TWI473075B - 輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法 - Google Patents

Description

輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法

本發明係與影像傳輸有關，特別是關於一種輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法。

目前業界所使用之傳統即時分割畫面技術，雖然可以在多輸入單輸出(Multi-input single output)影像傳輸系統架構下實現，然而，若將其應用於多輸入多輸出(Multi-input multi-output)矩陣式影像傳輸系統，例如具有16X16輸入及輸出接腳的矩陣系統，將會面臨下列問題：

(1)無法於每一個輸出埠均輸出全部的16個分割畫面，僅能於部分或單一輸出埠輸出部分分割畫面。舉例而言，若一張TX子卡(輸出子卡)具有第一輸出埠~第四輸出埠，可能僅有其中某輸出埠(例如第一輸出埠)能夠輸出由第一影像來源端之影像M1~第四影像來源端之影像M4所構成之一個四分割畫面，至於第二輸出埠僅能輸出第二影像來源端之影像M2、第三輸出埠僅能輸出第三影像來源端之影像M3且第四輸出埠僅能輸出第四影像來源端之影像M4，如第1A圖~第1D圖所示。

(2)由於一張TX子卡最多僅能選擇四張RX子卡(輸入子卡)中的其中四個影像來源端之影像，若TX子卡已設定選擇了RX子卡(輸入子卡)的某些輸入埠所接收到的影像來源端之影像，例如RX子卡的第一輸入埠、第六輸入埠、第十一輸入埠及第十六輸入埠，則輸出之分割畫面之內容也僅能侷限於上述該些輸入埠所接收到之影像，無法出現更多其他輸入埠(例如第二輸入埠或第八輸入埠)所接收到之影像。

(3)每張TX子卡均需設置有同樣的電路模組，導致成本增加。

(4)僅能實現較為容易的四分割畫面，若欲達到九分割或十六分割畫面，難度及成本勢必大幅提高，且一次僅能更新四分割畫面，無法即時更新所有分割子畫面，需分段進行更新九分割或十六分割畫面。

(5)若應用於電視牆架構下，電視牆架構是指僅有一個影像來源，例如是M1，但在一張TX子卡上有四個輸出埠，每個輸出埠可輸出四分之一的第一影像來源端之影像M1，例如是M11、M12、M13或M14。而每個輸出埠又僅可接到一個電視螢幕，最後TX子卡上的四個輸出埠輸出之影像恰好可在四個電視螢幕上組成一電視牆畫面並呈現出影像M1(如第1E圖所示)。電視牆畫面的多寡將受限於每張TX子卡的輸出埠數目，並且只能於同一張具有四個輸出埠的TX子卡上實現電視牆畫面，而目前最多僅能使用四個電視螢幕去組合成一個輸入影像M1，無法指定TX子卡上之任一輸出埠實現完整的電視牆畫面。

因此，本發明提出一種輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。

根據本發明之一具體實施例為一種輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統。於此實施例中，輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統包含至少一輸入埠、至少一輸出埠、矩陣模組及影像產生模組。矩陣模組具有至少一輸入端及至少一輸出端，用以將透過輸入埠且自輸入端所接收到之任一輸入信號轉換為任一輸出信號至任一輸出端。影像產生模組耦接矩陣模組之N個輸出端，用以根據N個輸出端所輸出的N個輸出信號產生M分割畫面，並將M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，矩陣模組之輸出端選擇M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，且矩陣模組之輸出端耦接至輸出埠，其中N與M均為正整數。

於一實施例中，矩陣模組具有交叉點(crosspoint)連接格式、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)格式或分流器(splitter)結合切換器(switch)之格式。

於一實施例中，輸入信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。

於一實施例中，輸出信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。

於一實施例中，影像產生模組可透過外接插卡之方式使用。

於一實施例中，若影像產生模組為即時分割畫面模組，則N大於或等於M。

於一實施例中，若影像產生模組為電視牆畫面產生模組，則N小於M。

於一實施例中，矩陣模組之至少一輸入端係耦接至少一輸入埠及至少一影像來源端並自至少一影像來源端接收輸入信號。

於一實施例中，矩陣模組之至少一輸出端係耦接輸出埠及影像產生模組，影像產生模組具有複數輸入端接收M分割畫面並輸出至至少一輸出埠。

根據本發明之另一具體實施例為一種應用於輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之方法。於此實施例中，輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統包含矩陣模組、影像產生模組、至少一輸入埠及至少一輸出埠，矩陣模組具有至少一輸入端及至少一輸出端，該方法包含下列步驟：(a)矩陣模組將任一輸入端自至少一輸入埠所接收到之任一輸入信號轉換為任一輸出信號至任一輸出端；以及(b)影像產生模組接收並根據N個輸出端所輸出的N個輸出信號產生M分割畫面，並將M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，矩陣模組之輸出端選擇M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，且矩陣模組之輸出端耦接至輸出埠，其中N與M均為正整數。

