電視信號轉換裝置的制作方法

文檔序號：7935033閱讀：276來源：國知局

專利名稱：電視信號轉換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電視信號轉換裝置，用于視頻信號處理，特別是涉及一種將各種電視信號轉換為高清電視信號的裝置。
背景技術：
中國中央電視臺免費地面數字高清電視于2008年1月1曰在北京正式開播，這標志著我國地面數字電視國標實質性啟動，也意味著我國高清時代的來臨，同時隨著高清平板電視價格的不斷下降，越來越多的消費者更傾向于購買高清電視，在這兩個因素推動下，高清電視市場前景將變得越來越廣闊。
然而，要想收看到真正意義上的高清晰度電視，必須同時具備以下三個條件高清電視機、高清節目源、高清機頂盒。由于高清電視處于剛剛起步階段，開通的高清頻道節目內容不豐富，而且高清節目制作成本比普通標清節目要高出許多，收看高清電視需要支付一定的費用。另外，由于地面數字高清電視采用國家標準中單載波的調制方式，要收看高清電視還需要配備一臺高清電視機頂盒，而高清電視機頂盒價格是普通的數字電視機頂盒的好幾倍，這些因素都直接導致了普通消費者承擔著過高的收看成本，使得高清電視完全推廣任重而道遠。

實用新型內容
鑒于以上提到的高清電視節目源不豐富，收看成本過高的不足
4之處。本實用新型提出了一種將各種電視信號轉換成高清電視信號的裝置，以實現將普通的電視信號轉換成統一的高清電視信號的目的，解決了高清節目源不豐富的問題，而且采用普通的電視信號源不需要支付昂貴的收看費用。同時此裝置具有成本低、功能強、使用方便等優點，可以作為高清電視機頂盒的代替品，有效降低了普通消費者收看高清電視的成本。
為了解決上述問題，本實用新型提供一種電視信號轉換裝置，
用于將各種電視信號轉換為高清電視信號，包括
信號接收單元，該信號接收單元對應上述各種電視信號進行接收和解調，由多種類型的電^L信號源接收單元和解碼單元組成；
信號處理單元，該信號處理單元對由所述信號"l妄收單元處理后的多種類型的電視信號源進行解壓和必要的格式轉換、圖像放大處理后，形成符合高清顯示用的高清數字視頻流數據；
輸出接口，將處理完畢的所述高清數字視頻流數據輸出到高清屏幕上進行顯示。
通過上述的方案，可以將多種普通的電視信號轉換成統一的高清電視信號，解決了高清節目源不豐富的問題，而且收看費用低。同時此裝置具有成本低、使用方便，可以作為高清電視機頂盒的代替品。
又，在所述的電視信號轉換裝置中，所述信號接收單元可以包括接收傳統的地面模擬電視信號或有線;漠擬電視信號的模擬電視信號接收單元，該模擬電視信號接收單元包括模擬電視高頻調諧器、模擬電視解調器和模擬視頻解碼器。
又，在所述的電視信號轉換裝置中，所述信號接收單元可以包括接收有線數字電視信號的有線數字電視信號接收單元，該有線數字電視信號接收單元包括數字電視高頻調諧器、數字電視調諧器
5和CA授權解密器。
又，在所述的電視信號轉換裝置中，所述信號接收單元可以包括接收地面廣播數字電視信號的地面廣播數字電視信號接收單元，該地面廣播數字電視信號接收單元包括地面電視接收天線、數字電
視高頻調諧器、數字電視解調器和CA授權解密器。
又，在所述的電視信號轉換裝置中，所述信號接收單元可以包括接收外部模擬和數字視頻輸入信號的外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元，該外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元包括并聯
的模擬視頻解碼器、高速視頻ADC模數轉換器和專用數字差分信號解碼器組成。
又，在所述的電視信號轉換裝置中，所述信號處理單元內部設計多個通道的處理單元以進行多種電4見信號源的處理，所述信號處理單元包括控制管理單元、TS流選通器、多媒體處理器、ccir到rgb顏色空間轉換器、以及分辨率放大器。

圖1為本實用新型的系統結構示意圖2為地面模擬電視信號或有線模擬電視信號接收單元示意
