於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法及系統的製作方法

2023-10-10 21:05:54

專利名稱：於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及模擬至數字轉換(ADC)，特別是涉及一種適用於數字視訊系統的數字 至模擬轉換，用以自動校正取樣時鐘的相位或頻率。
背景技術：
當數字視訊系統(例如數字顯示器或數字板(graphics digitizer))接收及處理 模擬視訊信號時，必須先將模擬視訊信號轉換為數字形式，便於信號得以在數字領域中進 行處理。圖1的方塊圖顯示模擬視訊源10 (例如計算機的圖形卡)及數字視訊系統12 (例 如液晶顯示器)。模擬視訊源10經由電纜14A傳送模擬視訊信號(例如模擬RGB (紅綠 藍)或YPbPr色差信號)至數字視訊系統12。接收的模擬視訊信號藉由模擬至數字轉換器 (ADC) 120被轉換為數字視訊信號。在傳送模擬視訊信號的同時，電纜14B也傳送同步信號 (例如水平同步信號Hsyn及垂直同步信號Vsyn)。接收的同步信號藉由時鐘產生器122的處 理，因而產生取樣時鐘(或像素時鐘)，用以觸發模擬至數字轉換器(ADC) 120進行轉換。由於電纜14A和電纜14B之間阻抗及長度的差異性，模擬視訊信號及同步信號可 能會於稍微不同的時間到達數字視訊系統12。換句話說，控制模擬至數字轉換器(ADC) 120 的取樣時鐘的相位或甚至頻率可能無法和模擬視訊源10中用以產生模擬視訊信號的像素 時鐘的相位/頻率互相同步。因而造成數字視訊系統12的輸出(例如顯示影像)質量的 降低。為了改進傳統數字視訊系統的缺點，因而有人提出一些改良機制。例如，美國專利 第 5，767，916 號(題為」Method and Apparatus for Automatic PixelClock Phase and Frequency Correction in Analog to Digital Video SignalConversion，，)提出一禾中技 術，其藉由比較視訊影像的實際寬度與一預期影像寬度，用以調整像素時鐘頻率。然而，當 視訊影像具有相當的空白區域時，此技術無法準確及有效產生像素時鐘頻率。美國專利第6，268,別8 號(題為，，Method and Apparatus Implemented in anAutomatic Sampling Phase Control System for Digital Monitors」)提出一禾中技術， 其藉由收集水平線的數字取樣值並尋找其峰值和谷值，用以控制取樣相位。美國專利申請第2006/0274207 號(題為」Method and Apparatus forAnalog Graphics Sample Clock Frequency Verification」)提出一種技術，其藉由量測連續影像 幀(frame)的差值，用以自動選擇取樣時鐘。然而，此技術必須儲存整個幀的影像數據才能 據以量測其差值。上述傳統技術無法有效或簡便地解決取樣時鐘的相位/頻率問題，因此亟需提出 一種新穎的機制，以有效方式且使用最少的資源或時間，用以校正取樣時鐘的相位/頻率。

發明內容
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種方法及系統，有效且簡便地校 正取樣時鐘的相位或/且頻率，用以執行模擬至數字轉換(ADC)。
根據本發明的一實施例，產生具有一期望頻率及具有不同相位的多個取樣時鐘， 並依序傳送至模擬至數字轉換器(ADC)。針對每一相位，決定模擬至數字轉換器(ADC)所輸 出相鄰數據的絕對差的和(SAD)。決定一最大差值，並產生對應於最大差值的相位的取樣時 鍾。根據本發明另一實施例，產生具有多個候選頻率及具有不同相位的多個取樣時 鍾，並依序傳送至模擬至數字轉換器(ADC)。針對每一相位及每一候選頻率，決定模擬至數 字轉換器(ADC)所輸出相鄰數據的絕對差的和(SAD)。決定一最大差值，並產生對應於最大 差值的相位及頻率的取樣時鐘。



圖1的方塊圖顯示模擬視訊源及數字視訊系統。
圖2顯示本發明實施例的系統方塊圖，其適用於數字視訊系統以自動校正取樣時鐘。
圖3顯示本發明第一實施例的方法流程圖，其適用於數字視訊系統以自動校正取
樣時鐘。 圖4A顯示本發明實施例的時鐘產生器的詳細方塊圖。
圖4B例示一掃描線間隔。
圖5例示模擬視訊信號及具有不同相位的取樣時鐘的時序圖。圖6A顯示針對每一相位以計算其SAD值。 圖6B顯示SAD單元的詳細方塊圖。 圖7顯示本發明第二實施例的方法流程圖，其適用於數字視訊系統以自動校正取
