字平板电视机等。

在数字电视机控制芯片领域,Pixelworks在逐行处理算法(DNX自然影像引擎,也称五场三维自适应逐行处理)和定标处理技术上拥有较强的优势。Pixelworks在收购了Equator公司后成立了PixelworksAMP。Equator公司在数字视频处理领域(DSP)享有盛誉,Equator最新产品特点是运用低成本的硬件组合表现出非常高的信号处理能力.Equator技术在目前业内独一无二。Pixel

works通过完成对Equator公司的收购,使其获得了最新的DSP产品技术和生产线,无疑让Pixelworks如虎添翼。为Pixelworks称雄业界提供了强劲动力。Pixelworks除具备完善的数字视频产品生产线外.井拥有与之配套的实力雄厚的产品应用开发商——世健系统。

2004年Pixelworks成功发布了Photopia系列产品线,世健系统提供了基于Pixelworks Pbotopla平台开发的方案,主芯片采用PW318、PW2300和ADI公司的的AD9398。该方案以PW2300为视频解码.PW318为逐行转换、定标缩放和图形优化处理IC,AD9398为HDMI接收处理IC。其中,PW2300集成了3D视频解码、梳状滤波和ADC:PW2300为Pixelworks自己生产的视频解码器。另外还有PW2300的升级版PW3300,与PW2300相比增加了DVI接收功能,因为目前数字接口已进入高清多媒体接口 HDMI时代,所以DVI接收功能已没有实用价值。所以在数字电视方案设计中,一般采用PW2300作为视频解码.PW318为双通道10bit数字处理.配台外部双路解码器完成480p/720p/1080i视频格式及PC的SXGA/60Hz/75Hz的模拟信号输入处理。其输出分辨可可从VGA到1080p,具有TTL、LVDS,DAC显示接口,以及适用于数字视频接口(DVI)或高清晰度多媒体接口(HDMI)的最小化传输差分信号处理接口TMDS,并拥用智能画幅转换(4:3/16:9/16:10)功能。此外,动态自适应逐行转换器、基于位图的256

色OSD以及CleanScreen去噪技术都为该方案增色不少。支持ccd/vchip功能,不需要另外增加芯片,就可以支持上千页的leletext功能。PW318只有一个通道的逐行处理功能如果要支持PBP分屏显示,必须增加第二个逐行处理通道(例如 PWl231、PW1235),如果要支持PIP画中画显示方案时.还需增加一个3D

视频解码器。AD9398为采样频率150MSPS、HDMI1.1/HDCP 1.1的接收处理IC。AD9398为ADI公司的产品,但 HDMI接收处理IC仍用SilXXXX(如9993、903I、9021等)作系列。

TCL2006年LCD新品炫舞LCD47868大屏幕液晶电视机就采用了Pixelworks的PW318机芯物理分辨率达到1920x1080屏幕水平和垂直视角都达到了176度,反应时间选到8ms。动态对比度达到了5000:1,亮度为620cd/m2,屏幕的使用寿命不小于50000小时.超高色温驱动电路(最高色温选到了13000)令色彩表现更为出色。

作为Photopia系列的升级版,Pixelworks公司在2005年又推出了采用内嵌x86CPU、集成3D解码的两款新一代高集成度电视机芯片一PW106和PW328。它们采用与PW318相同的 Photopia图像处理器内核(软件设计结构),相对PW318增加了一个3D视频解码器和一个高速AD转换器.井集成了5区非线性缩放器(scaler)、运动自适应的逐行扫描器、位图OSD、LVDS等功能PWl06适用于15~32英寸平板电视机,具有低战本优势,它只有单通道8bit数字视频处理,通道包括视频解码、ADC、逐行转换定标缩放和LVDS等,可提供

WXGA(1366x768)与UXGA(1600×1200)的分辨率输出; PW328是为26英寸以上的平板电视机系统所设计的,拥有双通道视频解码、ADC、逐行转换、定标缩放和LVDS等,提供PIP/POP/PBP子母面而与分屏功能,芯片内部采用12bit

的数字处理,外部输出10bit的处理技术,满足,目前10bit显示屏对于IC

的要求,10bit真色彩技术输出使色彩更精细丰富。PW328支持1080p与WUXGA(1920x1200)的分辫率输出。PW106/PW328图像处理器芯片代表了目前平板电视机市场上最引人注目的单芯片解决方案。

