通用模數轉換器處理過的不同信號類型的視頻解碼器的製作方法

2023-10-11 20:31:44 1

專利名稱：通用模數轉換器處理過的不同信號類型的視頻解碼器的製作方法
技術領域：
0001本發明的實施方式涉及數字視頻系統，並且更具體地涉及視頻解
碼器。
背景技術：
0002包括等離子顯示器以及液晶顯示器在內的現代高性能視頻顯示 器適合於接收與顯示信息相對應的數位訊號。這些數位訊號(典型地通 過分量(component))指示顯示器的每一個圖像元素("像素")顯示 的強度。例如，現代"分量"視頻信號可包含亮度(luma ("Y"))、色 度-藍(chroma-blue ("Pb"))、色度-紅(chroma-red ("Pr"))等每一個像 素屬性的分量值。這種格式的變形也存在(例如，YUV、 YCbCr、以及 YIQ)。結果，現代高解析度顯示器在每一個維度上都有許多個像素並 且每一個像素對應於多達24比特數位訊號，這種顯示器能夠在實時數據 速率下表現高保真圖像。分量信號還可以以其它方式提供，簡單的方法 是RGB，其由三種信號組成，紅(R)、綠(G)、以及藍(B)，通常 由三條不同的線提供。
0003如本領域公知的，視頻輸入在很廣的格式變化範圍內通信和處 理。廣播電視信號仍然在模擬領域中通信，並且這些模擬信號在全世界 範圍內根據不同標準進行通信。此外，不同信號源的視頻信號現在也可 用作數字顯示器的顯示輸入。這些其它信號源包括電纜和衛星數字視頻 傳輸、攝像機、以及視頻回放設備(例如DVD播放器和錄像機)。在任何 情況下，這些信號可以是RGB信號的一種分量形式，或者可替換地，它 們可能是一種"合成"視頻信號，有時候被稱作CVBS。同樣存在關於 這些信號的不同標準，例如對於傳統視頻信號，具有的標準包括公知的 NTSC (美國國家電視標準委員會)、PAL、以及SECAM合成視頻信號
標準，在歐洲還存在SCART (Syndicat des Constructeurs d'Appareils RadiorecepteursetTeleviseurs)標準，該標準結合了 RGB和CVBS。
0004視頻解碼器功能正普遍應用於許多高性能數字顯示器和電視系 統中，其從上述信號源接收視頻信號並將這些視頻信號轉換成數字形式 以便於顯示。例如，用來接收電纜或者衛星數字視頻傳輸、並驅動數字 視頻顯示器的所謂的"機頂盒"通常包括視頻解碼功能。現代機頂盒還 經常具有用以接收來自其它信號源的視頻信號的輔助輸入設備，機頂盒 中的解碼器從輔助輸入設備中產生所述數字視頻輸出信號。包括視頻解 碼器功能的其它系統包括用於個人電腦的視頻解碼卡，用來數字錄像廣 播、電纜、或者衛星傳輸用於稍後觀看的個人錄像機(PVRs)，數字視 頻放映機，數字VCRs和DVD錄像機、視頻或者家庭影院接收機、以 及包括高清晰度電視和本身(例如沒有機頂盒)能夠從傳統模擬輸入信 號中數字地播放視頻輸出的電腦顯示器在內的真正的數位電視機。
0005SCART系統中的視頻解碼功能在現有技術中通過使用四個不同 的模數轉換器("ADCs")實現，其中模數轉換器的數量對應於將要處 理的四個信號。具體地，為了支持SCART，使用了四個模數轉換器，其 中一個模數轉換器用於CVBS信號，其它三個模數轉換器用於相應的R、 G、 B信號。為了說明這個方面，以及為了和後面描述的優選實施方式 比較，圖1圖示了這四個模數轉換器中的每一個模數轉換器的輸出的時 序圖，其中第一行圖示了接收模擬輸入合成信號的模數轉換器的數字輸 出，其中顯示了數字採樣0>，€1，...,(:6，而第二行到第四行中顯示了對應 於R、 G、 B信號的相應模數轉換器的數字輸出，由此顯示了模擬R信 號輸入的數字採樣Ro, Rb ... ， R6，模擬G信號輸入的數字採樣G。， Gb ..., G6，以及模擬B信號輸入的數字採樣Bn，B,，.，.，B6。還要注意到，圖示 的數位訊號在現有技術中是2倍重複採樣速率的，也就是說，它們在兩 倍於模擬輸入信號頻率的速率下被採樣。
0006現有技術中，用於分量信號支持的視頻解碼功能具有要求的三 種不同模數轉換器，其中模數轉換器的數量對應於被處理的三種信號如 R、 G、 B。例如，為了支持YPbPr格式，使用了三個模數轉換器，每一 個對應於相應的Y、 Pb、 Pr信號中的每一個信號。為了說明這個方面， 以及為了與後面講到的優選實施方式對照的緣故，圖2圖示了這三個模 數轉換器中的每一個模數轉換器的輸出的時序圖，其中第一行圖示了接 收Y分量信號的模數轉換器的數字輸出，在此顯示了數字採樣Y。， Y,，... ，Y9，而第二行圖示了接收Pb分量信號的模數轉換器的數字輸出， 在此顯示數字採樣Pb0, Pb, ... ， Pb9，以及第三行圖示了接收Pr分量信號 的模數轉換器的數字輸出，在此顯示數字採樣PrQ, Pn，... ， Pr9。還要注意 到，圖示的數位訊號在現有技術中是4倍重複採樣速率的，也就是說， 它們以四倍於模擬輸入信號頻率被採樣。