相較於先前技術，根據本發明之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法實現了每一輸出埠均能輸出分割畫面，具有以下優點：

(1)除了矩陣式影像傳輸系統的基本功能外，還增加了畫面分割功能及電視牆功能，使用者可自由選擇欲分割的影像來源端之影像以 形成任意多個分割畫面並顯示在同一螢幕上；且可任意指定輸出電視牆畫面之輸出埠，例如可指定9個輸出埠分別連接至9台電視螢幕，最後這9台電視螢幕可呈現一完整影像，有效提升方便性與實用性。

(2)僅於一台輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統中額外設置一電路模組即可減少分別在每張TX子卡上進行處理所需之成本及複雜度。

(3)可廣泛應用於各種矩陣式影像監控或展示系統，輸入信號可以是最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。

(4)當應用於電視牆功能時，使用者可於輸入影像後，由2X2電視牆呈現輸入影像之畫面、3X3電視牆呈現輸入影像之畫面及4X4電視牆呈現輸入影像之畫面之間任意切換，並具有彈性可編程能力。

(5)可有效減少外接傳輸線(纜線)的數目以及其所佔用的輸入埠/輸出埠數目。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

S10~S16‧‧‧流程步驟

M1~M4‧‧‧影像

2、3‧‧‧矩陣式影像傳輸系統

M11~M14‧‧‧四分之一的影像M1

TX1~TX4‧‧‧輸出子卡

RX1~RX4‧‧‧接收子卡

OP1~OP16‧‧‧第一輸出埠~第十六輸出埠

IP1~IP16‧‧‧第一輸入埠~第十六輸入埠

20、30‧‧‧矩陣模組

22、32‧‧‧影像產生模組

IE1~IE40‧‧‧輸入端

OE1~OE40‧‧‧輸出端

X‧‧‧分割畫面輸入端

IS1~IS16‧‧‧第一輸入信號~第十六輸入信號

OS1~OS16‧‧‧第一輸出信號~第十六輸出信號

K1‧‧‧十六分割畫面

20a‧‧‧第一矩陣模組

20b‧‧‧第二矩陣模組

CLK1~CLK16、CK1~CK4‧‧‧時脈輸入信號

CLK1’~CLK16’‧‧‧時脈輸出信號

D01~D016、D11~D116、D21~D216、D0K1~D0K4、D1K1~D1K4、D2K1~D2K4‧‧‧資料輸入信號

D01’~D016’、D11’~D116’、D21’~D216’‧‧‧資料輸出信號

CLK‧‧‧分割畫面之時脈輸入信號

D0、D1、D2‧‧‧分割畫面之資料輸入信號

K1~K16‧‧‧電視牆子畫面

X1~X16‧‧‧電視牆子畫面輸入端

WL‧‧‧電視牆

TV1~TV16‧‧‧電視

第1A圖~第1D圖係繪示先前技術中僅有第一輸出埠透過傳輸線連接至一螢幕能夠輸出由第一~第四影像來源端之影像所構成之四分割畫面的示意圖。

第1E圖係繪示於一電視牆架構中，第一影像來源端之影像M1分別係由四個電視螢幕畫面組合而成的示意圖。

第2圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的輸入埠及輸出埠之一實施例。

第3圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的矩陣模組及影像產生模組之一實施例。

第4圖係繪示影像產生模組根據第一~第十六輸入信號所輸出產生之十六分割畫面。

第5圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統根據具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式之輸入信號產生一個四分割畫面之一實施例。

第6圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的矩陣模組及影像產生模組之另一實施例。

第7圖係繪示影像產生模組根據四個輸入信號IS1、IS4、IS9及IS15產生十六個分割畫面K1~K16。

第8圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統根據一個具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式之輸入信號產生四個分割畫面之一實施例。

第9A圖係繪示由十六台電視螢幕所構成之電視牆。

第9B圖至第9D圖係繪示電視牆顯示效果之一實施例。

第10A圖至第10B圖係繪示電視牆顯示效果之另一實施例。

第11A圖至第11D圖係繪示電視牆顯示效果之另一實施例。

第12圖係繪示根據本發明之另一具體實施例中之應用於輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之方法的流程圖。

根據本發明之一較佳具體實施例為一種輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統。於實際應用中，輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統係為一多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統，但不以此為限。

請參閱第2圖，第2圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的輸入埠及輸出埠之一實施例。如第2圖所示，多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統2包含四個輸出子卡TX1~TX4及四個接收子卡RX1~RX4。其中，第一輸出子卡TX1包含第一輸出埠OP1~第四輸出埠OP4；第二輸出子卡TX2包含第五輸出埠OP5~第八輸出埠OP8；第三輸出子卡TX3包含第九輸出埠OP9~第十二輸出埠OP12；第四輸出子卡TX4包含第十三輸出埠OP13~第十六輸出埠OP16。第一接收子卡RX1包含第一輸入埠IP1~第四輸入埠IP4；第二接收子卡RX2包含第五輸入埠IP5~第八輸入埠IP8；第三接 收子卡RX3包含第九輸入埠IP9~第十二輸入埠IP12；第四接收子卡RX4包含第十三輸入埠IP13~第十六輸入埠IP16。

