CN103702164A

CN103702164A - 一种超高清信号中转装置及网络机顶盒

Info

Publication number: CN103702164A
Application number: CN201410007043.2A
Authority: CN
Inventors: 余明火; 洪文生
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2034-01-07
Also published as: CN103702164B

Abstract

本发明属于信号处理领域，特别涉及一种超高清信号中转装置及网络机顶盒。本发明所提供的超高清信号中转装置包括信号处理模块以及与信号处理模块连接的转换模块，转换模块外接显示设备。信号处理模块由接入的外部超高清信号中分离出视频信号与音频信号，同时进行转码处理。转换模块对视频信号与音频信号做进一步处理，使其匹配输出接口并合并为超高清信号，输出至显示设备进行显示。其中，信号处理模块通过超高清接口向转换模块输送第一视频信号，使得该超高清信号中转装置可以输出超高清的视频信号。进一步将其应用于网络机顶盒中，更可以使网络机顶盒支持超高清的视频信号，满足超高清电视的需求。

Description

一种超高清信号中转装置及网络机顶盒

技术领域

本发明属于信号处理领域，特别涉及一种超高清信号中转装置及网络机顶盒。

背景技术

在互联网飞速发展的今天，网络机顶盒已成为市场蓝海。在国内外，不少嗅到客厅革命商机的公司纷纷推出相关产品，试图在这场客厅革命中占据一席之地。

目前，超高清电视已经进入蓬勃发展的时代，其视频分辨率高达3840×2160（像素）。而目前的网络机顶盒输出视频信号的分辨率仅为全高清，即分辨率为1920×1080（像素）。因此，目前的网络机顶盒根本无法满足超高清电视的需求。

综上所述，现有的网络机顶盒存在不支持超高清的视频信号的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高清信号中转装置，旨在解决现有的网络机顶盒存在不支持超高清的视频信号的问题。

一种超高清信号中转装置，连接显示设备：

所述超高清信号中转装置包括信号处理模块以及转换模块；

所述转换模块的输出端连接所述显示设备，所述信号处理模块的音频输出端连接所述转换模块的音频输入端，所述信号处理模块的视频输出端通过超高清接口连接所述转换模块的视频输入端；

所述信号处理模块的信号输入端接入外部超高清信号，并根据所述外部超高清信号输出第一视频信号和第一音频信号；

所述转换模块接收所述第一视频信号和所述第一音频信号，并根据所述第一视频信号和所述第一音频信号输出超高清信号至所述显示设备。

本发明的另一目的还在于提供一种网络机顶盒，包括壳体，还包括上述的超高清信号中转装置。

本发明所提供的超高清信号中转装置包括信号处理模块以及与信号处理模块连接的转换模块，转换模块外接显示设备。信号处理模块由接入的外部超高清信号中分离出视频信号与音频信号，同时进行编码处理，生成第一音频信号与第一视频信号。转换模块对视频信号与音频信号做进一步处理，使其匹配输出接口，并将视频信号与音频信号合并为超高清信号，输出至显示设备进行显示。其中，信号处理模块通过超高清接口向转换模块输送第一视频信号，使得该超高清信号中转装置可以输出超高清的视频信号。进一步将其应用于网络机顶盒中，更可以使网络机顶盒支持超高清的视频信号，满足超高清电视的需求。

附图说明

图1是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的模块结构图；

图2是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的阻抗匹配模块的示例电路结构图；

图3是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的模块结构图；

图4是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的信号处理模块的模块结构图；

图5是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的转换模块的模块结构图；

图6是本发明第一实施例所提供的超高清信号中转装置的第二视频信号处理模块的模块结构图；

图7是本发明第二实施例所提供的超高清信号中转装置的模块结构图；

图8是本发明第二实施例所提供的超高清信号中转装置的电源模块的模块结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种超高清信号中转装置，包括信号处理模块以及与信号处理模块连接的转换模块，转换模块外接显示设备。信号处理模块其中，信号处理模块通过超高清接口向转换模块输送第一视频信号，解决现有的网络机顶盒存在不支持超高清的视频信号的问题。

实施例1

图1示出了本实施例所提供的超高清信号中转装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例所提供的超高清信号中转装置包括信号处理模块10以及输出端连接显示设备30的转换模块20。

