影像自動檢測電路及其控制方法

2023-04-23 09:53:51

專利名稱：影像自動檢測電路及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種影像自動檢測電路及其控制方法，更具體地涉及一種利 用同步信號的負邏輯電壓電平的特性來自動檢測影像信號的影像自動檢測電 路及其控制方法。
背景技術：
隨著多媒體娛樂技術的發展，影像輸出裝置的種類越來越多，如DVD播 放器、電視遊樂器、電視盒等。因此，為了顯示不同影像輸出裝置的信號， 已知的影像顯示裝置(如液晶顯示器)都設有多組影像信號接收端子，用以 接收並顯示不同影像輸出裝置的信號。
參考圖1,圖1是現有技術的顯示裝置10的示意圖。顯示裝置10可接 收並顯示不同影像輸出裝置的信號，當使用者要欣賞某一影像輸出裝置的影 像時，使用者可按壓顯示裝置10上的按鍵110或遙控器上的按鍵120來循序 地切換影像信號來源，以欣賞特定影像輸出裝置的視頻。換句話說，當要切 換影像信號來源時，使用者需按壓遙控器或顯示裝置IO上的按鍵110、 120， 手動地切換影像信號來源，這樣的操作很不方便，非常不符合人性化。
更有甚者，當顯示裝置IO的影像信號接收端子數較多時，使用者需要花 費更長時間來切換正確的信號來源，影響了使用時的便利性，造成使用者的 困擾。

發明內容
因此，本發明的主要目的即在於提供影像自動檢測電路及其控制方法。 本發明公開了 一種影像自動檢測電路，利用檢測影像信號中的同步信號 來達到影像自動檢測的目的，包含接收端，用於接收影像信號；同步信號 拾取器，耦接於該接收端，用於根據該影像信號的電平變化來產生波形；峰 值檢測器，耦接於該同步信號拾取器，用於判斷該波形的峰值大小；直流電 平切換器，耦接於該峰值檢測器，用於根據該波形的峰值大小來將輸出電壓的電平切換為第一直流電平或第二直流電平；以及輸出端，耦接於該直流電 平切換器，用於輸出該輸出電壓。
本發明還公開了一種可自動檢測影像來源的顯示裝置，包含多個影像 輸入端子，用於接收影像信號；多個影像自動檢測電路，分別耦接於該多個 影像輸入端子，用於檢測影像信號中的同步信號，該多個影像自動檢測電路 的每一個影像自動檢測電路包含接收端，用於接收影像信號；同步信號拾 取器，耦接於該接收端，用於根據該影像信號的電平變化來產生波形；峰值 檢測器，耦接於該同步信號拾取器，用於判斷該波形的峰值大小；直流電平 切換器，耦接於該峰值檢測器，用於根據該波形的峰值大小來將輸出電壓的 電平切換為第一直流電平或第二直流電平；以及輸出端，耦接於該直流電平 切換器，用於輸出該輸出電壓；以及影像來源判斷裝置，耦接於該多個影像 自動檢測電路，用於根據該多個影像自動檢測電路的檢測結果來判斷影像信 號的來源。
本發明還公開了一種控制顯示裝置自動切換影像來源的方法，包含由 該顯示裝置的一個影像信號端子接收第一信號；檢測該第一信號的電壓電平 變化；根據該第一信號的電壓電平變化，判斷該第一信號為影像信號，並切 換顯示該第一信號。


圖1為現有技術的顯示裝置的示意圖。
圖2為本發明第 一實施例可自動檢測影像來源的顯示裝置的示意圖。 圖3為用於控制顯示裝置自動切換顯示來源的流程的示意圖。 圖4為影像信號的信號振幅及時序示意圖。 圖5為本發明優選實施例影像自動檢測電路的示意圖。 圖6為本發明優選實施例影像自動檢測電路詳細操作及各部分的作用的 示意圖。
主要符號說明
10、 20 顯示裝置
110、 120 按鍵
230 影像來源判斷裝置
240 切換裝置
300、 310、 320、 325、 330、 340 步驟
40 影像信號
400、 410、 420、 430 區塊
50 影像自動檢測電路
500 輸入端
510 緩衝器
520 同步信號拾取器
530 峰值檢測器
540 直流電平切換器
550 輸出端
511、 521、 541 雙極電晶體
512、 522、 533、 534 電容
513、 514、 515、 523、 524、 525、 532、 542、 543 電阻
531 二極體
ImP_l ~ ImP—n 影像輸入端子
Dt一l ~ Dt_n 影像自動檢測電路
GND 地端
Vcc 電壓源
具體實施例方式
參考圖2,圖2是本發明第一實施例可自動檢測影像來源的顯示裝置20 的示意圖。顯示裝置20包含有影像輸入端子ImPJ-ImP—n、影像自動檢 測電路Dt一l ~ Dt—n、影像來源判斷裝置230及切換裝置240。影像輸入端子 ImP—1 ~ImP—n通常設置於顯示裝置20的後方，用於接收不同影像輸出裝置 的影像信號。影像自動檢測電路Dt一l Dt—n耦接於影像輸入端子ImP_l~ ImP—n,用於檢測影像信號中的同步信號，並據以輸出相對應的第一電壓電平 或第二電壓電平。根據影像自動檢測電路Dt—l~Dt—n輸出的電壓電平，顯示 裝置20可通過影像來源判斷裝置230來判斷影像信號的來源。當影像來源判 斷裝置230檢測出影像信號的來源後，則切換裝置240可切換顯示對應的影 像信號。
