视频控制芯片ＷＴ８８７１在小尺寸液晶屏上的应用|小尺寸液晶屏规格

　　摘要：视频控制芯片WT8871具有视频处理效果良好、集成度高、性价比高等优点。本文介绍了WT8871的内部结构，以及结构中每个模块的工作原理和主要功能。接着介绍了WT8871在小尺寸TFT-LCD显示方面的应用。利用在小尺寸TFT-LCD显示方面的特点，架构了一个完整的硬件系统，并展示一个较完整的软件开发流程。
　　关键词：视频解码器；画面缩放控制器；2D梳状滤波器；反交错显示
　　中图分类号：TN104.3文献标识码：B
　　
　　The Application of Video Controller WT8871 in The Small Size TFT-LCD Display
　　
　　 ZHANG Hua-wei1 ，KE Xi-zheng1，WANG Xu-guang2
　　(1. Institute of Automation & Information Engineering ,Xi"an University of Technology，Xi"an 710048；2. ViHonor Opto-Electronics Co.,LTD，Shenzhen 518100，China)
　　
　　Abstract:The chip of video controller WT8871 provide with excellent video decoder effect, high integration, high capability in value and so on. Its interior frame, the main features and the working principle of every module are introduced in this paper. In addition, the application of WT8871 in TFT-LCD display are introduced. Taking advantage of the excellence of small size TFT-LCD display, the author have designed a full hardware system and put forward a full flow of the software.
　　Keywords: video decoder; scaler; 2D comb filter; de-interlace
　　
　　引言
　　
　　随着移动视频技术的日益完善，相应的小尺寸液晶显示器由于具有功耗低、体积小、显示清晰以及响应速度快等特点，在便携式DVD播放器、车载电视和手机电视等领域已得到广泛应用。显示器显示画面的质量，与视频处理芯片的功能密不可分。因此，芯片的视频处理效果好、集成度高且性价比高等优点成为人们特别予以关注的话题。
　　1WT8871介绍
　　
　　台湾WeltrendMicrochip公司研发的WT8871是一款功能强大的针对小屏幕液晶显示系统的视频控制处理芯片。其内部集成了微控制器（MCU），模数转换器（ADC），用于产生采样时钟频率的锁相环（PLL），视频解码器（video decoder），画面缩放控制器（scaler），色彩空间转换器（color space conversion）以及时序控制模块（TCON）等。它可接受三通道模拟视频信号输入以及标准BT.656数字视频信号。由外部信号源输入的CVBS、 S-video、Y Cb Cr视频信号经转换成相应的标准亮度和色差信号YUV，通过芯片内部的一系列处理最终转换成驱动液晶显示的时序信号以及适合在液晶显示屏显示的模拟RGB信号。
　　
　　2WT8871内部模块及功能
　　
　　（1）模数转换器（ADC）
　　对视频信号源输入的CVBS复合信号，S-VIDEO,色差分量信号（Y Cb Cr）进行模数变换处理。由外界晶体振荡器提供的时钟频率经过内部PLL产生用来采样模拟输入信号的时钟频率。将CVBS、S-VIDEO 、Y Cb Cr信号转换成10bit数字信号。
　　（2）视频解码器（video decoder）