信号处理模块10的音频输出端和视频输出端分别连接转换模块20的音频输入端和视频输入端。

进一步的，该显示设备30可以是任何可以播放超高清视频信号的电视机、投影仪或多屏拼接显示系统。

在本实施例中，信号处理模块10的信号输入端接入外部超高清信号。

具体的，外部超高清信号可以由互联网或超高清信号源发出，并通过HDMI（High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口）接口或USB接口输入到信号处理模块10。其中，HDMI接口可以采用HDMI1.4及以上标准。

进一步的，信号处理模块10由外部超高清信号中分离出视频信号和音频信号，同时对视频信号和音频信号进行编码处理，分别生成并输出第一视频信号和第一音频信号。

其中，信号处理模块10的视频输出端通过超高清接口连接转换模块20的视频输入端。由于需要传输超高清视频信号，需要采用数据容量更大的接口技术，具体可以采用V-BY-ONE接口或高速LVDS（low voltage differentialsignaling，低压差分信号）接口。高速LVDS接口是相对LVDS接口更高速的接口，下述内容均以高速LVDS接口为例进行说明。V-BY-ONE接口是新近兴起的高速串口通讯标准，适用于平板显示器的数据传输，发起公司为日本赛恩电子公司。

具体的，当第一视频信号采用高速LVDS接口时，需要采用两组信号线进行传输。

进一步的，信号处理模块10的音频输出端通过I2S（Inter—IC Sound，片间传输总线标准）接口或SPDIF（Sony/Philips Digital Interface Format，索尼/飞利浦数字音频接口）接口连接转换模块20的音频输入端。另外，当采用SPDIF接口进行数据传输时，可以采用同轴数据线或光纤作为传输载体，也可以直接在PCB板上印刷导线。

在本实施例中，转换模块20接收第一视频信号和第一音频信号，并将第一视频信号和第一音频信号分别转换为匹配输出接口的通信标准的第二视频信号和第二音频信号。

具体的，输出接口可以是HDMI接口或USB接口。其中，HDMI接口同样可以采用HDMI1.4及以上标准。

转换模块20还将第二视频信号和第二音频信号合并为超高清信号，并输出至显示设备30。

进一步的，超高清信号中转装置可以由外部接入直流电，并直接作为信号处理模块10与转换模块20的工作电流。

本实施例所提供的超高清信号中转装置由于信号处理模块10通过V-BY-ONE接口或高速LVDS接口向转换模块20输送第一视频信号，使得该超高清信号中转装置可以输出超高清的视频信号。

在本实施例中，信号处理模块10的视频输出端通过高速LVDS接口连接转换模块20的视频输入端。其中，信号处理模块10的视频输出端包括第一子输出端与第二子输出端，转换模块20的视频输入端包括第一子输入端与第二子输入端。第一子输出端和第一子输入端组成第一高速LVDS接口，第二子输出端和第二子输入端组成第二高速LVDS接口。

具体的，如图2所示，信号处理模块10的第一端A0P和第二端A0M、第三端A1P和第四端A1M、第五端A2P和第六端A2M、第七端ACKP和第八端ACKM、第九端A3P和第十端A3M、第十一端A4P和第十二端A4M分别为差分信号对，并组成信号处理模块10的第一子输出端。

转换模块20的第一端RA0N和第二端RA0P、第三端RA1N和第四端RA1P、第五端RA2N和第六端RA2P、第七端RACLKN和第八端RACLKP、第九端RA3N和第十端RA3P、第十一端RA4N和第十二端RA4P分别为差分信号对，并组成转换模块20的第一子输入端。

在本实施例中，第二子输出端和第二子输入端分别采用与第一子输出端和第一子输入端相同的结构，在此不再赘述。

进一步的，如图3所示，超高清信号中转装置还可以包括串接于信号处理模块10的视频输出端与转换模块20的视频输入端之间的阻抗匹配模块40，阻抗匹配模块40的输入端与输出端分别连接视频输出端与视频输入端，用于匹配视频输出端与视频输入端之间的阻抗。

阻抗匹配模块40包括第一阻抗匹配模块401与第二阻抗匹配模块402，第一阻抗匹配模块401的输入端与第二阻抗匹配模块402的输入端组成阻抗匹配模块40的输入端，第一阻抗匹配模块401的输出端与第二阻抗匹配模块402的输出端组成阻抗匹配模块40的输出端。

