用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸方法及其系統的製作方法

2023-07-04 13:03:06

專利名稱：用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於家庭影音系統的短程無線視聽信號傳輸技術(可將有線信號進行無線傳輸的技術)，特別是一種用於音視頻系統影音信號短程無線化傳輸方法及其(發射及接收)系統。
背景技術：
在現代社會，各種家庭音響、多媒體電腦、有線電視機、錄像機、雷射影碟機等家庭多媒體(電腦)音響視聽設備已得到極大普及。這些影音設備都是由多個任務不同的單個設備(單元)經整體組合而成。在視聽技術誕生和發展的一百佘年以來，由於早期技術上的限制，致使人們在家用視聽設備之間不可避免地設計和安裝了各種信號連接線，這種解決不同視聽設備之間的信號傳輸的傳統連接方式一直延用至今。例如VCD影碟機必須用AV線或射頻線連接到電視機和功放音響設備上，DVD影碟機必須用AV線與環繞功放和電視機相連接，而功放則必須用音箱線與音箱進行連接，還要注意將上述設備進行正確的導線連接，否則無法實現影音信號的播放。又例如多媒體電腦有音頻輸出口，配備上多媒體音箱時，必須將相應的連接線插接上，才能讓多媒體音箱發音，如若不設接線和插接接頭，則多媒體音箱無法工作。由於現有廠商提供的視聽設備都需要使用連接線，這種傳統落後技術導致了以下一些使用上的諸多不方便因一般視聽設備的連接線長度有限，致使這些設備不得不擠放在一個狹小固定的位置上，如擠放在電視櫃中、音響櫃中、電腦桌等地方，對用戶造成極大的不便和限制。由於電視音響櫃附近需要大量的連接線，影響了房間整齊簡潔美觀的視覺效果(造成視覺汙染)，由於電視櫃和音響櫃緊貼牆縫，若要對視聽設備連接或者更改連接線路將是一件非常艱巨的事情，想要添加或刪除視聽設備也將是一件困難之事，如新買一臺DVD影碟機，想要將影碟機的各種連接線插接到位，就要將功放、電視，甚至DVD等設備都搬出來，看清各埠標誌後才能正確插接，非常困難。由於環繞音箱需要連接較長的連接線到背後的牆上，將給裝修和生活帶來諸多不便。過多過長的連接線還將導致安全隱患，這種隱患有可能是電器方面安全隱患，也可能是機械方面的安全隱患。此外，還由於多媒體電腦在實際使用中，存在4.1聲道的多媒體音箱中兩個環繞音箱無法或難以擺設，多媒體主音箱難以脫離電腦桌的束縛，無法發揮環繞音場的效果。又由於過多繁雜的連接線，要想改變家庭影院或多媒體電腦的位置，將音響系統挪個位，簡直是件棘手的問題。
為了改善上述某些方面的不利影響，雖有人設計出適用於有源音箱的使用無線電代替連接線傳輸信號的「有線信號無線發射器」(專利號96237263.3)。另有一專利文獻記錄了一種使用紅外線代替連接線的有源音箱(專利號95246215.x)。同樣還有一個專利文獻提供了一種帶有影音信號射頻空間發射功能的錄放像機(專利號92228287.0)。上述這些技術有的會令音箱沒有了連接線，帶給使用者一定方便，但其所使用的音響電子線路性能低劣，無法使用於當今高保真環繞時代的高性能音響系統之中，且沒有視頻技術支持，僅有兩個聲道，應用範圍窄。而有線電視無線發射器和無線錄像機純粹是將有線電視信號或錄象機射頻信號功率發射到空間，其性能僅滿足一般低質量圖像和伴音，不適合高保真環繞音響系統使用，不能滿足現有高品質高清晰度AV家庭影院的要求。此外值得一提的是，現有的無線耳機雖已經發展了幾十年歷史，但無線耳機為個人雙聲道聹聽設備，該技術尚不能用於家庭影院等產品，現有無線監控攝像機技術僅提供了單聲道低音質的聲音傳輸器和一個圖像傳輸器，也不能用於家庭影院等的高保真家庭影音系統中。
本發明的目的是要克服上述缺陷，從而提供一種用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸方法及其系統，它能把有線的音視頻信號進行短程無線化發射和接收，實現各種影音設備之間的無線化連接的同時，保證音視頻信號質量不會被影響，並可滿足現代化數字環繞多聲道的需求，適合於在包括家庭影院在內的各種影音系統中使用。