為清楚說明本發明顯示裝置20的操作方式，以下先說明影像信號的電壓
電平變化。參考圖4,圖4是影像信號40的信號振幅及時序示意圖。如圖4 所示，影謬信號40可大致分為區塊400、 410、 420及430。區塊400表示影 像信號40中的影像數據，可以代表一幀(Frame)內的數據也可表示一個掃 描線內的數據，觀察所代表的時間長度，其電壓值最高可達0.7V。區塊410 表示對應幀或掃描線的前沿(Front Porch)或後沿的部分，在顯示裝置上則 是呈現黑框的外圍部分。區塊420表示遮沒時間(Blanking)或是馳返時間， 其電壓值大約在OV左右。區塊430代表的是影像信號中所夾帶的同步信號， 其中包括水平同步信號、垂直同步信號或水平同步信號與垂直同步信號疊加 的複合同步信號。必須注意的是，同步信號是以負邏輯電壓電平表示，最低 可達-0.3V。本發明即是利用同步信號的負邏輯電壓電平特性來達到檢測影像 信號的目的。另外，值得注意的是本發明所述的影像信號為包含同步信號的 視頻信號及圖像信號。
參考圖5，圖5為本發明優選實施例影像自動檢測電路50的示意圖。影 像自動檢測電路50用於實現圖2中影像自動檢測電路Dt_l -Dt一n,其包含 有接收端500、緩衝器510、同步信號拾取器520、峰值檢測器530、直流電 平切換器540及輸出端550。接收端500耦接於影像輸入端子，用於接收由 影像輸入端子輸入的影像信號。緩衝器510耦接在接收端500與同步信號拾 取器520之間，其功能為避免後級迴路回流到原始影像信號並將輸入的影像 信號提升到適當的電平。同步信號拾取器520耦接於緩衝器510,用於根據 影像信號的電平變化來產生對應的波形。峰值檢測器530耦接於同步信號拾 取器520,用於判斷同步信號拾取器520所輸出的波形的峰值大小。直流電 平切換器540耦接於峰值檢測器530,用於根據波形的峰值大小並將其濾成 直流電平，將輸出電壓的電平切換為第一直流電平或第二直流電平。
關於影像自動檢測電路50的詳細操作及各部分的作用，繼續參考圖6。 緩衝器510可為共集放大器，其包含有雙極電晶體511、電容512、第一電阻 513、第二電阻514及第三電阻515。雙極電晶體511的集電極耦接於電壓源 Vcc,發射極耦接於同步信號拾取器520。電容512耦接在接收端500與雙極 電晶體511的基極之間。第一電阻513的一端耦接在電容512與雙極電晶體 511的基極之間，另一端耦接於電壓源Vcc。第二電阻514的一端耦接在電容 512與雙極電晶體511的基極之間，另一端耦接於地端GND。第三電阻515 的一端耦接在雙極電晶體511的發射極與同步信號拾取器520之間，另一端耦接於地端GND。當影像信號由接收端500接收之後，電容512可過濾影像 信號中的直流成分，更能避免影像自動檢測電路50的信號影響原始影像信號 的質量，進而達到保護的功能。接著，利用由電阻513、電阻514、電阻515 及雙極電晶體511所組成的共集放大器將信號提升到適當的電平。
影像信號接著輸入到同步信號拾取器520,由同步信號拾取器520將影 像信號的水平或垂直同步信號拾取出來。如圖6所示，該同步信號拾取器520 可以是共集放大器，包含有雙極電晶體521、電容522、第一電阻523、第二 電阻524及第三電阻525。雙極電晶體521的集電極耦接於峰值檢測器530, 發射極耦接於地端GND。電容522耦接在緩衝器510與雙極電晶體521的基 極之間。第一電阻523的一端耦接在電容522與雙極電晶體521的基極之間， 另一端耦接於電壓源Vcc。第二電阻524的一端耦接在電容522與雙極晶體 管521的基極之間，另一端耦接於地端GND。第三電阻525的一端耦接在雙 極電晶體521的集電極與峰值檢測器530之間，另一端耦接於電壓源Vcc。 緩衝器510所輸出的信號通過電容522後產生無直流偏壓分量的影像信號， 接著經由電阻523、電阻524、電阻525及雙極電晶體521所組成的共集放大 器，將影像信號中的同步信號拾取出來。電阻523和電阻524利用分壓所產 生的偏壓值剛好等於雙極電晶體521的基極至發射極的導通臨界值，使雙極 電晶體521剛好臨界於導通與非導通的狀態。因此，影像信號中帶有正邏輯 電壓電平的影像數據部分會使雙極電晶體521呈現導通狀態，使得雙極晶體 管521的發射極的輸出電壓接近於地端GND的電壓。相反地，同步信號的負 邏輯電壓電平會使雙極電晶體521呈現不導通狀態，此時雙極電晶體521的 發射極的輸出電壓接近電壓源Vcc而呈現正邏輯電壓電平。通過該方法，同 步信號拾取器520便可拾取影像信號中的同步信號，產生相對應波形。
