CN100342715C - 高清多媒体接口分路装置 - Google Patents

Abstract

一种高清多媒体接口分路装置，包括高清多媒体输入接口，用于接收来自发送设备或装置的信号；接收转换器，将所述接收信号转换成低传输率的视频信号或音频信号；两个分路器，将低传输率的视频信号和音频信号各自分成多路；与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。该分路装置还包括模拟接口，将接收的模拟视频信号转换成数字信号后通过分路装置再经编码器转换成HDMI信号输出。采用上述技术方案，可以将来自同一发送设备或装置的多媒体信号同时送往多路具备HDMI接口的数字接收设备或装置上，并具有设备之间数字线连接方便、可长距离无损传输的优点。

Description

高清多媒体接口分路装置

技术领域    本发明涉及电信号传输，特别是数字信息系统中将发送设备或装置与接收设备或装置进行信号连接的装置，尤其涉及能连接多路接收设备或装置的装置。

背景技术    消费领域的数字视频设备(如DVD、投影机、高清彩电等)近年来有很大发展，并不断涌现出新产品、新功能，随之出现和发展了新的数字信号接口。其中影响比较广泛的有：USB接口、IEEE1394接口、DVI(Digital Visual Interface数字可视接口)、HDMI(HighDefinition Multimedia Interface，高清多媒体接口)。USB接口适合低速信号的传输，通常只能用来传送静态图片或文件；IEEE1394接口由于速度的限制，可以用来传输数字伴音，在传输视频信号时只能传输隔行并且经过MPEG压缩的信号，同时对应的压缩解码系统比较复杂昂贵，一般较少用于数字显示设备的图像传输；DVI接口支持两组TMDS(Timing MinimizedDifferential Signal时分最小差分信号)传输，可传输高达2048*1536像素、75Hz场频的无压缩视频图像，因此在显卡、投影机和等离子显示器上得到较广泛的应用；HDMI接口是在DVI接口的基础上，最近发展的标准和技术，它只有一组TMDS信号，支持1920*1080像素高清晰的数字无压缩信号(传输速率达到千兆赫兹以上)，加入了版权保护HDCP(High bandwidthDigital Content Protection，宽带数字内容保护)并增加了数字音频输入，这样就可以使用一根线完成高清晰度图像和数字伴音的传播，从而成为专用的多媒体信息接口，可望成为未来视频设备的标准接口。

与上述数字视频设备发展趋势相对的是，现实主要视频信号源(尤其是有线电视)还是模拟的，许多数字接收/发送设备具有上述数字视频接口的同时，兼具模拟接口，如传统的复合视频输入接口(采用RCA或S-Video连接端子)，用于接收/发送彩色复合视频信号；分量视频接口，用来接收/发送YUV或YPrPb分量视频信号；基色视频接口(采用VGA连接端子)，用来接收/发送RGB视频信号。而数字视频设备若接收模拟信号，必须对所述信号先进行数字化处理，这将导致图像细节损失，显示的图像由于多了一次模数转换处理，效果反而不如同档次的模拟显示设备。因此，数字视频设备只有利用其数字接口，直接接收数字信号才能具备显示效果优势。目前，接收设备中已有带HDMI接口的等高子电视机或投影机，发送设备中也已出现了带HDMI接口的DVD和STB(Set up Box，机顶盒)，同时，由于HDMI接口传输信号质量稳定(可以支持几十米的线缆传输)，商场在销售等离子电视机等产品时，可以用带HDMI接口的DVD来提供纯数字信号源，以便消费者评估和选购接收设备。

上述现有技术的缺点是：带HDMI接口的发送设备(比如DVD)只能提供一路HDMI信号输出，但希望用该信号源进行评估的接收设备远远不止一台；而消费者出于考察不同设备的目的，往往希望对若干台设备同时提供播放进度一致的信号源。此外，在其它一些场合，包括监控领域或远程教育教室，出于长距离无损传输信号的需求或监控的需要，也往往会有多路具备高清多媒体接口(HDMI)的接收设备或装置连接同一多媒体信号源的需要，现有技术或产品不能满足此一类需求。

