CN101409779B - 影像控制器及影像信号处理方法 - Google Patents

Abstract

一种影像控制器，包括切换装置、模拟数字转换器以及数字影像处理器。切换装置接收一模拟影像同步信号及一第一模拟影像信号，并根据一切换控制信号结合模拟影像同步信号及第一模拟影像信号为一混合信号。模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号。切换控制信号的频率是相关于同步信号的频率。模拟数字转换器根据一取样控制信号将混合信号转换为一数字信号。数字影像处理器接收数字信号，并从数字信号解码出一数字影像同步信号及一第一数字影像信号。

Description

影像控制器及影像信号处理方法

技术领域

本发明是有关于一种影像控制器及影像信号处理方法，且特别是有关于一种可降低成本的影像控制器及影像信号处理方法。

背景技术

于传统的显示装置或是影像处理装置中，通常会接收模拟混合影像(compositevideo)信号或模拟组合影像(component video)信号，然后通过数字模拟转换器转换为相对应的数字信号，以供后级的处理装置进行数字影像处理。

然而，模拟组合影像信号是一多频道模拟信号，其成份通常包括多个模拟信号，故需要多个模拟数字转换器以转换成相对应的数字信号。常见的模拟组合影像信号包括亮度信号(Y)及彩度信号(C)两个模拟信号，或是包括亮度信号(Y)及色差信号(Cb及Cr)三个模拟信号。接下来是举模拟组合影像信号包括亮度信号(Y)及彩度信号(C)两个模拟信号为例做说明。

请参照图1，其是传统影像控制器的方块图。影像控制器100包括第一模拟数字转换器110、第二模拟数字转换器120以及数字影像处理器130。影像控制器100中，第一模拟数字转换器110接收模拟亮度信号Y并根据时钟脉冲信号CLK转换模拟亮度信号Y，然后输出至数字影像处理器130以得到数字亮度信号DY。第二模拟数字转换器120接收模拟彩度信号C，并根据时钟脉冲信号CLK转换模拟彩度信号C，然后输出至数字影像处理器130以得到数字彩度信号DC。

然而，当对应于多频道的模拟组合影像信号时，传统的影像控制器100通常需要相对应数目的多个模拟数字转换器以分别对各频道的模拟信号进行转换，导致成本大幅提升，且功率消耗增加。因此，如何设计出成本低廉且功率损耗量低的影像控制器是业界所努力的方向之一。

发明内容

本发明有关于一种影像控制器及影像信号处理方法，利用一切换装置，使得多频道模拟信号可以使用单一模拟数字转换器转换成相对应的多个数字信号，可有效减少模拟数字转换器的数目，以达到低功耗和低成本的目的。

根据本发明的第一方面，提出一种影像控制器，包括切换装置、模拟数字转换器以及数字影像处理器。切换装置接收一模拟影像同步信号及一第一模拟影像信号，并根据一切换控制信号结合模拟影像同步信号及第一模拟影像信号为一混合信号。混合信号于多个第一期间内对应至模拟影像同步信号，混合信号于多个第二期间内对应至第一模拟影像信号。至少一第二期间位于相邻两个第一期间之间。模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号。切换控制信号的频率是相关于同步信号的频率。模拟数字转换器根据一取样控制信号将混合信号转换为一数字信号，且取样控制信号的频率是相关于切换控制信号的频率。数字影像处理器接收数字信号，并从数字信号解码出一数字影像同步信号及一第一数字影像信号，数字影像同步信号是对应于模拟影像同步信号，第一数字影像信号是对应于第一模拟影像信号。