於多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統2中，第一輸入埠IP1~第十六輸入埠IP16可分別耦接不同的影像來源端(例如DVD播放器、攝影機等)，用以分別接收不同的輸入信號。第一輸出埠OP1~第十六輸出埠OP16可分別耦接不同的影像輸出裝置(例如螢幕、顯示器、電視等)。實際上，該些輸入信號可具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式，但不以此為限。

請參照第3圖，第3圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的矩陣模組及影像產生模組之一實施例。如第3圖所示，矩陣模組20係耦接影像產生模組22。於此實施例中，影像產生模組22係為一即時分割畫面模組，用以在一影像輸出裝置中產生一分割畫面，矩陣模組20可具有交叉點(crosspoint)連接格式、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)格式或分流器(splitter)結合切換器(switch)之格式，例如具有交叉點連接格式的矩陣模組20可以是包含40個輸入接腳(Input pins)及40個輸出接腳(Output pins)，但不以此為限。實際上，影像產生模組22亦可透過外接插卡之方式使用。

矩陣模組20至少具有輸入端IE1~IE16及輸出端OE1~OE16，其中輸入端IE1~IE16可耦接第2圖中之第一輸入埠IP1~第十六輸入埠IP16，用以分別自第一輸入埠IP1~第十六輸入埠IP16接收第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16後，再經由矩陣模組20轉換為第一輸出信號OS1~第十六輸出信號OS16並傳送至輸出端OE1~OE16輸出。實際上，第一輸出信號OS1~第十六輸出信號0S16可具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式，但不以此為限。

需說明的是，矩陣模組20還包含有輸出端OE17~OE32，用以分別輸出第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16至影像產生模組22。當影像產生模組22接收到第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16後，影像產生模組22將會根據第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16產生一個十六分 割畫面K1，如第4圖所示。此外，矩陣模組20還包含有分割畫面輸入端X,用以接收影像產生模組22所輸出的十六分割畫面K1。

由於多輸入多輸出(Multi-input multi-output)矩陣模組20具有任一輸出端可自由選擇任一輸入端之特性，也就是說，若使用者想要某一影像輸出裝置顯示十六分割畫面K1，矩陣模組20僅需將其分割畫面輸入端X所接收到之十六分割畫面K1傳送至對應於該影像輸出裝置的矩陣模組20之輸出端(例如OE1)，也就是說，矩陣模組20之輸出端(例如OE1)選擇M分割畫面(例如是十六分割畫面K1)提供至矩陣模組20之至少一輸入端(例如是分割畫面輸入端X)，輸出端(例如OE1)連接至多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統2之第一輸出埠OP1及傳輸線(纜線)，再連接至該影像輸出裝置，使得該影像輸出裝置能自輸出端OE1接收到十六分割畫面K1並顯示之。

請參照第5圖，第5圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統根據具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式之輸入信號產生一個四分割畫面之一實施例。如第5圖所示，假設第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16係具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式，亦即代表每一輸入信號分別包含時脈輸入信號CLK及資料輸入信號D0、D1、D2。若多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統2採用的是具有40個輸入端及40個輸出端的矩陣模組，因共需要有80個輸出端輸出信號，故需要有第一矩陣模組20a及第二矩陣模組20b才夠用。

需說明的是，由於具有144個輸入端及144個輸出端的交叉點連接格式矩陣模組價格較高，故改採用兩個具有40個輸入端及40個輸出端的交叉點連接格式矩陣模組，以降低成本。

其中，第一矩陣模組20a之輸入端IE1~IE16係用以接收時脈輸入信號CLK1~CLK16；第一矩陣模組20a之輸入端IE17~IE32係用以接收資料輸入信號D01~D016；第二矩陣模組20b之輸入端IE1~IE16係用以接收資料輸入信號D11~D116；第二矩陣模組20b之輸入端IE17~IE32係用以接收資料輸入信號D21~D216。第一矩陣模組20a將時脈輸入信號CLK1~CLK16轉換為時脈輸出信號CLK1’~CLK16’後透過其輸出端OE1~OE16輸出；第一矩陣模組20a將資料輸入信號D01~D016轉換為資料 輸出信號D01’~D016’後透過其輸出端OE17~OE32輸出；第二矩陣模組20b將資料輸入信號D11~D116轉換為資料輸出信號D11’~D116’後透過其輸出端OE1~OE16輸出；第二矩陣模組20b將資料輸入信號D21~D216轉換為資料輸出信號D21’~D216’後透過其輸出端OE17~OE32輸出。