发明内容    本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提出一种高清多媒体接口分路装置，能够将来自发送设备或装置的一路多媒体信号分成若干路，提供给对应多路具备高清多媒体接口的接收设备或装置。

为解决上述技术问题，本发明的基本构思为：设计一种分路装置，包括高清多媒体输入接口，用于接收来自发送设备或装置的HDMI信号；将该信号转换成低传输率的信号后通过分路装置分成多路，再各自经编码器转换成高传输率的HDMI信号后分别由多路高清多媒体接口输出。为了兼容目前较多的模拟发送设备或装置，该分路装置也可以不包括高清多媒体输入接口，而包括模拟视频接口，将接收的模拟视频或音频信号转换成数字信号后通过分路装置分成多路，再备自经编码器转换成高传输率的HDMI信号后分别由多路高清多媒体接口输出。

作为实现本发明构思的第一技术方案是，提供一种高清多媒体接口分路装置，包括：

高清多媒体输入接口，用于接收来自发送设备或装置的信号；

接收转换器，将所述接收信号转换成低传输率的视频信号或音频信号；

两个分路器，将低传输率的视频信号和音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

上述方案中，所述高清多媒体输入接口或所述各高清多媒体接口分别包括一个连接端子，所述连接端子为HDMI插座或插头。所述分路装置还包括一个选择装置，该选择装置的一个输入端接收来自所述接收转换器输出的低传输率的视频信号，该选择装置的输出送往所述视频分路器。

所述分路装置还包括DVI输入接口，用于接收来自发送设备或装置的DVI信号；第二接收转换器，将所述DVI信号转换成低传输率的视频信号，并送往所述选择装置的另一个输入端。

作为实现本发明构思的第二技术方案是，提供一种高清多媒体接口分路装置，包括：

DVI输入接口，用于接收来自发送设备或装置的DVI信号；

接收转换器，将所述接收DVI信号转换成低传输率的视频信号；

音频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的音频信号；

两个分路器，将低传输率的视频信号和音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

作为实现本发明构思的第三技术方案是，提供一种高清多媒体接口分路装置，包括：

模拟视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的模拟视频信号；

音频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的音频信号；

A/D转换器，将所述模拟视频信号转换成数字视频信号；

两个分路器，将数字视频信号和数字音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

上述方案中，所述模拟视频输入接口包括复合视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的彩色复合视频信号，所述分路装置还包括解码器，将所述A/D转换器输出的数字视频信号解码成分量视频信号或基色视频信号。所述模拟视频输入接口包括分量视频接口，用来接收来自发送设备或装置的YUV或YPrPb分量视频信号；或者包括基色视频接口，用来接收来自发送设备或装置的RGB视频信号。

采用上述技术方案，可以将来自同一发送设备或装置的多媒体信号同时送往多路具备HDMI接口的数字接收设备或装置上，并具有设备之间数字线连接方便、可长距离无损传输的优点。

附图说明    图1是HDMI接口连接端子结构图

            图2是HDMI分路装置原理框图

        图3是多接口输入的HDMI分路装置原理框图

        图4是实现分路装置的电路框图

具体实施方式    下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本发明。

图2是本实施例HDMI分路装置原理框图，该装置包括：高清多媒体输入接口，用于接收来自发送设备或装置的信号；因为该信号按HDMI协议规定，是数字图像、伴音信号以规定格式编码，通过HDMI线缆传输，传输率在千兆赫兹以上，若直接对该信号进行分路处理容易引起信号之间的干扰或畸变，所以所述分路装置还包括接收转换器，用以为将所述接收信号转换成低传输率的视频信号或音频信号。所述低传输率的视频信号可以是数字的R、G、B信号，也可以是Y、U、V色差信号，或Y、Pr、Pb分量信号，这些数字信号的共同特点是每一成分信号(例如R)均可以达10比特或以上，独立以10根或以上并行传输线无压缩而低速地送往后端处理，因此传输一路完整的视频信号需要大量的传输线。所述低传输率的音频信号可以是SPDIF或I2S格式的多通道数字音频信号。

