作者: Cliff Win/美國國家半導體公司應用工程師
目前高解析度電視(HDTV)可說是大行其道。與傳統的NTSC視訊比起來，HDTV優越的影像畫質有著明顯的差別，難怪會受到視訊玩家和一般消費者的高度推崇。今天隨著全球越來越多電視服務業者提供HD播放服務，HDTV也逐漸受到電視廣播業者的採用。就連電視遊樂器的製造商也在近年來紛紛加入了這股高解析視訊的風潮。
EDTV與HDTV
現在讓我們來研究一下HDTV的掃描格式和每格畫面的視訊掃描線，就HD而言分別是「720p」和「1080i」。720p代表每格畫面有720條循序掃描的主動線，1080i代表每格畫面有1080條交錯掃描的主動線。而另一個稱為「增強解析度」(EDTV)或SDTV的格式，也是另一種高解析度的影像格式。EDTV本身並無擁有高解析度，而是屬於480p視訊標準的視訊格式。EDTV 能提供標準480條視訊主動線，可說是繼HDTV後的最佳產物；不過其掃描格式是循序式的，因此大幅提升影像畫質。
若要發揮EDTV和HDTV的優勢，必需注意以下重要事項：
* 透過YPBPR元件標準的視訊傳輸：組合式視訊配線只適用NTSC video雖然S-video適用 EDTV，但HDTV應該還是要使用 YPBPR 元件。
* 可輸出此類訊號的視訊來源：需有循序掃描的DVD播放機才能提供480p格式(DVD的標準解析度)的影片。
* 可處理如輸入訊號之類的電視或顯示器：多數的標準類比電視皆沒有可顯示超過480條交錯掃描線格式的傳輸速率。因此我們需要的就是EDTV或HDTV等循序掃描電視。
上述需求條件使得EDTV和HDTV比一般的交錯式掃描電視要昂貴許多。不過，若說顯示器的傳輸速率成為高解析度影像的阻礙要素，我們還是有辦法可以讓人們享受到循序掃描或高解析度的視訊內容。LCD或CRT螢幕等電腦圖像顯示器就可以處理這類訊號的傳輸速率需求。電腦螢幕基本上是高解析度的顯示器，但還是有其缺失，如他們使用的不是YPBPR而是RGBHV的視訊標準。
在YPBPR色彩空間中，色彩資訊是由兩個不同的色訊(PB和PR)所決定的，這些色訊所代表的也是第三種訊號，也就是明度訊號。水平和垂直同步訊號會混合嵌入明度訊號中。在電腦圖像視訊色彩空間中，色彩主要是由紅、綠和藍所組成的，水平和垂直同步訊號則是兩個獨立的訊號。YPBPR的元件和RGB色彩空間是透過矩陣代數關係相互連結，隨著格式的不同(如SDTV和HDTV)，其矩陣係數也不同。因此 ，YPBPR的元件可以解碼成RGB。這樣的處理方式和同步訊號分離可有效將YPBPR轉換成RGBHV，使電腦螢幕也可以播放循序掃描DVD、HD影片或電視遊樂器畫面。
將YPbPr轉換成RGBHV的挑戰
雖然有很多方式可將YPbPr轉換成RGBHV，主要考慮成本、色彩空間解碼精確度、同步化處理效能和影響系統結構的因素。目前市場上的解決方法就是獨立設計或整合高價的數位影像處理器。但這些方式會犧牲色彩解碼畫質和系統成本效益。單獨執行轉換需要很多元件和置放空間，造成很多麻煩。不同的色彩精確度也會讓獨立設計成為設計工程師的另一個挑戰。
另一方面，可能有包含YPbPr轉RGBHV功能的高整合性數位視訊處理器功能繁雜多餘，使得成本效益不彰。最理想的情況就是使用單機一體的IC來提升現有YPBPR轉RGBHV的影像畫質和減少其成本。此外，這類單機一體的晶片可說是兩全其美的解決方案，不但可以減輕系統設計負擔，還可以加快上市時間。