為了讓影像產生模組22能夠產生四分割畫面，第一矩陣模組20a之輸出端OE33~OE36將會選擇輸入端IE1~IE16所接收之時脈輸入信號CLK1~CLK16中之任四個時脈輸入信號(例如CLK1~CLK4)並將其輸出至影像產生模組22；第一矩陣模組20a之輸出端OE37~OE40將會選擇輸入端IE17~IE32所接收之資料輸入信號D01~D016中之任四個資料輸入信號(例如D01~D04)並將其輸出至影像產生模組22；第二矩陣模組20b之輸出端OE33~OE36將會選擇輸入端IE1~IE16所接收之資料輸入信號D11~D116中之任四個資料輸入信號(例如D11~D14)並將其輸出至影像產生模組22；第二矩陣模組20b之輸出端OE37~OE40將會選擇輸入端IE17~IE32所接收之資料輸入信號D21~D216中之任四個資料輸入信號(例如D21~D24)並將其輸出至影像產生模組22。當影像產生模組22分別接收到各時脈輸入信號及各資料輸入信號後，影像產生模組22根據各時脈輸入信號及各資料輸入信號分別產生一個四分割畫面之時脈輸入信號CLK及資料輸入信號D0、D1、D2。第一矩陣模組20a之輸入端IE33~IE34及第二矩陣模組20b之輸入端IE33~IE34分別接收四分割畫面之時脈輸入信號CLK及資料輸入信號D0、D1、D2。

由於第一矩陣模組20a及第二矩陣模組20b具有任一輸出端可自由選擇任一輸入端之特性，也就是說，若使用者想要某一影像輸出裝置顯示四分割畫面，矩陣式影像傳輸系統僅需將第一矩陣模組20a之輸入端IE33~IE34及第二矩陣模組20b之輸入端IE33~IE34所分別接收到之一個四分割畫面的時脈輸入信號CLK及資料輸入信號D0、D1、D2分別傳送至對應於該影像輸出裝置的第一矩陣模組20a之輸出端(例如OE1及OE17)及第二矩陣模組20b之輸出端(例如OE1及OE17)，也就是說，矩陣模組20a之輸出端OE1、OE17分別選擇四分割畫面提供至矩陣模組20a之至少一輸入端IE33、IE34；矩陣模組20b之輸出端OE1、OE17分別選擇M分割畫面提 供至矩陣模組20b之至少一輸入端IE33、IE34；第一矩陣模組20a之輸出端OE1及OE17及第二矩陣模組20b之輸出端OE1及OE17，共四個輸出端連接至多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統2之第一輸出埠OP1及傳輸線(纜線)，再連接至該影像輸出裝置，使得該影像輸出裝置能自第一矩陣模組20a之輸出端OE1及OE17及第二矩陣模組20b之輸出端OE1及OE17接收到四分割畫面並顯示之。

請參照第6圖，第6圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統的矩陣模組及影像產生模組之另一實施例。如第6圖所示，矩陣模組30係耦接影像產生模組32。於此實施例中，影像產生模組32係為一電視牆畫面產生模組，用以產生具有複數個分割畫面之電視牆畫面，矩陣模組30可具有交叉點(crosspoint)連接格式、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)格式或分流器(splitter)結合切換器(switch)之格式，例如具有交叉點連接格式的矩陣模組30可以是包含40個輸入接腳(Input pins)及40個輸出接腳(Output pins)，但不以此為限。

矩陣模組30至少具有輸入端IE1~IE16及輸出端OE1~OE16，其中輸入端IE1~IE16可耦接第2圖所示之第一輸入埠IP1~第十六輸入埠IP16，用以分別自第一輸入埠IP1~第十六輸入埠IP16接收第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16後，再經由矩陣模組30轉換為第一輸出信號OS1~第十六輸出信號OS16並分別傳送至輸出端OE1~OE16。

於此實施例中，矩陣模組30還包含有輸出端OE17~OE20，用以分別輸出第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16中之任四個輸入信號(例如IS1、IS4、IS9及IS15)至影像產生模組32。需說明的是，矩陣模組30耦接至影像產生模組32的輸出端數目以及輸出至影像產生模組32之輸入信號數目係與使用者欲分割之輸入信號數目有關，並不以四個為限。

當影像產生模組32接收到該四個輸入信號IS1、IS4、IS9及IS15後，影像產生模組32將會根據該四個輸入信號IS1、IS4、IS9及IS15產生十六個電視牆子畫面K1~K16，如第7圖所示。此外，矩陣模組30還包含有電視牆子畫面輸入端X1~X16，用以分別接收影像產生模組32所輸出的十六個電視牆子畫面K1~K16。需說明的是，影像產生模組32不一定 要將該四個輸入信號IS1、IS4、IS9及IS15分割為十六個分割畫面，亦可根據使用者之需求分割為九個電視牆子畫面或其他數目的電視牆子畫面，並無特定之限制。