本發明是以如下技術方案實現的參照圖1，該系統仍包括a、可代表一臺或多臺信號源的音視頻信號源(1)，其具體設備可包括錄像機、VCD或DVD影碟機、多媒體電腦等多組視聽信號源設備，b、視頻終端(2)，其具體設備可以是電視機、投影機、電腦顯示器等將視頻信號最終還原的(終端)設備，c.低頻(音頻)放大器(3)，其具體是指可以將在線路中傳輸的微弱音頻電信號作功率放大的設備，比如功放設備，d.音頻電聲轉換器(4)，其具體設備可以是音箱(揚聲器)等可以將電信號轉換為可被人耳接收的音頻信號設備，其方法特徵是將高性能的包括家庭影院等的影音系統和多媒體電腦的音視頻信號(影音信號)皆採用短程無線化發射和接收的傳輸方法，以形成一種無線化傳輸的發射接收系統，使得可滿足現代高保真性能的音頻和視頻的需求或要求，還能滿足現代化數字環繞並多達3至100路多聲道的需求。為此，本發明的短程無線化傳輸系統的特徵在於還增設有與每臺音視頻信號源(1)對應配設(配置)的用於短程無線傳輸的音視頻信號(無線)發射源(亦稱音視頻信號無線發射裝置或設備)(5)、和用於接收這些無線信號的音視頻信號(無線)接收源(裝置或設備)(6)，其中的音視頻信號發射源(5)裝置可以是無線電調幅、調頻發射器，也可以是雷射或紅外線發射器，其發射的具體信號可以是音視頻模擬信號、調幅調頻信號、或還可以是音視頻調製的數位訊號，(數位訊號可以是未經過壓縮的，也可以是經採用壓縮設備壓縮的)，其電路連接是音視頻信號源(1)的輸出端連接在(即插接在)音視頻信號發射源(5)的輸入端，信號發射源(5)再將調製好的信號向空間開路發射出去，其中的音視頻信號接收源(6)裝置可以是無線電調幅、調頻接收器，也可以是數字接收器，也還可以是雷射或紅外線接收器，其接收的具體信號可以是音視頻模擬信號、調幅調頻信號、或還可以是音視頻調製的數位訊號，(數位訊號可以是未經過壓縮的，也可以是經採用壓縮設備壓縮的)，其電路連接是音視頻信號接收源(6)裝置的輸出端分別連接入(插接在)視頻終端(2)和低頻(音頻)放大器(3)的輸入端，音視頻信號接收源(6)能夠接收音視頻信號發射源(5)通過空間無線開路發射的音視頻無線調製信號，並對此信號進行相應處理(比如解調處理)，最終還原成作為終端設備的視頻終端(2)和音頻放大器(3)能夠接受的音視頻信號視頻終端(2)將接收到的視頻信號還原成圖像，顯示在顯示屏上，音頻放大器(3)將接收到的音頻電信號的功率放大後，送入音頻電聲轉換器(4)中，再由其最終還原成聲音在空間中傳播。
與已有技術比較，本發明採用上述家庭影院等的影音系統無線化方案，可滿足以下幾點要求；聲音的無線傳輸過程中可真正滿足高保真的要求，失真度極小，可保證音視頻信號質量不會被影響。其次，聲音的聲道數量可滿足各種環繞音響標準的需求。其三，視頻的無線傳輸可保證圖像的穩定和高畫質，並提供足夠的清晰度，非現有技術所能比擬。總之，使用本發明技術可以做到使現代家庭的VCD、DVD可以無線化連接，高保真立體聲錄像機可以無線化連接，主音箱和環繞音箱可以無線化連接，甚至多媒體電腦與有源音箱也可實現無線化連接。當本發明實現分體式家庭影院功能後，其分體化的好處將使得用戶在操作上大為方便，表現在使用者無需離開自己的座位，即可更換影碟片或錄像帶；使用者可直接觀察到影碟機等視聽設備上的顯示屏顯示的信息狀態；如果影碟機等設備自身帶有無線收發源，用戶除了電源線外無需再插接任何連接線，設備的添加和刪除操作僅僅是拔插電源線而已；如果是將現有影碟機等設備升級成分體式家庭影院，將信號連線插接到發射源上即可，讓整個設備的組合和拼裝不再是音響專家才能幹的活；因室內沒有任何連接線，無需將牆壁打孔穿線，使室內乾淨整潔；多媒體電腦音箱將可以懸掛於房間任何角落裡，不受電腦桌約束，讓現代多聲道的多媒體音(響)效(果)可以盡情地發揮出來；因為某些原因而必須挪動視聽系統將變得異常方便。