所述分路装置还包括两个分路器，视频分路器和音频分路器，分别将所述低传输率的视频信号或音频信号各自分成多路；以及与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。其中，所述分路器甚至可以用多根共点连接的传输线来实现，在电子线路板上，可以是一路输出线分成多向输出。为了使数据流传输率较高的音频信号保持纯净，所述音频分路器还可以是缓冲放大器，将输入的音频信号缓冲放大分成多路，可以增强各路信号的驱动能力。

所述分路装置可以如图2所示，将一路HDMI输入变换为二路输出，也可以变换为二路以上输出，如图3所示的四路。所述编码器按HDMI协议规定将多路并行的多路视频分量数字信号和音频信号编码成适合HDMI传输的格式。这样，可以在发送设备或装置与多个接收设备或装置之间以最少的连接线(如图1所示的一根线缆)进行连接，且信号传输质量最好和允许较远距离传送。

本实施例中，所述各高清多媒体输入接口或输出接口分别包括一个连接端子，所述连接端子为HDMI插座或插头，如图1所示。

为了使上述实施例同时适用于具有其它输出接口形式的发送设备或装置，可以在该实施例的基础上进一步扩展而提出新的实施例。

新实施例之一是以DVI输入接口来取代所述HDMI输入接口，所述接收转换器替换成针对DVI信号格式进行转换处理。因为DVI接口输入信号不包括音频信号，所述分路装置还包括一个音频接口，接收来自发送设备或装置的数字音频信号，并送往所述音频分路器。该实施例实现了对DVI信号的分路。

新实施例之二是如图3所示，在图2所述分路装置的基础上增加其它形式的输入接口。为此，该分路装置包括一个选择装置，该选择装置的一个输入端接收来自所述接收转换器输出的低传输率的视频信号，该选择装置的输出送往所述视频分路器。所述分路装置还可以包括DVI输入接口，用于接收来自发送设备或装置的DVI信号，该信号经第二接收转换器转换成低传输率的视频信号后，送往所述选择装置的另一个输入端；同时，所述分路装置还包括音频输入接口和第二选择装置，所述音频接口用于同时接收来自发送设备或装置的数字音频信号，送往所述第二选择装置的一个输入端，所述第二选择装置的另一个输入端接收来自所述接收转换器输出的低传输率的音频信号，该第二选择装置的输出送往所述音频分路器。这样，所述分路装置可选择实现对HDMI或DVI多媒体信号的多路分路。

新实施例之三是为了兼容目前较多的模拟发送设备或装置而提出的分路装置，包括模拟视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的模拟视频信号；音频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的音频信号；A/D转换器，将所述模拟视频信号转换成数字视频信号；两个分路器，将数字视频信号和音频信号各自分成多路；与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

在该实施例中，所述模拟视频输入接口可以是复合视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的彩色复合视频信号，所述分路装置还包括解码器，将所述A/D转换器输出的数字视频信号解码成分量视频信号或基色视频信号。所述模拟视频输入还可以是分量视频接口，用来接收来自发送设备或装置的YUV或YPrPb分量视频信号；或者是基色视频接口，用来接收来自发送设备或装置的RGB视频信号。

将上述新实施例之二和之三结合起来的分路装置，完整如图3所示，包括HDMI输入接口及相应接收转换器，DVI接口及相应第二接收转换器，多种模拟视频输入接口(包括复合视频输入接口、分量视频接口和基色视频接口)、各输入接口相应的A/D转换器及对这些模拟输入途径进行选择的第三选择装置，尤其是，还包括一个视频处理器，可以对所述选择输入的视频源进行画质的提升处理后，与所述两个接收转换器输出的信号一起经选择装置的选择后，送往视频分路器。而音频接口输入的数字音频信号和HDMI接收转换器输出的音频信号一起经第二选择装置的选择后，送往音频分路器。所述视频分路器和音频分路器的各路输出分别经HDMI编码器后产生一路经HDMI接口输出的高清多媒体信号。