Pixolworks数字视频处理芯片中也集成了多项画质增强技术,通过3D色

彩管堙、多轴色彩强化及3D边沿强化等来改善图像质量。3D色彩管理可以针对不同的图像特质,在对红、绿、蓝三基色管理的基础上增加对它们的补色(青黄洋红等补偿色)控制从而自动并精确地对画面的色调亮度及饱和度进行整体控制.进而实现全而真实的色彩平衡,多轴色彩强化则根据显示器件的特性,在保持整体白平衡的情况下.在多级亮度平面上.对六条色轴上的分量(红、绿、蓝、青、黄、洋红)相位(色调)和幅度(饱和度)进行反复调配,重现精确色彩。3D边沿嵌化技术是针对传统技术没有准确地处理图像中主体边缘与背景之间的层次使图像缺少立体感甚至导致画面出现粗糙和镶边的缺陷而开发的.通过采用先进的Luma优化技术,严格监控信号传输,有效避免了不准确的修正,呈现立体生动的真实影像。

在Photopia系列基础上,世健系统利用Pixelworks的PW328/ PW106为主要芯片,发布了OPAL平台开发新方案。显然如果再增加虚框内的数字射频解码部分就构成了一台真正的具有接收有线数字信号的DTV电视。康佳的高端液品电视TM系列部分采用了以Pixelworks的 PW328为核心的OPAL平台机,做到了真正的数字信号全程无损耗处理、接收与显示。我们如道,由于模拟高清分量信号(YPbPr)是由数字机顶盒完成数字到模拟的转换输出的,而半板电视机接收YPbPr信号又要经过繁琐的模拟到数字的转换处理过程.因而信号转换处理过程中丢失的细节和产生噪声是必然的。

OPAl平台方案已广泛应用于国内外的平板电视机。目前该方案可支持双通道1080p,HDMI,面中面等功能。除了整体性能和可靠性的提升外,OPAL采用的Vertical pecking技术改善了图像的清晰度而10bit处理也大大提升了整体图像的效果,使色彩更鲜明。层次感更强烈。由于LCD及PDP面板开始步入10bit,因此支持1Obit的芯片将战为标准要求

Pixelworks推出的PWl06/PW328系列单片核心,结合其拥有的自己住全球采用并已得到认同的视频解码、ADC、3D梳状滤波和双通道的逐行处堙、定标缩放与优越的DNX自然影像处理技术,以及与Pixelworks原有IC产品的良好的兼容性,成为目前最为优秀的真正的单片电视机解决方案之一,是目前平板电视机制造商生产新一代低成本高端电视机产品方案的良好选择。并成为2006年上市的国内主流品牌中高端平扳电视机主要采用的平台方案。

Genesis最新Cortez系列数字电视机单片处理平台

Genesi Micmchlp公司是提供优质视频图像处理系统产品的国际著名厂商:采用Genesis Display Perfectuib技术和获得艾美奖的Faroudia视频技术的Genesis芯片lC系统被全球显示产品制造商广泛应用于平板电视显示器、数字电视机、投影仪、A/V接收机.以及DVD播放机/刻录机等多种产品中。Genesis技术包括模拟和混合信号系统设计 IntelliCombTM视频解码、DCDiTM Faroudia逐行扫描、Tim eLifTM视频增强、以及185项专利。Genesis公可成立自1987年,往美国、加拿大、印度、中国台湾、韩国、中国、日本和新加坡设有办事处,一直是显示控制市场的领头羊。在完成对Sage公司的收购之后,Genesis开始进入LCD电视控制 IC市场.由于开发LCD控制ic的关键取决于模数转换(ADC)技术,而此前该技求的龙头厂家除了ADI就是Sage公司,收购Sage公司使Genesis的实力大增。

Genesis致力于打造一个全球化的单核心数字电视处理平台。擅长中端通道处理的 Cenesis在2004、2005年相继推出了其标志性的产品单通道中端处理

IC-FLI2300、 FII2310,以拥有其著名的 DCDiTM Faroudia逐行扫描TrueLifeTM视频增强技术而蜚声业界,同样的,在迈向掌握整个通道视频处理技术的发展道路上,Genesis的单片解扶方案从其推出带有2D数字视频解码器的单片混合信号处理芯片FLI8120/8125开始涉足自己所不擅长的前端处理。FLI8120/8125集成了X86 CPU、RGB/YPbPr A/D转换器、3制式视频解码嚣和DCDi高性能缩放控制器,也支持图文/CCD/Vchip软解码 ACC/ACM等功能。目前FLI8125案已成为国内15~23英寸 LCD TV市场最主流的应用方案之一。其后又推出了第一代 Cortez系列单片解决方案,该方案以高集成单芯片FLI8532为核心。它将16bit MCU、3D视频解码器、第二代DCDi(方向性关联的逐行扫描)、带运动补偿的高性能缩放控制器、用于LCD的驱动加速技术以及能购提高动态色彩表现范围的动态色彩管理系统(ACM-II)集成在了单一芯片。

