CN1164129C - 视频格式模式检测器 - Google Patents

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Abstract

一种视频格式模式检测器，包括一计数器，计数一周期垂直同步信号期间的水平同步信号，产生正和负的计数数据，一数据保持器，当加上水平同步信号时，就保持该计数器的输出，一数据加法器，当加上水平同步信号时，就相加该正和负的保持数据，产生指示对应一周期垂直同步信号的水平行数的数据，一数据比较器，比较正和负的保持数据，输出较小值的数据，和一模式辨别部分，用于搜索包括在其中的一个ROM，产生对应于从该数据加法器和数据比较器传送的数据的视频格式模式检测信号。

Description

视频格式模式检测器
                        技术领域
本发明涉及一个图像处理系统，特别涉及一个视频格式模式检测器(mode detector)，它检测从图像数据输出设备传送的视频信号的格式模式。
                        背景技术
在信息和多媒体时代计算机的迅速推广，使个人计算机变成生活的必需品。由于个人计算机可用作为一个多媒体，人们已经致力于使用个人计算机在大画面上有效和生动地显示互联网络、PC通信、视频会议、游戏和教育程序诸如电影需要的图像。首先这将要求具有大画面的显示设备，例如电视接收机(在下文称为TV)或者屏幕。常常使用大尺寸的TV，因为该屏幕具有低亮度和低分辨率。这样就产生一个问题，即TV固定在NTSC或者PAL模式，而从个人计算机传送的视频信号的格式模式是各种模式中之一诸如VGA，SVGA和XGA中之一。
同时，采用分开的显示器也需要用于连接该显示器至个人计算机的设备。此外，用于连接的设备还需要调整个人计算机的输出分辨率以符合显示器的分辨率。然而，由于从个人计算机传递的视频信号具有各种格式模式，因此根据连接到该设备的显示器的分辨率来设计用于转换从计算机接收的视频信号的格式的设备是困难的。相应地，这将要求一个视频格式模式检测器，它能够自动地检测从个人计算机输出的视频信号的各种格式模式。
                        发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种视频格式模式检测器，它检测从图像数据输出设备诸如个人计算机传送的视频信号的格式模式。
为了实现上述目的，提供了用于检测从外部的设备传送的视频信号的格式模式的视频格式模式检测器的三种技术方案：
第一种方案是，该视频格式模式检测器包括：一计数器，用于计数在从该视频信号分开的一周期的垂直同步信号期间输入的水平同步信号，产生正的计数数据和负的计数数据；一数据保持器，接收所述计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上从该视频信号分开的水平同步信号时，保持从该计数器的输出的正的计数数据和负的计数数据；一数据加法器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于将从该数据保持器传送的正的保持数据和负的保持数相加，产生指示对应于一周期的垂直同步信号的水平行数目的数据；一数据比较器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，将正的保持数据和负的保持数据互相比较，输出具有较小值的数据；和一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据加法器和所述数据比较器的输出信号，及接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，产生对应于从该数据加法器和数据比较器传送的数据的视频格式模式检测信号。
第二种方案是，该视频格式模式检测器包括：一计数器，用于计数对应于具有一个预定频率的基准时钟的、从该视频信号分开的一周期的水平同步信号的同步周期，产生时间数据的正的计数数据和负的计数数据输出信号；一数据保持器，接收所述计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上该基准时钟时，保持该时间数据的正的计数数据和负的计数数据；一数据比较器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于比较从该数据保持器输出的时间数据的正的计数数据和负的计数数据，输出具有较小值的时间数据；和一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据比较器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，以便检测对应于从该数据比较器发送的该时间数据的视频格式模式，产生对应的模式检测信号。