图4是实现上述分路装置的具体电路连接框图。包括电源电路，RCA连接端子和光纤同轴线缆连接端子两种形式的音频输入接口，RCA连接端子、VGA(PC D-SUB)连接端子、DVI连接端子和HDMI连接端子的多种视频输入接口，所输入的各视频信号分别送往集成电路U1；该集成电路U1在中央处理器MCU的控制下进行输入信号选择、A/D转换、数据接收转换后产生低传输率的三路10位色差信号或基色信号，以及提供给进行HDMI编码的集成电路U2～U5的行、场同步信号和时钟信号；所述低传输率的三路10位色差信号或基色信号经分路后分别送往所述HDMI编码集成电路U2～U5。所述中央处理器MCU可以用MCS51系列单片机来实现，还控制选择音频信号的输入源，或者是外接，或者是来自集成电路U1的输出。该分路装置还包括若干E2PROM，一个用于所述中央处理器MCU的系统参数设置；一个用于所述中央处理器MCU通过I2C总线控制所述集成电路U2～U5时，提供HDCP(High bandwidth Digital ContentProtection，宽带数字内容保护)发送秘钥；还有一个用于集成电路U1接收HDMI输入信号时，提供HDCP接收端解码秘钥。

Claims (11)

1.一种高清多媒体接口分路装置，其特征在于，包括：

高清多媒体输入接口，用于接收来自发送设备或装置的信号；

接收转换器，将所述接收信号转换成低传输率的视频信号或音频信号；

两个分路器，将低传输率的视频信号和音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

2.根据权利要求1所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述高清多媒体输入接口或所述各高清多媒体接口分别包括一个连接端子，所述连接端子为HDMI插座或插头。

3.根据权利要求1所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述分路装置还包括一个选择装置，该选择装置的一个输入端接收来自所述接收转换器输出的低传输率的视频信号，该选择装置的输出送往所述视频分路器。

4.根据权利要求3所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述分路装置还包括DVI输入接口，用于接收来自发送设备或装置的DVI信号；第二接收转换器，将所述DVI信号转换成低传输率的视频信号，并送往所述选择装置的另一个输入端。

5.根据权利要求1或4所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述分路装置还包括音频输入接口，接收来自发送设备或装置的音频信号；及第二选择装置，该第二选择装置的一个输入端接收来自所述接收转换器输出的低传输率的音频信号，另一个输入端接收来自所述音频输入接口的数字信号。

6.根据权利要求3所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于，

还包括模拟视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的模拟视频信号，并送往A/D转换器，将所述模拟视频信号转换成数字视频信号后，送往所述选择装置的另一个输入端。

7.根据权利要求6所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述模拟视频输入接口或者是分量视频接口，用来接收来自发送设备或装置的YUV或YPrPb分量视频信号；或者是基色视频接口，用来接收来自发送设备或装置的RGB视频信号；或者是复合视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的彩色复合视频信号，所述分路装置还包括解码器，将所述A/D转换器输出的数字视频信号解码成分量视频信号或基色视频信号后，送往所述选择装置的另一个输入端。

8.根据权利要求6所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述分路装置还包括视频处理器，将所述模拟视频信号转换成的数字视频信号进行画质的提升处理后送往所述选择装置的另一个输入端。

9.一种高清多媒体接口分路装置，其特征在于，包括

模拟视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的模拟视频信号；

音频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的音频信号；

A/D转换器，将所述模拟视频信号转换成数字视频信号；

两个分路器，将数字视频信号和数字音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

10.根据权利要求9所述的高清多媒体接口分路装置，其特征在于：

所述模拟视频输入接口或者是分量视频接口，用来接收来自发送设备或装置的YUV或YPrPb分量视频信号；或者是基色视频接口，用来接收来自发送设备或装置的RGB视频信号；或者是复合视频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的彩色复合视频信号，所述分路装置还包括解码器，将所述A/D转换器输出的数字视频信号解码成分量视频信号或基色视频信号。

11.一种高清多媒体接口分路装置，其特征在于，包括

DVI输入接口，用于接收来自发送设备或装置的DVI信号；

接收转换器，将所述接收DVI信号转换成低传输率的视频信号；

音频输入接口，用于接收来自发送设备或装置的音频信号；

两个分路器，将低传输率的视频信号和音频信号各自分成多路；

与多路分路信号相应的多个编码器，将各分路的视频信号或音频信号分别编码成高传输率的高清多媒体接口信号，送往各相应的高清多媒体接口。

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