作者 李坚 徐遥令 张曼华
深圳创维-RGB电子有限公司全球研制中心(广东 深圳 518108)
摘要：提出一种超高清激光电视体系的规划计划，详细论述了计划的规划原理。体系TV SoC模块将电视信号处理成像素为4M*2N@f的超高清图画信号，图画处理模块对超高清图画信号进行采样、切割和倍频处理后得到2路
M*N@2f的高清图画信号，DMD驱动模块对2路高清图画信号进行兼并处理得到
M*
N@2f图画信号来驱动DMD芯片，DMD芯片投射出分辨率为M*N的图画光;选用振镜使DMD投射的相邻帧图画光方位微移，然后显现出4M*2N@f的组成画面。该计划可以快速使用于超高清激光电视产品，具有广泛使用价值。
*基金项目：深圳市技能攻关项目，4K超高清激光电视关键技能研制(编号：JSGG20160229103804363)
李坚，硕士，高级工程师，创维集团全球研制中心国内产品院院长，研讨方向：电视的研讨开发及项目办理;徐遥令，硕士，高级工程师，研讨方向：电视的研讨开发及项目办理作业;张曼华，主任工程师，研讨方向：电视技能研讨及项目策划安排。
0 导言
激光显现具有色域覆盖率大、颜色饱和度高、功耗低、显现画面尺度可变等特色，被认为是最具有发展前景的显现技能之一[1-2];与液晶、OLED等技能比较，激光电视还能以更低的本钱完成超大尺度画面;现在激光显现包含DLP、LCOS和LCD，而DLP(数字光处理)显现能更好地坚持颜色不失真、环保，使用广泛[3-4]。超高清激光电视具有更大屏幕、超高分辨率、传神颜色等，能为顾客供给更健康杰出的家庭视听体会，招引了创维和海信等传统电视厂商、小米等新式互联网公司、极米创业型公司的参加。现在选用DLP技能的超高清激光电视处于前期研讨阶段，包含超高清成像芯片、DMD(数字微镜设备)、光学引擎等并未老练，计划十分少。
本文规划出一种超高清激光电视体系计划：体系首先将电视信号处理成像素为4M*2N@f的超高清图画信号，并进行采样、切割和倍频处理后得到2路
M*
N@2f的高清图画信号;然后使用2个高清驱动器对2路高清图画信号处理后兼并为M*N@2f图画信号驱动DMD芯片，DMD芯片投射出分辨率为M*
N的图画光;最终选用振镜使DMD投射的相邻帧图画光方位微移、然后显现出4M*2N@f的组成画面。
1 体系原理
超高清激光电视体系原理框图如图1所示，包含超高清图画帧生成、超高清图画帧转化、激光超高清显现三个部分组成。
超高清激光电视体系作业原理为：
1)超高清图画帧生成部分(即TV SoC模块)，包含信号接口和解码及图画处理模块，将电视信号处理成像素为4M*2N@f的超高清图画信号。详细为：
信号接口模块接纳射频、HDMI、USB、网络等电视信号。信号解码及图画处理模块对电视信号进行解码及色域转化、伽玛校对、降噪等图画处理，然后进行像素分辨率转化及帧频转化，将接纳到的电视信号转化成超高清帧图画Xi，构成超高清图画帧序列X{X1、X2、…、Xi、…、Xf}，帧频为f，如图2所示。帧图画Xi的像素矩阵为4M*2N、像素为Xi(u*v);其间i为1、2、…、f，u为1、2、…、4M，v为1、、2、…、2N。
2)超高清图画帧转化部分(即图画处理模块)包含榜首子图画帧和第二子图画帧生成模块，对超高清图画信号进行采样、切割和倍频处理后，得到2路M* N@2f的高清图画信号。详细为：
榜首子图画帧生成模块接纳到超高清帧图画Xi后，对其进行水平缓笔直采样，得到榜首子帧图画XFi，XFi像素矩阵为
M*
N，像素为XFi(e*g)，其间e为1、2、…、M，g为1、、2、…、
N。移除超高清帧图画Xi的上述像素Xi(u*v)，将剩下像素进行从头排列组合，构成榜首子帧图画XBi，XFi的像素矩阵也为M*N，像素为XBi(p*q)。其间，p为1、2、…、
M，q为1、、2、…、
N。将XFi和XBi按次序排列组成序列帧，构成榜首子图画帧序列XFB{XF1、XB1、XF2、XB2、…、XFi、XBi、…、XFf、XBf}，帧频为2f，如图2所示。
第二子图画帧生成模块接纳到榜首子帧图画XFi和XBi后，对其进行笔直图画切割，得到第二子帧图画(XFLi,XFRi)和(XBLi,XBRi)，XFLi和XFRi分别为榜首子帧图画XFi的左半像素和右半像素，XBLi和XBRi分别为榜首子帧图画XBi的左半像素和右半像素，XFLi和XFRi、XBLi和XBRi的像素矩阵为
M*
N; 将第二子帧图画(XFLi,XFRi)和(XBLi,XBRi)按次序排列成序列帧，构成第二子图画帧序列XFBLR{(XFL1,XFR1)、(XBL1,XBR1)、(XFL2,XFR2)、(XBL2,XBR2)、…、(XFLi,XFRi)、(XBLi,XBRi)、…、(XFLf,XFRf)、(XBLf,XBRf)}，帧频为2f，如图2所示。将第二子帧图画(XFLi,XFRi)和(XBLi,XBRi)顺次送至DMD驱动器，其间，XFLi(或XBLi)送至DMD驱动器A，XFRi(或XBRi)送至DMD驱动器B。