由同步信號拾取器520輸出的波形屬於類似數字振蕩的方波，峰值檢測 器530用於判斷該波形的峰值大小並根據峰值大小將信號轉換成直流信號。 如圖6所示，峰值檢測器530包含有二極體531、電阻532、第一電容533及 第二電容534。 二極體531耦接在同步信號拾取器520與直流電平切換器540 之間，其功能為開關。電阻532的一端耦接在二極體531與直流電平切換器 540之間，另一端耦接於地端GND。第一電容533的一端耦接在二極體531 與直流電平切換器540之間，另一端耦接於地端GND。第二電容534的一端 耦接在二極體531與直流電平切換器540之間，另一端耦接於地端GND。峰值檢測器530為常見的整流濾波電路，除了將同步信號拾取器520輸出的類似數字振蕩的方波轉換成直流信號外，也減少振蕩方波所造成的紋波以消除直流電平漂移的問題。
由於本實施例的影像自動檢測電路50考慮到後級電路(例如:微處理器 或FPGA )，因此在峰值檢測器530之後再加上具有保護作用的直流電平切換 器540。如圖6所示，直流電平切換器540包含有雙極電晶體541、第一電阻 542及第二電阻543。直流電平切換器540是利用導通或截止雙極電晶體541 的方式，再經由電阻542和電阻543所組成的分壓電路，將雙極電晶體541 導通後的信號轉換成後級可以承受的直流電壓電平，以避免後級裝置被不適 當的直流電壓電平損壞。當峰值檢測器530所輸出的信號為低電平時(影像 自動檢測電路50沒有接收到同步信號)，雙極電晶體54'1呈現截止狀態，直 流電平切換器540輸出高邏輯電壓電平，該高邏輯電壓電平的電壓大小由電 阻542和電阻543所組成的分壓電路決定。相反地，當峰值檢測器530所輸 出的信號為高電平時(檢測裝置50接收到同步信號)，峰值檢測器530所輸 出的直流電壓電平會導通雙極電晶體541，使得直流電平切換器540輸出低 邏輯電壓電平。其中，需注意峰值檢測器530所輸出的高直流電壓電平，需 大於或等於雙極電晶體541的基極至發射極的導通臨界值。
因此，當影像自動檢測電路50所接收的影像信號包含有負邏輯電壓電平 的同步信號時，同步信號拾取器520的雙極電晶體521會由導通轉為截止， 使得雙極電晶體521的發射極的輸出電壓由低電平轉為高電平。在此情形下， 峰值檢測器530所輸出的信號會將直流電平切換器540的雙極電晶體541導 通，則雙極電晶體541的發射極電壓會由高轉為低。換言之，當影像自動檢 測電路50檢測到同步信號時，輸出端550的電壓電平會由高轉為低，則影像 來源判斷裝置230可根據該電壓電平來判斷影像信號的來源。請注意，本發 明所述的影像自動檢測電路除了可應用於顯示裝置外，還可應用於不同的電 子裝置用作影像自動檢測。
參考圖3，圖3為用於控制顯示裝置20自動切換影像來源的流程30的示意圖。流程30包含以下步驟
步驟300:開始。
步驟310:由影像信號端子ImP_l ~ ImP_n接收信號。
步驟320:由影像自動檢測電路Dt_1 ~ Dt_n判斷影像信號端子ImP_l ~ImP_n所接收的信號的電平變化。
步驟325:根據影像自動檢測電路Dt_1 ~Dt_n的判斷結果，由影像來源 判斷裝置230判斷是否有新的影像信號來源；若有，則執行步驟330;若無， 則執行步驟340。
步驟330:由切換裝置240切換顯示新的影像信號來源。
步驟340:結束。
根據流程30可知，影像來源判斷裝置230會根據影像自動檢測電路 Dt_1 Dt_n的輸出電壓電平，判斷是否有新的影像來源。如果有新的影像來源，切換裝置240則將目前的影像來源切換到新的影像來源在顯示裝置20上顯示。相反地，如果沒有新的影像來源，切換裝置240則將維持目前的影像來源在顯示裝置20上顯示。優選地，顯示裝置20每隔一特定預設的時間就會執行一次流程30,以便確認有無新的影像來源。
值得注意的是，在圖2中，影像來源判斷裝置230的判斷方式可採用逐步掃描或中斷觸發的方式，來判斷顯示裝置20是否有新的影像來源從影像輸入端子ImP_l~ImP_n的一個影像輸入端子輸入。此外，影像來源判斷裝置 230及切換裝置240實現的方式不拘泥於任何方式，可經由微處理器或現場可編程邏輯門陣列(FPGA)實現。
綜上所述，本發明提出一種影像自動檢測電路及其控制方法，利用檢測影像信號中的同步信號來自動檢測影像來源，用於改善已知顯示裝置需要手動切換信號來源裝置的問題，使得使用者在啟動不同的影像裝置時，就可將顯示裝置自動切換到該信號來源，增加使用者的使用便利性。