圖3為有線數字電視信號接收單元示意圖4為地面廣播數字電視信號接收單元示意圖5為外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元示意圖6為信號處理單元示意圖7為模擬電視信號轉成高清電視信號的實施例圖8為有線數字電視信號轉成高清電視信號的實施例圖9為地面廣播數字電視信號轉成高清電視信號的實施例圖；圖10為外部模擬視頻輸入信號轉成高清電視信號的實施例
圖11為外部輸入的PC機輸出VGA信號轉成高清電視信號的實施例圖12為外部輸入的DVI和HDMI信號轉成高清電視信號的實施例圖。
具體實施方式
本實用新型的目的是為了解決高清信號源內容不豐富，收看高清電視成本過高的問題，提出了一種將各種不同類別的電視信號轉換成統一的高清電視信號的裝置。
根據本實用新型的系統結構示意圖圖1所示，本實用新型主要
由電視信號接收單元、電^L信號處理單元以及輸出接口組成，因此具體的實現過程為如下幾個步驟
步驟一各信號接收單元中根據接收信號類型的不同可以分為地面模擬電視信號或有線模擬電視信號接收單元、有線數字電視信號接收單元、地面廣播數字電視信號接收單元、外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元等幾個子單元。
對于地面模擬電視信號或有線模擬電視信號的接收，模擬電視信號接收單元11主要包括模擬電視高頻調諧器110、模擬電視解調器111和模擬視頻解碼器112三個部分。由該接收單元接收到的傳統地面模擬電視信號或有線模擬電視信號通過模擬電視高頻調諧器110進行電視信號的放大和高頻調諧后輸出中頻電視信號，模擬電視解調器111對中頻電視信號進行解調后生成模擬全電視信號CVBS,模擬視頻解碼器112再對CVBS信號進行視頻解碼后得到CCIR656數字視頻信號，并輸出到后續電視信號處理單元20進
7行處理，具體的示意圖如圖2所示。
對于有線數字電枧信號的接收，有線數字電視信號接收單元12主要包括數字電視高頻調諧器120、數字電視調諧器121和CA(條件接收)授權解密器122三個部分。由該有線數字電視信號接收單元12接收到的有線數字電視信號通過數字電視高頻調諧器120進行調諧和混頻后得到數字電視中頻信號，數字電視調諧器121再對數字電視中頻信號進行調諧后產生TS信號，CA(條件接收)授權解密器122再對TS信號進行解密后輸出到后續電視信號處理單元20進行解壓等相關處理，具體的示意圖如圖3所示。
對于地面廣播數字電視信號的接收，地面廣播數字電視信號接收單元13主要包括地面電視接收天線130、數字電視高頻調諧器131、數字電視解調器132和CA(條件接收)授權解密器133四個部分。該地面廣播數字電視信號接收單元13中，地面電視接收天線130負責地面廣播無線數字電視信號的接收和放大后產生高頻電視信號，數字電視高頻調諧器131再對高頻電視信號進行調諧和混頻后產生數字電視中頻信號，中頻信號再經由數字電視解調器132進行解調產生TS流信號輸出到CA(條件接收)授權解密器133，CA(條件接收)授權解密器133再對TS流信號進行解密后產生壓縮態的TS流輸出到后續電視信號處理單元20進行解壓等相關處理，具體的示意圖如圖4所示。
對于外部模擬和數字視頻輸入信號的接收，外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元14主要包括并聯的模擬視頻解碼器140、高速視頻ADC模數轉換器141和專用數字差分信號解碼器142三個部分。模擬視頻解碼器140負責對外部輸入的模擬視頻信號如全電視信號CVBS、亮色信號分離超級端子S-VIDEO等進行視頻解碼和數字化后產生CCIR656格式的數字視頻信號；高速視頻ADC模數轉換器141負責對外部輸入的YCbCr高清分量視頻信號和來自PC等視頻源的VGA信號進行模數轉換后產生數字RGB格式信號；專用數字差分信號解碼器142配合經過授權的HDCP的密匙KEY負責對外部輸入的DVI和HDMI信號進行解碼和格式的轉換產生數字RGB格式信號，以上三種由外部視頻輸入信號產生的CCIR656格式的數字視頻信號或數字RGB格式信號經由后續電視信號處理單元20進行相關處理，具體的示意圖如圖5所示。