根据本发明的第二方面，提出一种影像信号处理方法，包括，首先，接收一模拟影像同步信号及一第一模拟影像信号，模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号。接着，根据一切换控制信号结合模拟影像同步信号及第一模拟影像信号为一混合信号。混合信号于多个第一期间内对应至模拟影像同步信号，混合信号于多个第二期间内对应至第一模拟影像信号，至少一第二期间位于相邻两个第一期间之间。切换控制信号的频率是相关于同步信号的频率。然后，根据一取样控制信号将混合信号进行数字模拟转换，以产生一数字信号，取样控制信号的频率是相关于切换控制信号的频率。之后，接收数字信号，并从数字信号解码出一数字影像同步信号及一第一数字影像信号，数字影像同步信号是对应于模拟影像同步信号，第一数字影像信号是对应于第一模拟影像信号。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，其中：

图1是传统影像控制器的方块图。

图2是依照本发明第一实施例的影像控制器的方块图。

图3是依照本发明第一实施例的影像控制器200的信号的一例的波形图。

图4A是依照本发明第二实施例的影像控制器300的示意图。

图4B是依照本发明第二实施例的影像控制器300的信号的一例的波形图。

图5是依照本发明较佳实施例的影像信号处理方法的一例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种影像控制器及影像信号处理方法，利用附加的一切换装置，使得多频道模拟信号使用单一模拟数字转换器即可转换成相对应的多个数字信号，而不需要多个模拟数字转换器，以达到低功耗和低成本的目的。

第一实施例

请参照图2，其是依照本发明第一实施例的影像控制器的方块图。影像控制器200可配置于一显示装置或一影像处理装置中。影像控制器200包括切换装置210、模拟数字转换器220以及数字影像处理器230。当影像控制器200接收一单频道模拟信号时，例如为一模拟混合影像(composite video)信号，切换装置210直接传送此单频道模拟信号至模拟数字转换器220，模拟数字转换器220将此单频道模拟信号转换为一单频道数字信号，并输出至数字影像处理器230以进行后续的影像处理。

而当影像控制器200接收一多频道模拟信号时，本实施例的使用单一模拟数字转换器，来将此多频道模拟信号转换成相对应的多个数字信号的方式将叙述如下。上述的多频道模拟信号例如为一模拟组合影像(component video)信号，至少包括一模拟影像同步信号及一模拟影像信号。本实施例是以此模拟组合影像信号为S-video影像信号为例做说明，然而并不限于此。S-video影像信号的成份包括亮度信号(Y)及彩度信号(C)两个模拟信号。其中，上述的模拟影像同步信号例如为模拟亮度信号Y，而上述的模拟影像信号例如为模拟彩度信号C。模拟亮度信号Y包括一特定影像信号及一同步信号。模拟亮度信号Y中的同步信号可通过一锁相回路(PLL)取得，此同步信号的频率例如为27MHz。

切换装置210，例如为一多路转接器，是用以接收模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C。切换装置210根据一切换控制信号SW将模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C结合为一混合信号。混合信号于多个第一期间内对应至模拟亮度信号Y，混合信号于多个第二期间内对应至模拟彩度信号C，至少一第二期间位于相邻两个第一期间之间。其中，切换控制信号SW的频率是相关于同步信号的频率，例如切换控制信号SW的频率也为27MHz。

较佳地，切换控制信号SW的频率是与模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C的频率相关。

请参照图3，其是依照本发明第一实施例的影像控制器200的信号的一例的波形图。于多个第一期间P1(例如切换控制信号SW的电压电平为高电压电平时)，切换装置210选择并输出模拟亮度信号Y以作为混合信号M。于多个第二期间P2(例如切换信号SW的电压电平为低电压电平时)，切换装置210选择并输出模拟彩度信号C以作为混合信号M。较佳地，每个第二期间P2位于相邻两个第一期间P1之间。如此，切换装置210是结合了模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C，并将模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C交替地输出以得到混合信号M。