由於多輸入多輸出矩陣模組30具有任一輸出端可自由選擇任一輸入端之特性，也就是說，若使用者想要某一影像輸出裝置顯示十六個電視牆子畫面K1~K16中之第一個電視牆子畫面K1，矩陣模組30僅需將其電視牆子畫面輸入端X1所接收到之第一個電視牆子畫面K1傳送至對應於該影像輸出裝置的矩陣模組30之輸出端(例如OE1)，也就是說，多輸入多輸出矩陣模組30之輸出端(例如OE1)選擇電視牆子畫面K1提供至多輸入多輸出矩陣模組30之至少一輸入端(例如是分割畫面輸入端X1)，多輸入多輸出矩陣模組30之輸出端(例如OE1)連接至多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統之第一輸出埠及傳輸線(纜線)，再連接至影像輸出裝置，使得該影像輸出裝置能自輸出端OE1接收到第一個電視牆子畫面K1並顯示之。

同理，若使用者想要相鄰兩台電視分別顯示該十六個電視牆子畫面K1~K16中之第八個電視牆子畫面K8與第九個電視牆子畫面K9，矩陣模組30僅需將其電視牆子畫面輸入端X8及X9所分別接收到之第八個電視牆子畫面K8與第九個電視牆子畫面K9分別傳送至對應於該相鄰兩台電視的矩陣模組30之兩輸出端(例如OE8及OE9)，使得該相鄰兩台電視能分別自輸出端OE8及OE9接收到第八個電視牆子畫面K8與第九個電視牆子畫面K9並分別顯示之，本發明技術因容易選擇電視牆子畫面，可取代傳統螢幕在切換畫面時須插拔多次傳輸線(纜線)至矩陣式影像傳輸系統之不同輸出埠方法，使得消費者在選擇電視牆子畫面時更為方便。

請參照第8圖，第8圖係繪示多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統根據一個具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式之輸入信號產生四個分割畫面之一實施例。如第8圖所示，假設第一輸入信號IS1~第十六輸入信號IS16係具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式，亦即代表每一輸入信號分別包含時脈輸入信號CLK及資料輸入信號D0、D1、D2。若多輸入多輸出矩陣式影像傳輸系統採用的是具有40個輸入端及40個輸出端的矩陣模組，因共需要有80個輸入端以接收信號，故需要有第一矩陣模組30a及第二矩 陣模組30b才夠用。

需說明的是，由於具有144個輸入端及144個輸出端的交叉點連接格式矩陣模組價格較高，故改採用兩個具有40個輸入端及40個輸出端的交叉點連接格式矩陣模組，以降低成本。

其中，第一矩陣模組30a之輸入端IE1~IE16係用以接收時脈輸入信號CLK1~CLK16；第一矩陣模組30a之輸入端IE17~IE32係用以接收資料輸入信號D01~D016；第二矩陣模組30b之輸入端IE1~IE16係用以接收資料輸入信號D11~D116；第二矩陣模組30b之輸入端IE17~IE32係用以接收資料輸入信號D21~D216。第一矩陣模組30a將時脈輸入信號CLK1~CLK16轉換為時脈輸出信號CLK1’~CLK16’後透過其輸出端OE1~OE16輸出；第一矩陣模組30a將資料輸入信號D01~D016轉換為資料輸出信號D01’~D016’後透過其輸出端OE17~OE32輸出；第二矩陣模組30b將資料輸入信號D11~D116轉換為資料輸出信號D11’~D116’後透過其輸出端OE1~OE16輸出；第二矩陣模組30b將資料輸入信號D21~D216轉換為資料輸出信號D21’~D216’後透過其輸出端OE17~OE32輸出。

