TW201628401A - 影像切換器及其切換方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種影像切換器及其切換方法。影像切換器具有第一輸入埠，用以傳輸第一影像差分信號及第一內部整合電路訊號；第二輸入埠，用以傳輸第二影像差分信號及第二內部整合電路訊號；第一切換單元以及第二切換單元。當切換第一輸入埠至第二輸入埠時，影像切換器先輸出第二內部整合電路訊號一段特定時間後，再輸出第二影像差分信號。

Description

影像切換器及其切換方法
本發明係關於一種影像切換器及其切換方法。具體來說，特別是一種非同步切換的影像切換器及其切換方法。
近年來因應數位傳輸而發展出一種較DVI介面更為有效且傳輸速度更快的HDMI介面，目前已經有愈來愈多的數位影音設備(例如播放器與顯示器等)採用此介面。且近年來亦開發出一種高寬頻數位內容保護(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)的標準，用來保護數位娛樂影音產品的著作權，避免此類的軟體產品在傳輸或播放的過程中遭到非法複制或傳播。這種HDCP標準包含一種確認通訊協定(authentication protocol)，透過此協定，HDCP傳送器(例如播放裝置)可確認某個HDCP接收器(例如顯示裝置)是否已經過授權來接收HDCP所保護的內容，當獲得確認後，HDCP加密所保護的內容會利用在認證過程中所建立的共享密鑰(shared secret key)從HDCP傳送器傳送至HDCP接收器，以防止任何竊聽裝置來盜取HDCP所保護的內容。
然而，如圖1所示，顯示器切換畫面時，以較低階電視而言，從讀取延伸顯示能力識別資料(Extended Display Identification Data,EDID)及確認HDCP認證資料(即第一認證auth-1)到出畫前大約需要4秒的時間；而 較高階的電視則大約需要1~2秒的時間，並且在切換畫面的同時，螢幕會處於黑畫面的狀態(即不出畫)，造成使用者在觀看上等待過久及觀感不佳的情形。
有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種影像切換器，包含：第一輸入埠，具有一第一影像差分信號傳輸通道用以傳輸一第一影像差分信號，以及一第一內部整合電路通道用以傳輸一第一內部整合電路訊號；第二輸入埠，具有一第二影像差分信號傳輸通道用以傳輸一第二影像差分信號，以及一第二內部整合電路通道用以傳輸一第二內部整合電路訊號；第一切換單元，耦接至該第一內部整合電路通道及該第二內部整合電路通道，該第一切換單元選擇切換至該第一內部整合電路通道用以輸出該第一內部整合電路訊號；以及第二切換單元，耦接至該第一影像差分信號傳輸通道及該第二影像差分信號傳輸通道，該第二切換單元選擇切換至該第一影像差分信號傳輸通道用以輸出該第一影像差分信號。
其中，當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該第一切換單元選擇切換至該第二內部整合電路通道用以輸出該第二內部整合電路訊號，以及該第二切換單元於該第一切換單元輸出該第二內部整合電路訊號一特定時間後，再輸出該第二影像差分信號。
本發明之另一目的在於提供一種影像切換方法，包含下列步驟：(A1)提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以傳輸一第一影像差分信號以及一第一內部整合電路訊號，以及一第二輸入埠，用以傳輸一第二影像差分信號以及一第二內部整合電路訊號；(A2)使該切換器選擇該第一 輸入埠以輸出該第一影像差分信號以及該第一內部整合電路訊號；(A3)使該切換器由該第一輸入埠切換至該第二輸入埠；以及(A4)當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該切換器先輸出該第二內部整合電路訊號一特定時間後，再輸出該第二影像差分信號。
本發明之另一目的在於提供一種影像切換方法，包含下列步驟：(B1)提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以接收來自一第一影像源之一第一視訊信號，包含一第一影像差分信號；一第二輸入埠，用以接收來自一第二影像源之一第二視訊信號，包含一第二影像差分信號；以及一輸出埠與一顯示器連接用以接收該第一或第二視訊信號；(B2)使該影像切換器選擇該第一輸入埠以輸出該第一視訊信號；(B3)使該影像切換器由該第一輸入埠切換至第二輸入埠；以及(B4)當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該影像切換器使該第二影像源與該顯示器先進行一內部整合電路通訊一特定時間之後，再輸出該第二影像差分信號至該顯示器。