樣時鐘。 圖8顯示針對每一相位及頻率以計算其SAD值. 附圖符號說明
10模擬視訊源12數字視訊系統 120模擬至數字轉換器(ADC)122時鐘產生器 14AU4B電纜 2自動校正取樣時鐘的系統 20模擬至數字轉換器(ADC) 22時鐘產生器 220間隔量測單元 222查表(LUT) 24相位控制器 26控制器 28差值單元(SAD單元) 280暫存器 282絕對差值單元
284累積器
286加法器
31-37B步驟
具體實施例方式圖2顯示本發明實施例的系統2的方塊圖，其適用於數字視訊系統以自動校正取 樣時鐘(或像素時鐘)。圖3顯示本發明第一實施例的方法流程圖，其適用於數字視訊系統 以自動校正取樣時鐘。雖然本實施例以數字顯示器(例如液晶顯示器)作為例子，然而本 發明也可適用於其它數字視訊系統，例如數字板(graphics digitizer)。參閱圖2，模擬至數字轉換器(ADC) 20自模擬視訊源(例如圖1的10，如計算機圖 形卡)接收模擬視訊信號。接著，模擬至數字轉換器(ADC) 20將模擬視訊信號(例如模擬 RGB (紅綠藍)或YPbPr色差信號)轉換為數字視訊信號。另一方面，時鐘產生器22也自模擬視訊源接收同步信號，例如水平同步信號Hsyn 及垂直同步信號Vsyn。時鐘產生器22根據所接收的同步信號及系統2的系統時鐘，據以產生 取樣時鐘(或像素時鐘)，用以觸發模擬至數字轉換器(ADC) 20進行轉換。圖4A顯示本發明 實施例的時鐘產生器22的詳細方塊圖。首先，以間隔量測單元220量測掃描線間隔(scan lineinterval)，其以每一線的系統時鐘數來計數(步驟31，圖3)。圖4B例示一掃描線間 隔Httrtal，其始於水平同步信號Hsyn的升緣而終於下一個水平同步信號Hsyn的升緣。接著，於 步驟32，量測得到的掃描線間隔藉由查表(LUT) 222而映射至對應的預期取樣時鐘，其具有 頻率f0。在本實施例中，查表(LUT) 222的內容包含多筆數據，每一筆數據包含掃描線間隔 及其對應的具有個別頻率的取樣時鐘。這些數據可以由實驗獲得。在另一實施例中，取樣 時鐘則是同時根據水平同步信號Hsyn及垂直同步信號Vsyn映像而得。值得注意的是，間隔量 測單元220和查表(LUT) 222不一定要實施於時鐘產生器22內。於下一步驟33，時鐘產生器22產生多個具有頻率fO但不同相位的取樣時鐘，並依 序傳送至模擬至數字轉換器(ADC) 20。時鐘產生器22根據相位控制器24所提供的相位信 息，以產生不同相位(例如pi、p2. . . pm)的取樣時鐘。該相位控制器24再由控制器26的 相位控制信號PCS所控制。圖5例示模擬視訊信號及具有不同相位pl-pm的取樣時鐘的時 序圖，其中，An代表輸入至模擬至數字轉換器(ADC) 20的模擬視訊信號電平，而Dn代表從 模擬至數字轉換器(ADC) 20輸出的取樣數據(或數字視訊信號)。此圖顯示出，模擬視訊信 號無法由相位Pl正確地取樣。接著，針對每一相位，由差值單元28決定模擬至數字轉換器(ADC) 20所輸出的至 少一組相鄰數據的差值(步驟34)。在一實施例中，針對每一相位pn(n= 1至m)，計算(部 分或完整)掃描線(或場或幀)的相鄰數據的絕對差的和(sum of absolute differences, SAD) Sn (η = 1至m)，如圖6A所示。SAD值S可以由下式表示
權利要求
一種於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，包含產生該取樣時鐘，用以觸發模擬至數字轉換；產生具有不同相位的多個取樣時鐘；針對每一該相位，決定該模擬至數字轉換所輸出的至少一組相鄰數據的差值；決定一最大差值；以及產生對應於該最大差值的相位的該取樣時鐘。
2.如權利要求1所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，其中上述的數字視 訊系統為數字顯示器。
3.如權利要求1所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，其中上述產生取樣 時鐘的步驟包含根據一同步信號及一系統時鐘，以量測掃描線間隔；以及根據該量測所得的掃描線間隔，獲取該取樣時鐘的至少一頻率。
4.如權利要求3所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，其中上述的同步信 號為一水平同步信號。
5.如權利要求3所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，獲取該取樣時鐘的 一預期頻率。