0007關於上述現有技術的實現，要注意到每一個模數轉換器的加入 都同時帶有某些缺點。例如，每一個模數轉換器消耗了大量集成電路芯 片尺寸。結果，隨著每一個模數轉換器的增加，都會使得設備複雜性增 大以及成本增加。實際上，在一種典型的視頻解碼器中， 一個ll位模數 轉換器會消耗百分之十或者更大的晶片面積。作為另一個例子，從前述 中可注意到，典型地有兩種不同的內核，它們在南美和歐洲兩個不同地 理位置的市場上開發，其中一種內核包括三個模數轉換器(用於分量信 號)，另一種包括四個模數轉換器(用於SCART)。結果，大量的研究 和開發努力在重複進行，因為這些研究和努力是針對不同的內核的。由 於這些缺點，以及本領域技術人員可以確定的其它缺點，存在致力於改 進現有技術的缺點的需求，而這種需求可通過下述的優選實施方式來解 決。

發明內容
0008在一個優選實施方式中，存在一種視頻解碼器。所述解碼器包 括接口，所述接口在同一時間接收一組整數S個模擬輸入信號。所述解 碼器還包括處理所述S個模擬輸入信號的電路，並且所述電路包括整數 N個模數轉換器，所述模數轉換器用來產生一組整數S個數位訊號。所 述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號對應於所述S個模擬輸入信號 中的相應的不同模擬輸入信號中的一個，並且N小於S。所述解碼器還
包括輸出電路，所述輸出電路與所述處理電路連接，所述輸出電路將所
述一組s個數位訊號中的每一個數位訊號提供到不同的相應輸出導體。0009其它方面同樣被公開並要求保護。


0010圖1圖示了 SCART現有技術中四個模數轉換器中的每一個模 數轉換器的輸出對應於四個輸入信號的時序圖。
0011圖2圖示了 YPbPr現有技術中三個模數轉換器中的每一個模數 轉換器的輸出對應於三個輸入信號的時序圖。
0012圖3圖示了在其中可以實施本發明優選實施方式的視頻顯示系 統10。
0013圖4a圖示了根據優選實施方式的視頻解碼器14的各方面的結 構的框圖。
0014圖4b同樣圖示了圖4a中的解碼器14，其上的變化用於演示解 碼器14關於SCART信號的操作。
0015圖4c同樣圖示了圖4a中的解碼器14，其上的變化用於演示解 碼器14關於分量信號的操作。0016圖5圖示了圖4b中的ADC 38,的輸出和ADC 382的輸出的時序圖。
0017圖6圖示了圖4b中的單元40,的輸出和單元402的輸出的時序圖。
0018圖7圖示了圖4b中的單元42,的輸出和單元422的輸出的時序圖。
0019圖8圖示了當連接來處理RGB信號時圖4a中ADC38!的輸出 和ADC382的輸出的時序圖。
0020圖9圖示了當連接來處理RGB信號時單元42,的輸出和單元 422的輸出的時序圖。0021圖10圖示了當連接來處理YPbPr信號時，ADC 38,的輸出和 ADC 382的輸出相對於圖4c的操作的時序圖。
0022圖11圖示了當連接來處理YPbPr信號時，單元40,的輸出和單 元402的輸出相對於圖4c的操作的時序圖。
0023圖12圖示了當連接來處理YPbPr信號時，單元42的輸出和單 元422的輸出相對於圖4c的操作的時序圖。
具體實施例方式
0024優選實施方式將通過在視頻解碼器集成電路中的實現以及利用 該集成電路的系統來描述。然而，應該理解的是，本發明在除了本說明 書中所描述的特定的實現以外的其它應用中同樣有用。所以，以下的描 述只是作為例子來提供的，而無意於限制本發明的範圍。圖1和2在上 面背景技術部分描述。
0025圖3圖示了視頻顯示系統10，其中實現了本發明的優選實施方 式。這個例子中，根據一個或者多個不同標準或者格式，多個視頻信號 源12,到12 為視頻解碼器14提供視頻信號。視頻解碼器14解碼輸入的 視頻信號，並按照某種格式將數字視頻信號呈現給視頻顯示器16。信號 源12,到12n的例子包括傳統視頻信號源，例如電纜以及衛星數字視頻服 務器、攝像機、包括DVD播放器以及卡帶式影像錄放機在內的視頻回 放設備、個人電腦等等。視頻信號的格式的例子包括分量和合成信號， 例如那些根據NTSC、 PAL、 SECAM和SCART標準的信號。當然，系 統可以包括任何n個視頻信號源，從單個信號源到若干個信號源。
0026圖3中所示的系統中的視頻解碼器14可在所述系統的各個部分 中實現。例如，視頻解碼器14可以在機頂盒內實現，其具有接收多個視 頻信號源的輸入信息並傳送數字視頻信號到顯示器16的能力。可替換 地，視頻解碼器14可在一個或者更多視頻信號源12x中實現，信號源12x 具有將數字視頻信號直接提供給顯示器16的能力；這種實現的一個例子 是在個人電腦或者工作站上的顯卡。另一個例子是在DVD播放器或者 回放系統、或者數字VCR中併入視頻解碼器14。應該預期，在參考本
說明書後，這些或者其它布置對於本領域的技術人員是公知的。
