專利名稱：視頻信號處理裝置及方法
視頻信號處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻信號處理裝置及方法，特別是涉及一種將不同種類音視頻信 號接收后轉(zhuǎn)化為同一特定格式類型信號輸出的裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)實生活中，為節(jié)省室內(nèi)空間并獲得大屏幕的享受，許多家庭用戶購買了大屏幕 壁掛電視。在實際安裝使用的時候，用戶常常會用各種各樣的視頻播放設(shè)備與壁掛電視連 接使用，如DVD播放機，視頻游戲機(如微軟的ΧΒ0Χ)，衛(wèi)星機頂盒等等，這就必須在液晶電 視的后面為每個設(shè)備接上相應(yīng)的音視頻信號線，十分繁瑣，同時，用戶還要面對一大堆無處 可藏信號線，這不僅僅影響了美觀，也有違用戶購買壁掛電視時節(jié)省空間的初衷。因此，設(shè)計一款能夠識別和支持盡可能多的視頻格式信號，視頻信號處理盡量無 損失且保持有穩(wěn)定的輸出信號的視頻信號處理裝置是很有必要的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種視頻信號處理裝置，將其接收到的各種音、視頻信 號轉(zhuǎn)換為同一特定種類信號后輸出至顯示設(shè)備，該視頻信號處理裝置包含主控單元，為一主控芯片；輸出單元，為一所述特定種類信號編碼發(fā)送芯片；信號輸入單元，支持多種類型的音、視頻信號輸入；用戶控制單元，支持用戶通過其對所述視頻信號處理裝置進行控制；以及主控輔助單元，包含若干存儲器，用以存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。其中，所述主控芯片集成有單片機內(nèi)核、視頻處理模塊、圖像縮放引擎和伴音處理 模塊。所述視頻處理模塊接收到不同類別的輸入信號后，對輸入信號進行同步檢測、格 式識別、畫質(zhì)處理并根據(jù)輸入信號和輸入格式完成配置工作。所述特定種類信號為HDMI信號。所述特定種類信號編碼發(fā)送芯片為HDMI編碼發(fā)送芯片。HDMI編碼發(fā)送芯片將主控單元輸出的TTL視頻信號和12S格式的伴音信號經(jīng)過重 新編碼整合成HDMI信號輸出。所述信號輸入單元支持電視信號、復(fù)合視頻信號、亮色分離信號、分量信號、VGA信 號、DVI信號和HDMI視頻信號中的至少兩種。所述用戶控制單元包含本機按鍵控制和遙控控制。所述主控輔助單元包含SDRAM芯片、FLASH芯片和EEPROM芯片。本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用該視頻信號處理裝置處理視頻信號的方法，采用此方法能夠縮短信號處理的時間。該方法順序包含如下步驟
初始化主控單元；獲取顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式；接收輸入信號，配置主控單元的輸入通道；檢測信號并進行圖像處理；判斷圖像是否需要縮放；以及輸出圖像。本發(fā)明的有益效果在于，能夠識別、支持多種視頻格式信號；視頻信號處理盡量做 到無損失(即不影響圖像清晰度)，當(dāng)輸入輸出格式一致時，實現(xiàn)圖像點對點傳輸；修正各 通道輸入信號，保持輸出圖像的各項參數(shù)基本一致；在無法預(yù)知輸入端有無輸入信號、輸入 信號的格式及輸入信號是否穩(wěn)定的情況下保持有穩(wěn)定的輸出信號，同時，本發(fā)明信號處理 時間較短，用戶容易接受。
圖1為本發(fā)明視頻信號處理裝置的功能結(jié)構(gòu)框圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中視頻信號處理的流程圖；圖3為本發(fā)明中視頻信號處理的流程圖。
具體實施方式下面結(jié)合實施例并參照附圖對本發(fā)明作進一步描述。如圖1所示，一種視頻信號處理裝置，將其接收到的各種音、視頻信號轉(zhuǎn)換為同 一特定種類信號后輸出至顯示設(shè)備，該視頻信號處理裝置包含主控單元100，為一主控芯 片；輸出單元110，為一所述特定種類信號編碼發(fā)送芯片；信號輸入單元120，支持多種類型 的音、視頻信號輸入；用戶控制單元130，支持用戶通過其對所述視頻信號處理裝置進行控 制；以及主控輔助單元140，包含若干存儲器，用以存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在本具體實施方式