步驟二電視信號處理單元20主要負責對接收到的多路不同類型的電視信號源進行解壓和格式轉換處理，主要包括控制管理單元21、 TS流選通器22、多媒體處理器23、 CCIR到RGB顏色空間轉換器24、以及分辨率放大器25等。本方案中針對接收單元提供多路不同類型的電視信號源，內部設計多個通道的處理單元以負責每一個電視信號源的方式處理，具體示意圖如圖6所示意
通道一對于由電視信號源為有線電視信號和地面廣播數字電視信號通過信號接收單元轉換而來的TS流信號，通過TS流選通器22選擇切換后，送到多媒體處理器23進行實時的解壓處理，解壓后產生RGB視頻信號。
通道二對于由電視信號源為傳統模擬電視信號或有線模擬電視信號通過信號接收單元轉換而來的CCIR656格式數字視頻信號，通過CCIR到RGB顏色空間轉換器24進行顏色空間轉換后，產生RGB視頻信號。
通道三對于由電視信號源為外部模擬和數字視頻輸入信號，其中模擬視頻信號如全電視信號CVBS、亮色信號分離超級端子S-VIDEO等進行視頻解碼和數字化后產生CCIR656格式的數字視頻信號通過CCIR到RGB顏色空間轉換器進行顏色空間轉換后，產生RGB視頻信號。而DVI和HDMI信號進行解碼和格式的轉換后直接產生數字RGB信號。
為了滿足高清電視信號播放要求，圖像的分辨率必須為 1920x1080及以上，而普通的電視信號的分辨率達不到高清的標準，因此需要對分辨率進行放大處理，將由前面三個通道產生的RGB 信號通過分辨率放大器產生符合高清標準的電視信號，本方案對于具體的放大處理是采用非線性插值算法進行的，首先在水平方向上把前后4個象素點的值作為參考點，來計算中間的插值點，這些計算結果又被用來作為在垂直方向上的參考點，利用上下4行來計算最終的插值像素。目前有多種內插函數可以完成非線性插值，內插函數屬于3次樣條函數，本專利采用稱為catmull-rom函數，由于計算量不大，放大效果比較好，所以這種函數已經成為了事實上的業界標準。下面以計算水平第二行的插值點為例，說明其算法
其中參數u是在區間[O,l)內的實數，在具體的實現過程中，可以將[0,1)區間16等分，得到u值后就可以預先計算好16組B函數，這樣基本上就可以滿足任意比例的放大。
以上各個通道的處理工作都是在電視信號處理單元中的控制管理單元控制協調有條不紊的完成的。
步驟三來自電視信號處理單元的解壓和轉換后的數字視頻信
/(/ + "，力=[/" -1,力,/(/， _/), /('■ +1,力,/(/ + 2， _/)]
500)
￡3(m)
其中
50 O) = -0.5w3 + k2 - 0.5" 5 l(w ) = 1 .5w 3 - 2 .5w 2 + 1 520) = -1.5m3 + 2w2 + 0.5w 53(w) = 0.5i/3 — 0.5k2
10號，通過輸出接口，最終驅動高清屏幕，實現電視信號的高清播放。針對不同實際環境需要，該高清電視信號轉換裝置可進行靈活的現場配置。針對不同的電視信號源可以采用不同的接收單元，具
體的實施方式可以分為以下幾種
實施例1:對于模擬電視信號或有線模擬電視信號，可以先使用接收天線接收模擬電視信號，將接收到的模擬電視信號接入高清電視信號轉換裝置，被轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了模擬電視信號的高清播放，具體示意圖如圖7所示。
實施例2:對于有線數字電視信號，可以采用接收天線接收有線數字電視信號，將接收到的有線數字電視信號接入高清電視信號轉換裝置，被轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了有線數字電視信號的高清播放，具體示意圖如圖8所示。
實施例3:對于地面廣播數字電視信號，可以采用地面電視接收天線接收地面廣播數字電視信號后接入高清電視信號轉換裝置，被轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了有線電視信號的高清播放，具體示意圖如圖9所示。
