Converging Video

Das PAL-Verfahren gilt mit Recht als geniale Technologie zur robusten Übertragung von Farb-Fernsehsignalen und konnte sich daher seit seiner Einführung 1967 weltweit etablieren. Allerdings mussten bei der Konzeption Kompromisse gemacht werden, um den z.T. konkurrierenden Anforderungen an Kompatibilität, Bandbreite und den Fähigkeiten damaliger Empfänger entgegen zu kommen.So bereitet die heute geforderte Konvergenz der Medien, also der einfache Umstieg zwischen verschiedenen Standards analoger und digitaler Videos einige Schwierigkeiten, müssen doch modulierte Farbdifferenzsignale mit zeilenweise wechselndem Farbträger, Halbbildübertragung und raffinierte Austastlücken unterstützt werden. Erst mit den Möglichkeiten moderner Halbleiterbausteine ist dies zu vernünftigen Kosten darstellbar - Focus Semiconductor hat sich auf dieses Feld spezialisiert und bietet eine Palette von ICs zur Migration zwischen den Welten der bewegten Bilder.

Video-Encoder für TV-Ausgänge 

So können mit den Bausteinen der FS•45x- und FS•47x-Familien analoge Videosignale in den wesentlichen Weltstandards erzeugt werden, wenn die bewegten Bilder in Form digitaler Pixeldaten vorliegen, als paralleler Bitstream eines LCD Ports beispielsweise:

Die HD-fähigen Encoder unterstützen dabei an ihrem digitalen Input-Port sowohl Daten im RGB- als auch YPrPb Farbraum und können mit Wortbreiten von 24/18/16/12 oder 8 bit gespeist werden. Der Datenstrom wird dann intern über eine Demuxstufe in einzelne Pixelwerte aufgetrennt, danach einer Farbraumkonversion unterzogen, skaliert, "entflickert" und über ein FiFo an die Enkodierungsstufe weitergeleitet, die daraus zunächst digitale Signalwerte entsprechend den analogen Ausgabestandards (PAL/NTSC) generiert.

Schließlich stehen 4 10-bit Digital/Analog-Converter zur Verfügung, um analoge Signale entweder als Komponentensiggnal zu erzeugen (FBAS, CVBS), im S-Video-Format (Y/C) oder in Form getrennter Farb- bzw. Farbdifferenzsignale (RGB/YPrPb).

Mit Flicker Filter und Anti-Color-Bleeding zur Studioqualität 

Um den Ansprüchen professioneller Videostudios gerecht zu werden, hat Focus Semiconductor erheblichen Entwicklungsaufwand eingesetzt, die Schwächen der klassisch analogen Übertragungsverfahren wie PAL und NTSC auszubügeln. Als Beispiel sei hier das Zeilenflimmern angeführt.

Zeilenflimmern oder "line flicker" entsteht, wenn Bildinhalte aus dem Grafikbereich der PCs mit Monitoren ohne Zeilensprung auf ein Verfahren wie PAL umgesetzt werden, das mittels Zeilensprungverfahren jeweils 2 Halbbilder (1.,3.,5. Zeile sowie 2.,4., 6. Zeile etc.) nacheinander übertragt.

So wird dann z.B. eine 1 Pixel dicke, horizontale Line in der dritten Zeile nicht bei jedem Halbbild gesendet, sondern nur bei jedem zweiten. Damit flimmert diese Linie mit 25Hz (bei PAL), was je nach Kontrast sehr störend wirkt. Eine übliche Gegenmaßnahme im Bereich des digitalen Videos besteht im sog. Average-Filter über mehrere Zeilen, der zwar Besserung bringt aber auch die Strukturen "verschmiert" (siehe das "e" rechts oben).

Die FS•45x-Encoder dagegen haben einen patentierten, adaptiven 2D-Flickerfilter, der ein Höchstmaß an Flim merreduktion bietet bei weitestgehender Erhaltung der Bildqualität (siehe "e" rechts unten"). Eine weitere "Unart" von PAL (aber auch NTSC) besteht im "Ausbluten" von Farben über die Kanten vertikaler Strukturen. Auch hier haben die Ingenieure von Focus Semiconductor eine Lösung gefunden, die dieses "color bleeding" auf ein Mindestmaß reduziert und damit die Bildqualität erheblich steigert.

FS•45x Encoder-Familie für Studioanwendungen 

FS•47x Encoder-Familie für mobile Anwendungen

Scankonverter

Eine logische Erweiterung der Focus Encoder-Produktpalette stellen sog. Scankonverter dar - ergänzt man TV-Encoder um eine Digitalisierungsstufe am Eingang und einen Bildspeicher zur "time base correction", so lassen sich auch analoge Bildsignale aus Grafikkarten oder anderen Quellen für die Darstellung in klassischen TV-Medien umwandeln.

Die Bausteine der FS•40x-Familie sind Scankonverter der vierten Generation und können zahlreiche Eingangsformate in PAL bzw. NTSC umwandeln, konform mit den Spezifikationen nach SMPTE-170M und CCIR-656.

Der Baustein verfügt eingangseitig über einen Bildskalierer, um die ankommende Bildgrösse auf das Ausgangsformat umzurechnen. Dabei wird ein ausgeklügeltes, von Focus patentiertes Verfahren eingesetzt, mithin so derbe Methoden wie Line- und Pixel-Dropping vermieden. Die anspruchsvolle Skalierung stellt die Wiedergabe des korrekten Grauwertes sicher und bewahrt Farbtreue bei allen Auflösungen des Quellensignals. Unabhängige Justierung der X- und Y-Bildmaße beim Eingang und Ausgang sowie Skalierung und Zentrierung stellen sicher, Applikatioonsdiagramm FS403 mit Genlockdass jeder Computermonitor auf jedem TV-Bildschirm dargestellt werden kann und dabei auch Eigenarten wie Overscan & Underscan und unterschiedliche Bildseitenverhältnisse angepasst werden.