關(guān)于視頻濾波器的選擇策略以及注意事項(xiàng)詳解

集成式視頻濾波器在開始問世時(shí)價(jià)格非常昂貴，是一種主要面向視頻廣播應(yīng)用、性能極高的元件，后來才逐漸發(fā)展為適用于機(jī)頂盒等成本敏感的消費(fèi)電子方案。首款主流集成式視頻濾波器于1990年代初期面世，首先用在定向廣播衛(wèi)星機(jī)頂盒（direct broadcast satellite set-top box）和有線機(jī)頂盒中。那么，視頻濾波器的作用是什么？其一，是可以作為視頻處理器輸出端上數(shù)模轉(zhuǎn)換器之后的重建濾波器;其二是在機(jī)頂盒和DVD設(shè)備中用作視頻處理器輸入端上的抗混疊濾波器（anti-aliasing filter）。

以往，視頻濾波器的選擇十分容易，只需考慮輸出數(shù)量既可：一般復(fù)合視頻（CVBS）采用一個(gè)濾波器，S-video采用兩個(gè)濾波器，DVD播放器采用三分量視頻輸出方案，分別標(biāo)注為Y、Pb和 Pr，這些已經(jīng)成為視頻設(shè)備背面的標(biāo)準(zhǔn)配置。這樣一來，視頻設(shè)備用戶和設(shè)計(jì)人員必需考慮到的模擬輸出數(shù)目總和多達(dá)6個(gè)（即CVBS 、S-video （Y，C）、分量視頻（Y，Pb，Pr））。

不過，隨著更高清晰度視頻的出現(xiàn)，并因成本不斷降低而為消費(fèi)者所接受，形勢(shì)開始改觀。480、720和1080 （以及其它非美國標(biāo)準(zhǔn)視頻）這些數(shù)字的后面開始出現(xiàn)字母“i”或“p”，這種奇怪的數(shù)字/字母組合也成為視頻領(lǐng)域中不斷增加的術(shù)語之一。那么它們代表什么意思呢？480i、1080p等數(shù)字/字母組合是指視頻掃描的顯示行數(shù)，以及是采用隔行掃描（i）還是逐行掃描顯示（p）。隔行意味著各行交替掃描顯示，逐行則是各行按序連續(xù)掃描顯示。

隔行掃描是從舊有CRT屏幕設(shè)計(jì)承傳下來的技術(shù)，其目的是使玻璃面板上的熒光粉層（phosphors）發(fā)光，讓頂部淡出，同時(shí)底部替代，從而使熒光粉層在圖像完成之前不會(huì)消隱。熒光粉發(fā)光時(shí)間必需很長，這樣才能不影響下一幀圖像。逐行則是像素相繼發(fā)光，這種掃描方式的空間分辨率更高，視覺效果更好。顯然，對(duì)于只想觀看視頻，并無意成為視頻工程專家的消費(fèi)者來說，這一切太過復(fù)雜。因此，為了便于理解，同時(shí)便于銷售，需要?jiǎng)?chuàng)造一套簡(jiǎn)短易懂的術(shù)語。于是，在術(shù)語“清晰度”下面就形成了多種數(shù)字/字母組合類別，主要用來描述圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力：清晰度越高，圖像質(zhì)量越好，因?yàn)楦嗟男袛?shù)意味著有更多的像素，使得圖像的色彩和細(xì)節(jié)層次更加鮮明逼真。

關(guān)于信號(hào)的命名和清晰度類別的分類，可以洋洋灑灑寫成一篇厚厚的專題論文，而且可能在很長時(shí)間內(nèi)都會(huì)成為視頻工程師的熱門討論話題。鑒于討論實(shí)際視頻濾波器目的，這里粗略劃分如下：480p以下是標(biāo)準(zhǔn)清晰度（SD），480p是增強(qiáng)清晰度（ED），720p 和 1080i 則為高清晰度（HD）。為方便起見，這里只討論美國標(biāo)準(zhǔn)。此外，在使用高清（HD）這個(gè)術(shù)語時(shí)，許多視頻設(shè)備供應(yīng)商開始有所寬松。為了更加精確規(guī)范，各視頻行業(yè)協(xié)會(huì)提出了HD ready、HD ready 1080p 和 Full HD等術(shù)語，但此舉成敗參半，甚至或許造成更多混亂。為此，視頻濾波器制造商決定采用術(shù)語SD、ED、HD和 1080p HD，根據(jù)濾波器的截止頻率（對(duì)于低通濾波器，則為通帶）對(duì)濾波器進(jìn)行分類：SD 濾波器截止頻率在8MHz左右，ED 在 20 MHz左右，HD 在30MHz左右，而1080p 截止頻率在 65 到70MHz之間。利用截止頻率來分類就非常直接明了。

那么，所有這些視頻清晰度和視頻濾波器的選擇又有什么關(guān)系呢？理解這些新的清晰度標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上揭示出視頻濾波器的選擇必須考慮兩方面因素：設(shè)計(jì)人員必需同時(shí)考慮到通道數(shù)目和清晰度。另外，有兩種方法可實(shí)現(xiàn)集成電路濾波：一種是采用濾波器IC組合，另一種是使用能夠處理所有不同通道和清晰度的單個(gè)濾波器IC。那設(shè)計(jì)人員應(yīng)該如何抉擇呢？方法之一是設(shè)法找到多種能夠滿足各項(xiàng)要求的濾波器。例如，飛兆半導(dǎo)體公司就能夠提供滿足不同要求的廣泛的濾波器組合。

只要通道數(shù)目和清晰度得以確定，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該開始考慮產(chǎn)品選擇的其它關(guān)鍵因素，比如ESD保護(hù)、待機(jī)功耗要求、電壓軌要求和封裝類型，尤其是在移動(dòng)視頻應(yīng)用快速增長的趨勢(shì)下，器件大小也至關(guān)重要。