第三种方案是，该视频格式模式检测器包括：第一计数器，用于计数在一周期的垂直同步信号期间输入的水平同步信号，以便产生正的计数数据和负的计数数据，该水平和垂直同步信号是从外部设备输入的视频信号分离出来的；第一数据保持器，接收所述第一计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于保持第一计数器所输出的正的计数数据和负的计数数据；一数据加法器，接收所述第一数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于相加第一数据保持器的输出数据，以产生指示对应于一周期的垂直同步信号的水平行数目的数据；第二计数器，用于计数具有预定频率的基准时钟的一个周期的水平同步信号的同步周期，产生时间数据的正的计数数据和负的计数数据；第二数据保持器，接收所述第二计数器的输出信号，并通过时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上该基准时钟时，用于保持从第二计数器输出的该时间数据的正的计数数据和负的计数数据；一数据比较器，包括第一数据比较器和第二数据比较器，该第一数据比较器比较第一数据保持器的输出数据以便输出具有较小值的数据，该第二数据比较器比较从第二数据保持器输出的时间数据以便输出具有较小值的时间数据；所述数据比较器用于选择地输出第一数据保持器输出的时间数据和从第二数据保持器输出的时间数据；和一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据加法器和所述数据比较器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，产生对应于从该数据加法器和数据比较器传送的数据的视频格式模式检测信号。
为了更完整的理解本发明的特征和附带的许多优点结合附图进行下列详细描述。
                        附图说明
图1说明根据本发明一个实施例的包括一个视频格式模式检测器的图像处理系统的配置；
图2说明具有640×480分辨率的VGA格式帧的配置；
图3说明具有彼此相反的极性的同步信号的一个周期；
图4更详细地说明图1的视频格式模式检测器的配置；
图5说明根据本发明另外一个实施例的视频格式模式检测器的配置；
图6说明根据本发明又一个实施例的视频格式模式检测器的配置；
图7说明图4和6的视频格式模式检测器的操作定时；
图8说明视频信号的定时标准；和
图9说明为了检测视频格式模式被储存在ROM表中的数据，该表被包括在模式辨别部分中。
                      具体实施方式
根据本发明一个优选实施例的视频模式检测器的配置与操作将参见附图详细描述，其中相同的标号表示相同的或者等效的单元。在该详细说明中，省略了对本发明会产生含糊不清的公知的功能或配置的不必要的细节描述。为了帮助更好的理解本发明，假设具有640×480分辨率的视频信号是从个人计算机输出的。
图1说明根据本发明一个实施例的包括一个视频格式模式检测器的图像处理系统的配置，图2说明具有640×480分辨率的VGA格式帧的配置，而图3说明具有彼此相反的极性的同步信号的一个周期。从个人计算机100输出的视频信号，即包括在计算机中的视频卡的输出信号是由R(红)，G(绿)，B(蓝)彩色信号、用于这些彩色信号的地信号、构成一个画面的行的一个水平同步信号H_Sync和构成一画面的一个垂直同步信号V_Sync所组成的。该视频信号通过包括在图1所示的个人计算机100的视频卡输出管脚(output pin)发送给视频格式模式检测器200(在下文称为“模式检测器”)。
模式检测器200使用水平同步信号H_Sync和垂直同步信号V_Sync以及具有特定频率的一个基准时钟信号检测从计算机100收到的视频信号的格式模式。并产生相应的模式检测信号。一个扫描格式变换器300根据从模式检测器200送的模式检测信号变换具有640×480分辨率的视频信号的R，G，B数据的格式以符合显示元件的分辨率。格式变换的视频信号(1)以及(2)显示在TV 400或者监视器500的显示元件上。作为参考，从视频卡输出的视频信号的水平同步信号H_Sync以及垂直同步信号V_Sync使用BM、VESA标准分别地通过第十三以及第十四管脚加到模式检测器200。这里，水平同步信号H_Sync以及垂直同步信号V_Sync被输出作为数据信号。
下面参见图2说明具有640×480分辨率的VGA格式帧的配置。一个画面由525行构成，每行与水平同步信号H_Sync同步。图像单元(象素)构成525行中的每一个行。以VGA模式来说，在一行中有704象素而在同步的部分中有96象素。相应地，800象素时钟(称为PCLK)被包括在水平同步信号H_Sync的一个周期中。相对于象素时钟PCLK的一个周期，构成一个画面的一个象素的R，G，B被执行数据处理。