具体的，如图2和图3所示，第一阻抗匹配模块401可以包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11以及第十二电阻R12；

第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端、第四电阻R4的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端、第七电阻R7的第一端、第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端、第十一电阻R11的第一端以及第十二电阻R12的第一端组成第一阻抗匹配模块401的输入端，并分别连接信号处理模块10的第一端A0P、第二端A0M、第三端A1P、第四端A1M、第五端A2P、第六端A2M、第七端ACLKP、第八端ACLKM、第九端A3P、第十端A3M、第十一端A4P以及第十二端A4M。

第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第二端、第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第二端、第七电阻R7的第二端、第八电阻R8的第二端、第九电阻R9的第二端、第十电阻R10的第二端、第十一电阻R11的第二端以及第十二电阻R12的第二端组成第一阻抗匹配模块401的输出端，并分别连接转换模块20的第一端RA0N、第二端RA0P、第三端RA1N、第四端RA1P、第五端RA2N、第六端RA2P、第七端RACLKN、第八端RACLKP、第九端RA3N、第十端RA3P、第十一端RA4N以及第十二端RA4P。

在本实施例中，第二阻抗匹配模块402可以采用和第一阻抗匹配模块401相同的结构，在此不再赘述。

在本实施例中，如图4所示，信号处理模块10可以包括：

信号分离模块101、第一音频信号处理模块102以及第一视频信号处理模块103；

信号分离模块101的输入端是信号处理模块10的输入端，信号分离模块101的音频输出端连接第一音频信号处理模块102的输入端，信号分离模块101的视频输出端连接第一视频信号处理模块103的输入端，第一音频信号处理模块102的输出端是信号处理模块10的音频输入端，第一视频信号处理模块103的输出端是信号处理模块10的视频输入端。

在本实施例中，由信号分离模块101对接入的外部超高清信号进行分离处理，从而产生音频信号和视频信号。音频信号输入第一音频信号处理模块102进行处理，产生匹配I2S接口或SPDIF接口的数字信号，即第一音频信号。视频信号则输入第一视频信号处理模块103，由第一视频信号处理模块103对视频信号的亮度、对比度、色彩以及分辨率等进行处理，同时将其转为匹配高速LVDS接口（或V-BY-ONE接口）的差分信号。

在本实施例中，如图5所示，转换模块20可以包括：

第二视频信号处理模块202、第二音频信号处理模块201、信号合并模块203以及保护信号生成模块204；

第二音频信号处理模块201的输入端是转换模块20的音频输入端，第二视频信号处理模块202的输入端是转换模块20的视频输入端，第二音频信号处理模块201的输出端连接信号合并模块203的音频输入端，第二视频信号处理模块202的输出端连接信号合并模块203的视频信号输入端，保护信号生成模块204的输出端连接信号合并模块203的保护信号输入端，信号合并模块203的输出端是转换模块20的输出端。

在本实施例中，第一音频信号由第二音频信号处理模块201接收并进一步处理，将其转码为匹配HDMI接口标准的音频信号，即第二音频信号。第一视频信号由第二视频信号处理模块202接收并将其转码为串行传输的RGB（RedGreen Blue,红绿蓝）图像信号，以及图像缩放处理，转换为匹配HDMI接口标准的视频信号，即第二视频信号。

其中，由于高速LVDS接口传输的差分信号包含有数据信号和时钟信号，因此第二视频信号处理模块202可以根据时钟信号解析数据信号。

转码所得的第二音频信号和第二视频信号一起输入到转换模块20中的信号合并模块203，信号合并模块203将第二音频信号、第二视频信号以及由保护信号生成模块204输入的保护信号进行合并处理，生成超高清信号。其中，保护信号使HDMI接口具有保护功能和热插拔功能，超高清信号是匹配HDMI接口标准的包括音频信号、视频信号的差分信号。

进一步的，如图6所示，第二视频信号处理模块202可以包括视频信号转码模块2011与视频缩放模块2012。

视频信号转码模块2011的输入端是第二视频信号处理模块202的输入端，视频信号转码模块2011的输出端连接视频缩放模块2012的输入端，视频缩放模块2012的输出端是第二视频信号处理模块202的输出端。