FLI8532主要功能特点是:集成数字视频混台信号前端处理、双路中端处理通道、全程10bit数字处理;内置3D视频解码器、3D自适应梳状滤波器和时钟频率达135MHz ADC前端处理,ADC前端可提供16路模拟信号输人(4路CVBS、3路S- Video、2路RGB/YPbPr)通过外置接收芯片(Sil9021T/AD9880)支持双路HDMI/HDCP输入,支持双路24bit YUV数字信号输入;支持双通道的自适应逐行处理、第二代DCDi自适应3D和 MPEG降噪.实现视频画中画等多画面操作和显示功能;可提供双路TTL LVDS显示接口、WXGA(1366x768)与SXGA 的分辨半输出;软件解码V-CHIP/CCD/TELETEXT让图文显示更丰富;256色OSD 功能,支持位图;内置16bit MCU,支持Macrovision和 VCR模式。画质堪强技术包括TrueLifeTM视频增强、亮色边缘增强、动态色彩管理ACM-Ⅱ、自适应对比度和颜色增强技术(ACE)和自适应3D降噪技术(Adallfive 3D Noise Reduction)、Active Color Management (ACM动态色彩管理)和Adaptive Color/Contrast Enhancement (ACE自适应颜色/对比度增强)是 Genesis主要采用的两项画质增强技术。ACM技术可以对自然界颜色区域中某些特殊种类的颜色进行单独的补偿和修正,而不影响其他种类颜色,比如肤色补偿就只是对肤色区域单独进行补偿,也可以处理诸如草地的绿色和花朵的红色等其它种类颧色。 ACM技术最典型应用是让肤色校正更完美。自适应颜色和对比度增强技术,可根据画面像素级的亮度和色彩统计,逐帧重新调整亮度和色彩分布,使画面的对比度更强,细节更加清晰。通过自动亮度/对比度增强使暗画面细节表现更丰富。自适应血3D降噪技术是针对液晶、等离子等数字大屏幕显示系统对于噪声非常敏感的缺陷而开发的,因为同样噪声强度的信号在平板数字电视机上显示出来要比在CRT 电视机上严重很多,因此数字电机的噪声抑制是项很重要的功能。虽然经过测量发现,几乎所有的噪声都来源于信号在模拟状态的时候,单使用模拟手段抑制噪声的难度远大于采用数字处埋技求,所以,视频处理嚣基本上都具备降噪功能。对于低端的处理器.降噪的手段就是采取归零的方法,因为暗场的噪声最为明显,处理器将直接把零电平附近的信号全部归零以达到消除噪声的目的。但这样做的缺点是把暗场一些有用信号也变成了零电平,使本来就缺乏暗场表现力的液晶电视更加缺少暗部细节。而高端处理器采用的是自适应三维噪声抑制技术.利用前后几场的信息,分析出哪些是噪声哪些是信号,从而更好的消除噪声而不破坏原始信息。

FLl8532芯片已获得了东芝、LG、富士和TCL等多家电视机制造商的采用。

在PIP次通道采用了Philips7117作为视频解码器。在 Micronas

VPC3230、飞利浦7117和Ti5147三种常用的视频解码器中,飞利浦7117的性价比颇为出色。存储器模块包括l片8Mb闪存、2片128Mb DDR DRAM以及2片EEPROM。闪存用于存储 LCD TV运行程序;系统EEPROM用于存储用户开机状态和频道参数;EDID EEPROM用于存储厂商信息、输入信号能够支持的分辨率等参数;DDR DRAM则是用于隔行变逐行、缩放、PiP、VBI解码、OSD叠加等视频/图像处理的缓存。第二代HDMI接收芯片SiI 9021具有双重HDMI输入功能,可同时连接DVD与高分辨率(高清)STB等两个HDMI数据源装置,具有自动影音模式侦测功能。在国内外平板电视机产品中,东芝LCD电视机55C、58C系列用的是GENESIS FLI8532方案;TCL 32A71-P,薄典B03-P系列的液晶采用的CORTEZ机芯,它是由FLI8532(DCDi的3D数字图像解码器、图像质量增强、降噪等效果、逐行处理及比例缩放处理、MCU+解码合为一体的超级单芯片),SAA7117解码器、SIL9021数字HDMI接收器等集成电路及其外围电路组成的。厦华的2006年新品液晶电视机H26系列(LC-37H26、42H26)和LC-47R27YB

