随着多媒体技术的迅速发展和普及,人们自然要求计算机上运行的影视软件能在电视上观看，而电视节目和录象带.VCD也能采集到计算机中进行处理。由于芯片技术的飞速发展，所有的愿望都正在或即将变为现实，计算机与电视机的界限也越来越模糊。现在，计算机显示用的是VGA格式，而电视机显示用的是TV格式，如何实现两种完全不同的扫描方式之间的转换，就是本文将要讨论的问题。

１　计算机图象格式

　　首先让我们回顾一下计算机图象格式的发展历史。从单色到彩色到真彩色，计算机图象格式由早期的MacPaint GEM/IMG PCX等格式，到后来继续出现的GIF TIFF BMP TGA和JPEG等格式，它一直是计算机界发展较快的一个领域。MacPaint格式最早来自APPLE公司的Macintosh，是一种位映射式图像文件格式（即在单色图像中，计算机图像缓存中的每一个bit映射到屏幕上的一个像点）。这种格式表示的图象尺寸固定，均为576像点（宽）*720像点（长）。在这种格式中，实际的图像数据只占据文件的很小一部份，位于表头及图样数据之后，以及其简单的格式压缩。一幅MacPaint图象的原始数据可能会占用超过50KB的内存空间或磁盘空间。而实际上包含一个MacPaint图象的磁盘文件很少有这么大。若一幅图象的某一行全是白色，则该行只要用两个byte就可以描述，而不必象它的未压缩形式那样存储在72个byte中。第一个byte称为索引，在此时为，第二个byte为“数据”。解码时将其重复72次就可以形成未压缩形式的对应扫描行。MacPaint文件的引人之处在于它们的数量非常多。无数令人感兴趣的图像均以MacPaint格式存储在公用区域中，且没有版权保护。这种格式的缺点是固定的图像尺寸和超长的表头。GEM/IMG图像文件格式是基于MacPaint格式有效的图像压缩方法.易于解码的格式等优点，由DigitalResearch公司创建的与MacPaint格式相比它适用于任何尺寸的图像。一般应用于DigitalResearch应用程序和VenturaPublisher排版软件。IMG文件的表头只有16byte。PCX格式是由ZSoft公司为它的PCPaintbrush图形软件创建的。通常用于与IBMPC兼客的计算机，与PCPaintbrush图形软件一起使用。它是计算机图像技术中第一个支持彩色图像的文件格式。它引入了调色板的概念。目前大多数PC软件支持PCX格式的版本5，可以自行定义颜色面板。它一直是非WINDOWS（DOS）位图图像的事实上的标准,并且大多数图形程序都提供从它们自己的图像格式到PCX格式的转换方法。它不只是一种单独的格式，它包括诸如8位，16位和24位彩色格式，以及真灰度格式和单色格式等一系列图像格式。所有PCX文件均携带一个8byte的表头，用于定义图像的尺寸，彩色调色板及其它一些有关的图像数据。

　　GIF是“GraphicsInterchangeFormat”图形交换格式的首字母缩写，是目前最流行的通用图象格式之一。由CompuSever公司推出，它是一种压缩文件格式，因为它能最大限度地减少文件转换时间，所以常用于从简报.磁盘库.光盘中得到图象。GIF在创建时已充分考虑了视频硬件的显示尺寸将会不断扩展，它对使用者完全开放，并予留了许多可用于扩展的“中断口”。由一个256色GIF图象文件创建的彩色图片看上去非常逼真。与在电视屏幕上看到的正常模拟图象几乎没有差别。GIF格式采用可变长度LZW压缩方法，该压缩技术的关键是“标记”，即用某种“标记”表示其可预测部分。LZW压缩技术与其它压缩技术的区别点在于它能够动态产生“标记”。虽然编码和解码相对复杂一些，但LZW压缩比.BMP和.PCX图象采用的游程长度编码压缩RLE有一个重要的优点：压缩率高。