本發明在具體設計時還具有以下技術特徵一、當作為音視頻信號接收源(6)的裝置是無線電調頻接收器時(參照圖2、圖3)，則(6)的音頻部分包括接收天線、高頻放大器、音頻調頻解調器，而(6)的視頻部分包括與音頻部分共用的天線、高頻放大器、視頻信號解調器。
二、當作為音視頻信號接收源(6)的裝置(設備)是數字接收器時(參照圖4)，則(6)包括接收天線、無線接收解調器、微處理器(可以是帶有解壓縮的微處理系統)及DA轉換器。
三、當其發射的具體信號是音視頻調製的數位訊號時，這些數位訊號可以是未經過壓縮的，也可以是採用壓縮設備壓縮的，同樣，當其接收的具體信號是音視頻調製的數位訊號時，這些數位訊號也相應的可以是未經過壓縮的，也可以是採用壓縮設備壓縮的。
四、所述音視頻信號(無線)發射源(5)可以是插接於音視頻信號源(1)後面的一個獨立結構的設備，並擁有獨立的機殼，也可以是音視頻信號源(1)中的一個組成部分(並與其結合使用同一個機殼)，而信號接收源(6)同樣也可以是一個獨立結構的設備，並擁有獨立的機殼，也可以分別與視頻終端(2)或音頻放大器(3)結合併組成同一個部分和使用同一個機殼(附圖略)。
上述將音視頻信號源(1)和信號發射源(5)結合併使用同一機殼，這樣做可以使本發明的VCD、DVD、數字錄像機等信號源，本身具有向空間開路發射某個標準的無線發射調製信號的能力，去讓信號接收源(6)接收；而將信號發射源(5)獨立做成一個設備，並擁有獨立的機殼時，將使得原先傳統家庭影劇院可以插接上信號發射源(5)和信號接收源(6)，從而升級改造成為分體式的家庭影劇院。同理，將信號接收源(6)和視頻終端(2)結合併使用同一個機殼，將信號接收源(6)和音頻放大器(3)結合併使用同一個機殼，可以使得電視機和功放這樣的音視頻終端設備本身具備接收信號發射源(5)發來的信號，而不必要另外插接設備；而將信號接收源(6)獨立做成一個設備，並擁有獨立的機殼時，將使得原先傳統家庭影劇院可以插接上信號發射源(5)和信號接收源(6)，從而升級改造成為分體式家庭影劇院。
以下是本發明的幾種實施例的


(本發明的實施例不限於此)。
圖1是本發明影音信號短程無線化傳輸(的發射接收)系統的一種總電路原理框圖(電路總框圖)。
圖2是本發明的一套家庭影院的多聲道音頻利用無線電調頻的方法實現模擬無線傳輸的電路框圖(第一種實施例)。
在圖2中，其中的(A1)、(B1)、(C1)是指音視頻信號源設備，比如VCD、DVD影碟機、錄像機等，其中的(11)、(21)、(31)是指作為信號發射源(5)用的音視頻無線發射模塊(射頻調製發射模塊)，(41)是指作為信號接收源(6)用的 接收和解調高頻信號的接收器，它包括音頻視頻共用的高頻放大器(41A)、視頻信號解調器(41B)和音頻信號解調器(41C)，(51)是音頻放大器(低放)，(61)是電視機，(71)是音箱。
參見圖2，其工作原理是在一個音視頻信號源設備裡，比如(A1)產生的音視頻信號傳送給無線發射模塊(11)，(11)通過天線將調製好的音視頻高頻載波信號向空間發射出去，位於音頻放大器機殼內的無線電信號接收器(41)將解調出來的視頻信號，連接到電視機上，使電視機出現(A1)的圖像，(41)還將解調出來的音頻信號連接到音頻放大器(51)的輸入端，(51)將放大後的音頻信號送到音箱(71)的輸入端，使音箱發出(A1)的聲音。
圖3是本發明的一種多媒體電腦音響系統利用無線載波調頻方法實現模擬無線傳輸的電路框圖(第二種實施例)。
在圖3中，A2是多媒體電腦，(12)是指作為信號發射源(5)用的音頻信號無線調製發射裝置(能將音頻信號調製成適合向空間發射的無線載波信號)，(22)是給(12)供電的穩壓電源(12)和(22)可裝在同一個機殼裡，(32)是指作為信號接收源(6)用的用來接收和解調高頻信號的接收器，它包括高頻放大器(32A)和音頻信號解調器(32B)，(42)是供電電源，(52)是多媒體有源音箱，(32)、(42)、(52)可同處於一個機殼裡，使得該多媒體有源音箱本身具有接收(12)發射的無線電信號的能力。參見圖3，其工作原理是開通電源，多媒體電腦(A1)發出音頻信號，該信號被輸送到音頻信號無線電調製發射裝置(12)的輸入端，信號經其調製後發送到空間。接收器(32)接收到無線電信號經過選頻放大分離進行解調轉換成音頻信號後，將相應的聲道信號(3個聲道以上)輸送給多媒體有源音箱(52)發出聲音。
