數位電視圖像制式轉換器的製作方法

2023-07-11 02:41:31

專利名稱：數位電視圖像制式轉換器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數位電視圖像制式轉換器。
目前市場上電視顯示器大致可分為兩大類一類只能接受模擬調製的廣播電視信號，例如PAL制或NTSC制電視信號；另一類除了具備第一類電視顯示器的功能外，還可直接顯示來自於數字視頻源的寬頻帶信號或色差電視信號。這兩類電視機顯示器都具有共同的弊端，即電視視頻信號制式與顯像管蔭罩間的構造沒有達到「匹配」，因此即使採取制式轉換的措施，也容易造成圖文的顯示失真。
本實用新型的目的就是為了克服現有電視圖像制式轉換的缺點，而提供的一種採用數字圖像處理的原理來實現待顯示視頻信號格式與顯像管內在像素格式之間的轉換，以達到用該顯像管最優顯示輸入電視信號的效果。
本實用新型的目的是這樣實現的數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於由A/D轉換器、輸入矩陣電路、二維圖像內插器、輸出矩陣電路以及D/A轉換器構成；所述的A/D轉換器的輸入端與電視機輸出的模擬信號R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb連接，其輸出信號與輸入矩陣電路的輸入端連接，輸入矩陣電路的輸出信號連同模數化的同步信號與二維圖像內插器連接；經二維圖像內插器橫向和縱向圖像內插後的信號通過輸出矩陣電路轉換成R/G/B/Sync數位訊號，其R/G/B數位訊號通過D/A轉換器輸出到CRT掃描電路，同步信號Sync直接輸出到CRT掃描電路；所述數位電視圖像制式轉換器還包括一存貯器控制電路和一下載控制電路，所述存貯器控制電路輸入信號與存貯器雙向連接，其另外一對雙向輸入/輸出信號則與二維圖像內插器連接；所述下載控制電路的輸入端與H/V掃描變換因子等參數下載信號連接，其輸出信號與二維圖像內插器連接。
所述的數位電視圖像制式轉換器，其中所述的電視圖像制式轉換器的輸入端可設置一PAL/NTSC/SECAM制式解碼器，其產生的模擬色差信號和同步信號直接與A/D轉換器的輸入端連接。
所述的數位電視圖像制式轉換器，其中所述的二維圖像內插器可採用二維圖像象素塊與二維圖像內插卷積來實現。
所述的數位電視圖像制式轉換器，其中所述的二維圖像內插器可採用二次一微卷積方式，由兩個一維內插器和兩個幀幅存貯器來實現一個二維圖像內插器；視頻輸入信號輸入到第一一維內插器，到幀幅存貯器，列讀出；再將該信號送到第二一維內插器，其輸出到另一幀幅存貯器，再得到行讀出，得到經內插後的二維圖像輸出信號；行列內插順序也可顛倒進行。
所述的數位電視圖像制式轉換器，其中所述的數字同步信號也可通過數模轉換產生模擬同步信號去驅動常規模擬CRT掃描電路。
由於本實用新型採用了以上的結構，其產生的效果是明顯的1、可直接將視頻圖像信號處理單元合成到電視機中，電路簡化，效果好；2、轉換方式由輸入信號等效解析度與顯像管蔭罩密度決定，因而對任何特定的輸入信號和特定的顯像管而言，總可以處在最優化階段。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。


圖1是本實用新型的電路結構示意圖；圖2是本實用新型應用在數位電視機中的電路結構示意圖；圖3是本實用新型應用在模擬電視機中的電路結構示意圖；圖4是本示意新型實施例採用兩個一維內插電路去實現一個二維圖像內插器的電路圖；圖5是本實用新型實施例之一的電結構圖；圖6是圖5的具體電路圖。
請參閱附圖圖1是本實用新型實施例之一的電路結構示意圖。本實用新型數位電視圖像制式轉換器1，由A/D轉換器10、輸入矩陣電路11、二維圖像內插器12、輸出矩陣電路13以及D/A轉換器14構成；電視機的模擬信號R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb連同同步信號經由A/D轉換器10轉變為數位訊號，數字R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb通過輸入矩陣電路11轉換成合適的數字色差信號與二維圖像內插器12連接；經二維圖像內插器12橫向和縱向圖像內插後的信號通過輸出矩陣電路轉換成R/G/B/Sync數位訊號，其R/G/B數位訊號通過D/A轉換器輸出到CRT掃描電路15，同步信號Sync直接輸出到CRT掃描電路15；所述的數字同步信號也可通過數模轉換產生模擬同步信號去驅動常規模擬CRT掃描電路。
所述數位電視圖像制式轉換器還包括一存貯器控制電路16和一下載控制電路17，所述存貯器控制電路輸入信號與同步動態存貯器18雙向連接，其輸出信號與二維圖像內插器12連接；所述下載控制電路17的輸入端與H/V掃描變換因子等參數下載信號19連接，其輸出信號與二維圖像內插器12連接。