為了讓影像產生模組32能夠根據一個具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式之輸入信號產生四個分割畫面，第一矩陣模組30a之輸出端OE33將會選擇輸入端IE1~IE16所接收之時脈輸入信號CLK1~CLK16中之任一個時脈輸入信號(例如時脈輸入信號CLK1)並將其輸出至影像產生模組32；第一矩陣模組30a之輸出端OE34將會選擇輸入端IE17~IE32所接收之資料輸入信號D01~D016中之任一個資料輸入信號(例如資料輸入信號D01)並將其輸出至影像產生模組32；第二矩陣模組30b之輸出端OE33將會選擇輸入端IE1~IE16所接收之資料輸入信號D11~D116中之任一個資料輸入信號(例如資料輸入信號D11)並將其輸出至影像產生模組32；第二矩陣模組30b之輸出端OE34將會選擇輸入端IE17~IE32所接收之資料輸入信號D21~D216中之任一個資料輸入信號(例如資料輸入信號D21)並將其輸出至影像產生模組32。當影像產生模組32分別接收到時脈輸入信號CLK1及各資料輸入信號D01、D11及D21後，影像產生模組32根據時脈輸入信號CLK1及各資料輸入信號D01、D11及D21分別產生對應於四個分割畫面K1~K4 之時脈輸入信號CK1~CK4及資料輸入信號D0K1~D0K4、D1K1~D1K4、D2K1~D2K4。第一矩陣模組30a之輸入端IE33~IE36分別接收對應於四個分割畫面K1~K4之時脈輸入信號CK1~CK4；第一矩陣模組30a之輸入端IE37~IE40分別接收對應於四個分割畫面K1~K4之資料輸入信號D0K1~D0K4；第二矩陣模組30b之輸入端IE33~IE36分別接收對應於四個分割畫面K1~K4之資料輸入信號D1K1~D1K4；第二矩陣模組30b之輸入端IE37~IE40分別接收對應於四個分割畫面K1~K4之資料輸入信號D2K1~D2K4。

由於第一矩陣模組30a及第二矩陣模組30b具有任一輸出端可自由選擇任一輸入端之特性，也就是說，若使用者想要某一影像輸出裝置顯示四個分割畫面K1~K4中之第一分割畫面K1，矩陣式影像傳輸系統僅需將第一矩陣模組30a之輸入端IE33所接收到之對應於第一分割畫面K1之時脈輸入信號CK1、第一矩陣模組30a之輸入端IE37所接收到之對應於第一分割畫面K1之資料輸入信號D0K1、第二矩陣模組30b之輸入端IE33所接收到之對應於第一分割畫面K1之資料輸入信號D1K1以及第二矩陣模組30b之輸入端IE37所接收到之對應於第一分割畫面K1之資料輸入信號D2K1分別傳送至對應於第一矩陣模組30a之輸出端OE1及OE17及第二矩陣模組30b之輸出端OE1及OE17，使得該影像輸出裝置能分別自第一矩陣模組30a之輸出端OE1及OE17及第二矩陣模組30b之輸出端OE1及OE17接收到對應於第一分割畫面K1之時脈輸入信號CK1及資料輸入信號D0K1、D1K1及D2K1以顯示第一分割畫面K1。

接下來，將以數個實施例來說明本發明之矩陣式影像傳輸系統所能達到之各種不同電視牆顯示效果。請先參照第9A圖，第9A圖係繪示由十六台電視TV1~TV16所構成之電視牆WL。

請參照第9B圖至第9D圖。第9B圖至第9D圖係繪示電視牆顯示效果之一實施例。如第9B圖所示，於第一時間下，原本電視牆WL所包含的十六台電視TV1~TV16(請參照第9A圖)之中僅有左上方的四台電視TV1、TV2、TV5及TV6顯示被分割成第一電視牆子畫面K1~第四電視牆子畫面K4之一影像，至於其他各台電視則可分別顯示其他影像來源端之影 像，無特定之限制。接著，如第9C圖所示，於第二時間下，由於此時該影像係被分割成第一電視牆子畫面K1~第九電視牆子畫面K9，電視牆WL所包含的十六台電視TV1~TV16將會變成左上方的九台電視TV1~TV3、TV5~TV7及TV9~TV11分別顯示該影像之第一電視牆子畫面K1~第九電視牆子畫面K9，至於其他各台電視則可分別顯示其他影像來源端之影像，無特定之限制。之後，如第9D圖所示，於第三時間下，由於此時該影像係被分割成第一電視牆子畫面K1~第十六電視牆子畫面K16，電視牆WL所包含的十六台電視TV1~TV16將分別顯示該影像之第一電視牆子畫面K1~第十六電視牆子畫面K16。藉此，從第一時間至第三時間，觀看電視牆WL的人將會看到該影像由只顯示於電視牆WL的左上方開始向右下方變大成顯示於整個電視牆WL之顯示效果。

請參照第10A圖至第10B圖。第10A圖至第10B圖係繪示電視牆顯示效果之另一實施例。如第10A圖所示，於第一時間下，原本電視牆WL所包含的十六台電視TV1~TV16之中僅有位於中央的四台電視TV6、TV7、TV10及TV11顯示被分割成第一分割畫面K1~第四分割畫面K4之一影像，其他各台電視則分別顯示其他影像來源端之影像。接著，如第10B圖所示，於第二時間下，由於此時該影像係被分割成第一分割畫面K1~第十六分割畫面K16，電視牆WL所包含的十六台電視TV1~TV16將分別顯示該影像之第一分割畫面K1~第十六分割畫面K16。藉此，從第一時間至第二時間，觀看電視牆WL的人將會看到該影像由只顯示於電視牆WL的中央向外變大成顯示於整個電視牆WL之顯示效果。