中，主控單元100為一塊主控芯片，芯片中集成了 一個單 片機內(nèi)核(M-Kernel) 101、一個視頻處理模塊(M-VideoPro) 102、一個圖像縮放引擎 (M-Scaler) 103和一個伴音處理模塊(M-AudioPro) 104。輸出單元110為一塊HDMI編碼發(fā) 送芯片。信號輸入單元120可以支持各種各樣類型的信號輸入，包括電視信號，復(fù)合視頻 信號，亮色分離信號，分量信號，VGA信號，DVI信號和HDMI視頻信號。用戶控制單元130包 含本機按鍵控制和遙控控制2種控制方式。主控輔助單元140包含3個芯片，一顆SDRAM 芯片，一顆FLASH芯片和一顆EEPROM芯片。其中，主控單元100是一塊集成芯片，它集成了一個單片機內(nèi)核101，在本具體實 施方式中為C51的內(nèi)核(下文簡稱內(nèi)核)，一個視頻處理模塊102，一個圖像縮放引擎103 和一個伴音處理模塊104。單片機內(nèi)核101是類似于一個C51的單片機，是一個主控制器?？刂浦骺貑卧?100中集成的其他功能模塊和外圍設(shè)備。它通過檢測A/D輸入引腳的直流分壓電平，檢測是 否有本機按鍵(KEY)在操作，以及到底是哪一個按鍵被操作；通過檢測外部中斷檢測是否 有外部遙控(IR)操作。本機按鍵和遙控操作是由用戶來操作的，主控制器只是被動響應(yīng)， 并根據(jù)指令做出正確的動作。可以通過IIC總線控制HDMI編碼發(fā)送芯片，并對EEPROM進行讀寫操作。可以通過16bit數(shù)據(jù)總線讀寫外部存儲器SDRAM。視頻處理模塊102(M-VideOPrO)提供各類視頻輸入接口，用于接收不同類別的輸入信號；對輸入的信號進行同步檢測，格式識別，畫質(zhì)處理，根據(jù)不同的輸入信號和輸入格 式進行相應(yīng)配置，這些配置的內(nèi)容有些是固化的程序中，也有些需要從EEPROM中讀取相關(guān) 數(shù)據(jù)來完成相應(yīng)的配置工作。視頻處理模塊中包含以下一些功能各類視頻輸入接口，如CVBS視頻輸入接口、Y/C S-Video視頻輸入接口、模擬RGB 輸入接口、DVI/HDCP/HDMI兼容視頻輸入接口。各類視頻處理和轉(zhuǎn)換功能，如3-D自適應(yīng)視頻De-interlaCer、3-D視頻降噪、幀 頻轉(zhuǎn)換、可編程12bit伽馬表及其他畫質(zhì)提升功能。圖像縮放引擎(M-Scaler) 103支持全制式電視視頻解碼，自動制式識別，3-D梳妝 濾波器。由于視頻處理模塊102不能改變視頻信號的輸出格式，所以這部分功能就由圖像 縮放引擎103來完成，圖像縮放引擎103通過將接收到的視頻信號數(shù)據(jù)存到幀存儲器中，然 后按照一定的算法將源視頻信號格式轉(zhuǎn)換到需要輸出的視頻信號格式，并按照需要輸出的 信號格式配置主控單元100的輸出接口。它包含的功能有具有全功能可編程縮放功能，支 持非線性縮放；支持8bit單通道TTL輸出。伴音處理模塊(M-AudioPro) 104有三個伴音輸入源電視伴音信號，HDMI輸入端 口輸入的數(shù)字伴音信號和其他外部輸入的模擬伴音信號。伴音處理模塊的任務(wù)是選取其中 的任何一路伴音輸入信號，將其轉(zhuǎn)換為I2S格式的數(shù)字信號輸出給HDMI輸出模塊，同時將 其轉(zhuǎn)換為S/PDIF信號直接輸出。輸出單元110只包含一顆HDMI編碼發(fā)送芯片，它的作用是將主控單元100輸出的 TTL視頻信號和I2S格式的伴音信號，重新編碼整合成HDMI信號輸出。主控輔助單元140包括3顆芯片SDRAM用作系統(tǒng)的幀存儲器；FLASH是系統(tǒng)的程 序存儲器；EEPROM用來存儲系統(tǒng)中各種用戶數(shù)據(jù)或工廠默認設(shè)置數(shù)據(jù)的存儲器。信號輸入單元120包含了各路輸入信號的物理接口。輸入端包括電視信號輸 入(TV)，一路復(fù)合視頻輸入(AV)，一路亮色分離視頻信號輸入(Y/C)，一路分量信號輸入 (YPBPR)，一路VGA信號輸入，一路DVI/HDMI信號輸入。兩路模擬伴音信號輸入，其中一路使 用RCA接口給復(fù)合視頻，亮色分離信號和分量信號共用，另一路使用耳機輸入接口給VGA/ DVI信號專用。用戶控制方面包含本機按鍵控制和遙控輸入控制兩種方式，兩種方式中按鍵的個 數(shù)和功能定義是一樣的，用以實現(xiàn)輸入信號切換功能和完成電視搜臺功能。