一个周期的水平同步信号H_Sync包括没有视频信号的右边界，左边界(left border)，前肩和后肩(back porch)。对应于这些部分的象素数目和对应于该同步部分的象素的数被从包括在一个周期的水平同步信号H_Sync中的象素的总数中减去，形成构成一个可见的行、具有视频数据一部分的640象素。垂直同步信号V_Sync包括顶端边界，底端边界，前肩和后肩，它们构成没有视频数据的行。对应于这些部分的行数和对应于该同步部分的行数被从包括在一个周期的垂直同步信号V_Sync中的行总数减去，以形成构成一个可见帧的480行。
正如上面所描述的，640象素和480行构成的可见帧对应于640×480模式，它取决于由IBM，VESA，SIGMA和MAC规定的各种标准。此外，形成一个画面的部件的特性根据所使用的频率而有所不同。水平和垂直同步信号具有不同的极性主要取决于制造商，如在图3中所示的，虽然根据标准它们是固定的。在图3中，标号(3)表示一个正的同步信号，(4)表示一个负的同步信号，和T表示一周期的同步信号。由于同步信号的极性取决于制造商，于是使用该同步信号用于检测视频信号格式的算法变得复杂了。因此，本发明构成一个模式检测器，它能够仅仅使用一个简单的电路配置采用同步信号和基准时钟作为它的输入来检测视频信号的格式模式，而不考虑该同步信号的极性。
下面说明根据本发明的优选实施例的模式检测器的配置。图4说明图1的模式检测器200的配置，和图7说明具有图4配置的模式检测器200的操作定时。图8说明视频信号的定时标准，和图9说明为了检测视频格式模式的目的储存在ROM表中的数据，该表被包括在模式辨别部分中。图4的模式检测器200使用水平同步信号H_sync和垂直同步信号V_sync，以便检测从相同个人计算机的图像数据输出设备传送的视频信号的格式模式。参见图4，计数器210对在从视频信号分开的一周期垂直同步信号V_sync期间输入的水平同步信号H_sync计数，产生正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt。不论何时水平同步信号H_sync通过时钟端口CLK被加上时，数据保持器220保持计数器210的该输出。
不论何时向其加上水平同步信号H_sync时，数据加法器230合计从数据保持器220输出的正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD，以便产生指示对应于一周期的垂直同步信号V_sync的水平行的总数的数据Ls。数据比较器240互相比较正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD，以便输出具有较小值的数据。模式辨别部分250搜索包括在其中的ROM表，输出一模式检测信号它指示对应于从数据加法器230和数据比较器240发送的数据的视频格式模式。储存在ROM表中的数据如图9中所示。
下面说明模式检测器200的操作。首先，数字信号的水平和垂直同步信号H_sync和V_sync分别通过包括在个人计算机100的视频卡中的第十三和第十四管脚被发送给模式检测器200的计数器210。取决于视频信号的模式特性，水平和垂直同步信号H_sync和V_sync可以被加到处于负的或者正的状态的计数器210。在下文中假设水平和垂直同步信号H_sync和V_sync以正的状态被输入，如图7所示的。在这个假定下，计数器210计数加在它的时钟端口CLK的水平同步信号H_sync，在此期间垂直同步信号V_sync是在“高”和“低”状态，和通过终端P和N输出该计数值。相应地，计数器210的终端P和N分别输出正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt，如在图7左边所示的。
同时，计数器210输出的最后计数数据是必需的以便获得包括在构成一个画面的一个周期的垂直同步信号V_sync中的水平行的总数(水平同步信号H_sync的数目)，和需要的数据保持用于保持变量计数数据值的终值。相应地，不论何时被输入水平同步信号H_sync时数据保持器220保持由计数器210产生的正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt，相对于加到它的时钟端口CLK的水平同步信号H_sync的每个事件，正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt是不同的。不论何时被加上水平同步信号H_sync时，数据加法器230合计由数据保持器220产生的正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD。通过这么做，数据加法器230产生数据Ls用于指示对应于一周期的垂直同步信号V_sync的行的总数。