請參照第11A圖至第11D圖。第11A圖至第11D圖係繪示電視牆顯示效果之另一實施例。如第11A圖所示，於第一時間下，原本電視牆WL的左上方四台電視TV1、TV2、TV5及TV6分別顯示第一影像(英文字母M)的四個電視牆子畫面；右上方四台電視TV3、TV4、TV7及TV8分別顯示第二影像(英文字母A)的四個電視牆子畫面；左下方四台電視TV9、TV10、TV13及TV14分別顯示第三影像(英文字母O)的四個電視牆子畫面；右下方四台電視TV11、TV12、TV15及TV16分別顯示第四影像(英文字母X)的四個電視牆子畫面。

接著，如第11B圖所示，於第二時間下，電視牆WL的左上方四台電視TV1、TV2、TV5及TV6當中僅剩TV6顯示第一影像(英文字母M)，至於其餘電視TV1、TV2及TV5則可顯示其他影像來源端的畫面，無特定之限制；右上方四台電視TV3、TV4、TV7及TV8維持不變，仍分別顯示第二影像(英文字母A)的四個電視牆子畫面；左下方四台電視TV9、TV10、TV13及TV14維持不變，仍分別顯示第三影像(英文字母O)的四個電視牆子畫面；右下方四台電視TV11、TV12、TV15及TV16當中僅剩TV11顯示第四影像(英文字母X)，其餘電視TV12、TV15及TV16則可顯示其他影像來源端的畫面。藉此，從第一時間至第二時間，觀看電視牆WL的人將會看到電視牆WL的左上方所顯示之第一影像與右下方所顯示之第四影像均呈現向中央內縮的顯示效果，至於電視牆WL的右上方所顯示之第二影像與左下方所顯示之第三影像則維持不變。

之後，如第11C圖所示，於第三時間下，電視牆WL的左上方四台電視TV1、TV2、TV5及TV6變成分別顯示第二影像(英文字母A)的四個電視牆子畫面；右上方四台電視TV3、TV4、TV7及TV8當中僅有TV7顯示第四影像(英文字母X)，其餘電視TV3、TV4及TV8則可顯示其他影像來源端的畫面；左下方四台電視TV9、TV10、TV13及TV14當中僅有TV10顯示第一影像(英文字母M)，其餘電視TV9、TV13及TV14則可顯示其他影像來源端的畫面；右下方四台電視TV11、TV12、TV15及TV16變成分別顯示第三影像(英文字母O)的四個電視牆子畫面。藉此，從第二時間至第三時間，觀看電視牆WL的人將會看到整個電視牆WL所顯示之畫面呈現逆時針旋轉90度之顯示效果。

然後，如第11D圖所示，於第四時間下，電視牆WL的左上方四台電視TV1、TV2、TV5及TV6分別顯示第二影像(英文字母A)的四個電視牆子畫面；右上方四台電視TV3、TV4、TV7及TV8分別顯示第四影像(英文字母X)的四個電視牆子畫面；左下方四台電視TV9、TV10、TV13及TV14分別顯示第一影像(英文字母M)的四個電視牆子畫面；右下方四台電視TV11、TV12、TV15及TV16分別顯示第三影像(英文字母O)的四個電視牆子畫面。藉此，從第三時間至第四時間，觀看電視牆WL的人將會看 到電視牆WL的右上方所顯示之第四影像與左下方所顯示之第一影像均呈現向外放大的顯示效果，至於電視牆WL的左上方所顯示之第二影像與右下方所顯示之第三影像則維持不變。透過矩陣式影像傳輸系統所能達到之上述不同顯示效果，使得電視牆運用於展示或播放時能夠更多元豐富且更具有使用上之彈性。

根據本發明之另一具體實施例為一種應用於輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之方法。於此實施例中，輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統包含矩陣模組、影像產生模組、至少一輸入埠及至少一輸出埠，矩陣模組具有至少一輸入端及至少一輸出端。

請參照第12圖。第12圖係繪示應用於輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之方法的流程圖。如第12圖所示，該方法執行步驟S10，矩陣模組之至少一輸入端自至少一輸入埠及至少一影像來源端接收輸入信號。然後，該方法執行步驟S12，矩陣模組將任一輸入端自至少一輸入埠所接收到之任一輸入信號轉換為任一輸出信號至任一輸出端。

接著，該方法執行步驟S14，影像產生模組接收並根據N個輸出端所輸出的N個輸出信號產生M分割畫面，其中N與M均為正整數。然後，該方法執行步驟S16，影像產生模組將M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，矩陣模組之輸出端選擇M分割畫面提供至矩陣模組之至少一輸入端，且矩陣模組之輸出端耦接至輸出埠。