模拟数字转换器220根据一取样控制信号SS将混合信号M转换为一数字信号DS。其中，取样控制信号SS的频率是相关于切换控制信号SW的频率，例如取样控制信号SS的频率是切换控制信号SW的频率的整数倍。举例来说，若切换控制信号SW的频率为27MHz，则取样控制信号SS的频率大致上为54MHz。请参照图3，模拟数字转换器220是于多个取样控制信号SS的负缘(falling edge)处，进行多次的取样的动作，以得到数字信号DS，然而并不限于此。数字信号DS实质上可为一8位信号或一10位信号。于此，数字信号DS实质上是由取样并转换后的模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C的相对应数字值交替地组成，例如数字信号DS是Y₀，C₀，Y₁，C₁，Y₂，C₂等。

数字影像处理器230是用以接收数字信号DS，并从数字信号DS中解码出一数字亮度信号DY及一数字彩度信号DC。其中，数字亮度信号DY即为模拟亮度信号Y相对应的数字影像信号，包括Y₀，Y₁，Y₂等。数字彩度信号DC即为模拟彩度信号C相对应的数字影像信号，包括C₀，C₁，C₂等。如此，本实施例可以达到只使用一个模拟数字转换器220，来完成模拟亮度信号Y及模拟彩度信号C的数字模拟转换，可达到节省成本与降低能源损耗的目的。

第二实施例

本实施例与第一实施例不同在于，影像控制器所接收的多频道模拟信号的频道数目是大于二。例如，当模拟组合影像信号的成份包括模拟亮度信号(Y)及模拟色差信号(Cb及Cr)三个模拟信号时，切换装置会根据切换控制信号SW’以结合模拟亮度信号Y及模拟色差信号Cb及Cr为混合信号M’。混合信号M’于多个第一期间内对应至模拟亮度信号Y，混合信号M’于多个第二期间内对应至模拟色差信号Cb，混合信号M’于多个第三期间内对应至模拟色差信号Cr。

请参照图4A，其是依照本发明第二实施例的影像控制器300的示意图。影像控制器300中，切换装置310例如由切换控制信号SW’所控制。切换控制信号SW’包括为27MHz的第一切换控制信号Y_SW，以及频率为13.5MHz的第二切换控制信号Cb_SW及第三切换控制信号Cr_SW。

切换装置310例如包括三个开关Q1～Q3，开关Q1是受控于第一切换控制信号Y_SW，开关Q2是受控于第二切换控制信号Cb_SW，开关Q3是受控于第三切换控制信号Cr_SW。开关Q1～Q3分别于相对应的切换控制信号的控制之下，结合模拟亮度信号Y及模拟色差信号Cb及Cr为混合信号M’。

请参照图4B，其是依照本发明第二实施例的影像控制器300中的信号的一例的波形图。于多个第一期间P1内，切换装置210选择并输出模拟亮度信号Y。于多个第二期间P2内，切换装置210选择并输出模拟色差信号Cb，第二期间P2位于相邻两个第一期间P1之间。于多个第三期间P3内，切换装置210选择并输出模拟色差信号Cr，第三期间P3位于相邻两个第一期间P1之间。较佳地，第二期间P2与第三期间P3是依序出现于相邻两个第一期间P1之间。其中，于第一期间P1，第一切换控制信号Y_SW为致能，其电压电平例如为高电压电平，而第二切换控制信号Cb_SW及第三切换控制信号Cr_SW为非致能，其电压电平例如为低电压电平。于第二期间P2，第一切换控制信号Y_SW及第三切换控制信号Cr_SW的电压电平为非致能，第二切换控制信号Cb_SW的电压电平为致能。于第三期间P3，第一切换控制信号Y_SW及第二切换控制信号Cb_SW为非致能，第三切换控制信号Cr_SW的电压电平为致能。如此一来，切换装置210即得以结合模拟亮度信号Y以及模拟色差信号Cb及Cr为混合信号M。

接着，模拟数字转换器320是依据取样控制信号SS’将混合信号M转换为数字信号DS’，然后输出至数字影像处理器330以解码出模拟亮度信号Y以及模拟色差信号Cb及Cr所相对应的多个数字影像信号。其中，取样控制信号SS’的频率例如为(27+13.5×2)＝54MHz。