圖2是上述實施例應用在數位電視顯示器中的示意圖。電視機模擬信號R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb連接在數位電視圖像制式轉換器中的A/D轉換器10的輸入端，從數位電視圖像制式轉換器輸出的R/G/B信號連接到電視機的視頻放大器21，再從視頻放大器輸出到顯像管22；同時，從數位電視圖像制式轉換器輸出的V』和H』信號輸出到電視機的行場掃描(H/V)電路23，由該電路輸出場掃描信號(V)和行掃描信號(H)到顯像管22。該電路的工作原理是輸入信號一般為R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb，輸入信號經過A/D模數轉換和輸入矩陣電路，產生數字亮度和彩色差分信號Y/C，該信號送到二維圖像內插器；二維圖像內插器對該輸入信號Y和C分別予以橫向和縱向的圖像內插，內插因子可由用戶外界輸入。再通過輸出矩陣電路的R/G/B數位訊號和Sync同步數位訊號直接驅動數字式顯示設備，如等離子體/數字鏡面/有源矩陣液晶顯示器。R/G/B數位訊號可通過數模轉換產生模擬R/G/B信號，而數字同步信號中的行掃描信號可直接推動行推動級和行輸出級產生行偏轉電源和高壓。數字場掃描信號則可通過脈寬調製器轉換成亮度變化的脈衝，推動場輸出級產生場偏轉電流。本實施例中涉及到的電視機中的電路均為通用的標準電路。
圖3是本實用新型應用在模擬電視機中的電路結構示意圖。該應用電路中，在數位電視圖像制式轉換器的輸入端連接一PAL/NTSC/SECAM制式解碼器30，以產生模擬色差信號和同步信號。從數位電視圖像制式轉換器輸出的R/G/B連接到電視機的視頻放大器31，再從視頻放大器輸出到顯像管32；同時，從數位電視圖像制式轉換器輸出的V』和H』信號輸出到電視機的行場掃描(H/V)電路33，由該電路輸出場掃描信號(V)和行掃描信號(H)到顯像管32。其它電路和連接關係以及原理都與圖1、圖2所述的內容相似，故不贅述。
本實用新型數位電視圖像制式轉換器中的二維圖像內插器可採用二維圖像象素塊與二維圖像內插卷積來實現，其型號例如為Logic Devices的LF3310。對於大規模電路，一般採用二次一微卷積方式，圖4是本實用新型實施例採用兩個一維內插器和兩個幀幅存貯器去實現一個二維圖像內插器的電路圖。該電路中，視頻輸入信號A輸入到第一一維內插器41，到幀幅存貯器42，列讀出信號B；再將該信號送到第二一維內插器43，其輸出到另一幀幅存貯器44，再得到行讀出，得到經內插後的圖像輸出信號C，送到後級電路中。本實施例中的一維圖像內插器可採用型號為Logic Devices的LF3320/3330或Gennum的GF9101/9102；本實施例中的幀幅存貯器可採用型號為Samsung的KM6161002A SRAM。
圖5是本實用新型實施例之一的電結構圖。電視機的模擬信號R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb連同同步信號經由A/D轉換器10轉變為數位訊號，數字R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb通過輸入矩陣電路11轉換成合適的數字色差信號與二維圖像內插器12連接；該實施例中採用兩個和12b來實現一個二維圖像內插器的電路。在該電路中還包括一集並器50和一分離器51，所述集並器50將輸入矩陣電路11輸出的兩種信號經集並器集並為一路信號輸出連接到一維內插器12b的輸入端；從一維內插器12b的輸出端輸出的一路信號又通過分離器51分離為復原為兩路信號輸出。經縱向圖像內插後的信號通過輸出矩陣電路13轉換成R/G/B/Sync數位訊號，其R/G/B數位訊號通過D/A轉換器14輸出到CRT掃描電路15，同步信號Sync直接輸出到CRT掃描電路15；下載控制電路17的輸出信號與二維圖像內插器12a連接。