此類晶片在電腦螢幕類比前端執行轉換的功能，並在最終將元件輸入訊號塑造成「HD Ready」顯示系統，最適合用來提升系統整體價值。此外，這項功能正好符合整合桌上型電腦和顯示器多媒體功能的發展，因此我們認為極有可能再造第二波CRT顯示器的應用。
更有效的解決方案
美國國家半導體的LMH1251是類比YPBPR轉RGBHV的有效解決方案，兼顧優越的處理效能和視訊畫質。提供使用者高效能的多工器，可接受電腦圖像視訊(RGBHV)或SD/HD視訊 (YPBPR)。這種整合高頻寬視訊選擇器與色彩空間矩陣解碼器(dematrixer)和同步訊號處理器非常適合顯示系統的架構，讓遠端使用者立即擁有更大的觀賞彈性，可在桌上型電腦或投影機螢幕上觀賞HDTV或電腦圖像視訊。LMH1251的簡易方塊圖如圖2所示。
LMH1251高精準的類比色彩解碼完全符合EIA/CEA-770.2-C標準(適用類比元件SDTV)和EIA/CEA-770.3-C(適用類比元件HDTV)中的線性方程式。高科技的整合式同步訊號處理器也相容於這些標準的水平和垂直傳輸速度規格。此外，更完全相容於Macrovision，一種嵌在DVD電影標題上的著作權保護同步訊號方案。
LMH1251元件的主要功能就是自動偵測來源元件視訊格式的功能。依據偵測出的輸入訊號是SDTV(480i/480p)或HDTV(720p/1080i)來決定合適的色彩解碼方程式和同步化處理方案，並提供狀態輸出，顯示適用系統MCU的格式資訊。 此外，內建的省電模式功能以減少晶片在省電模式中的耗電量(這是顯示系統常發生的問題)。
為支援高階電腦圖形視訊輸入來源，LMH1251還擁有寬頻單位增益RGB視訊路徑。隨著電腦桌面解析度的日益提升，LMH1251可以輕易的處理高達UXGA(1600x1200)的模式，因此非常適合各類顯示器。
目前高解析度電視(HDTV)可說是大行其道。與傳統的NTSC視訊比起來，HDTV優越的影像畫質有著明顯的差別，難怪會受到視訊玩家和一般消費者的高度推崇。今天隨著全球越來越多電視服務業者提供HD播放服務，HDTV也逐漸受到電視廣播業者的採用。就連電視遊樂器的製造商也在近年來紛紛加入了這股高解析視訊的風潮。
EDTV與HDTV
現在讓我們來研究一下HDTV的掃描格式和每格畫面的視訊掃描線，就HD而言分別是「720p」和「1080i」。720p代表每格畫面有720條循序掃描的主動線，1080i代表每格畫面有1080條交錯掃描的主動線。而另一個稱為「增強解析度」(EDTV)或SDTV的格式，也是另一種高解析度的影像格式。EDTV本身並無擁有高解析度，而是屬於480p視訊標準的視訊格式。EDTV 能提供標準480條視訊主動線，可說是繼HDTV後的最佳產物；不過其掃描格式是循序式的，因此大幅提升影像畫質。
若要發揮EDTV和HDTV的優勢，必需注意以下重要事項：
* 透過YPBPR元件標準的視訊傳輸：組合式視訊配線只適用NTSC video雖然S-video適用 EDTV，但HDTV應該還是要使用 YPBPR 元件。
* 可輸出此類訊號的視訊來源：需有循序掃描的DVD播放機才能提供480p格式(DVD的標準解析度)的影片。
* 可處理如輸入訊號之類的電視或顯示器：多數的標準類比電視皆沒有可顯示超過480條交錯掃描線格式的傳輸速率。因此我們需要的就是EDTV或HDTV等循序掃描電視。
