NTSC视频信号的数字解码方案研究与实现

当前数字电视发展速度很快,在个别地方甚至已经开始逐步普及,但是由于经济,技术等原因,在电视广播领域,模拟电视广播还将在很长一段时间内占据主导地位.在不改变现有模拟电视广播系统的条件下,如何有效的提高视频图像的质量已经成为一个热门的话题.将数字解码技术用在改善传统的模拟电视广播质量上,用数字方法提高模拟视频的图像质量,和传统的模拟视频解码相比,解码性能较高,并且为后端数字视频处理提供优质视频源.对于模拟视频信号的解码系统,亮色分离和色度解调是视频解码的两个关键点.对于NTSC（national television system committee）制式的视频解码,当前已有的几种优质的解码算法中,亮色分离均用3D自适应梳状滤波,色度解调采用数字锁相环,均能实现优质的视频解码效果,但其共同点为算法复杂,硬件实现难度大,成本高.本文在深入研究NTSC制式编解码的基础上提出一种精简高效的数字解码方法,将传统的NTSC制式彩色全电视信号,通过高速高分辨率的FPGA（field programmable gate array）硬件采集系统转化为数字视频流,提出一种改进型自适应2D梳状滤波器进行亮色分离,相比3D梳状滤波器,在满足视频解码质量需要的基础上大幅度简化了算法,利用相位估计法恢复色同步副载波,相比数字锁相环,除简化了算法外,还避免了数字锁相环偶尔失锁的可能,且对前端视频数字化采集的采样率无特殊要求.解码后的视频分量信号可在数字视频设备上直接显示,并可为后端的数字视频图像处理等提供优质的数字视频信号源.该解码算法在MATLAB上模拟,具有解码后的图像质量良好,运算速度快和解码系统精简等特点.