请参照图4B，模拟数字转换器220是依据取样控制信号SS’进行多次负缘(falling edge)取样的动作，而得到数字信号DS’。于此，数字信号DS’实质上是由模拟亮度信号Y及模拟色差信号Cb及Cr的相对应数字信号交替地组成。例如，数字信号DS’是Y₀，Cb₀，Y₁，Cr₀，Y₂，Cb₁，Y₃，Cr₁等。之后，数字影像处理器330可以从数字信号DS’中解码出数字亮度信号DY’、及数字色差信号DCb’和DCr’。数字亮度信号DY’是对应至模拟亮度信号Y，数字色差信号DCb’和DCr’是分别对应至模拟色差信号Cb及Cr。

本发明还提出一种影像信号处理方法，请参照图5，其是依照本发明较佳实施例的影像信号处理方法的一例的流程图。首先，于步骤510中，接收一模拟影像同步信号、一第一模拟影像信号及一第二模拟影像信号，模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号。接着，于步骤520中，根据一切换控制信号结合模拟影像同步信号、第一模拟影像信号及第二模拟影像信号为一混合信号。其中，混合信号于多个第一期间内对应至模拟影像同步信号，混合信号于多个第二期间内对应至第一模拟影像信号，混合信号于多个第三期间内对应至第二模拟影像信号。第二期间是位于相邻两个第一期间之间，第三期间是位于相邻两个第一期间之间。切换控制信号的频率是相关于同步信号的频率。

然后，于步骤530中，根据一取样控制信号将混合信号转换为一数字信号，且取样控制信号的频率是相关于切换控制信号的频率。之后，于步骤540中，接收数字信号，并从数字信号解码出一数字影像同步信号、一第一数字影像信号及一第二数字影像信号。其中，数字影像同步信号是对应于模拟影像同步信号，第一数字影像信号是对应于第一模拟影像信号，第二数字影像信号是对应于第二模拟影像信号。

此影像信号处理方法中，模拟影像同步信号、第一模拟影像信号及第二模拟影像信号是属于一组合影像信号，其中，模拟影像同步信号例如为一模拟亮度信号(Y)，第一模拟影像信号及第二模拟影像信号例如为模拟色差信号(Cb及Cr)。

本发明上述实施例所揭示的影像控制器及影像信号处理方法，是利用切换装置，使得多频道模拟信号使用单一模拟数字转换器即可转换成相对应的多个数字信号，并通过数字影像处理器来分离出数字影像同步信号与数字影像信号。如此一来，可以有效降低所需的模拟数字转换器的数目，达到低功耗和低成本的目的。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (17)

1.一种影像控制器，包括：

一切换装置，用以接收一模拟影像同步信号及一第一模拟影像信号，并根据一切换控制信号结合该模拟影像同步信号及该第一模拟影像信号为一混合信号，该混合信号于多个第一期间内对应至该模拟影像同步信号，该混合信号于多个第二期间内对应至该第一模拟影像信号，至少一第二期间位于相邻两个这些第一期间之间，该模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号，该切换控制信号的频率是成一比例关系于该同步信号的频率；

一模拟数字转换器，用以根据一取样控制信号将该混合信号转换为一数字信号，且该取样控制信号的频率是成一比例关系于该切换控制信号的频率；以及

一数字影像处理器，用以接收该数字信号，并从该数字信号解码出一数字影像同步信号及一第一数字影像信号，该数字影像同步信号是对应于该模拟影像同步信号，该第一数字影像信号是对应于该第一模拟影像信号。