6.如權利要求5所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，針對每一該相位， 計算至少部分掃描線的該相鄰數據的絕對差的和。
7.如權利要求3所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，獲取該取樣時鐘的 多個候選頻率。
8.如權利要求7所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，還針對每一該候選頻率，決定該差值。
9.如權利要求8所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，還產生對應於該最 大差值的頻率的該取樣時鐘。
10.如權利要求7所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法，針對每一該相位 及該候選頻率，計算至少部分掃描線的該相鄰數據的絕對差的和。
11.一種於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，包含一模擬至數字轉換器，用以轉換一模擬視訊信號至一數字視訊信號；一時鐘產生器，其根據一同步信號及一系統信號，用以產生該取樣時鐘，其產生具有不 同相位的多個取樣時鐘，並傳送至該模擬至數字轉換器；一差值單元，針對每一該相位，決定該模擬至數字轉換器所輸出的至少一組相鄰數據 的差值；以及一控制器，用以決定一最大差值，並控制該時鐘產生器以產生對應於該最大差值的相 位的該取樣時鐘。
12.如權利要求11所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的數字 視訊系統為數字顯示器。
13.如權利要求11所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的同步 信號為一水平同步信號。
14.如權利要求11所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的時鐘產生器包含一間隔量測單元，其根據該同步信號及該系統時鐘，以量測掃描線間隔；及 一查表，用以映射該量測所得的掃描線間隔，以獲取該取樣時鐘的至少一頻率。
15.如權利要求14所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，獲取該取樣時鐘的一預期頻率。
16.如權利要求15所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的差值 單元為一絕對差的和單元，其針對每一該相位，計算至少部分掃描線的該相鄰數據的絕對 差的和。
17.如權利要求14所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，獲取該取樣時鐘 的多個候選頻率。
18.如權利要求17所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，還針對每一該候選頻率，決定該差值。
19.如權利要求18所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的控制 器還發出一頻率控制信號，用以控制該時鐘產生器。
20.如權利要求19所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，還產生對應於該 最大差值的頻率的該取樣時鐘。
21.如權利要求17所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，其中上述的差值 單元為一絕對差的和單元，其針對每一該相位及該候選頻率，計算至少部分掃描線的該相 鄰數據的絕對差的和。
22.如權利要求11所述於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的系統，還包含一相位控 制器，其根據該控制器所發出的相位控制信號以提供相位信息給該時鐘產生器，用以控制 相位偏移量。
全文摘要
一種於數字視訊系統中自動校正取樣時鐘的方法及系統。產生具有不同相位的多個取樣時鐘，並依序傳送至模擬至數字轉換器(ADC)。針對每一相位，決定模擬至數字轉換器(ADC)所輸出的至少一組相鄰數據的差值。決定一最大差值，並產生對應於最大差值的相位的取樣時鐘。
文檔編號G09G5/00GK101989417SQ20091016499
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者姜銀和, 楊世州 申請人:承景科技股份有限公司