圖6是圖5的具體電路圖。(該電路中由於其所涉及的集成電路的輸入輸出腳太多，較難表示在一張圖中，故以腳標連接說明的方式表示。)該電路中所涉及的集成電路的型號可為，例如A/D轉換器10的型號可採用TDA8752G，輸入矩陣電路11的型號可為GF9105，二個一維圖像內插器12a和12b的型號可為LF3310，輸出矩陣電路13的型號可為GF9105，D/A轉換器14的型號可為TDA8772。A/D轉換器10的輸入端12腳、20腳、28腳分別連接由電視機輸出的模擬信號R、G、B信號，其輸出R信號的71～78腳分別與輸入矩陣電路11的輸入端152～157腳和159～160連接，其輸出G信號的61～68腳分別與輸入矩陣電路11的輸入端的134～137腳、139腳以及159～160腳連接，其輸出B信號的49腳、52～58腳分別與輸入矩陣電路11的輸入端的118～119腳和122～127腳連接；輸入矩陣電路11的Y信號輸出的41～41腳、44～49腳分別與一個一維圖像內插器12a的輸入端12～21腳連接，一維圖像內插器12a輸出的Y′信號從56～63輸出腳與輸出矩陣電路13的輸入腳152～157腳及159～160腳連接；從輸入矩陣電路11輸出U信號的57～59腳、62腳以及64～67腳與集並器50的輸入端9～16腳連接，從輸入矩陣電路11輸出V信號的74～79腳及82～83腳與集並器50的17～24腳連接，集並器50的輸出端1～8腳輸出的U V信號與另一個一維圖像內插器12b的輸入端12～21腳連接，一維圖像內插器12b的輸出端的56～63腳輸出U′ V′信號與分離器51的輸入端1～8腳連接，分離器51的輸出端1～8腳輸出U′信號，分別與輸出矩陣電路13的輸入端152～157腳以及159～160腳連接，分離器的9～16腳輸出V′信號並分別與輸出矩陣電路13的輸入端的118～119腳和122～127腳連接；輸出矩陣電路13輸出R信號的41～42腳及44～49腳分別與D/A轉換器14的輸入端1～8腳連接，輸出矩陣電路13輸出G信號的57～59腳、62腳及64～67腳分別與D/A轉換器14的輸入端13～20腳連接，輸出矩陣電路13輸出B信號的74～79腳及82～83腳分別與D/A轉換器14的輸入端24～31腳連接；從D/A轉換器14的44腳、40腳和36腳分別輸出R、G、B信號到CRT掃描電路15。下載控制電路17的輸出信號99～106腳(橫向內插係數下載)以及24～31腳(縱向內插係數下載)同時輸入到一維圖像內插器12a和12b，分別予以橫向和縱向的圖像內插。如果輸入的模擬信號已是Y、U、V，則輸入矩陣電路11可省略。
本實用新型結構簡單，數字圖像轉換效果好。模擬數位化後的同步信號連同模擬R/G/B(或Y/Pr/Pb)信號還可作為輸出視頻信號與其它顯示器相連。
權利要求1.數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於由A/D轉換器、輸入矩陣電路、二維圖像內插器、輸出矩陣電路以及D/A轉換器構成；所述的A/D轉換器的輸入端與電視機輸出的模擬信號R/G/B或色差信號Y/Pr/Pb連接，其輸出信號與輸入矩陣電路的輸入端連接，輸入矩陣電路的輸出信號連同模數化的同步信號與二維圖像內插器連接；經二維圖像內插器橫向和縱向圖像內插後的信號通過輸出矩陣電路轉換成R/G/B/Sync數位訊號，其R/G/B數位訊號通過D/A轉換器輸出到CRT掃描電路，同步信號Sync直接輸出到CRT掃描電路；所述數位電視圖像制式轉換器還包括一存貯器控制電路和一下載控制電路，所述存貯器控制電路輸入信號與存貯器雙向連接，其另外一對雙向輸入/輸出信號則與二維圖像內插器連接；所述下載控制電路的輸入端與H/V掃描變換因子等參數下載信號連接，其輸出信號與二維圖像內插器連接。
2.根據權利要求1所述的數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於所述的電視圖像制式轉換器的輸入端可設置一PAL/NTSC/SECAM制式解碼器，其產生的模擬色差信號和同步信號直接與A/D轉換器的輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於所述的二維圖像內插器可採用二維圖像象素塊與二維圖像內插卷積來實現。
4.根據權利要求1所述的數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於所述的二維圖像內插器可採用二次一微卷積方式，由兩個一維內插器和兩個幀幅存貯器來實現一個二維圖像內插器；視頻輸入信號輸入到第一一維內插器，到幀幅存貯器，列讀出；再將該信號送到第二一維內插器，其輸出到另一幀幅存貯器，再得到行讀出，得到經內插後的二維圖像輸出信號；行列內插順序也可顛倒進行。
5.根據權利要求1所述的數位電視圖像制式轉換器，其特徵在於所述的數字同步信號也可通過數模轉換產生模擬同步信號去驅動常規模擬CRT掃描電路。
專利摘要本實用新型公開了一種數位電視圖像制式轉換器,由A/D轉換器、輸入矩陣電路、二維圖像內插器、輸出矩陣電路以及D/A轉換器構成;A/D轉換器的輸入端與電視機輸出的模擬信號R/G/B或色差信號Y/P
文檔編號H04N7/01GK2384384SQ99226699
公開日2000年6月21日 申請日期1999年5月20日 優先權日1999年5月20日
發明者朱強 申請人:朱強