Устройства и методы обработки видеосигналов

О синхронизации.
Мы "перевели" аналоговый видеосигнал в цифровой вид. А что дальше? Как, например, смикшировать два видеоизображения? Скажем честно, в аналоговом виде, имея два асинхронных видеоисточника это сделать невозможно. Переведенный в цифровой вид видеосигнал должен пройти через кадровый синхронизатор, который "привязывает" по времени один видеосигнал к другому. По сути дела кадровый синхронизатор представляет собой буфер специальной видеопамяти, обычно на один кадр. Специальная арбитражная логика позволяет через независимые шины данных одновременно и асинхронно записывать и считывать из него видеоинформацию. Скорость считывания может задаваться синхросигналами, выделенными из другого видеосигнала. Следовательно, выходной поток информации видеобуфера будет синхронным с видеоинформацией второго видеоисточника. Пример построения кадрового синхронизатора приведен на рис. 17.

Рис. 17 Блок-схема кадрового синхронизатора. К сожалению, видеосигнал, выдаваемый аналоговыми видеоисточниками, особенно формата VHS и S-VHS не является стабильным. Длительность строки может изменяться на несколько микросекунд, тогда как для качественной и стабильной видеокартинки требуется высокая стабильность временной базы. Специальные сигнал генераторы могут выдавать временной интервал с точностью до 2 nS. Теперь представим, что в качестве второго видеоисточника в описанном выше кадровом синхронизаторе мы будем использовать этот стабильный генератор временной базы. При этом видеоинформация будет выводиться "привязанной" к стабильной временной базе независимо от "флуктуаций" входного видеосигнала. Такие устройства называются корректорами временных искажений (time base corrector). Иногда в целях упрощения временной корректировке подвергается только строчная информация, т. е. восстановление сигнала происходит по сигналу предыдущей строки. При оцифровке нестабильного видеосигнала и "привязке" его к стабильной временной базе существует масса "подводных камней", например, если оцифровывать видеосигнал стабильной частотой дискретизации, то в разных строках будет разное число пикселей и встает вопрос что делать с "лишней" и где взять "недостающую" информацию. Разные фирмы решают этот вопрос по-разному, используя различные "фирменные" алгоритмы обработки сигналов. В простейшем случае "лишняя" информация просто отбрасывается с последующей фильтрацией нелинейных искажений. Этот фильтр может быть довольно сложным. Например, модно использовать адаптивный рекурсивный цифровой фильтр для устранения шумов из "зашумленной" видеокартинки. Еще одна функция time-base корректора это транскодирование и цветокоррекция видеоинформации. Используюя на входе аналоговый или цифровой мультистандартный декодер, а на выходе аналогичный кодер, можно преобразовывать сигналы из одной системы кодирования цвета в другую (например, PAL в SECAM или NTSC и наоборот). Также при наличии в time-base корректоре кадрового синхронизатора возможны некоторые спецэффекты, например, стоп-кадр ("заморозка" картинки), стробоскоп, мозаика, смазывание и т. д.