3)激光超高清显现部分包含DMD驱动模块、激光及光学处理模块、DMD芯片、菱镜、振镜、镜头及显现屏幕。使用2个高清DMD驱动器A和B分别对第二子帧图画的2路高清图画信号处理后兼并为M*N@2f图画信号驱动DMD芯片，DMD芯片投射出分辨率为M*N的图画光;最终选用振镜使DMD投射的相邻帧图画光方位微移，然后显现出4M*2N@f的组成画面。详细为：
DMD驱动器A和驱动器B先分别对XFLi和XFRi一起进行处理，输出兼并图画信号COL_S为COL_S_F以及振镜同步信号SF_SYN为高电平;然后DMD驱动器A和驱动器B分别对XBLi和XBRi一起进行处理，输出兼并图画信号COL_S和COL_S_B以及振镜同步信号SF_SYN为低电平;如图2所示。在输出COL_S信号的一起输超卓轮操控信号CW_CTR。
CW_CTR信号操控激光及光学处理模块将颜色光顺次照耀至DMD芯片上的微镜阵列;DMD芯片根据图画信号COL_S_F来翻开或封闭微镜阵列上图画信号像素对应的微镜、将图画信号转化为图画光，SF_SYN为高电平，振镜为榜首方位，图画光经过分光/合光棱镜、振镜、镜头后，将图画光投射至显现屏幕出现榜首图画，如图2所示。出现的榜首图画对应的是第二子帧图画(XFLi,XFRi)或榜首子帧图画XFi，显现了超高清帧图画Xi的一半像素内容，分辨率为
M*
N。紧接着DMD芯片根据图画信号COL_S_B来翻开或封闭微镜阵列上图画信号像素对应的微镜，将图画信号转化为图画光，SF_SYN为低电平，振镜为第二方位，图画光经过分光/合光棱镜、振镜、镜头后，将图画光投射至显现屏幕出现第二图画，如图2所示。相同，出现的第二图画对应的是第二子帧图画(XBLi,XBRi)或榜首子帧图画XBi，显现了超高清帧图画Xi的另一半像素内容，分辨率也为
M*
N。
出现的榜首图画和第二图画在屏幕上处于对角交织的方位，如图2所示。屏幕构成的榜首和第二图画顺次进入人眼，因为人眼视觉暂留、出现为分辨率为4M*2N、频率为f的组成画面。
2 体系完成
完成的超高清激光电视体系框图如图3所示，由4K SoC、图画/格式转化、4K DMD驱动、DMD芯片、色轮激光光学处理、激光模组等组成;体系中M*N为3840*2160(即4K*2K)。
4K SoC模块对音视频电视信号进行解码、音视频别离等处理，输出4K*2K@60Hz VBO图画信号，以无线的办法将音频信号送至无线音箱;及宣布操控信号或接纳检测信号操控电源及激光驱动模组等。图画/格式转化模块对VBO图画信号进行采样、切割和倍频等处理，输出2路1358*1528@120Hz LVDS信号给DMD驱动模块。4K DMD驱动模块由2个高清驱动器组成，接纳2路LVDS信号后、将其兼并转化成2716*1528@120Hz的TTL电平图画信号驱动DMD芯片;及宣布操控信号或接纳检测信号，操控DMD芯片、色轮、激光驱动模块等。色轮快速旋转、及蓝色光激起色轮发生红绿等多色光，各种颜色光顺次投射至DMD，DMD在TTL图画信号操控下快速偏转、构成图画光经过镜头投射出后出现为分辨率为2716*1528的图画。振镜以120 Hz振荡、操控图画光微移，使得2个2716*1528的出现在交织的方位，出现分辨率为3840*2160的组成画面。
体系中电源模块将交流电转化成12 V、24 V直流电，为整个体系供电;驱动模块驱动激光模组宣布蓝色激光、经分散、聚集等光学处理后将蓝色激光投射至色轮，激起色轮五颜六色各色光。
3 定论
本文提出一种超高清激光电视体系的规划计划，经过对超高清信号进行采样、切割、倍频等处理后得到高清信号，使用高清DMD驱动器、DMD器材等将高清信号转化为图画光;及使用振镜操控2个图画光的投射方位，使其交织出现出组成的超高清显现画面。该计划已使用于创维超高清激光电视，作用杰出;可以快速使用于超高清激光显现产品，具有广泛使用价值。
参考文献：
[1]柴燕,毕勇,颜博霞,等.全球激光显现技能专利散布格式与态势剖析[J].液晶与显现,2011,26(3):329-333.
[2]康玉思,田志辉,刘伟奇,等.激光显现广角球幕投影镜头规划[J].液晶与显现,2014,29(3):333-338.
[3]徐遥令;侯志龙;梁金魁.一种激光电视的图画处理办法、体系及激光电视:我国,201510514565.6[P].2015-12-02.
[4]王延伟,毕勇,王斌,等.大屏幕激光投影与激光电视[J].液晶与显现,2010,39(4):232-037.
本文来源于《电子产品世界》2018年第7期第26页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