0027圖4a圖示了根據優選實施方式的視頻解碼器14的各方面的結 構的框圖。輸入接口 30在各個輸入埠 30閒到30rN4接收多個模擬輸入 視頻信號，其中，如在下文所述的，在優選實施方式中所述多個信號可 包括三個或者四個信號，這取決於視頻信號源的類型(例如，圖3中任 何一種信號源12J 。例如，在一種SCART應用中，接口30接收四個 模擬信號，每一個信號有一個下標"a"來顯示其模擬屬性，即為CVBSa、 Ra、 Ga、以及Ba。另一個例子，在一種RGB應用中，接口30接收三個 模擬信號Ra、 Ga、以及Ba。最後一個例子，在一種分量應用中，接口30 接收三個信號，例如Ya、 Pba、以及Pra顯示的信號。按照慣例，在圖4a 中顯示了 SCART以及分量應用，不同組的輸入之間用分號分開；例如， 輸入30加被顯示用於接收SCART應用的CVBSa信號，以及分量應用的 K信號。同樣，由於以下更明顯的原因，在分量應用中，空符號①被顯 示在輸入30w2以指示在那個實例中沒有視頻信號被接收，因為其餘三個 分量信號都被提供到輸入30加、30開、以及30jn4。總體上，根據所收到 的信號的性質以及解碼器14內下遊功能的要求，接口 30以常規方式緩 衝輸入信號並對輸入信號進行電平轉換。輸入信號隨後被加載到模擬前 端32上，模擬前端32會在下面詳細說明。
0028模擬前端32包括控制器34，該控制器用來控制顯示為前端32 內的模塊的各種功能單元，其中這些功能單元以及控制器34可由本領域 的技術人員根據本文的教導來構建。在這點上，控制器34接收信號 STYPE，例如從接口30接收，信號STYPE指示了隨後將被輸入接口30 的信號的類型。例如，STYPE可以指示輸入信號是SCART信號(即， CVBS、 R、 G、 B)、只有RGB信號、或者分量信號(例如，Y、 Pb、 Pr)。作為響應，控制器34發出多個控制信號到前端32內的各種功能 單元。作為一個例子，控制器34提供一個選擇信號SEL來控制兩個雙 輸入多路復用器36,和362。多路復用器36,具有第一輸入端和第二輸入 端，該第一輸入端連接來接收對應於輸入30^的接口處理過的信號，該
第二輸入端連接來接收對應於輸入30jN2的接口處理過的信號。類似地，
多路復用器362具有第一輸入端和第二輸入端，該第一輸入端連接來接 收對應於輸入30W3的接口處理過的信號，該第二輸入端連接來接收對應 於輸入30胸的接口處理過的信號。多路復用器36,的輸出作為輸入連接 到模數轉換器("ADC"〉 38p多路復用器362的輸出作為輸入連接到 ADC 382。 ADC3&和ADC 382都從控制器34接收採樣時間控制信號ST， 從而指示每一個ADC採樣其各自輸入的速率。此外，ADC3&接收路徑 禁用控制信號PD，其在某些實例中選擇性地禁用轉換信號路徑，這些實 例在下文中會具體描述。最後，控制器34為插值/抽取濾波器40,以及插 值濾波器402提供旁路信號BP。所述旁路信號BP允許插值/抽取濾波器 4(h和402根據所接收的數字輸入繞過其功能，其中這種旁路功能在某些 實例中是需要的，這些實例在下文中會進一步描述。0029現在討論圖4a中剩下的模塊以及解碼器14的連接性。請看插 值/抽取濾波器40,和插值/抽取濾波器402,每一個插值/抽取濾波器4(h 和402的輸入端連接到相應的ADC38,和ADC 382的輸出端。如在下文會 詳細說明的，每一個濾波器40x都可操作地在從各個ADC38x傳來的並對 應於相同輸入信號的數據流的連續兩個數字採樣值之間進行插值(不需 要一個緊接著一個)，由此提供在這兩個連續數字值之間的插值；此外， 每一個濾波器40x也可操作地執行抽取功能，從而當它獲得插值以後它 從數據流中丟棄或者移除確定所述插值的所述兩個連續數字值。於是， 對於被插值的信號，每個濾波器40x只輸出插值而不是輸出確定這些插 值的那些值。並且，如上所述，響應於旁路信號PB,當有需要的時候每 一個插值/抽取濾波器40x可旁路這些插值/抽取功能。因此，每一個濾波 器40x的輸出提供對應於其輸入的數字值序列，當應用了插值湖取功能的 時候其中一些輸出值是插值，而當插值/抽取功能被旁路時其它輸出值僅僅 是一個或者更多輸入值的傳遞(pass-through)。每一個濾波器40,和402的 輸出作為輸入連接到相應的多路信號分離器(或信號分離器(demultiplexer)) 和延遲單元42,和422。單元42,和422的輸出在下文詳細描述，並且這裡 需要注意的是，它們連接到解碼器14內的附加的信號處理電路，本文沒 有示出也沒有描述這些電路，以便將本文的討論重點放在那些創造性的 方面。然而，這種附加的電路可由本領域技術人員確定並且可包括，例 如，前端增益控制、格式化、濾波、後端增益控制、以及輸出格式化。0030通過對解碼器14的操作的另外的介紹，注意力放在信號分離和 延遲單元42,和422的操作和特定輸出上。每一個信號分離和延遲單元42x 接收數字輸入序列，並且，作為響應，操作來延遲所述序列，從而兩個 連續地接收的輸入數字值被同時輸出到不同的輸出端從而及時對準。例 如，如果輸入到信號分離和延遲單元42x的序列是數字值DQ，其後及時 緊接著數字值D,，那麼信號分離和延遲單元對該序列施加一個延遲，直 到D,被完全接收，並在其兩個相應輸出端分別同時輸出D和Dp更具體 地參看圖4a，當操作SCART信號時，對應於通過輸入端30^輸入到接口 30的模擬CVBSa信號，信號分離和延遲單元42,在輸出端4210UT1上提供數字值C;同時，對應於通過輸入端30!n2輸入到接口30的模擬Ga信號，單元42,以時序對準的方式在輸出端42自^上輸出數字值G'。