圖4是本發明的一種多聲道(如6聲道)音頻的無壓縮(或有壓縮)數字無線傳輸的電路框圖(為一種單純音頻數位化無線傳送方案、第三種實施例)。
在圖4中，其中的(A3)、(B3)、(C3)、(D3)、(E3)、(F3)是指音視頻信號源設備，(13)是AD取樣量化器，(23)是微處理器(可以是帶有數字壓縮能力的微處理器系統)，(33)是無線調製發射器，(43)是無線接收解調器，(53)是微處理器(可以是帶有數字解壓縮能力的微處理器系統)，(63)是DA轉換器，(73)是濾波及緩衝放大系統，(83)是低放，(93)是音箱(揚聲器)。參見圖4，其電路工作原理如下數字無線電發射器(33)將輸入的多路(如6路)模擬音頻信號利用AD取樣量化器(13)與量化器中的基準電壓源相比較，得出二進位數字值，並將這個數字通過數據總線送往微處理器(23)，微處理器將這些多路信號經過數據合成處理(或壓縮)後，通過串行(也可通過並行)傳輸送入無線調製發射器(33)，無線調製發射器利用一個載波(並行下也可利用多個載波)來進行數位訊號發射。數字無線電接收解調器(43)將接收到的串行(或並行)數位訊號解調出來，送入微處理器(53)，微處理器將這些多路合成信號分離(或解壓分離)，並分配至各個DA轉換器(63)，DA轉換器將數字量變成模擬量輸出，經過多路(如6路)濾波及緩衝放大系統(73)將有害的數字諧波成份濾除，使波形平滑，趨向與接近原信號波形且阻抗變換後，送入多路(6路)低頻放大器(83)進行功率放大，再送入多路(6路)音箱(93)還原成聲音信號。
圖5是本發明中的一種視頻信號的數字無線傳輸的電路框圖(為一種單純視頻數位化無線傳送方案、第四種實施例)。
在圖5中，其中的發射部分包括一路(或多路)視頻信號輸入電路(14)，AD數字取樣量化器(24)、數字處理系統(34)、數字射頻調製器(44)、高頻發射器(54)及發射天線。其接收部分包括接收天線，可調諧高頻頭(64)(在僅有一路發射器情況下，也可使用固定頻率的高頻頭)，數位訊號解調器(74)，數字處理系統(84)、DA數字模擬轉換系統(94)(即DA轉換器)，高頻濾波器及視頻放大系統(104)，其電路工作原理如下發射部分將視頻信號輸入到視頻信號輸入電路中進行緩衝放大和濾波，再由數字取樣量化器取樣，與基準電壓源比較後得出數位訊號量，送入數字處理系統做壓縮處理，經過壓縮後的數位訊號送入數字射頻調製器，調製成高頻信號後送入高頻發射器進行功率放大，經發射天線送入空間。
接收部分將天線接收到的高頻信號送入高頻頭(發射器是一路的可使用固定頻率的高頻頭，發射器是多路的，和有多個發射器時使用可調諧高頻頭)，高頻頭將輸入的微弱高頻信號放大，做相應處理後，送入數位訊號解調器，解調出數位訊號後送入數字處理系統，經過解壓處理，送入數字模擬(DA)轉換系統轉換成模擬信號，經過高頻濾波及視頻放大系統濾除有害高頻諧波後放大及幅度處理，從而輸出電視可接收的視頻信號(也可以是色差信號，SVIDEO信號)。
上述的圖4和圖5的兩種方案可互相結合組合成一個設備。
權利要求
1.一種用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸方法，其特徵是將高性能的包括家庭影院等的影音系統和多媒體電腦的音視頻信號即影音信號皆採用短程無線化發射和接收的傳輸方法，以形成一種無線化傳輸的發射接收系統，使得可滿足現代高保真性能的音頻和視頻的需求或要求，還能滿足現代化數字環繞並多達3至100路多聲道的需求。