进一步的，如图5所示，转换模块20还可以包括控制命令处理模块205，信号处理模块10还具有控制命令输出端，控制命令处理模块205通过I2C总线连接信号处理模块10的控制命令输出端，并根据所接收到的控制命令控制转换模块20的同步通讯等工作。

具体的，信号处理模块10可以对转换模块20发送复位信号，使转换模块20完成复位，并由信号处理模块10通过I2C总线对转换模块20完成使能配置，主要包括：

读写使能，用于使信号处理模块10可以向转换模块20读写数据，为后续的通讯做好准备。

LVDS输入使能，用于控制信号处理模块10传输出的第一视频信号能否输入给转换模块20。

HDMI输出使能，用于控制第一音频信号与第一视频信号在转换、合并后能否从HDMI接口输出等。

电源管理寄存器的配置，用于控制各模块的供电。

时钟信号寄存器配置，用于配置转换模块20的时钟，为后续信号合并提供时序同步。

LVDS输入寄存器配置，用于配置LVDS接口以及时钟信号。

音频输入寄存器配置，用于配置I2S接口或SPDIF接口。

HDMI输出寄存器配置，用于配置HDMI接口、时钟以及场同步等信息。

实施例2

本实施例的实施建立在上述实施例的基础上。

图7示出了本实施例所提供的超高清信号中转装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在本实施例中，超高清信号中转装置还可以包括用户命令接收模块60，用户命令接收模块60的输出端连接信号处理模块10的用户命令输入端。

具体的，用户命令接收模块60可以是红外接收模块、蓝牙模块、Wi-Fi模块等通讯模块，可以用于接收用户通过遥控器发出的遥控信号，并转发至信号处理模块10。

用户命令接收模块60也可以是键盘模块，转发按键信号至信号处理模块10。

进一步的，超高清信号中转装置还可以包括存储模块70，存储模块70的收发端连接信号处理模块10的收发端。

具体的，存储模块70用于存储系统程序以及信号处理模块10工作时的缓存数据。

进一步的，其可以采用DDR3（Double Data Rate，第三代双倍速率同步动态随机存储器）和EMMC（Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡）的组合。其中，EMMC用于存储系统程序，DDR3用于存储正常工作时的缓存数据。

进一步的，超高清信号中转装置还可以包括电源模块50，对外部接入的电流做进一步处理，以适应更广泛的工作环境。电源模块50的输入端接入外部电流，受控端连接信号处理模块10的电源控制端，输出端连接信号处理模块10与转换模块20的电源端。

具体的，超高清信号中转装置可以由输出电压为12V的单电压电源提供外部电流，单电压电源可以为电源适配器等。并通过对外部电流进行电压变换，为信号处理模块10与转换模块20提供工作电流。信号处理模块10根据用户命令接收模块60输入的用户命令，并通过电源控制端进一步控制电源模块50，使系统正常工作或待机，使超高清信号中转装置在进入待机状态时停止供应不必要的工作电流，从而达到节能环保的效果。

进一步的，如图8所示，电源模块50可以包括第一电压变换模块501、第二电压变换模块502、第三电压变换模块503、第十三电阻R13以及NMOS管Q1；

第一电压变换模块501的输入端是电源模块50的输入端，第十三电阻R13的第一端与NMOS管Q1的漏极共接于第一电压变换模块501的输出端，第十三电阻R13的第二端连接第二电压变换模块502的输入端，NMOS管Q1的源极连接第三电压变换模块503的输入端，NMOS管Q1的栅极是电源模块50的受控端，第二电压变换模块502的输出端与第三电压变换模块503的输出端组成电源模块50的输出端。

具体的，第一电压变换模块501可以由电源适配器接入电压为12V的直流电，并将其转换为5V的直流电。当NMOS管Q1的栅极接收到来自信号处理模块10的高电平信号时，NMOS管Q1导通。此时，5V的直流电通过第十三电阻R13和NMOS管Q1分别流入第二电压变换模块502和第三电压变换模块503。其中，第二电压变换模块502可以将5V的直流电转换为3.3V的直流电，第三电压变换模块503可以将5V的直流电转换为3.3V、1.8V、1.1V的直流电并同时输出5V的直流电。因此，电源模块50的输出端实际输出多种电压的直流电，可以满足信号处理模块10以及转换模块20的不同需求，使其正常工作。