相較於習知技術，本發明之影像切換器及其切換方法利用簡單的硬體及不同步切換I2C及TMDS的方式，以較低的成本即可達到更快速的出畫速度，並且在切換畫面時不會有不出畫的情形。
1‧‧‧影像切換器
11‧‧‧微控制單元
12‧‧‧假負載電路
13‧‧‧假負載電路
2‧‧‧輸出埠
P1‧‧‧第一輸入埠
P2‧‧‧第二輸入埠
B1~B4‧‧‧流程步驟
Tauth1‧‧‧對HDCP進行認證的時間
I2C(1)‧‧‧第一內部整合電路訊號
I2C(2)‧‧‧第二內部整合電路訊號
I2C(out)‧‧‧輸出的內部整合電路訊號
T1‧‧‧第一影像差分信號傳輸通道
T2‧‧‧第二影像差分信號傳輸通道
I1‧‧‧第一內部整合電路通道
I2‧‧‧第二內部整合電路通道
S1‧‧‧第一切換單元
S2‧‧‧第二切換單元
A1~A4‧‧‧流程步驟
TEDID‧‧‧讀取EDID的時間
TMDS(1)‧‧‧第一影像差分信號
TMDS(2)‧‧‧第二影像差分信號
TMDS(out)‧‧‧輸出的影像差分信號
圖1係為習知輸入埠切換之示意圖。
圖2係為本發明影像切換器之實施例方塊圖。
圖3係為本發明輸入埠切換之實施例示意圖。
圖4係為本發明影7切換方法之一實施例流程圖。
圖5係為本發明影像切換方法之另一實施例流程圖。
以下將以圖式配合文字敘述揭露本發明的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪出。
請參閱圖2，並請一併參閱圖3。圖2係為本發明影像切換器之一實施例方塊圖，圖3係為本發明輸入埠切換之實施例示意圖。影像切換器1具有第一輸入埠P1、第二輸入埠P2、第一切換單元S1、第二切換單元S2、微控制單元11以及輸出埠2。第一輸入埠P1具有第一影像差分信號傳輸通道T1用以傳輸第一影像差分信號TMDS(1)，以及第一內部整合電路通道I1用以傳輸第一內部整合電路訊號I2C(1)。第二輸入埠P2具有第二影像差分信號傳輸通道T2用以傳輸第二影像差分信號TMDS(2)，以及第二內部整合電路通道I2用以傳輸第二內部整合電路訊號I2C(2)。於本實施例中，僅以兩個輸入埠P1、P2為例，然而於其他實施例中也可以有多個輸入埠。
第一切換單元S1耦接至第一內部整合電路通道I1及第二內部整合電路通道I2，第一切換單元S1用以選擇切換至第一內部整合電路通道I1用以輸出第一內部整合電路訊號I2C(1)至輸出埠2。第二切換單元S2耦接該第一影像差分信號傳輸通道T1及該第二影像差分信號傳輸通道T2，第二切換單元S2選擇切換至第一影像差分信號傳輸通道T1用以輸出第一影像差分信號TMDS(1)至輸出埠2。如圖3所示，此時輸出埠2會輸出第一輸入埠P1的畫面。
此時，欲將畫面從第一輸入埠P1切換至第二輸入埠P2時，先將第二輸入埠P2之熱插拔偵測(Hot Plug Detection，HPD)腳位由低準位拉至高準位，第一切換單元S1將第一內部整合電路通道I1切換至第二內部整合電路通道I2。請持續參閱圖3，此時開始進行第二輸入埠P2的讀取延伸顯示能力識別資料(Extended Display Identification Data,EDID)以及對高頻寬數位內容保護(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)進行認證(即第一認證)，於此實施例中將此段時間定義為一段特定時間，簡言之，此特定時間即為讀取EDID的時間(TEDID)以及對HDCP進行第一認證的時間(Tauth1)。需說明的是，在特定時間的期間內，第二切換單元S2亦會輸出第一影像差分訊號TMDS(1)以維持第一輸入埠P1所輸出的畫面。
前述特定時間會經由耦接至第一切換單元S1及第二切換單元S2的微控制單元11來進行監聽及學習，於此特定時間過後，第二切換單元S2才將第二影像差分信號TMDS(2)輸出至輸出埠2。需說明的是，在第二切換單元S2輸出第二影像差分信號TMDS(2)之前，必需先將耦接於第二影像差分信號傳輸通道T2的假負載電路13導通，使第二輸入埠P2認為輸出埠2存在，此時開始進行第二輸入埠P2的讀取延伸顯示能力識別資料以及對高頻寬數位內容保護進行認證(即第一認證)。於此實施例中，假負載電路13可以是一種簡單的開關電路，但不以此為限。並且，於此實施例中，每一個影像差分信號傳輸通道均耦接有假負載電路，然而在其它實施例中，也可以僅設置一個假負載電路，再將其耦接於所有的影像差分信號傳輸通道，並透過簡單的電路控制以分別導通的對應的影像差分信號傳輸通道。