實施例4:對于由外部輸入的視頻信號，可以將該高清電視信號轉換裝置安置如DVD機、VCD機和機頂盒STB等外部輸入設備與高清屏幕之間，將由DVD機、VCD機和機頂盒STB等外部輸入設備輸出的視頻信號接入高清電視信號轉換裝置轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了外部輸入設備如DVD 機、VCD機和機頂盒STB輸出信號的高清播放，具體示意圖如圖 10所示。
對于外部輸入視頻信號為PC等視頻源的VGA信號，可以將該高清電視信號轉換裝置安置在PC機和高清屏幕之間，將由PC 機輸出的VGA信號接入高清電視信號轉換裝置，被轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了PC機上視頻信號的
高清播放，具體示意圖如圖ll所示。
對于外部輸入視頻信號為DVI和HDMI視頻信號，可以將該高清電視信號轉換裝置安置在帶有DVI和HDMI輸出接口設備和高清屏幕之間，將由帶有DVI和HDMI輸出接口輸出的DVI和 H D MI信號接入高清電視信號轉換裝置，被轉換成高清電視信號，直接輸出驅動高清電視屏幕，實現了 DVI和HDMI視頻信號的高清播放，具體示意圖如圖12所示。
在實際產品應用時，該轉換裝置通常設計在一塊PCB電路板上，電視信號接收單元根據實際接收端口的物理位置需要，可分開設計成一些接收功能子板。
權利要求1. 一種電視信號轉換裝置，用于將各種電視信號轉換為高清電視信號，其特征在于，包括信號接收單元，該信號接收單元對應所述各種電視信號進行接收和解調，由多種類型的電視信號源接收單元和解碼單元組成；信號處理單元，該信號處理單元對由所述信號接收單元處理后的多種類型的電視信號源進行解壓和必要的格式轉換、圖像放大處理后，形成符合高清顯示用的高清數字視頻流數據；輸出接口，將處理完畢的所述高清數字視頻流數據輸出到高清屏幕上進行顯示。
2. 根據權利要求1所述的電視信號轉換裝置，其特征在于，所述信號接收單元包括接收傳統的地面模擬電視信號或有線模擬電視信號的模擬電視信號接收單元，該模擬電視信號接收單元包括模擬電視高頻調諧器、模擬電視解調器和模擬視頻解碼器。
3. 根據權利要求1所述的電視信號轉換裝置，其特征在于，所述信號接收單元包括接收有線數字電視信號的有線數字電視信號接收單元，該有線數字電視信號接收單元包括數字電視高頻調諧器、數字電視調諧器和CA授權解密器。
4. 根據權利要求1所述的電視信號轉換裝置，其特征在于，所述信號接收單元包括接收地面廣播數字電視信號的地面廣播數字電視信號接收單元，該地面廣播數字電視信號接收單元包括地面電視接收天線、數字電視高頻調諧器、數字電視解調器和CA授權解密器。
5. 根據權利要求1所述的電視信號轉換裝置，其特征在于，所述信號接收單元包括接收外部模擬和數字視頻輸入信號的外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元，該外部模擬和數字視頻輸入信號接收單元包括并聯的模擬視頻解碼器、高速視頻ADC模數轉換器和專用數字差分信號解碼器組成。
6.根據權利要求1所述的電視信號轉換裝置，其特征在于，所述信號處理單元內部設計多個通道的處理單元以進行多種電^L信號源的處理，所述信號處理單元包括控制管理單元、TS流選通器、多媒體處理器、CCIR到RGB顏色空間轉換器、以及分辨率放大器。
專利摘要本實用新型涉及一種電視信號轉換裝置，其可將各種不同類別的電視信號轉換成統一的高清電視信號。包括信號接收單元，該信號接收單元對應上述各種電視信號進行接收和解調，由多種類型的電視信號源接收單元和解碼單元組成；信號處理單元，該信號處理單元對由所述信號接收單元處理后的多種類型的電視信號源進行解壓和必要的格式轉換、圖像放大處理后，形成符合高清顯示用的高清數字視頻流數據；輸出接口，將處理完畢的所述高清數字視頻流數據輸出到高清屏幕上進行顯示。
文檔編號H04N5/00GK201286147SQ20082020803
公開日2009年8月5日申請日期2008年9月1日優先權日2008年9月1日
發明者平陳申請人:泰德富華科技(深圳)有限公司

完整全部詳細技術資料下載