　　TIFF是目前流行的图象格式中最复杂的，它们可以支持各种尺寸的高达24位彩色的图像。其最大特点是可移植性，很容易在各种不同结构的机器之间移植而无需过多的变动，常用于应用程序与计算机平台之间的文件交换。它不依附于某种专用软件，因此各种各样的应用程序都可以支持它们。TIFF格式也采用LZW压缩方法。TIFF格式为不同的图象提供优化的子格式：

　　B类TIFF文件是由编码成每个像素一位的黑白图象构成。

　　G类TIFF用于每个像素4位或8位（16或256级灰度）组成的  灰度图象。

　　P类TIFF文件用每个像素1到8位支持彩色调色板。

　　R类TIFF用于每个像素24位的图象。

　　F类TIFF文件用于传真图象。

　　BMP格式是一种运行于WINDOWS下的标准的位图图象文件格式。目前被各种基于WINDOWS系列操作系统的用户广泛使用。当用户对一幅图象进行存储时，计算机的默认格式就是.BMP。

　　TGA格式是由Truevision公司为视频摄象机图象而设计，用于帧捕捉的最主要的24位图象格式，其典型的图象尺寸为400*512个像素，每像素16.24或32位彩色。

　　JPEG格式一般用来显示照片和WWW以及在线服务的HTML（超文本标记语言）文件，它能保存RGB图象中的所有颜色信息。JPEG也是一种带压缩的文件格式，但在压缩时文件有信息损失。

2         计算机视频显示卡

　　10年前，当人们对微机还很新奇的时候，IBM公司率先推出了CGA（彩色图形适配器）视频显示卡。这种最初的卡能支持最大分辨率640*200个像素的图形，它的分辨率和彩色是非常有限的后来又推出了具有640*350个像素分辨率的EGA（增强型图形适配器）视频显示卡，在这种EGA卡中，有4个分页的显示缓冲区，每一页对应一种颜色平面。接着又发展到了640*480个像素分辨率的VGA以及扩展VGA模式SVGA视频显示卡，它具有1024*768个像素显示。各种显示卡的功能大体相同，它们均可被称为“内存映射设备”。对于计算机来说，它们都是可寻址的内存。它与程序内存的差别在于显示内存含有某些额外的硬件配件，这些配件的功能是监视内存的工作，并促使内存的内容代表的数据在显示屏幕上得以显示。这些数据的实质随着显示卡当时所处的工作模式而变化，若显示卡处于字符模式，则这个硬件配件监视大约4K的显示内存，并把这里的字符送到屏幕上去显示。如果显示卡处于图形模式，它则注视更大范围的内存空间，并要把它发现的数据作为位映射图形来解释。显示卡上显示缓冲区中的数据发生改变时，将引起时刻监视它的硬件配件改变屏幕的显示。对于高分辨率显示，至关重要的是要有足够大的显示内存。一般支持640*480分辨率，256色的VGA卡需配512KB内存；而支持1024*768分辨率，256色的VGA卡则要求1MB的容量。

　　视频显示卡需要提供一种机制，来表示红.绿.蓝三种彩色光线——阴极射线管的三种基本荧光彩色的百分比。构成此机制的一种明显的方法，可以简单的由三个byte（或三个寄存器）来构成每一个像点，每个byte（或寄存器）可分别代表一种基色的百分比。但这样处理占据了大量的存储空间，并需要使用功能强大的计算机系统支持。在调色板驱动的显示卡中，设计者让每个像点并不直接确定它所代表的图象那一点的颜色，即在该点上，像点不能规定红.绿.蓝三色光的百分比。相反它告诉显示卡，在当前的调色板中应使用哪个表项来确定要求的彩色成分。调色板仅仅是一个搜索表，在此表中，每个表项都由三个数字所组成。通常情况下，显示卡在同一时刻能够显示不同彩色的数量是很小的。调色板驱动的显示卡通常能从一个很大数量的颜色范围中挑选出某些颜色进行显示。如EGA卡可以从64种颜色中选择16种进行显示，VGA卡则能从大约25万种颜色中选择256种进行显示。显示卡一次能够显示的不同彩色数，是其调色板规格的一种函数，即调色板内表项的数目。此数目对于EGA卡是16，对于VGA卡则是256。从大量的彩色数中所选出的能够用于显示的彩色数目是一个控制等级的因子。这种控制是显示卡通过它所连接的显像管的三色枪的光强度来实现。在EGA卡的情况下，每支枪都能设置成四种光强度电位之一。因为有三支枪，所以总的彩色数目为4的三次幂即64。