2.一種用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸系統，該系統包括a.可代表一臺或多臺信號源的音視頻信號源(1)，其具體設備可包括錄像機、VCD或DVD影碟機、多媒體電腦等多組視聽信號源設備，b.視頻終端(2)，其具體設備可以是電視機、投影機、電腦顯示器等將視頻信號最終還原的終端設備，c.低頻放大器(3)，其具體是指可以將在線路中傳輸的微弱音頻電信號作功率放大的設備，比如功放設備，d.音頻電聲轉換器(4)，其具體設備可以是音箱等可以將電信號轉換為可被人耳接收的音頻信號設備，其特徵是該無線化傳輸系統還增設有與每臺音視頻信號源(1)對應配設的用於短程無線傳輸的音視頻信號發射源(5)和用於接收這些無線信號的音視頻信號接收源(6)，其中的音視頻信號發射源(5)裝置可以是無線電調幅、調頻發射器，也可以是雷射或紅外線發射器，其發射的具體信號可以是音視頻模擬信號、調幅調頻信號、或還可以是音視頻調製的數位訊號，其電路連接是音視頻信號源(1)的輸出端連接在音視頻信號發射源(5)的輸入端，信號發射源(5)再將調製好的信號向空間開路發射出去，其中的音視頻信號接收源(6)裝置可以是無線電調幅、調頻接收器也可以是數字接收器，也還可以是雷射或紅外線接收器，其接收的具體信號可以是音視頻模擬信號、調幅調頻信號、也還可以是音視頻調製的數位訊號，其電路連接是音視頻信號接收源(6)裝置的輸出端分別接入視頻終端(2)和低頻放大器(3)的輸入端，音視頻信號接收源(6)能接收音視頻信號發射源(5)通過空間無線開路發射的音視頻無線調製信號，並對此信號進行相應處理，比如解調處理，最終還原成視頻終端(2)和音頻放大器(3)能夠接受的音視頻信號，視頻終端(2)將接收到的視頻信號還原成圖像顯示在顯示屏上，音頻放大器(3)將接收到的音頻電信號的功率放大後，送入音頻電聲轉換器(4)中還原成聲音。
3.根據權利要求2所述的短程無線化傳輸系統，其特徵是當作為音視頻信號接收源(6)的裝置是無線電調頻接收器時，則該信號接收源(6)的音頻部分包括接收天線、高頻放大器、音頻調頻解調器，而信號接收源(6)的視頻部分包括與音頻部分共用的天線、高頻放大器、視頻信號解調器。
4.根據權利要求2所述的短程無線化傳輸系統，其特徵是當作為音視頻信號接收源(6)的裝置是數字接收器時，該信號接收源(6)則包括接收天線、無線接收解調器、微處理器及DA轉換器。
5.根據權利要求2所述的短程無線化傳輸系統，其特徵是當其發射的具體信號是音視頻調製的數位訊號時，這些數位訊號可以是未經過壓縮的，也可以是採用壓縮設備壓縮的，同樣，當其接收的具體信號是音視頻調製的數位訊號時，這些數位訊號也相應的可以是未經過壓縮的，也可以是採用壓縮設備壓縮的。
6.根據權利要求2所述的短程無線化傳輸系統，其特徵是所述音視頻信號發射源(5)可以是插接於音視頻信號源(1)後面的一個獨立結構的設備，並擁有獨立的機殼，也可以是音視頻信號源(1)中的一個組成部分，並與其結合使用同一個機殼，而信號接收源(6)同樣也可以是一個獨立結構的設備，並擁有獨立的機殼，也可以分別與視頻終端(2)或音頻放大器(3)結合併組成同一個部分和使用同一個機殼。
全文摘要
用於音視頻系統影音信號的短程無線化傳輸方法及其系統，其特徵是將高性能的影音系統和多媒體電腦的音視頻信號皆採用短程無線化發射和接收的傳輸方法，為此，該無線化傳輸系統增設有與每臺音視頻信號源對應配設的用於短程無線傳輸的音視頻信號發射源和用於接收這些無線信號的音視頻信號接收源，其中信號發射源輸入端與音視頻信號源輸出端連接，信號接收源輸出端接入視頻終端和低頻放大器的輸入端，信號接收源接收到信號發射源的無線調製信號，經解調後還原成視頻終端和音頻放大器能夠接受的音視頻信號。本發明可實現包括家庭影院在內的各種影音系統設備之間的無線化連接，可滿足現代高保真性能的音頻和視頻的要求，還能滿足現代化數字環繞多達3路以上多聲道的需求。
文檔編號H04B5/00GK1450726SQ0211132
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月7日 優先權日2002年4月7日
發明者闕錦山 申請人:闕錦山