信號G'上的 單引號是用來表示某些功能，在下文中講描述這些功能被施加在信號上。 類似地，關於單元422，也是在同時，當操作SCART信號時，對應於通過 輸入端30jN3輸入到接口 30的模擬Ba信號，信號分離和延遲單元422也在輸出端422oun上提供數字值B;同時，對應於通過輸入端30!n4輸入到接口 30的模擬Ra信號，單元422也以時序對準的方式在輸出端42201]17上輸 出數字值R'。類似地，但是現在考慮被解碼器14處理的分量信號的情況， 對應於通過輸入端30^輸入到接口 30的模擬Y。信號，信號分離和延遲單 元42!在輸出端42Kxm上提供數字值Y;同時，單元42,在輸出端421C)lrn 上不提供輸出，從而再一次圖示為一個空符號O，並且對應於分量信號的 方面，沒有分量信號被輸入到輸入端30m。關於單元422，也是在同時，當操作分量信號時，對應於通過輸入端30jN3輸入到接口 30的模擬Pba信號，其在輸出端422ouT,上提供數字值Pb，同時，對應於通過輸入端30胸 輸入到接口 30的模擬PrJ言號，單元422也以時序對準的方式在輸出端 4220^上輸出數字值Pr'。用於以上信號G'上的單引號同樣用於Pr'，其原 因在下文詳細描述。0031圖4b再次圖示了圖4a中的解碼器14，其變化僅僅是圖中4b 中描述的特定信號，以便說明解碼器14關於SCART信號的操作。因此， 在圖4b的左邊，作為接口 30的輸入，僅僅有SCART模擬信號CVBSa、Ra、 Ga、以及Ba，它們被示出連接於相應的輸入端30開、30iN2、 30!N3以及30rw。這些信號被解碼器14處理，這在下文講詳細描述，而圖5 到7時序圖有助於這個討論，這些圖在下面也會討論到。0032圖4b中解碼器14的操作從通過每一個相應的多路復用器36, 和362對輸入取樣開始。因此，控制器34通過所述SEL信號指示需要的 頻率以便於每一個多路復用器36,和362在這個頻率進行選擇。在優選實 施方式中，當SCART信號輸入接口 30時，作為在圖4b中的例子，控 制器34通過STYPE信號同樣被告知，作為響應，控制器發出SEL信號 從而以4倍過採樣率來過採樣輸入到接口 30的輸入信號。在這點上以多 路復用器36,為例子，其採樣CVBSa信號，隨後採樣Ga信號，連續地重 復這個循環，再次採樣CVBSa信號、隨後釆樣Ga信號，等等，這些採樣 中的每一個都被輸出到ADC38,。相比較地看多路復用器362，其採樣Ba信號，隨後採樣Ra信號，連續地重複這個循環，再次採樣Ba信號、隨後採樣Ra信號，等等，這些採樣中的每一個都被輸出到ADC382。0033響應於多路復用器36,和362的採樣以及根據由控制器34提供 的採樣時間信號ST，每一個相應的ADC38,和ADC382將每一個輸入採 樣轉換至相應的數字值，這在如圖5中同樣顯示出來。具體地，圖5圖 示了圖4b的解碼器14操作的ADC38,的輸出和ADC382的輸出的時序圖。 以ADC38〗的輸出作為例子看出，它在信號C ("CVBS"的簡化縮寫)和 G之間是反覆採樣型的(back and forth sampling),其中下標"a"被移除 因為這些值己經由模擬轉換為數字。然而，應該注意到，因為現在介紹的 以及後面將要解釋的原因增加了新的下標約定。特別地，考慮CVBSa採樣 的第一次轉換出現在時間to;於是，與該時間相同的"O"下標被增加至相 應的數字採樣副本(counterpart) CQ。然而，回想SEL引起4倍過採樣率， 進一步回想上文的背景技術，圖1的現有技術方法(每信號一個ADC)在 2倍過採樣率下執行；作為對比，在優選實施方式中，採樣率翻倍。結果， 緊跟著在時間to採樣CVBSa之後，在時間to到CVBSa再次被採樣的時間t,之間的中間點，Ga被採樣；因此，這個中間點可用to.s表示，也就是，時
間to到吋間t，之間的中點。換句話說，Ga以同樣的速率被釆樣，但是是在相對於CVBSa的頻率延遲半個周期的絕對時間被採樣。於是，ADC38,的 相應數字輸出會反映這個延遲。假設存在這些觀察和約定，則在圖5中， 在數值Q)之後存在數字值G。.5。這種模式重複進行，從而在時間^CVBSa 的採樣被ADC38,轉換以得到d，並且在半個過採樣周期之後，即在時間 t,.5， Ga的採樣被ADC 38,轉換以得到G,.5。圖4b中ADC 38,下面顯示了 這些例子，這種模式在圖5中的關於ADC 38,的整個採樣序列中重複。0034繼續圖4b中解碼器14的操作，注意力轉到插值湖取濾波器40,和402。從以上介紹回想它們的功能(functionality)是在兩個連續的數字值之間插值，並且通過隨後從數據流中丟棄或者移除確定所述插值的兩個連續數字值來進行抽取。以濾波器40,作為例子，濾波器40,根據從ADC38,接收的G信號來執行它的功能。例如，對於同一種類型的兩個連續信號，例如G信號Gq.s和Gl5，濾波器40,確定一個估計發生在它們之間的中間時間的插值，這個值在本文以及附圖中通過在其信號名稱上 加上一個單引號以及使用所述兩個連續信號之間中間的下標來指示；因此，在本實例中，在Go.5和G,.s之間的插值就是GV此後，濾波器40,抽取並且隨後從數據流中移除Go.s和Gls，同時將G、包含在數據流中。