数据比较器240互相比较从数据保持器220发送的正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD，以便输出具有较小值的数据。相应地，数据比较器2 4 0输出在垂直同步信号的“高”期间(即同步的期间)计数的水平行H_synccnt的数目。模式辨别部分250搜索包括在其中的ROM表，以便产生一个模式检测信号它对应于从数据加法器230和数据比较器240发送的数据，那就是，包括在一个周期的垂直同步信号V_sync中的水平行的总数和在同步期间计数的行数。因此，取决于该模式检测信号，在图1中所示的扫描格式变换器300把具有640×480的分辨率的从个计算机100发送的VGA模式变换为对应于TV 400或者监视器500的分辨率的视频格式。
下面根据本发明的另外一个实施例说明使用基准时钟CLK计数水平同步信号H_sync以便检测输入视频信号的格式模式的一个视频格式模式检测器的配置与操作。图5说明根据本发明的另外一个实施例的视频格式模式检测器200的配置。参见图5，视频格式模式检测器200包括一个计数器260，数据保持器270，数据比较器280和模式辨别部分290。计数器260计数从输入视频信号分开的水平同步信号H_sync与25MHz基准时钟的同步周期(synchronous period)，以便产生对应于水平同步信号H_sync的同步周期的时间数据的正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt。
不论何时通过时钟端口CLK加上该基准时钟时，数据保持器270保持计数器260的时间数据。数据比较器280比较保持的该时间数据，输出具有较小值的数据。模式辨别部分290搜索包括在其中的一个ROM表，以便检测对应于从数据比较器280发送的该时间数据的视频格式模式，产生对应的模式检测信号。相应地，取决于该模式检测信号，在图1中所示的扫描格式变换器300变换从个计算机100传送的具有640×480分辨率的VGA模式为对应于TV 400或者监视器500的分辨率的视频格式。
图6说明根据本发明的另外一个实施例的视频格式模式检测器200的配置，它是通过互相组合图4和5视频格式模式检测器构成的。参见图6，第一计数器210计数水平同步信号H_sync，在此期间垂直同步信号V_sync处在“高”和“低”状态，产生正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt。第一数据保持器220相时于通过时钟端口CLK输入的水平同步信号H_sync的每个事件保持正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt。不论何时把水平同步信号H_sync加给它时，数据加法器230合计通过第一数据保持器220产生的正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD。通过这么做，数据加法器230输出数据Ls它指示对应于一周期的垂直同步信号V_sync的水平行总数。
构成数据比较器295的第一比较器互相比较从第一数据保持器220发送的正的保持数据Po_HD和负的保持数据Ne_HD，输出具有较小值的数据。相应地，数据比较器295输出用于垂直同步信号的“高”周期(即同步周期)计数的水平行H_sync cnt的数目。模式辨别部分250搜索包括在其中的一个ROM表，产生对应于从数据加法器230和数据比较器295发送的数据的模式检测信号，那就是，被包括在一个周期的垂直同步信号的水平行总数和同步周期计数的行的数目。
第二计数器260计数从具有25MHz基准时钟的输入视频信号分开的水平同步信号H_sync的同步周期，产生对应于水平同步信号的同步周期的时间数据的正的计数数据Po_cnt和负的计数数据Ne_cnt。不论何时把基准时钟加到时钟端口CLK时，第二数据保持器270保持第二计数器260的时间数据。包括在数据比较器295中的第二比较器互相比较该保持的时间数据，输出具有较小值的数据。在这个实施例中，虽然从第一比较器来的数据被发送给模式辨别部分250，以第一和第二比较器的输出数据选择的加到模式辨别部分250的方式设计该模式检测器是可能的。如果第二比较器的输出数据被发送给模式辨别部分250，模式辨别部分250搜索包括在其中的ROM表，以便检测对应于从数据比较器295发送的时间数据的视频格式，产生对应的模式检测信号。因此，在图1中所示的扫描格式变换器300可以把从个人计算机100传送的具有640×480分辨率的VGA模式变换为对应于TV400或者监视器500的分辨率的视频格式。
根据本发明，正如上面描述的，由于取决于制造商的不同信号产生模式引起的不同的标准视频信号的格式模式可以以单片(one chip)进行检测。此外，本发明可以支持扫描格式变换器的功能，它转换各种视频格式模式为对应于显示设备的分辨率的格式。虽然本发明已经参见特定的实施例进行了详细描述，但是它们仅仅是示例的应用。因此，应该清楚地懂得，在本发明的范围和精神内，本领域的技术人员还可以进行许多变化。

Claims (6)