也采用了以FLI8532为核心的CORTEZ机芯;创维和康佳最近也发布了FLI8532方案的液晶电视。

由于Genesis的GMl601+FLl2310为国内最新平板电视机流行机芯方案之一,让中端处理电路gml601名声大噪,gm1601主要集成数字图像变频处理(逐行处理、帧频转换),而且支持 DVI端口信号输入处理、多域非线性缩放和LVDS/TTL输出,并具有ACE图像优化处理功能。gm1601采用MADI(运动自适应检测)和LADI(小角度方向插值)逐行处理技术,支持分辨率输出分别到

WXGA+(1680x1050)、WUXGA(1900x1200)。其中内嵌了一个、带有并行闪存接口的16bitMCU以及OSD控制器。

但GM1601的不足之处是内部的数字处理只达到8bit,内置DVI处理功能则显得有些画蛇添足,因为目前的中高端平板电视机需要的是HDMI接口。

康佳、海信的平板电视机多采用Genesis公司的GM1601+ FLI2310FPT机芯。康佳等离子PDP4217G、PDP4617、LCD电视机11系列(LC-TM3211、LC-TM3711、LC-TM421l和LC- TM4711),19系列(LC-TM3219、LC-TM3719、LC-TM4219)均采用美国Genesis公司的GM1601+FLI2310FPT系统解决方案。

TRlDENT、Pixelwoks、Genesis最新数字电视处理核心大PK

以显卡出身的Trident生产的数字高清电视混合信号视频处理芯片。传承了其在静态色彩成像表现能力极强的优势,最具特色的是,菜单是三层256色的,也可以无限扩展用16bit的图像.所以菜单表现能力可以说是非常华丽。最大的缺点是,一是暗场画面有色斑表现;另外由于其芯片的外部使用的RAM 和日系的CPU,所以在处理复杂而庞大的数据图像信息时,处理速度不够理想。导致动态画面的表现欠佳。尽管SVP EX芯片拥有了第四代自适应运动和边缘锯齿探测的逐行处理技术,但运动画面的性能表现与Pixelwoks、Genesis的技术相比仍是软肋,前期 Pixelwoks在定标缩放处理技术、Genesis在运动自适应逐行处理技术上各自独占鳌头,如今的单片数字视频核心处理方案中,Pixelwoks无论在定标缩放还是在运动自适应逐行处理技术上都优于Genesis,是目前最顶级的单片数字视频核心处理方案;从画质表现水平(画面清晰度、层次感、颜色自然和鲜艳度、字体清晰度、串色及渗色程度等)来看,Pixelwoks 的PW328表现最好, Genesis的FLI8532次之,Trident的SVP EX 52、CX、PX66相对较差,在Trident不断改进的三种芯片方案中,图像效果表现从优到劣依次为PX66、CX和EX 52,改进的主要特点体现在:首先芯片运行速度更快,

其次改善了Trident SVP EX系列在画面动态表现上缺陷并全面提升暗场画质水平。我们在观看有线和DVD信号画面效果时发现,采用Trident方案的液晶电视机,表现为画面清晰度不够,弱信号下噪点颗粒明显,画面的颜色不够自然;斜线边界有较明显的锯齿;图像勾边明显;画面的通透性不够.如蒙上一层纱布。图像层次表现不够丰富,轮廓边缘较模糊。而采用Pixelwoks的PW328芯片方案的液晶电视机,效果明显优于Trident,画面透亮感好,轮廓处理更真实,边缘更锐利,如刀刻一般.景深表现更好,色彩艳丽真实,色阶丰富,运动画面处理的平滑度与清晰度更为流畅清晰。采用Genesis的FLI8532方案和GM1601+FLI2310方案的液晶电视机的画面效果相比Pix— elwoks稍微逊色一些。特别是图像细节、色彩的层次、细腻程度与还原的效果不如Pixelwoks 的PW328芯片方案,主要原因是 FLl8532采用8bit数字处理和最高支持

1366x768分辨率显示, Genesis的GM1601+FLI2310方案虽然可支持1920x1080全高清分辨率显示,但由于仍采用8bit数字处理,因此与Pixelwoks的 PW328采用10bit数字处理和支持1920x1080全高清分辨率显示相比,要低一个档次;尽管如此。Genesis的方案相比Trident方案还是具有优势的。

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