然而，除了這個操作，應該注意的是，濾波器40,並不對信號C及其C0、C,、 C"直等等執行這些操作。通過控制器34在合適的時間啟動其旁路信號BP使得C信號值旁路濾波器40,的功能，可以做到避免這些操作。其它機制，例如改道發送這些信號，同樣可以由本領域的技術人員確認並實現。因此，在任何情況下，利用從ADC38,接收的未發生變化的C信號值以及關於Gx.s信號的插值，由濾波器40,的輸出得到的數字值(resulting digital values)以Co， G'Q, Cb G、等等的形式表示。這些例子在圖4b中的濾波器40,下示出；此外，圖6圖示了圖4b中濾波器40,和402的輸出的時序圖，因此，這種模式在第一行示出並且在所示出的整個採樣的序列實例中重複。圖6還圖示了濾波器402的相應輸出。濾波器402以與濾波器40,相似的方式操作，但是濾波器402相對於來自ADC 382的數位訊號B和R進行操作。在這點上，濾波器402旁路有關B信號的所有操作，但對R信號進行插值和抽取。結果，由濾波器402的輸出得到的最終數字值按照圖6中所示的形式表示，即Bo、 R'o、 B,、 R',、等等。這些例 子在圖4b中的濾波器402下示出，並且這種模式在圖6所示的關於濾波 器402的整個採樣序列中重複。最後，即使給出了前述關於濾波器40,和 402的討論，還應該注意，本領域技術人員可以確定其它方式來實現它們， 包括本領域公知的所謂的共址濾波器(co-siting filter)。0035繼續圖4b中解碼器14的操作，注意力現在轉到信號分離和延 遲單元42,和422。每一個單元42x可操作地接收輸入數字流並且將其輸 入轉換連接(toggle)至它的一個輸出端，於是其每一個輸入，或者在當 前情況下的對應於同一個信號的每一個採樣，被耦接到同一個輸出端。 因此，以輸入到單元42,的數據流Q)，G'o,d，G、，...，為例，單元42,將 第一輸入值Q)連接到其第一輸出端42imjT1，轉換連接以將第二輸入G'o 連接到第二輸出端42Kx^,轉換連接以將第三輸入d連接到第一輸出端 421C)UT1，轉換連接以將第四輸入G、連接到第二輸出端42u)u^，等等。於 是，與C有關的信號在輸出端42uxm提供，與G'有關的信號在輸出端 42uxxn提供，如圖4b所示。然而，除此之外，應該注意到每一個單元42x 的延遲方面用來及時對準每對輸出，這現在同樣參照圖7進行解釋。具體 地，圖7中的第一個兩行圖示了圖4b中單元42!的輸出端42u)un和42KH^。要注意剛才描述過的轉換連接效應在這兩行中顯示出來，輸出端4210UT， 提供與C有關的信號而輸出端42u)^提供與G'有關的信號。然而，除此 之外，還應注意到輸出端42k)ut,提供的Co與輸出端42k)u^提供的G'0 是時間對準的，這是通過延遲前者的輸出直到後者數值可用來實現的。使 用這個延遲，這種模式繼續進行下去，從而與C有關的信號輸出連續地 提供到輸出端4210UT1，同時相應的與G'有關的信號輸出連續地提供到輸 出端4210,。因此，從前述中應該注意到與C有關的信號和與G'有關的 信號是時間對準的，其反映了數值G的插值對應於與C有關的信號的相 同時序(例如to， t,， t2，...)。關於數位訊號流Bo，R'o，B,，R',，...的輸入 數據流，單元422按照相似的方式操作；因此，如圖4b所示，與B有關 的信號被提供到輸出端4220UT1，並且與R'有關的信號被提供到輸出端 422ljn。此外，單元422也用同單元42,—樣的方式引入延遲，因此，如圖 7中第三第四行所示，與B有關的信號和與R'有關的信號是時間對準的，
其反映了數值R的插值對應於與B有關的信號的相同時序(例如to， tP t2，…)。0036關於SCART信號輸入詳細描述了優選實施方式的解碼器14的 操作之後，現在進行所述優選實施方式和現有技術的比較。作為一種觀 察，注意圖1中的現有技術方法的時序圖和圖7中優選實施方式的時序 圖。在這兩種情況下，都提供了四個數字輸出信號，每一個都對應於四 個SCART輸入模擬信號中的一個信號。然而，回想到現有技術要求四 個輸入中每一個都對應一個單獨的ADC;與此相比，如在圖4a和4b中 示出的，所述優選實施方式通過單個ADC處理多個不同的模擬信號。 例如，ADC38,處理不同的模擬信號CVBSa和Ga，作為另一個例子，ADC382處理不同的模擬信號Ba和Ra。因此，所述優選實施方式使用的ADC 的數目少於需要被解碼的輸入信號的總數；事實上，對比於現有技術， 執行SCART信號的所述優選實施方式只使用了一半數目的ADC。因此， 由於ADC數目減少，消耗的集成電路晶片或管芯的空間減小了。同樣 考慮設備尺寸的減小，注意到晶片上安放濾波器40、和多路復用器42x 對尺寸有需要。但是，濾波器40x的晶片尺寸明顯小於ADC的晶片尺寸， 因為實際應用可以承受一定的濾波噪聲而不明顯降低設備性能，從而濾 波器可包括更少的抽頭。此外，多路復用器42x的尺寸是相當不明顯的。 因此，與現有技術相比整個設備尺寸減小。