VGA显示与TV显示的区别及转换

5          TV到VGA的显示

由于VGA显示器和电视机都是利用扫描光栅以及阴极射线管（CRT）来实现的显示设备，所以在显示的基本原理上两者是十分近似的，所不同的是VGA显示器比较强调电性能，如行场线性，分辨率，视频放大的带宽，图象的稳定度等各方面指标均优于电视机，其扫描部分由于要兼容范围宽达31.4KHz—62.5 KHz行频，50 Hz

—100 Hz场频的显示模式，因而这部分电路比电视机复杂，但电视机小信号处理方面环节较多，功能较VGA显示器复杂。因此，TV到VGA的转换，只需在VGA的基础上，加入电视信号处理电路，用电性能指标高的VGA显示器兼容电视部分即可。首先要解决两个行频相差很大的系统实现协调工作。用一单片机控制系统完成VGA显示和TV状态的切换及因此而带来的一系列参数控制，诸如高压包供电电压切换，行S校正电容的切换，行幅与场幅的切换等。其次完成将TV信号转换成VGA显示器所需的RGB和行场同步信号格式。也就是从RF电视信号输入开始，中间加入AV切换，多种彩色电视制式的兼容，伴音处理，以及产生VGA显示器视频放大所需的RGB信号格式，和供行场扫描用的行同步与  场同步信号。

TV到VGA的转换，除了可用于在计算机上实时收看电视节目之外，还可以用于对电视信号的实时捕捉，以使用各种图形图象软件进行处理。

对PAL制全电视信号的实时捕捉，实际上就是复合视频信号的数字化传输和记录。根据PCM编码原理，设采样频率为4Fsc，码速率为

R=4Fsc*n

=4*4.33361875MHz*8bit

=142M bit/s

式中Fsc为副载波频率，n为量化比特数。可见经数字化的PAL全电视信号，传输速率为142Mb/ s，折合到频带需70~140 MHz的带宽，是模拟信道的12~24倍。这样高的码速率，在目前最快的Pentium-200上，用PCI总线传输和用9GB硬盘记录，也只能存储8分钟的视频数据，显然无论在技术上还是在经济上都是不可取的。因而，必需采用压缩技术对视频信号进行处理。目前主要有MPEG-1，MPEG-2和M-JPEG等几种压缩和解压缩标准。其目的只有一个，减少数码率。

除了数码率以外，还有两点必须考虑：一是选择合适的采样频率，二是选择满足需要的量化层数。

对于采样频率，应从采样定理，减少副载波干扰和合理的样点空间结构三方面考虑，根据香农采样定理和综合前后置滤波器的易于实现，采样频率应不低于视频基带中最高频率的2.2倍，视频基带一般为0~6 MHz，则采样频率应大于13.2 MHz。副载波频率及边带位于亮度信号高端，且能量较大，量化过程中会产生谐波，某些谐波会通过采样折叠到基带中，与基带亮度和色度产生差拍干扰。如果充分利用色度信号的频谱间置特点，使采样频率与副载波相关，折叠到基带中的副载波谐波就落在亮度频谱间隙中，与色度信号频谱重合产生零拍，而零拍干扰人眼不易觉察到。既满足采样定理，又与副载波采样频率相关。在PAL制中，只有3 Fsc和4 Fsc易于实现，而当采样频率为4 Fsc，与行频关系近似为fs=(4n-1)fH，一行中近似包含整数个样点，因此一场中相邻行的样点是近似对准的，设场存储器为313行，一场的样点为

Nfieid=行数*fS/fH

     =313*fsc/ fH

     =313*4（n-1/4+1/625）

         1252 n-311

所以奇偶场的样点也是近似对准的，一帧的样点为

Nframe=625*4*( n-1/4+1/625)

      =2500 n-621

所以帧间的样点是重合的，可见用4 Fsc采样时，将得到正交的空间取样结构，这给数据处理带来了方便，图象质量也很好，电路简单，在时基校正和帧同步系统中应用较多。

关于量化层数主要是根据信躁比确定，视频信号与音频信号相比，图象的动态范围不大，而且是单极性信号，这种信号的量化信躁比为S/N=10.8+6 n（dB），式中n为量化比特数，当n=8时，S/N=58.8 dB。然而，在系统中，同一视频信号经多种设备反复进行量化处理，这时噪声就会按10lg n(dB)上升，当反复处理4次时，信噪比降低了一倍，相当于量化比特数少了1比特。因而在反复进行数字处理的系统中，要根据实际情况增加量化比特。当前，专业数字视频设备中最常见的是8~10比特量化，HD-End的顶级设备中用12比特量化。

要实现计算机对电视信号的实时捕捉，一般系统需包括多制式解码器，视频图形加速器和存储器。整个捕捉系统与一台Pentium-100以上的微机的PCI总线相接。多制式解码器用于将外部输入的一路NTSC ，PAL或SECAM制式的复合电视信号，经A/D转换，Y/C分离，产生视频采样时钟，进行数字视频解调。完成彩