由圖3下半部來看，藉由上述非同步的切換方式，讓輸出的 影像差分信號TMDS(out)連續不中斷。然而原本在習知技術中，讀取EDID以及對HDCP進行認證的時間(即TEDID及Tauth1)所產生的黑畫面，藉由本實施例之切換方式，可以第一輸入埠的畫面來代替，簡單而言，利用此過場畫面的方式，來代替黑色畫面的情況，並且以此非同步之切換方式，即先對I2C信號進行切換，再對TMDS信號進行切換，可以將切換畫面的時間縮短至約0.3~1秒的時間。
藉由本實施例之方式，在每一次切換輸入埠的信號時，藉由微控制單元來監聽及學習讀取EDID(TEDID)以及對HDCP進行第一認證(Tauth1)的時間，並以此時間做為下次切換畫面的依據。在此，值得注意的是，本發明之實施方式係適用於相同的影像解析度作切換，特此說明。
本發明之另一目的在於提供一種影像切換方法，如圖4所示，包含下列步驟：(A1)提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以傳輸一第一影像差分信號以及一第一內部整合電路訊號，以及一第二輸入埠，用以傳輸一第二影像差分信號以及一第二內部整合電路訊號；(A2)使該切換器選擇該第一輸入埠以輸出該第一影像差分信號以及該第一內部整合電路訊號；(A3)使該切換器由該第一輸入埠切換至該第二輸入埠；以及(A4)當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該切換器先輸出該第二內部整合電路訊號一特定時間後，再輸出該第二影像差分信號。
其中，其硬體配置方式與詳細切換方式如上述實施例做相對應變化，故不在此贅述。
本發明之另一目的在於提供一種影像切換方法，包含下列步驟：(B1)提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以接收來自一第一影像 源之一第一視訊信號，包含一第一影像差分信號；一第二輸入埠，用以接收來自一第二影像源之一第二視訊信號，包含一第二影像差分信號；以及一輸出埠與一顯示器連接用以接收該第一或第二視訊信號；(B2)使該影像切換器選擇該第一輸入埠以輸出該第一視訊信號；(B3)使該影像切換器由該第一輸入埠切換至第二輸入埠；以及(B4)當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該影像切換器使該第二影像源與該顯示器先進行一內部整合電路通訊一特定時間之後，再輸出該第二影像差分信號至該顯示器。
與前述實施例之差異在於，第一輸入埠P1可以接收與其耦接的第一影像源(圖未示)所輸出的第一視訊信號(圖未示)，第一視訊信號可以包含第一影像差分信號；第二輸入埠P2可以接收與其耦接的第二影像源(圖未示)所輸出的第二視訊信號(圖未示)，第二視訊信號可以包含第二影像差分信號；輸出埠2可以耦接顯示器用以接收並顯示第一或第二視訊信號。其餘切換方式及效果已如同前述實施例做相對應變化，不另行贅述。
相較於習知技術，本發明之影像切換器及其切換方法的優點在於：利用簡單的硬體及不同步切換I2C及TMDS的方式，以較低的成本即可達到更快速的出畫速度，並且在切換畫面時不會有不出畫(黑畫面)的情形產生；換言之，本發明可利用過場畫面來代替黑畫面，且其不同步切換可將切換畫面所需的時間縮短至小於1秒。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍 的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1‧‧‧影像切換器
11‧‧‧微控制單元
12‧‧‧假負載電路
13‧‧‧假負載電路
2‧‧‧輸出埠
P1‧‧‧第一輸入埠
P2‧‧‧第二輸入埠
T1‧‧‧第一影像差分信號傳輸通道
T2‧‧‧第二影像差分信號傳輸通道
I1‧‧‧第一內部整合電路通道
I2‧‧‧第二內部整合電路通道
S1‧‧‧第一切換單元
S2‧‧‧第二切換單元

Claims (19)

  1. 一種影像切換器，包含：一第一輸入埠，具有一第一影像差分信號傳輸通道用以傳輸一第一影像差分信號，以及一第一內部整合電路通道用以傳輸一第一內部整合電路訊號；一第二輸入埠，具有一第二影像差分信號傳輸通道用以傳輸一第二影像差分信號，以及一第二內部整合電路通道用以傳輸一第二內部整合電路訊號；一第一切換單元，耦接至該第一內部整合電路通道及該第二內部整合電路通道，該第一切換單元選擇切換至該第一內部整合電路通道用以輸出該第一內部整合電路訊號；以及一第二切換單元，耦接至該第一影像差分信號傳輸通道及該第二影像差分信號傳輸通道，該第二切換單元選擇切換至該第一影像差分信號傳輸通道用以輸出該第一影像差分信號；其中，當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該第一切換單元選擇切換至該第二內部整合電路通道用以輸出該第二內部整合電路訊號，以及該第二切換單元於該第一切換單元輸出該第二內部整合電路訊號一特定時間後，再輸出該第二影像差分信號。