此外，如以下將要進一步說 明的，所述優選實施方式的方法可用於SCART之外的格式，並且，事 實上可在單個設備中實現，這種單個設備在某些時候適合SCART信號 而在另外的時候適合分量或者RGB信號。0037已經關於SCART信號描述了解碼器14以及其操作，應該注意 到它同樣可以操作標準RGB信號。具體地，再次參考圖4b，通過如圖所示連接信號Ra、 Ga、以及Ba，而輸入端30閒不接信號，就可以實現這種操作。因此，來自多路復用器36,的任何其它的採樣都為空(null)、 或者是不相關採樣，並且可以忽略或者不考慮。為了達到這一方面，控 制器34啟動(assert)路線禁用PD (path disable)信號至ADC38！。示 出這個是為了說明ADC38,可以被禁止對這些空信號進行轉換，或者它 們能被轉換但是在輸出時被忽略。為此，圖8圖示了當進行RGB信號轉 換時ADC38,和ADC382的輸出的時序圖。在其第一行，圖8圖示了多路 復用器38,的輸出，可以看出所有其他輸出都被標記為空(g卩，以指 示此數據不需要處理也沒必要處理。此外，應該注意到圖8的第二行顯 示了多路復用器382的輸出，它與圖5中關於Ra、 Ba發生相同的操作時 的輸出相同。因此，通過上述內容，本領域技術人員應該理解圖8中的 信號因此可以按照與以上描述的關於SCART信號相同的方式處理，其 中空信號不斷地被忽略或者不考慮。結果，解碼器14的輸出顯示在圖9 中，其中圖示了處理RGB信號時單元42,的輸出和單元422的輸出的時 序圖。從這個圖中可以看出，輸出端4210,、 4220UT1、 422ou^與圖7中的 輸出端相同，因此分別提供G'、 B、 R'信號。此外，輸出端42,ouT,僅僅在 關於RGB信號的應用中被忽略。可替換地，應該注意到通過適當的控制， 輸入可以重新布置到解碼器14，從而三個輸出信號中的兩個輸出信號表示 直接採樣值而不是插值，本領域的技術人員可以很容易地實現這種替換。0038圖4c再次圖示了圖4a中的解碼器14，其變化用以說明當接口 30接收分量信號時解碼器14的操作，同樣如同通過STYPE信號向控制 器34所指示的。因此，在圖4c的左邊，輸入到接口30的只有分量模擬信號Ya， Pba，以及Pra，它們被示出分別連接於輸入端30肌、30!N3、以及 30!N4。剩下輸入端30!N2沒有輸入信號，因此這種情況同樣以空符號表示。Ya, Pba,以及Pra信號大部分情況下被解碼器14按照與以上描述的關於 SCART信號相似的方式操作，因此以下不再詳細描述，因為已經假設讀 者已經熟悉了上面的討論。然而，關於它們之間存在的區別，下面會進 行探究。0039現在轉到關於分量信號的圖4c的解碼器14的操作和關於 SCART (或者RGB)信號的圖4b的解碼器14的操作之間的不同之處， 在圖4c的優選實施方式中，控制器34啟動選擇信號SEL以產生兩倍於 Y信號的採樣速率而不是四倍速率，以便操作多路復用器36x和ADC38x。 具體地，從優選實施方式觀察到，信號Pb和Pr具有稍微小於Y信號一 半帶寬的帶寬，即，典型的Y信號的帶寬為6.75MHz的級別，而Pb和 Pr信號的帶寬為3.3MHz的量級。結果，應該注意到對於Y信號相對於 其帶寬的每一個釆樣，由於Pb和Pr信號帶寬窄，Pb和Pr信號可以其 一半速率釆樣而獲得大致相同的效率。然後回到SEL信號，它使得Y信 號被多路復用器38,以兩倍的速率採樣，而與加在多路復用器382上的時 鐘速率相同的時鐘速率則造成相對於Pb和Pr信號大約一倍的採樣頻率， 這個採樣頻率對於獲得這些隨後將被ADC382轉換成數位訊號的信號的 數值來說己經足夠。為了進一步說明這個方面，圖IO圖示了 ADC38,的 輸出和ADC382的輸出對應於圖4c的操作的時序圖。在時間to，多路復 用器38,對Ya進行採樣，Ya被ADC38,轉換產生相應的採樣Ye;同時， 多路復用器382對Pba進行採樣，PK被ADC38轉換產生相應的採樣Pbo。 接著，在時間t,，多路復用器38,對Ya進行採樣，Ya被ADC38,轉換產生 相應的採樣Yn但是這時，多路復用器382對Pi"a進行採樣，Pra被ADC38, 轉換產生相應的採樣Pr,。這個過程不停重複，因此圖10中第一行的序列 圖示了在每個時間k的Y的不同採樣；然而，圖10的第二行圖示了在每 個時間tx，信號在Pb和Pr之間反覆轉換連接的釆樣。0040繼續圖4c中的解碼器14關於分量信號的操作，注意到與圖4b 比較，來自控制器34的旁路信號的使用是不同的，為了區別起見，這個 旁路信號被標為BP'。具體地，在圖4c中，旁路信號BP'從控制器34連 接到插值/抽取濾波器40,以及信號分離和延遲單元42,。對於前者，當解 碼器按照圖4c的方式操作的時候，控制器34啟動(assert)旁路信號 BP'，並且作為響應，濾波器40,被要求旁路其功能，它僅僅把輸入傳到輸 出端。因此，作為ADC38:的輸出提供的圖10的第一行被傳送到濾波器 40,的輸出端。為了進一步解釋這個方面，圖11圖示了對應於圖4c的濾波 器40,和402的輸出的時序圖，其中第一行描述了濾波器4(^的輸出。通過 比較這個第一行與圖IO中的第一行，本領域技術人員將會確信濾波器40, 響應所啟動的旁路信號BP'執行上文所述的旁路操作。