於實際應用中，若影像產生模組為即時分割畫面模組，則N大於或等於M，亦即影像產生模組用以將各個不同的輸出信號組合形成一個顯示於一顯示器之分割畫面。若影像產生模組為電視牆畫面產生模組，則N小於M，亦即影像產生模組用以將輸出信號分割成多個分別顯示於電視牆的不同顯示器之電視牆分割畫面。

相較於先前技術，根據本發明之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統及其應用方法實現了每一輸出埠均能輸出分割畫面，具有以下優點：

(1)除了矩陣式影像傳輸系統的基本功能外，還增加了畫面分割功能及電視牆功能，使用者可自由選擇欲分割的影像來源端之影像以形成分割畫面，並可任意指定輸出電視牆畫面之輸出埠，有效提升方便性 與實用性。

(2)僅於額外設置一電路模組即可減少分別在每張TX子卡上進行處理所需之成本及複雜度。

(3)可廣泛應用於各種矩陣式影像監控或展示系統，輸入信號及輸出信號可以是最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。

(4)當應用於電視牆功能時，使用者可於輸入影像、2X2電視牆畫面、3X3電視牆畫面及4X4電視牆畫面之間任意切換，並具有彈性可編程能力。

(5)可有效減少外接纜線的數目以及其所佔用的輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之輸入埠/輸出埠數目。

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。

2‧‧‧矩陣式影像傳輸系統

20‧‧‧矩陣模組

22‧‧‧影像產生模組

IE1~IE16‧‧‧輸入端

OE1~OE32‧‧‧輸出端

X‧‧‧分割畫面輸入端

IS1~IS16‧‧‧第一輸入信號~第十六輸入信號

OS1~OS16‧‧‧第一輸出信號~第十六輸出信號

K1‧‧‧十六分割畫面

Claims (16)

1. 一種輸入及輸出矩陣式(matrix)影像傳輸系統，包含：至少一輸入埠；至少一輸出埠；一矩陣模組，具有至少一輸入端及至少一輸出端，用以將透過該輸入埠且自該輸入端所接收到之任一輸入信號轉換為任一輸出信號至任一輸出端；以及一影像產生模組，耦接該矩陣模組之N個輸出端，用以根據該N個輸出端所輸出的N個輸出信號產生一M分割畫面，並將該M分割畫面提供至該矩陣模組之至少一輸入端，該矩陣模組之該輸出端選擇該M分割畫面提供至該矩陣模組之該至少一輸入端，且該矩陣模組之該輸出端耦接至該輸出埠，其中N與M均為正整數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該矩陣模組具有交叉點(crosspoint)連接格式、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)格式或分流器(splitter)結合切換器(switch)之格式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該輸入信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。
4. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該輸出信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL) 格式或行動高畫質連結(MHL)格式。
5. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該影像產生模組可透過外接插卡之方式使用。
6. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中若該影像產生模組為一即時分割畫面模組，則N大於或等於M。
7. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中若該影像產生模組為一電視牆畫面產生模組，則N小於M。
8. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該矩陣模組之至少一輸入端係耦接該至少一輸入埠及至少一影像來源端並自該至少一影像來源端接收該輸入信號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統，其中該矩陣模組之至少一輸出端係耦接該輸出埠及該影像產生模組，該影像產生模組具有複數輸入端接收該M分割畫面並輸出至該至少一輸出埠。
10. 一種應用於一輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統之方法，該輸入及輸出矩陣式影像傳輸系統包含一矩陣模組、一影像產生模組、至少一輸入埠及至少一輸出埠，該矩陣模組具有至少一輸入端及至少一輸出端，該方法包含下列步驟：(a)該矩陣模組將任一輸入端自該至少一輸入埠所接收到之任一輸入信號轉換為任一輸出信號至任一輸出端；以及(b)該影像產生模組接收並根據該N個輸出端所輸出的N個輸出信號產生一M分割畫面，並將該M分割畫面提供至該矩陣模組之至少一輸入端，該矩陣模組之該輸出端選擇該M分割畫面提供至該矩陣模 組之該至少一輸入端，且該矩陣模組之該輸出端耦接至該輸出埠，其中N與M均為正整數。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該矩陣模組具有交叉點(crosspoint)連接格式、現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)格式或分流器(splitter)結合切換器(switch)之格式。
12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該輸入信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該輸出信號具有最小化傳輸差分信號(TMDS)格式、低電壓差分信號(LVDS)格式、序列器/解除序列器(SerDes)格式、電晶體-電晶體邏輯(TTL)格式或行動高畫質連結(MHL)格式。
14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該影像產生模組可透過外接插卡之方式使用。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含下列步驟：判斷N是否大於或等於M；若上述判斷結果為是，則該影像產生模組為一即時分割畫面模組；以及若上述判斷結果為否，則該影像產生模組為一電視牆畫面產生模組。
16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含下列步驟：該矩陣模組之該至少一輸入端自該至少一輸入埠及至少一影像來源端 接收該輸入信號。