LCD TV视频解码器技术简介

就技术层面而言，LCD TV是属于高整合电子产品。它涵盖了算法、软件、硬件、芯片、无线射频等领域，而且有许多专利是属于国外公司或机构所拥有。目前国内很缺乏熟悉这块领域的系统整合人才。目前即使在先进国家，由于LCD TV或HDTV仍然属于最新的产品，熟悉这块领域的技术人才，其实也不多。与之相近的，应该是数位机顶盒(Digital STB)，不过，前者的技术复杂度又远远超过后者，因为LCD TV或HDTV除了包含了网络通信的功能以外，还包括OSD(On Screen Display)和"缩放控制器(Scalar)"、屏幕驱动等功能。所以，即使设计过STB的人，也不敢随便说LCD TV或HDTV的技术很简单。

　　LCD TV的硬件架构

　　图1 LCD TV的硬件架构

　　图1是LCD TV的硬件架构示意图。其中，比较重要的音视频部件有：中央处理器、视频解码器(Video Decoder)、射频调谐器(RF tuner)、信道解调器(Channel Demodulator/Decoder)、音频编解码器(Audio Codec)。此外，还可能包含一般常见的I/O接口与装置，例如：USB、1394、蓝牙、WLAN、IrDA、MMC/SD/CF、以太网络、数字相机、DSL或缆线调制解调器(Cable Modem)、PDA等。

　　视频解码器

　　图2 混频解码器的位置

　　图2是一个LCD TV/HDTV视频解码器与相邻芯片之间的关系。它具有下列的主要功能：

　　1. 可编程化的像素(Pixel)输出端口：由8到30位来决定像素的YCbCr/RGB的比例，例如：4:2:2或4:4:4。

　　2. 支持外部的射频调谐器，具有10-bit的数字基频合成(Composite)视频输入单元。

　　3. 自动辨识和处理VCR或数字电视信号。

　　4. 通过像素输出端口支持"垂直空白间隔(Vertical Blank Interval；VBI)"数据的输出，可以用来传送"字幕(Closed Caption；CC)"数据，例如：传输实时的股市行情。其它VBI数据可以通过I2C接口传输，例如：版权产生管理系统(Copy Generation Management System；CGMS)、宽屏幕信号(Wide Screen Signalling)、强清晰度电视(Enhanced Definition Television；EDTV)、CC字幕、延伸数据服务(Extended Data Service；XDS)。

　　5. 支持全球现有的多种色彩格式：

　　*PAL B/D/I/G/H、PAL60、PAL M、PAL N、PAL Nc

　　*NTSC M/J、NTSC 4.43

　　*SECAM B/D/G/K/L

　　*NTSC方形像素(square pixel)

　　6. 支持HDTV的所有输入信号，例如：525p、625p、720p和1080i，以及其它高分辨率(HD)和SMPTE(Society of Motion Picture Engineers)标准。也支持标准分辨率(SD)。

　　7. 除支持CVBS、S-Video、YPbPr、RGB以外，还支持5线的YPbPrHV/RGBHV和CSync，如图3。

　　图3 支持多种视频输入格式

视频串流的路径

　　附图四是一个简易的LCD TV或数字电视接收系统之架构。它包含了上述的硬件架构，也包括了必需的软件。

　　图4 简易的LCD TV系统架构

　　从解码器、解调器传来的MPEG-2传输串流(transport stream；TS)，经过"解多复用器(Demultiplexer)"之后，可以得到视频、音频、数据、对白(subtitle)或字幕…..等不同的信号，再经过视频解码器(例如：MPEG-2/4或H.264)、音频解码器，得到的数据是最原始的(raw)数据。这些数据会被中央处理器送到适当的通信协议层，例如：V4L2、RTP/RTCP/RTSP、HTTP、Java应用程序……等，之后通过"回传信道(return channel)"，例如：以太网络，将这些数据送到因特网上；或送至OSD、音频DAC，交给LCD和扬声器播放。

　　没错，数字机顶盒也具有上述的类似功能。它和LCD TV一样也都具有"条件访问(CA)"的功能。只不过，LCD TV的屏幕都是内建的，而且，一般的数字机顶盒只能通过单一的路径来获取视频，但是，LCD TV可以通过4种不同的路径来取得视频，这包含：卫星数字、数字地面、因特网、有线数据网络。不过，就交互式电视的软件而言，数字机顶盒和LCD TV的软件是非常类似的，甚至是一样的。

　　在"设备驱动程序(device driver)"层，为了能播放数字电视信号，LCD TV的I/O端口必须要有LCD驱动程序(能够设定OSD和Scalar)和音频驱动程序。为了能将互动信息传送至因特网上，它也需要以太驱动程序和DSL(或缆线)调制解调器驱动程序。外部装置也可以通过IrDA或I2C、SPI、UART……等接口，将数据送给LCD TV处理。此外，接收端的视频/音频解码器的驱动程序也位于这一层。

有许多工程师不了解LCD TV或数字机顶盒的视频数据流(data flow)的行动路径，因此经常造成消错上的困扰，尤其是在经过视频解码器之后，信号应交给中央处理器处理，而不是其它组件。同理，如果在附图四中的信号来源换成是以太网络，而不是射频天线，在经过视频解码器解码之后的信号仍应交给中央处理器。此外，在图四中，不管