　　在VGA卡的设计中，使用一种模拟监视器。这种监视器没有专门的光强度级差。对每支枪的控制是通过一个模拟电压来实现的。该模拟电压是由连接至监视器的VGA卡中的一个六位数模转换器产生的。数模转换器根据输入的二进制数产生一个与输入相对应的模拟电压信号。6位二进制数可以产生64个分离的数值（2的6次幂），所以VGA卡可以为显像管的三支彩色枪的每一支定义出64个亮度级别。总共可以产生64的3次幂，即262141种彩色。显然以这种彩色成分的精细控制，VGA卡能够产生非常细微的彩色差别。它能以足够的彩色控制来模拟实际情况中的闪光色调.阴影的细节，以及自然光线产生的彩色差别。在实际应用中，对一幅彩色照片进行的数字化处理，很少需要超过256种不同的彩色。

3         VGA显示的特点及与TV显示的区别

　　VGA是视频图形阵列（VideoGraphiceArray）的缩写，它是1987年IBM公司为PC机的显示系统制定的标准。VGA的显示特点是扫描格式繁多，分辨率从320*200一直延伸到1280*1024，行频15.8~70Hz,场频50~100Hz。常见的分辨率有320*200，640*400，640*480，720*350，800*600，1024*768，1280*1024。常见行频有31.4Hz，37.8Hz，57.9Hz，62.5Hz等，常见场频有50Hz，60Hz，70Hz，100Hz等。扫描方式有逐行和隔行，绝大部分是逐行。显示模式有文本和图形之分。显示颜色有16，256，32K，64K，16700K种颜色之分。相比之下，电视扫描只有625行/50Hz和525行/60Hz两种行场频方式，而且全部为隔行扫描方式。

4 VGA到TV的转换原理

　　在专业电视设备中，用数字制式转换器在625行/50Hz和525行/60Hz两种扫描方式之间进行转换。基本原理是通过帧存储器，用一种制式的时序写帧存，而用另一种制式的时序读帧存，并用增减行场的方法调整扫描频率。如从525行/60Hz转换到625行/50Hz，每帧增添100行，每秒减少10场。增减行场会引起运动图象不连续，还必需用内插算法进行平滑。VGA到TV的转换也用同样的原理，即重新设置VGA图形加速器IC中的显示控制寄存器，可把任意显示模式改写成电视扫描方式，但是需要重新编写BIOS程序，实现起来并不容易。要把全部的VGA模式转换成TV格式，还需设计复杂的识别和切换电路，造价很高。VGA几乎全部采用逐行扫描，电脑屏幕上的一条水平单线转换到隔行扫描的电视屏幕上，就会仅出现在单场中，引起明显的闪烁现象。同样，闪烁也会发生在单个像素上。因而必需采取抗闪烁措施。一般的转换芯片中的抗闪烁电路有三行内插滤波器和两行内插滤波器之分，也可以旁路这些滤波器，对应着抗闪烁方式的高.中.无三种。场内插滤波器效果会更好，但成本高。小于电视分辨率720*576的VGA模式，转换为电视格式后会不满屏，而大于电视分辨率的VGA模式会溢出屏幕。因而还要进行补点和增点采样，这点与画中画（PIP）和电视墙所采用的技术相同。VGA模式的象素是正方形，而CCIR601电视标准象素是长方形，VGA图形直接转换成电视图形后会产生几何畸变。在计算机上画一个圆，转换到电视上就变成一个垂直方向伸长的椭圆。因而还需进行几何畸变校正，也称反走样。另外，VGA模式多数为伪彩色，灰度值不进行r校正。而电视显示全部是真彩色，并经过r校正，转换后的颜色和灰度会有差别，要求较高时也需进行处理。