　　经过ADC转换成的数字信号，进入视频解码器。这种解码器支持NTSC、PAL、SECAM模式的信号输入。其内部集成自动增益控制（AGC）、YC分离2D梳状滤波器（2D Comb Filter）等。ＡＧＣ的作用是将ＣＶＢＳ或Ｙ信号放大到所需的信号幅值，使之与ＡＤＣ输入电压范围相同。2D梳状滤波器完成把复合信号中的YC信号分离，转换成标准YUV4：2：4格式的信号。原理如图2所示：
　　
　　由于采用的为二维滤波器，对于高频信号不能很好地分离,使得画面的细节部分出现异常颜色。为了对亮色分离作进一步的补偿，增强系统的瞬态响应，弥补信号在传输过程中的损失，此解码器采用了瞬时亮度增强(luminance transient improvement，LTI)，以及瞬时色彩增强(color transient improvement,CTI)技术。该技术的原理是将传输过程中减缓的信号变换恢复为剧烈的变化，使图像中的物体边缘更加清晰，色彩变化更加锐利。处理过程如图3、图4所示：
　　
　　 （3）输入符号处理器（input processor）
　　 此模块完成像素的自动检测，生成标准的行、场频率以及标准时序。对视频信号的有效活动区进行自动检测。
　　（4）De-interlace
　　由于视频信号CVBS、S-Video显示格式一般都是采用隔行显示的方式。隔行扫描信号是将一帧数据分成奇偶两场，交替在显示屏上显示出来，利用人眼的迟滞效应还原成完整的图像。这种方式的扫描会带来行间闪烁，降低了图像的清晰度。因此有必要将隔行信号转变成逐行信号。De-interlace模块把隔行格式的数字YUV信号进行逐行处理后输出标准逐行格式的数字YUV信号。
　　（5）画面缩放控制器（scaler)
　　对前端进来的多种格式数字视频信号进行处理，包括：色度亮度处理，图像大小缩放，画质改善等。把输入的像素转换成与屏幕相匹配的像素，其放大，缩小比例由内部寄存器进行编程控制来完成参数的设置，使得画面显示大小与屏幕大小相匹配。
　　（6）标准信号生成模块
　　对亮度信号，色度信号进一步处理。通过对对比度、亮度、饱和度等调节，设置相应的寄存器参数来改变显示值。然后通过色彩空间转换器来转换生成适合在液晶屏显示的RGB信号，其过程如图5所示：
　　（7）GAMMA矫正
　　由液晶显示原理可知：在液晶显示器显示时，透过的光线与液晶的旋转角度有关。而液晶的旋转角度与驱动电压的大小成正比，但成非线性变化。为了使之能线性化，常常要对非线性进行补偿。因此要对输出的R、G、B信号分别进行GAMMA矫正，使得最终输出的线性化，画面更加完美。原理如图6所示：
　　
　　3软件部分设计
　　
　　（1）初始化: WT8871内部各功能模块初始化，完成EEPROM的位置规划，参数预先设置，MCU的初始化，全局变量初始化，以及各寄存器的初始化。
　　（2）输入信号检测:根据所输入的信号来判断出正确模式。NTSC（标准分辨率720×486，VTOTAL:525），PAL (标准分辨率720×576，VTOTAL:625)。读取与视频模式判断有关的寄存器，从中锁定视频信号并读取检测到的信号场频，来判断输入视频的制式。根据信号的判断参数调用与之相对应的各个设置参数，通过画面缩放控制程序片段来调整与液晶屏幕大小相适应。
　　（3）图像处理相关寄存器设置:对控制各个功能模块的寄存器，设置最佳参数，来完成亮度、对比度、饱和度的调节，Gamma矫正函数的调用，使之显示出最佳图像。
　　图7和图8分别为部分软件流程图和程序编译烧录流程图:
　　
　　
　　4实验结果
　　
　　图9和图10分别为搭配PRIME VIEW PA079SE模拟显示屏的整体硬件系统及所显示的效果图：
　　5结论
　　
　　本文在介绍WT8871视频处理芯片的基础上，通过架构一个完整的显示系统，用PRIME VIEW PA079SE模拟液晶显示屏根据在实际场合的用途来增添相应的程序片断完成图像的缩放，上下或左右反转，信号制式的正确判断和显示。完全适合小尺寸显示屏等视频应用场合。为了存贮更多的图像信息来显示，可以根据需要进行外部存贮器的扩展，如Flash Memory。此外，为了能与多种不同类型的显示屏相匹配显示，把显示屏的类型、参数设置一个整体文件，只需在全局变量加以改变显示屏类型，就可以兼用。
　　
　　参考文献：
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　　[5]谢崇凯.液晶显示器的驱动原理[M].2006.省略。