上述需求條件使得EDTV和HDTV比一般的交錯式掃描電視要昂貴許多。不過，若說顯示器的傳輸速率成為高解析度影像的阻礙要素，我們還是有辦法可以讓人們享受到循序掃描或高解析度的視訊內容。LCD或CRT螢幕等電腦圖像顯示器就可以處理這類訊號的傳輸速率需求。電腦螢幕基本上是高解析度的顯示器，但還是有其缺失，如他們使用的不是YPBPR而是RGBHV的視訊標準。
在YPBPR色彩空間中，色彩資訊是由兩個不同的色訊(PB和PR)所決定的，這些色訊所代表的也是第三種訊號，也就是明度訊號。水平和垂直同步訊號會混合嵌入明度訊號中。在電腦圖像視訊色彩空間中，色彩主要是由紅、綠和藍所組成的，水平和垂直同步訊號則是兩個獨立的訊號。YPBPR的元件和RGB色彩空間是透過矩陣代數關係相互連結，隨著格式的不同(如SDTV和HDTV)，其矩陣係數也不同。因此 ，YPBPR的元件可以解碼成RGB。這樣的處理方式和同步訊號分離可有效將YPBPR轉換成RGBHV，使電腦螢幕也可以播放循序掃描DVD、HD影片或電視遊樂器畫面。
將YPbPr轉換成RGBHV的挑戰
雖然有很多方式可將YPbPr轉換成RGBHV，主要考慮成本、色彩空間解碼精確度、同步化處理效能和影響系統結構的因素。目前市場上的解決方法就是獨立設計或整合高價的數位影像處理器。但這些方式會犧牲色彩解碼畫質和系統成本效益。單獨執行轉換需要很多元件和置放空間，造成很多麻煩。不同的色彩精確度也會讓獨立設計成為設計工程師的另一個挑戰。
另一方面，可能有包含YPbPr轉RGBHV功能的高整合性數位視訊處理器功能繁雜多餘，使得成本效益不彰。最理想的情況就是使用單機一體的IC來提升現有YPBPR轉RGBHV的影像畫質和減少其成本。此外，這類單機一體的晶片可說是兩全其美的解決方案，不但可以減輕系統設計負擔，還可以加快上市時間。
此類晶片在電腦螢幕類比前端執行轉換的功能，並在最終將元件輸入訊號塑造成「HD Ready」顯示系統，最適合用來提升系統整體價值。此外，這項功能正好符合整合桌上型電腦和顯示器多媒體功能的發展，因此我們認為極有可能再造第二波CRT顯示器的應用。
更有效的解決方案
美國國家半導體的LMH1251是類比YPBPR轉RGBHV的有效解決方案，兼顧優越的處理效能和視訊畫質。提供使用者高效能的多工器，可接受電腦圖像視訊(RGBHV)或SD/HD視訊 (YPBPR)。這種整合高頻寬視訊選擇器與色彩空間矩陣解碼器(dematrixer)和同步訊號處理器非常適合顯示系統的架構，讓遠端使用者立即擁有更大的觀賞彈性，可在桌上型電腦或投影機螢幕上觀賞HDTV或電腦圖像視訊。LMH1251的簡易方塊圖如圖2所示。
LMH1251高精準的類比色彩解碼完全符合EIA/CEA-770.2-C標準(適用類比元件SDTV)和EIA/CEA-770.3-C(適用類比元件HDTV)中的線性方程式。高科技的整合式同步訊號處理器也相容於這些標準的水平和垂直傳輸速度規格。此外，更完全相容於Macrovision，一種嵌在DVD電影標題上的著作權保護同步訊號方案。
LMH1251元件的主要功能就是自動偵測來源元件視訊格式的功能。依據偵測出的輸入訊號是SDTV(480i/480p)或HDTV(720p/1080i)來決定合適的色彩解碼方程式和同步化處理方案，並提供狀態輸出，顯示適用系統MCU的格式資訊。 此外，內建的省電模式功能以減少晶片在省電模式中的耗電量(這是顯示系統常發生的問題)。
為支援高階電腦圖形視訊輸入來源，LMH1251還擁有寬頻單位增益RGB視訊路徑。隨著電腦桌面解析度的日益提升，LMH1251可以輕易的處理高達UXGA(1600x1200)的模式，因此非常適合各類顯示器。