以上所述僅為本發明的優選實施例，所有按照本發明申請專利範圍所做的等效變化與修改，都應屬於本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1. 一種影像自動檢測電路，利用檢測影像信號中的同步信號來達到影像自動檢測的目的，包含接收端，用於接收影像信號；同步信號拾取器，耦接於該接收端，用於根據該影像信號的電平變化來產生波形；峰值檢測器，耦接於該同步信號拾取器，用於判斷該波形的峰值大小；直流電平切換器，耦接於該峰值檢測器，用於根據該波形的峰值大小，將輸出電壓的電平切換為第一直流電平或第二直流電平；以及輸出端，耦接於該直流電平切換器，用於輸出該輸出電壓。
2. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其中該同步信號拾取器是共 射放大器。
3. 如權利要求2所述的影像自動檢測電路，其中該同步信號拾取器包含 雙極電晶體，包含有基極、集電極及發射極，該集電極耦接於該峰值檢測器，該發射極耦接於地端；電容，耦接於該接收端與該雙極電晶體的該基極之間；第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端耦接於電壓源；第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端 耦4妻於該地端；以及第三電阻，其一端耦接於該雙極電晶體的該集電極與該峰值檢測器之間， 另一端耦接於該電壓源。
4. 如權利要求3所述的影像自動檢測電路，其中該第一電阻與該第二電 阻將該雙極電晶體操作於正常啟動(Normally On)狀態。
5. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其中該峰值檢測器包含 二極體，耦接在該同步信號拾取器與該直流電平切換器之間；電阻，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦接於 地端；第一電容，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦接於地端；以及第二電容，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦 接於地端。
6. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其還包含緩衝器，耦接在該 接收端與該同步信號拾取器之間。
7. 如權利要求6所述的影像自動檢測電路，其中該緩衝器是共集放大器。
8. 如權利要求7所述的影像自動檢測電路，其中該緩衝器包含有 雙極電晶體，包含有基極、集電極及發射極，該集電極耦接於電壓源，該發射極耦接於該同步信號拾取器；電容，耦接於該接收端與該雙極電晶體的該基極之間；第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端耦接於該電壓源；第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端 耦接於地端；以及第三電阻，其一端耦接於該雙極電晶體的該發射極與該同步信號拾取器 之間，另一端耦4妄於該地端。
9. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其中該同步信號為水平同步 信號。
10. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其中該同步信號為垂直同 步信號。
11. 如權利要求1所述的影像自動檢測電路，其中該同步信號為水平同 步信號與垂直同步信號疊加的複合同步信號。
12. —種可自動檢測影像來源的顯示裝置，包含有 多個影像輸入端子，用於接收影像信號；多個影像自動檢測電路，分別耦接於該多個影像輸入端子，用於檢測影 像信號中的同步信號，該多個影像自動檢測電路的每一個影像自動檢測電路 包含有接收端，用於接收影像信號；同步信號拾取器，耦接於該接收端，用於根據該影像信號的電平變 化來產生波形；峰值檢測器，耦接於該同步信號拾取器，用於判斷該波形的峰值大 直流電平切換器，耦接於該峰值檢測器，用於根據該波形的峰值大小，將輸出電壓的電平切換為第一直流電平或第二直流電平；以及輸出端，耦4妄於該直流電平切換器，用於輸出該輸出電壓；以及 影像來源判斷裝置，耦接於該多個影像自動檢測電路，用於根據該多個 影像自動檢測電路的檢測結果，判斷影像信號的來源。
13. 如權利要求12所述的顯示裝置，其還包含切換裝置，耦接於該多個 影像輸入端子與該影像來源判斷裝置，用於根據該影像來源判斷裝置的判斷 結果，切換顯示該多個影像輸入端子的一個影像輸入端子的信號。
14. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中該同步信號拾取器是共射放大器。
15. 如權利要求14所述的顯示裝置，其中該同步信號拾取器包含 雙極電晶體，包含有基極、集電極及發射極，該集電極耦接於該峰值檢測器，該發射極耦接於地端；電容，耦接於該接收端與該雙極電晶體的該基極之間；第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端耦接於電壓源；第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端 耦接於該地端；以及第三電阻，其一端耦接於該雙極電晶體的該集電極與該峰值檢測器之間， 另一端耦接於該電壓源。
16. 如權利要求15所述的顯示裝置，其中該第一電阻與該第二電阻將該 雙極電晶體操作於正常啟動(Normally On )狀態。
17. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中該峰值檢測器包含 二極體，耦接於該同步信號拾取器與該直流電平切換器之間；電阻，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦接於 地端；第一電容，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦 接於地端；以及第二電容，其一端耦接於該二極體與該直流電平切換器之間，另一端耦 接於地端。
18. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中每一個影像自動檢測電路還包含緩衝器，耦接於該接收端與該同步信號拾取器之間。
19. 如權利要求18所述的顯示裝置，其中該緩衝器是共集放大器。
20. 如權利要求19所述的顯示裝置，其中該緩衝器包含有 雙極電晶體，包含有基極、集電極及發射極，該集電極耦接於電壓源，該發射極耦接於該同步信號拾取器；電容，耦接於該接收端與該雙極電晶體的該基極之間；第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端耦接於該電壓源；第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙極電晶體的該基極之間，另一端 耦接於地端；以及第三電阻，其一端耦接於該雙極電晶體的該發射極與該同步信號拾取器 之間，另一端耦接於該地端。
21. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中該同步信號為水平同步信號。
22. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中該同步信號為垂直同步信號。
23. 如權利要求12所述的顯示裝置，其中該同步信號為水平同步信號與 垂直同步信號疊加的複合同步信號。
24. —種控制顯示裝置自動切換影像來源的方法，包含有 由該顯示裝置的一個影像信號端子接收第一信號； 檢測該第一信號的電壓電平變化；根據該第一信號的電壓電平變化，判斷該第一信號是否為影像信號；以及當該第一信號為影像信號時，切換顯示該第一信號。
25. 如權利要求24所述的方法，其中根據該第一信號的電壓電平變化， 判斷該第 一信號為影像信號是根據該第 一信號的電壓電平變化，判斷該第一 信號是否包含同步信號。
26. 如權利要求25所述的方法，其中該同步信號為水平同步信號。
27. 如權利要求25所述的方法，其中該同步信號為垂直同步信號。
28. 如權利要求25所述的方法，其中該同步信號為水平同步信號與垂直 同步信號疊加的複合同步信號。
全文摘要
一種影像自動檢測電路，利用檢測影像信號中的同步信號達到影像自動檢測的目的，包含接收端，用於接收影像信號；同步信號拾取器，耦接於該接收端，用於根據該影像信號的電平變化來產生波形；峰值檢測器，耦接於該同步信號檢測器，用於判斷該波形的峰值大小；直流電平切換器，耦接於該峰值檢測器，用於根據該波形的峰值大小來將輸出電壓的電平切換為第一直流電平或第二直流電平；以及輸出端，耦接於該直流電平切換器，用於輸出該輸出電壓。
文檔編號H04N5/08GK101207706SQ20061016868
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優先權日2006年12月22日
發明者周煒程, 楊政泰, 簡鴻喜, 謝鑫援, 黃柏峰 申請人:緯創資通股份有限公司