請看圖11的第二行， 它展示了濾波器402按照與關於SCART信號類似的方式操作，雖然它的下 標由於一倍於Pb和Pr信號的時序而改變了。對於這點，Pb信號不被濾波 器402影響，這類似於圖4b中的B信號的效應。然而，Pr信號的插值和 抽取操作都由濾波器402執行。於是，對於每一個緊跟著一個Pr信號的實 例的Pr信號實例(時間上被Pb信號隔開)，濾波器402在它們時間的中間 點，在這兩個值之間插入一個數值，然後抽取這兩個數值並插入這個插入 的值。例如，在時間t、(添加單引號是由於相對於圖10的有延遲)，插值 Pr'2在時間t2被確定，12是在圖10中Pr,的時間t，和P&的時間t3的中間， 這個新值Pr'2隨後被插入數據流中Pb值之間。圖11中的其他例子很容易 被本領域技術人員所理解。0041總結關於分量信號的討論，圖12圖示了圖4c中的單元42!和 422的輸出的時序圖。看到圖中的第一行描述了單元42,的輸出42K)園， 回想到當分量信號輸入到接口 30時控制器啟動旁路信號BP'。作為響應， 信號分離和延遲單元42,不會像以上描述的SCART和RGB的情況那樣 交替其輸入到任何其他輸出，相反，經過足夠的延遲以做到下面所討論 過的對齊，它僅僅把其輸入連接到其輸出端42,ouT!。因此瑜出端42,t, 提供所轉換的Y信號的連續數值，如圖4c中以部分的形式所示的Y0、 Y,、 Y2...。雖然沒有在圖12中示出，同樣應該注意單元42!的輸出4210UT2 應該被理解為空數據流，因為只有Y輸入被單元42,接收並且它們都連 接到輸出端4210UT1。圖12的第二和第三行分別圖示了輸出422out,和 422C)im。總的來說，這些輸出都是以與圖7中SCART輸出4220UT1和 4221]77類似的方式產生的；換句話說，以與上文所述類似的方式，單元 422接收連續輸入並且相對於第一個輸入值延遲第二個輸入值，於是這兩 個值可被同時輸出在兩個相應的輸出端4220UT1和422om7。例如，在圖 11中的時間t'2，單元422將接收Pbo和Pr'o;因此此後，單元422在輸出 端422oun輸出Pbo同時在輸出端4220^輸出PrV因此，這些數值是相 互時間對準的。但是，除此之外，回想到Pb和Pr信號的頻帶帶寬小於Y 信號的一半帶寬；於是，在所述優選實施方式中，當單元422按這個方式 操作，它在兩個周期內將輸出Y值的單元42,每一個數值輸出，由此將 三個數據信號對齊。因此，Yo在輸出端42k)ut^提供，Pbo在輸出端422oun 提供以及Pr'o在輸出端42訓^提供。另外，當下一個Y,在輸出端42,匿, 提供，Pbo再次在輸出端4220UTI提供以及Pr'c再次在輸出端42201;17提供。 因此，只有在4211;11提供了兩個Yx的數值以後，Y的下一個數值以及 時間對準的下一組Pb和Pr值才會提供，這時，保持Pb和Pr值為兩個不 同的Y值的輸出。對於每兩個到單元422的輸入值，這個過程重複一次， 由此產生如圖12最後兩行所示的連續序列。最後，還應注意到圖12中的 序列是由輸出所要求的並且以一半於前述SCART信號釆樣頻率的採樣頻 率獲得，從而通過使用降低的時鐘速率而節省了功耗。然而，可替換地， 本領域技術人員很容易理解Y bPr信號同樣能以前述SCART信號的採樣 頻率處理。0042已經詳細介紹了關於分量信號的優選實施方式的解碼器14的操 作，現在比較優選實施方式和現有技術。作為一個觀察，請注意圖2中 現有技術的時序圖和圖12中優選實施方式的時序圖。在這兩個實例中， 都提供了三個輸出信號，每一個對應於三個分量輸入信號中的一個。然 而，現有技術對應每一個分量信號要求一個單獨的ADC;與此相比，如 在圖4a和4c中所示，所述優選實施方式再次通過單個ADC處理多個不 同的模擬信號。例如，ADC382處理不同的模擬信號PW和Pra。於是， 同樣在這個實現中，所述優選實施方式使用的ADC的數目又少於所有 模擬視頻輸入信號的總數目。因此，ADC所在的集成電路晶片上ADC 佔用的空間再次減小，從而相對於現有技術降低了複雜度和成本。此外， 如下面將要描述的，解碼器14的優選實施方法可用於各種格式，包括 SCART、 RGB、以及分量信號。結果，單個解碼器設計可以用於多種應 用，包括歐洲以及北美的應用。相對於為歐洲應用需要一個解碼裝置而 為北美應用需要另一個解碼器的方法，這大大降低了設計考慮和成本。0043根據以上所述，應該理解到優選實施方式提供了由通用模數轉 換器處理的不同信號類型的視頻解碼器。例如，在一個圖示的實施方式 中，一個ADC處理兩個SCART信號並且另一個ADC同樣處理兩個 SCART信號，因此相對於現有技術減少了一半所需的ADC的數目。在 另一個例子中， 一個ADC處理兩個分量信號，不管它們是一種簡單的 分量信號格式(例如，RGB〉還是一種更複雜的格式(例如，YPbPr)。 這些方法和優點的結果就是，提供了一些各種其它的優點。此外，本領 域技術人員也可以找出其它優點。因此，優選實施方式包括了相較於現 有技術而言的不同方面和優勢，以及其它能被本領域技術人員理解的其