2.根据权利要求1所述的影像控制器，其特征在于该取样控制信号的频率是该切换控制信号的频率的整数倍。

3.根据权利要求1所述的影像控制器，其特征在于该切换装置是一多路转接器，用以于该切换控制信号的控制之下，结合该模拟影像同步信号及该第一模拟影像信号为该混合信号。

4.根据权利要求1所述的影像控制器，其特征在于该模拟影像同步信号及该第一模拟影像信号是属于组合影像信号。

5.根据权利要求4所述的影像控制器，其特征在于该模拟影像同步信号是一模拟亮度信号(Y)，该第一模拟影像信号是一模拟彩度信号(C)。

6.根据权利要求1所述的影像控制器，其特征在于该切换装置还接收一第二模拟影像信号，该切换装置还用以根据该切换控制信号结合该模拟影像同步信号、该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号为该混合信号，该混合信号于多个第三期间内对应至该第二模拟影像信号，至少一第三期间位于相邻两个这些第一期间之间。

7.根据权利要求6所述的影像控制器，其特征在于该数字影像处理器从该数字信号解码出该数字影像同步信号、该第一数字影像信号及一第二数字影像信号，该数字影像同步信号是对应于该模拟影像同步信号，该第一数字影像信号是对应于该第一模拟影像信号，该第二数字影像信号是对应于该第二模拟影像信号。

8.根据权利要求6所述的影像控制器，其特征在于该模拟影像同步信号、该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号是属于组合影像信号。

9.根据权利要求8所述的影像控制器，其特征在于该模拟影像同步信号是一模拟亮度信号(Y)，该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号是分别为模拟色差信号(Cb及Cr)。

10.一种影像信号处理方法，包括：

接收一模拟影像同步信号及一第一模拟影像信号，该模拟影像同步信号包含一特定影像信号及一同步信号；

根据一切换控制信号结合该模拟影像同步信号及该第一模拟影像信号为一混合信号，该混合信号于多个第一期间内对应至该模拟影像同步信号，该混合信号于多个第二期间内对应至该第一模拟影像信号，至少一第二期间是位于相邻两个这些第一期间之间，该切换控制信号的频率是成一比例关系于该同步信号的频率；

根据一取样控制信号将该混合信号进行数字模拟转换，以产生一数字信号，该取样控制信号的频率是成一比例关系于该切换控制信号的频率；以及

接收该数字信号，并从该数字信号解码出一数字影像同步信号及一第一数字影像信号，该数字影像同步信号是对应于该模拟影像同步信号，该第一数字影像信号是对应于该第一模拟影像信号。

11.根据权利要求10所述的影像信号处理方法，其特征在于该取样控制信号的频率是该切换控制信号的频率的整数倍。

12.根据权利要求10所述的影像信号处理方法，其特征在于该模拟影像同步信号及该第一模拟影像信号是属于组合影像信号。

13.根据权利要求12所述的影像信号处理方法，其特征在于该模拟影像同步信号是一模拟亮度信号(Y)，该第一模拟影像信号是一模拟彩度信号(C)。

14.根据权利要求10所述的影像信号处理方法，其特征在于还包括：

接收一第二模拟影像信号；以及

根据该切换控制信号结合该模拟影像同步信号、该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号为该混合信号，该混合信号于多个第三期间内对应至该第二模拟影像信号，至少一第三期间位于相邻两个这些第一期间之间。

15.根据权利要求14所述的影像信号处理方法，其特征在于还包括：

从该数字信号解码出该数字影像同步信号、该第一数字影像信号及一第二数字影像信号，该数字影像同步信号是对应于该模拟影像同步信号，该第一数字影像信号是对应于该第一模拟影像信号，该第二数字影像信号是对应于该第二模拟影像信号。

16.根据权利要求15所述的影像信号处理方法，其特征在于该模拟影像同步信号、该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号是属于组合影像信号。

17.根据权利要求16所述的影像信号处理方法，其特征在于该模拟影像同步信号是一模拟亮度信号(Y)，该第一模拟影像信号及该第二模拟影像信号是分别为模拟色差信号(Cb及Cr)。

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