SmoothPicture算法概述

2006-12-13 TI DLP TV David C.Hunchison InfoAV China

摘要
本白皮書將論述TI的SmoothPicture技術(shù)。在DLP技術(shù)背投顯示系統(tǒng)中，晶格數(shù)字微鏡器件(DMD)連接一個光學(xué)激發(fā)器來生成平滑膠片質(zhì)量的圖像，同時顯示輸入圖像的完整分辨率。

介紹
在過去5年，DLP技術(shù)在背投電視市場取得了長足進步。

第一代DLP TV采用HD1 1280×720像素DMD，證明了在背投電視中采用DMD的可行性。這第一批DLP電視具有出色的圖像質(zhì)量，盡管價格較高。第二代HD2芯片組于2002年推出，它全面改善了圖像質(zhì)量，并縮減了系統(tǒng)成本，使DLP高清電視加入到了市場主流中。

TI第三代芯片組的目標(biāo)是繼續(xù)達到更高的圖像質(zhì)量和分辨率，并同步降低系統(tǒng)成本。其第三代芯片和SmoothPicture技術(shù)的研發(fā)使這些目標(biāo)成為現(xiàn)實。

菱形DMD陣列
在前兩代DMD芯片上，TI采用正交像素陣列來產(chǎn)生1280×720的圖像。正交陣列采用1:1的圖形像素和微鏡顯示比率。這意味著每個微鏡被專用于顯示器件上的一個圖形像素(如圖1)

圖1：HD2+、HD2和HD1 MDM所采用的正交像素布局圖。

為了實現(xiàn)更高的分辨率且同步降低系統(tǒng)成本，TI開發(fā)出了創(chuàng)新的DMD。該DMD采用菱形像素排列方式(當(dāng)中的微鏡相對于正交DMD中的而言被旋轉(zhuǎn)了45度)，如圖2。

圖2：在新型HD3和xHD3 DMD中采用的菱形像素排列方式。

兩款DMD分別對應(yīng)1280×720p和1920×1080p高分辨率電視標(biāo)準(zhǔn)。在1080p器件中，新型DMD菱形像素排列方式支持1920×1080分辨率，有960個特定的縱對和540個特定的橫對(1對包含1黑1白)。這使得顯示1920×1080分辨率的圖像只需要正交陣列中1半的像素，對角像素有一些損失。通過采用該菱形結(jié)構(gòu)，1080p DMD芯片的尺寸接近HD2 720p芯片的尺寸，能顯示更多垂直和水平信息，更具成本效率。

SmoothPicture技術(shù)
雖然菱形DMD陣列有效地改善了系統(tǒng)成本，但在顯示屏幕上所有原始圖像像素上卻是不足的。原始圖像必須經(jīng)過過濾，生成只有原始一半像素的圖，以被顯示在DMD上。TI的SmoothPicture技術(shù)結(jié)合菱形DMD陣列，其固有的高速微鏡開關(guān)速度和光學(xué)激勵器可生成能顯示全像素圖像(在屏幕上包含所有原始圖形像素)的系統(tǒng)。帶SmoothPicture的激勵器光學(xué)水平轉(zhuǎn)移DMD圖像，與DMD上兩個分離數(shù)據(jù)子幀的顯示相協(xié)調(diào)(見圖3)。采用高速開關(guān)DMD，包含圖像中所有原始像素數(shù)據(jù)的兩個子幀能夠在16毫秒的掃描時間內(nèi)被顯示。

圖3：SmoothPicture光路圖

參考圖4，每個輸入視頻幀被分成2個分離子幀，一個子幀包含所有的奇數(shù)像素，另一個包含所有的偶數(shù)像素。16毫秒的掃描時間被再分為2個8毫秒的子掃描時間。在第一個子掃描時間中，奇數(shù)子幀數(shù)據(jù)被顯示。在第二個子掃描時間開始時，激勵器水平移動DMD圖像1/2像素，然后偶數(shù)子幀數(shù)據(jù)被顯示。這樣，屏幕上的圖像就包含了原始幀中的所有像素，并在60HZ視頻掃描時間內(nèi)構(gòu)建成。