当NMOS管Q1的栅极接收到来自信号处理模块10的低电平信号时，NMOS管Q1截止，第二电压变换模块502无输出，只保留第一电压变换模块501的输出作为待机电流。此时，整个超高清信号中转装置进入待机状态，以节约电能。

实施例3

本实施例的实施建立在上述实施例的基础上。

本实施例的目的在于提供一种网络机顶盒，包括壳体，还包括上述任一实施例所提供的超高清信号中转装置。

在本实施例中，由于将超高清信号中转装置应用于网络机顶盒中，可以使网络机顶盒支持超高清的视频信号，满足超高清电视的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种超高清信号中转装置，连接显示设备，其特征在于：

所述超高清信号中转装置包括信号处理模块以及转换模块；

2.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述超高清接口为高速LVDS接口；

所述高速LVDS接口的数量为两组；

所述信号处理模块的视频输出端包括第一子输出端与第二子输出端，所述转换模块的视频输入端包括第一子输入端与第二子输入端；

所述第一子输出端和所述第一子输入端组成第一高速LVDS接口，所述第二子输出端和所述第二子输入端组成第二高速LVDS接口。

3.如权利要求2所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述超高清信号中转装置还包括串接于所述信号处理模块的视频输出端与所述转换模块的视频输入端之间的阻抗匹配模块，所述阻抗匹配模块的输入端与输出端分别连接所述视频输出端与所述视频输入端，用于匹配所述视频输出端与所述视频输入端之间的阻抗。

4.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：

信号分离模块、第一音频信号处理模块以及第一视频信号处理模块；

所述信号分离模块的输入端是所述信号处理模块的输入端，所述信号分离模块的音频输出端连接所述第一音频信号处理模块的输入端，所述信号分离模块的视频输出端连接所述第一视频信号处理模块的输入端，所述第一音频信号处理模块的输出端是所述信号处理模块的音频输入端，所述第一视频信号处理模块的输出端是所述信号处理模块的视频输入端。

5.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述转换模块包括：

第二视频信号处理模块、第二音频信号处理模块、信号合并模块以及保护信号生成模块；

所述第二音频信号处理模块的输入端是所述转换模块的音频输入端，所述第二视频信号处理模块的输入端是所述转换模块的视频输入端，所述第二音频信号处理模块的输出端连接所述信号合并模块的音频输入端，所述第二视频信号处理模块的输出端连接所述信号合并模块的视频信号输入端，所述保护信号生成模块的输出端连接所述信号合并模块的保护信号输入端，所述信号合并模块的输出端是所述转换模块的输出端。

6.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述超高清信号中转装置还包括用户命令接收模块；

所述用户命令接收模块的输出端连接所述信号处理模块的用户命令输入端，用于接收遥控信号，并转发所述遥控信号至所述信号处理模块。

7.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述超高清信号中转装置还包括存储模块；

所述存储模块的收发端连接所述信号处理模块的收发端，用于存储系统程序以及所述信号处理模块工作时的缓存数据。

8.如权利要求1所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述超高清信号中转装置还包括电源模块；

所述电源模块的输入端接入外部电流，受控端连接所述信号处理模块的电源控制端，输出端连接所述信号处理模块的电源端与所述转换模块的电源端，用于为所述信号处理模块与所述转换模块提供工作电流。

9.如权利要求8所述的超高清信号中转装置，其特征在于，所述电源模块包括：

第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块、第十三电阻以及NMOS管；

所述第一电压变换模块的输入端是所述电源模块的输入端，所述第十三电阻的第一端与所述NMOS管的漏极共接于所述第一电压变换模块的输出端，所述第十三电阻的第二端连接所述第二电压变换模块的输入端，所述NMOS管的源极连接所述第三电压变换模块的输入端，所述NMOS管的栅极是所述电源模块的受控端，所述第二电压变换模块的输出端与所述第三电压变换模块的输出端组成所述电源模块的输出端。

10.一种网络机顶盒，包括壳体，其特征在于，所述网络机顶盒还包括如权利要求1至9任一项所述的超高清信号中转装置。