  2. 如請求項1所述之影像切換器，更具有一假負載電路，其係於該第二切換單元輸出該第二影像差分信號之前提供一假負載訊號由該第二輸入埠輸出。
  3. 如請求項2所述之影像切換器，其中於該特定時間該第二切換單元輸出 該第一影像差分訊號。
  4. 如請求項1所述之影像切換器，其中當由該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該第一切換單元於該第二輸入埠之一熱插拔偵測腳位從低準位拉至高準位後，將該第一內部整合電路通道切換至該第二內部整合電路通道。
  5. 如請求項1所述之影像切換器，其中該特定時間包含讀取延伸顯示能力識別資料的時間以及高頻寬數位內容保護第一認證的時間。
  6. 如請求項5所述之影像切換器，更包含一微控制單元，耦接於該第一切換單元及該第二切換單元，其中該特定時間係由該微控制單元監聽該讀取延伸顯示能力識別資料的時間以及該高頻寬數位內容保護第一認證的時間而決定。
  7. 如請求項1所述之影像切換器，其中該第一影像差分信號所對應之解析度與該第二影像差分信號所對應的解析度相同。
  8. 一種影像切換方法，包含下列步驟：提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以傳輸一第一影像差分信號以及一第一內部整合電路訊號，以及一第二輸入埠，用以傳輸一第二影像差分信號以及一第二內部整合電路訊號；使該切換器選擇該第一輸入埠以輸出該第一影像差分信號以及該第一內部整合電路訊號；使該切換器由該第一輸入埠切換至該第二輸入埠；以及當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該切換器先輸出該第二內部整合電路訊號一特定時間後，再輸出該第二影像差分信號。
  9. 如請求項8所述之影像切換方法，更包含下列步驟：提供一假負載電路，其係於該切換器輸出該第二影像差分信號之前提供一假負載訊號經由該第二輸入埠輸出。
  10. 如請求項8所述之影像切換方法，其中該第一影像差分信號所對應之解析度與該第二影像差分信號所對應的解析度相同。
  11. 如請求項8所述之影像切換方法，當由該第一輸入埠切換至該第二輸入埠時，該切換器於該第二輸入埠之一熱插拔偵訊號至高準位後，再輸出該第二內部整合電路訊號。
  12. 如請求項8所述之影像切換方法，更包含下列步驟：提供一微控制單元，使該微控單元監聽該第二內部整合電路訊號以決定下一次切換時之該特定時間。
  13. 如請求項12所述之影像切換方法，其中該第二內部整合電路訊號更包含讀取一延伸顯示能力識別資料以及認證一高頻寬數位內容保護第一認證，該特定時間包含讀取該延伸顯示能力識別資料的時間以及認證該高頻寬數位內容保護第一認證的時間。
  14. 一種影像切換方法，包含下列步驟：提供一影像切換器，包含第一輸入埠，用以接收來自一第一影像源之一第一視訊信號，包含一第一影像差分信號；一第二輸入埠，用以接收來自一第二影像源之一第二視訊信號，包含一第二影像差分信號；以及一輸出埠與一顯示器連接用以接收該第一或第二視訊信號；使該影像切換器選擇該第一輸入埠以輸出該第一視訊信號；使該影像切換器由該第一輸入埠切換至第二輸入埠；以及 當切換該第一輸入埠至該第二輸入埠時，該影像切換器使該第二影像源與該顯示器先進行一內部整合電路通訊一特定時間之後，再輸出該第二影像差分信號至該顯示器。
  15. 如請求項14所述之影像切換方法，更包含下列步驟：提供一假負載電路，其係於輸出該第二影像差分信號至該顯示器之前提供一假負載訊號經由該第二輸入埠輸出給該第二影像源，使該第二影像源與該顯示器進行該內部整合電路通訊。
  16. 如請求項14所述之影像切換方法，其中該第一影像差分信號所對應之解析度與該第二影像差分信號所對應的解析度相同。
  17. 如請求項14所述之影像切換方法，當由該第一輸入埠切換至該第二輸入埠時，該切換器於該第二輸入埠之一熱插拔偵訊號至高準位後，再進行該內部整合電路通訊。
  18. 如請求項14所述之影像切換方法，更包含下列步驟：提供一微控制單元，使該微控單元監聽該內部整合電路通訊以決定下一次切換時之該特定時間。
  19. 如請求項18所述之影像切換方法，其中該內部整合電路通訊更包含讀取一延伸顯示能力識別資料以及認證一高頻寬數位內容保護第一認證之程序，該特定時間包含讀取該延伸顯示能力識別資料的時間以及認證該高頻寬數位內容保護第一認證的時間。
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