輸出格式設(shè)定 根據(jù)后端壁掛電視實際的顯示分辨率。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中視頻信號處理的流程圖。步驟S101，開始；步驟S102， 主控單元初始化；步驟S103，接收輸入信號，配置主控單元的輸入通道；步驟S104，檢測信 號并進行圖像處理；步驟S105，判斷圖像是否需要縮放；步驟S106，圖像縮放；步驟S107， 輸出圖像；步驟S108，獲取顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式。如圖3所示，為本發(fā)明中視頻信號處理的流程圖。步驟S201，開始；步驟S202，主控 單元初始化；步驟S203，獲取顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式；步驟S204，接 收輸入信號，配置主控單元的輸入通道；步驟S205，檢測信號并進行圖像處理；步驟S206，判斷圖像是否需要縮放；步驟S207，圖像縮放；步驟208，輸出圖像。于步驟S201中開始，系統(tǒng)交流上電，本發(fā)明可內(nèi)置電源模塊以滿足系統(tǒng)的用電需求；于步驟S202中，主控單元初始化。交流上電后，進入主控單元的初始化過程，該過程主要包括(1)系統(tǒng)上電復(fù)位之后，系統(tǒng)進入初始化過程，首先是主控單元中的C51的內(nèi)核初 始化，對所有需要用到的外部控制，通信端口初始化，如針對本機按鍵輸入配置相應(yīng)的A/D 輸入口，針對遙控輸入配置外部中斷輸入源，配置針對SDRAM的數(shù)據(jù)通信接口和IIC總線控 制接口等等。系統(tǒng)初始化結(jié)束后內(nèi)核進入正常工作狀態(tài)，(2)初始化設(shè)置主控單元中的其他功能模塊視頻處理模塊，視頻縮放引擎以及 伴音處理模塊。于步驟S203中，獲取顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式。該過程主要 包括(1)主控單元通過控制HDMI編碼發(fā)送器，訪問后端的顯示設(shè)備(如實際連接的具 有HDMI輸入接口的大屏幕壁掛液晶電視)，獲取后端顯示設(shè)備的顯示分辨率。(2)根據(jù)獲取的顯示分辨率，配置主控單元的輸出格式，將固定格式的全屏黑信號 輸出給HDMI編碼發(fā)送芯片。此處需要克服如何保持輸出符合VESA標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定的輸出信號， 也就是說即使前端無輸入信號，或者輸入信號部穩(wěn)定，本產(chǎn)品的輸出也必須是穩(wěn)定不變的。 如果無信號或信號不穩(wěn)定時將輸出全屏黑信號，有信號時才輸出實際的圖像信號。(3)根據(jù)獲取的顯示分辨率，配置HDMI編碼發(fā)送芯片的各類輸出參數(shù)，輸出穩(wěn)定 可靠的HDMI信號給后端輸出設(shè)備。于步驟S204中，接收輸入信號，配置主控單元的輸入通道。此步驟包括接收用戶 的本機按鍵或遙控的控制輸入，配置主控單元的輸入通道。于步驟S205中，檢測信號并進行圖像處理。檢測視頻信號的同步狀態(tài)，進一步檢 測輸入信號的格式。按照當(dāng)前選擇的輸入通道，讀取EEPROM中的相關(guān)配置參數(shù)，設(shè)置主控 單元中視頻處理模塊中的相關(guān)寄存器完成圖像處理過程。于步驟S206中，判斷圖像是否需要縮放，是則進入步驟S207，圖像縮放；否則進入 步驟208，輸出圖像。此步驟實際上是比較輸入信號格式和輸出信號格式，如果一樣，則不需 要縮放處理；如果不一樣則需要做縮放處理。于步驟208中，輸出圖像。本步驟中可更改輸出內(nèi)容，關(guān)掉先前輸出的全屏黑信 號，改為輸出實際的圖像和伴音信號。最后，返回步驟S204繼續(xù)接收輸入信號。對比本發(fā)明流程圖和現(xiàn)有技術(shù)中的流程圖的不同之處，可以看到，按照現(xiàn)有技術(shù) 處理過程的流程，后端顯示器必須要等到信號處理單元將所有步驟都處理完，有了穩(wěn)定的 輸出之后才進行自己的信號檢測到圖像顯示的過程，參見步驟S108 ；而本發(fā)明的處理流程 在信號處理單元開始處理輸入的信號之前就給已經(jīng)出了穩(wěn)定的輸出，于步驟S203即獲取 顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式，只需等信號穩(wěn)定之后需要重新輸出有圖像 內(nèi)容的畫面時，將全屏幕黑信號替換為實際的顯示圖像內(nèi)容，這樣就節(jié)省了后端顯示器等 待信號處理單元信號處理所需要的時間。