他方面和優勢。此外，雖然優選實施方式通過例子予以說明，某些其他 可替換的例子也給出了，但是還有其它可替換的例子是可預期的。因此， 先前的討論以及這些例子進一步說明了，雖然本發明的優選實施方式已 經被詳細描述了，但是還可以做出對以上的描述進行的各種增加、減少、 替換、或者其它修改，而不偏離本發明的範圍。
權利要求
1.一種視頻解碼器，所述解碼器包括接口，所述接口同時接收一組整數S個模擬輸入信號；處理電路，所述處理電路處理所述S個模擬輸入信號，並且所述處理電路包括整數N個模數轉換器，所述N個模數轉換器用來產生一組整數S個數位訊號；其中所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號對應於所述S個模擬輸入信號中的相應的不同的一個；且其中N小於S；以及輸出電路，所述輸出電路與所述處理電路連接，所述輸出電路將所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號提供到不同的相應輸出導體。
2. 根據權利要求1所述的視頻解碼器，其中，在一個時間，S等於三 並且所述整數S個模擬輸入信號包括紅色、綠色、藍色輸入信號；並且其 中所述數字N等於二。
3. 根據權利要求1或者2所述的視頻解碼器，其中，在一個時間，S 等於四並且所述整數S個模擬輸入信號包括紅色、綠色、藍色、以及合成 輸入信號。
4. 根據權利要求3所述的視頻解碼器，其中，在另一個時間，S等於 三並且所述整數S個模擬輸入信號包括三個分量輸入信號。
5. 根據權利要求4所述的視頻解碼器，其中在S等於四的時間內，所 述處理電路在四倍於所述紅色、綠色、藍色、以及合成輸入信號的頻率的 速率下對輸入信號採樣；並且在S等於三的另一時間內，所述處理電路在 兩倍於所述分量信號中Y信號的頻率的速率下採樣。
6. 根據權利要求4或5所述的視頻解碼器，其中所述輸出電路進一步用於按照時間對準的方式提供所述一組s個數位訊號中的每一個數位訊號到不同的相應輸出導體。
7. 根據權利要求6所述的視頻解碼器，其中所述輸出電路通過包括 用來在所述一組S個數位訊號中選定的數位訊號的連續數值之間進行插 值的插值濾波器，來按照時間對準的方式提供所述一組S個數位訊號中 的每一個數位訊號到不同的相應輸出導體。
8. 根據權利要求7所述的視頻解碼器，其中所述輸出電路通過進一 步包括用於移除確定插值的數據流數值的抽取電路，來提供所述一組S 個數位訊號的各個數位訊號到不同的相應輸出導體。
9. 一種用於操作視頻解碼器的方法，包括 同時接收一組整數S個模擬輸入信號；處理S個模擬輸入信號，步驟包括操作整數N個模數轉換器，以產 生一組整數S個數位訊號；其中所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號對應於所述S 個模擬輸入信號中的相應不同的一個；且 其中N小於S;以及 響應所述處理步驟，將所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號 提供到不同的相應輸出導體。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中，在一個時間，S等於三並且 所述整數S個模擬輸入信號包括紅色、綠色、藍色輸入信號；並且其中 所述N等於二。
11. 根據權利要求9或者10所述的方法，其中，在一個時間，S等於 四並且所述整數S個模擬輸入信號包括紅色、綠色、藍色、以及合成輸入信號。
12. 根據權利要求ll所述的方法，其中，在另一個時間，S等於三並　且所述整數s個模擬輸入信號包括三個分量輸入信號。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中在S等於四的時間內，所述處 理步驟在四倍於所述紅色、綠色、藍色、以及合成輸入信號的頻率的速率 下採樣輸入信號；並且在S等於三的另一時間內，所述處理步驟在兩倍 於所述分量信號內的Y信號的頻率的速率下採樣。
14. 根據權利要求12或者13所述的方法，其中提供步驟進一步包括 用於按照時間對準的方式提供所述一組S個數位訊號的每一個數位訊號 到不同的相應輸出導體。
全文摘要
本發明公開了一種視頻解碼器(14)。所述解碼器包括接口(30)，所述接口在同一時間接收一組整數S個模擬輸入信號。所述解碼器還包括處理所述S個模擬輸入信號的處理電路，並且所述處理電路包括整數N個模數轉換器，所述模數轉換器用來產生一組整數S個數位訊號。所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號對應於所述S個模擬輸入信號中的相應的不同的一個信號，並且N小於S。所述解碼器還包括輸出電路，所述輸出電路與所述處理電路連接，所述輸出電路將所述一組S個數位訊號中的每一個數位訊號提供到不同的相應輸出導體。
文檔編號H03M1/12GK101151805SQ200680010756
公開日2008年3月26日 申請日期2006年1月31日 優先權日2005年1月31日
發明者J·邁納斯, T·海德 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司