1.一种视频格式模式检测器，用于检测从外部设备传送的视频信号的格式模式，其特征在于，该检测器包括：
一计数器，用于计数在从该视频信号分开的一周期的垂直同步信号期间输入的水平同步信号，产生正的计数数据和负的计数数据；
一数据保持器，接收所述计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上从该视频信号分开的水平同步信号时，保持从该计数器的输出的正的计数数据和负的计数数据；
一数据加法器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于将从该数据保持器传送的正的保持数据和负的保持数相加，产生指示对应于一周期的垂直同步信号的水平行数目的数据；
一数据比较器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，将正的保持数据和负的保持数据互相比较，输出具有较小值的数据；和
一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据加法器和所述数据比较器的输出信号，及接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，产生对应于从该数据加法器和数据比较器传送的数据的视频格式模式检测信号。
2.根据权利要求1的视频格式模式检测器，其特征在于，正的计数数据和负的计数数据分别对应于在垂直同步信号的有效周期和不工作周期期间该水平同步信号的计数值。
3.根据权利要求1的视频格式模式检测器，其特征在于，该ROM表存储对应于一周期的垂直同步信号的水平行的数目和对该垂直同步信号的有效的周期计数的水平行的数目，该数目根据视频格式模式作为数据被存储。
4.一种视频格式模式检测器，用于检测从外部设备传送的视频信号的格式模式，其特征在于，该检测器包括：
一计数器，用于计数对应于具有一个预定频率的基准时钟的、从该视频信号分开的一周期的水平同步信号的同步周期，产生时间数据的正的计数数据和负的计数数据输出信号；
一数据保持器，接收所述计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上该基准时钟时，保持该时间数据的正的计数数据和负的计数数据；
一数据比较器，接收所述数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于比较从该数据保持器输出的时间数据的正的计数数据和负的计数数据，输出具有较小值的时间数据；和
一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据比较器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，以便检测对应于从该数据比较器发送的该时间数据的视频格式模式，产生对应的模式检测信号。
5.根据权利要求4的视频格式模式检测器，其特征在于，该ROM表存储对应于现有的视频格式模式的水平同步信号的同步周期的时间数据，该时间数据与对应的视频格式模式匹配。
6.一种视频格式模式检测器，其特征在于，该视频格式模式检测器包括：
第一计数器，用于计数在一周期的垂直同步信号期间输入的水平同步信号，以便产生正的计数数据和负的计数数据，该水平和垂直同步信号是从外部设备输入的视频信号分离出来的；
第一数据保持器，接收所述第一计数器的输出信号，并通过其时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于保持第一计数器所输出的正的计数数据和负的计数数据；
一数据加法器，接收所述第一数据保持器的输出信号，和接收基准时钟信号，不论何时被加上水平同步信号时，用于相加第一数据保持器的输出数据，以产生指示对应于一周期的垂直同步信号的水平行数目的数据；
第二计数器，用于计数具有预定频率的基准时钟的一个周期的水平同步信号的同步周期，产生时间数据的正的计数数据和负的计数数据；
第二数据保持器，接收所述第二计数器的输出信号，并通过时钟端口接收基准时钟信号，不论何时被加上该基准时钟时，用于保持从第二计数器输出的该时间数据的正的计数数据和负的计数数据；
一数据比较器，包括第一数据比较器和第二数据比较器，该第一数据比较器比较第一数据保持器的输出数据以便输出具有较小值的数据，该第二数据比较器比较从第二数据保持器输出的时间数据以便输出具有较小值的时间数据；所述数据比较器用于选择地输出第一数据保持器输出的时间数据和从第二数据保持器输出的时间数据；和
一模式辨别部分，其中具有一存储有视频格式模式表的只读存储器，该模式辨别部分接收所述数据加法器和所述数据比较器的输出信号，和接收基准时钟信号，用于搜索所述存储于只读存储器中的表，产生对应于从该数据加法器和数据比较器传送的数据的视频格式模式检测信号。
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