一般來說，如果按照現(xiàn)有處理過程的話從交流上電到顯示設(shè)備上顯示圖像一般需要10秒以上，而應(yīng)用了本發(fā)明的處理流程后差不多可以 節(jié)省一半的時間。一般來說10秒鐘以上的開機時間，對于電視用戶來講幾乎是無法忍受 的，這樣的產(chǎn)品也不會被市場所接收，而使用本發(fā)明的技術(shù)就很好地解決這個實用性的問 題，縮短開機時間。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種視頻信號處理裝置，將其接收到的各種音、視頻信號轉(zhuǎn)換為同一特定種類信號后輸出至顯示設(shè)備，其特征在于，包含主控單元，為一主控芯片；輸出單元，為一所述特定種類信號編碼發(fā)送芯片；信號輸入單元，支持多種類型的音、視頻信號輸入；用戶控制單元，支持用戶通過其對所述視頻信號處理裝置進行控制；以及主控輔助單元，包含若干存儲器，用以存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述主控芯片集成有單片 機內(nèi)核、視頻處理模塊、圖像縮放引擎和伴音處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述視頻處理模塊接收到 不同類別的輸入信號后，對輸入信號進行同步檢測、格式識別、畫質(zhì)處理并根據(jù)輸入信號和 輸入格式完成配置工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述特定種類信號為HDMI 信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述特定種類信號編碼發(fā) 送芯片為HDMI編碼發(fā)送芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，HDMI編碼發(fā)送芯片將主控 單元輸出的TTL視頻信號和12S格式的伴音信號經(jīng)過重新編碼整合成HDMI信號輸出。
7 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述信號輸入單元支持電 視信號、復(fù)合視頻信號、亮色分離信號、分量信號、VGA信號、DVI信號和HDMI視頻信號中的 至少兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述用戶控制單元包含本 機按鍵控制和遙控控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其特征在于，所述主控輔助單元包含 SDRAM芯片、FLASH芯片和EEI3ROM芯片。
10.一種采用如權(quán)利要求1所述視頻信號處理裝置處理視頻信號的方法，其特征在于， 依順序包含如下步驟初始化主控單元；獲取顯示設(shè)備的分辨率以配置主控單元的輸出格式； 接收輸入信號，配置主控單元的輸入通道； 檢測信號并進行圖像處理； 判斷圖像是否需要縮放；以及 輸出圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻信號處理裝置及方法，所述視頻信號處理裝置能將其接收到的各種音、視頻信號轉(zhuǎn)換為同一特定種類信號后輸出至顯示設(shè)備，該視頻信號處理裝置包含主控單元，為一主控芯片；輸出單元，為一所述特定種類信號編碼發(fā)送芯片；信號輸入單元，支持多種類型的音、視頻信號輸入；用戶控制單元，支持用戶通過其對所述視頻信號處理裝置進行控制；以及主控輔助單元，包含若干存儲器，用以存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
文檔編號H04N9/64GK101815194SQ200910046418
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者張備戰(zhàn), 張曙陽, 李軍, 陳衛(wèi)生 申請人:東杰電氣(上海)有限公司;東杰電氣(中國)有限公司