输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法

输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法
【专利摘要】一种输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法，包含至少一输入端口、至少一输出端口、矩阵模块及影像产生模块。矩阵模块具有至少一输入端及至少一输出端，用以将通过输入端口且自输入端所接收到的任一输入信号转换为任一输出信号至任一输出端。影像产生模块耦接矩阵模块的N个输出端，用以根据N个输出端所输出的N个输出信号产生M分割画面，并将M分割画面提供至矩阵模块的至少一输入端，矩阵模块的输出端选择M分割画面提供至矩阵模块的至少一输入端，且矩阵模块的输出端耦接至输出端口，其中N与M均为正整数。
【专利说明】输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法

【技术领域】
[0001] 本发明与影像传输有关，特别是关于一种输入及输出矩阵式影像传输系统及其应 用方法。

【背景技术】
[0002] 目前业界所使用的传统即时分割画面技术，虽然可以在多输入单输出 (Multi-input single output)影像传输系统架构下实现，然而，若将其应用于多输入多输 出（Multi-input multi-output)矩阵式影像传输系统，例如具有16X16输入及输出接脚的 矩阵系统，将会面临下列问题：
[0003] (1)无法于每一个输出端口均输出全部的16个分割画面，仅能于部分或单一输出 端口输出部分分割画面。举例而言，若一张 TX子卡（输出子卡）具有第一输出端口?第四 输出端口，可能仅有其中某输出端口（例如第一输出端口）能够输出由第一影像来源端的 影像Ml?第四影像来源端的影像M4所构成的一个四分割画面，至于第二输出端口仅能输 出第二影像来源端的影像M2、第三输出端口仅能输出第三影像来源端的影像M3且第四输 出端口仅能输出第四影像来源端的影像M4,如图1A?图1D所示。
[0004] (2)由于一张 TX子卡最多仅能选择四张 RX子卡（输入子卡）中的其中四个影像 来源端的影像，若TX子卡已设定选择了 RX子卡（输入子卡）的某些输入端口所接收到的影 像来源端的影像，例如RX子卡的第一输入端口、第六输入端口、第i 输入端口及第十六 输入端口，则输出的分割画面的内容也仅能局限于上述该些输入端口所接收到的影像，无 法出现更多其他输入端口（例如第二输入端口或第八输入端口）所接收到的影像。
[0005] (3)每张 TX子卡均需设置有同样的电路模块，导致成本增加。
[0006] (4)仅能实现较为容易的四分割画面，若欲达到九分割或十六分割画面，难度及成 本势必大幅提高，且一次仅能更新四分割画面，无法即时更新所有分割子画面，需分段进行 更新九分割或十六分割画面。
[0007] (5)若应用于电视墙架构下，电视墙架构是指仅有一个影像来源，例如是M1，但在 一张 TX子卡上有四个输出端口，每个输出端口可输出四分之一的第一影像来源端的影像 M1，例如是Mil、M12、M13或M14。而每个输出端口又仅可接到一个电视屏幕，最后TX子卡 上的四个输出端口输出的影像恰好可在四个电视屏幕上组成一电视墙画面并呈现出影像 Ml (如第1E图所示）。电视墙画面的多寡将受限于每张 TX子卡的输出端口数目，并且只能 于同一张具有四个输出端口的TX子卡上实现电视墙画面，而目前最多仅能使用四个电视 屏幕去组合成一个输入影像M1，无法指定TX子卡上的任一输出端口实现完整的电视墙画 面。


【发明内容】

[0008] 因此，本发明提出一种输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法，以解决先 前技术所遭遇到的上述问题。
[0009] 根据本发明的一具体实施例为一种输入及输出矩阵式影像传输系统。于此实施例 中，输入及输出矩阵式影像传输系统包含至少一输入端口、至少一输出端口、矩阵模块及影 像产生模块。矩阵模块具有至少一输入端及至少一输出端，用以将通过输入端口且自输入 端所接收到的任一输入信号转换为任一输出信号至任一输出端。影像产生模块耦接矩阵模 块的N个输出端，用以根据N个输出端所输出的N个输出信号产生Μ分割画面，并将Μ分割 画面提供至矩阵模块的至少一输入端，矩阵模块的输出端选择Μ分割画面提供至矩阵模块 的至少一输入端，且矩阵模块的输出端耦接至输出端口，其中Ν与Μ均为正整数。
[0010] 于一实施例中，矩阵模块具有交叉点（crosspoint)连接格式、现场可编程逻辑门 阵列（FPGA)格式或分流器（splitter)结合切换器（switch)的格式。
[0011] 于一实施例中，输入信号具有最小化传输差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号 (LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动 高画质连结（MHL)格式。
[0012] 于一实施例中，输出信号具有最小化传输差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号 (LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动 高画质连结（MHL)格式。
[0013] 于一实施例中，影像产生模块可通过外接插卡的方式使用。
[0014] 于一实施例中，若影像产生模块为即时分割画面模块，则N大于或等于M。
[0015] 于一实施例中，若影像产生模块为电视墙画面产生模块，则N小于M。
[0016] 于一实施例中，矩阵模块的至少一输入端是耦接至少一输入端口及至少一影像来 源端并自至少一影像来源端接收输入信号。
[0017] 于一实施例中，矩阵模块的至少一输出端是耦接输出端口及影像产生模块，影像 产生模块具有复数输入端接收Μ分割画面并输出至至少一输出端口。
[0018] 根据本发明的另一具体实施例为一种应用于输入及输出矩阵式影像传输系统的 方法。于此实施例中，输入及输出矩阵式影像传输系统包含矩阵模块、影像产生模块、至少 一输入端口及至少一输出端口，矩阵模块具有至少一输入端及至少一输出端，该方法包含 下列步骤：(a)矩阵模块将任一输入端自至少一输入端口所接收到的任一输入信号转换为 任一输出信号至任一输出端；以及（b)影像产生模块接收并根据N个输出端所输出的N个 输出信号产生Μ分割画面，并将Μ分割画面提供至矩阵模块的至少一输入端，矩阵模块的输 出端选择Μ分割画面提供至矩阵模块的至少一输入端，且矩阵模块的输出端耦接至输出端 口，其中Ν与Μ均为正整数。
[0019] 相较于先前技术，根据本发明的输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法实 现了每一输出端口均能输出分割画面，具有以下优点：
[0020] (1)除了矩阵式影像传输系统的基本功能外，还增加了分割画面的功能，本发明 的分割画面功能包含有画面分割功能及电视墙功能，其中画面分割功能系为将多个输入画 面组合形成单一组合画面，再经由一输出端输出至一显示器上显示，使得单一显示器可以 看到多个输入画面的组合；而电视墙功能为将至少一输入画面切个成多个子画面，每一个 子画面对应至少一画面中的一部分，每一个子画面分别输出至一显示器显示，最后拼成该 至少一画面。使用者可自由选择欲分割的影像来源端的影像以形成任意多个分割画面并显 示在同一屏幕上；或可任意指定输出电视墙画面的输出端口，例如可指定9个输出端口分 别连接至9台电视屏幕，最后这9台电视屏幕可呈现一完整影像，有效提升方便性与实用 性。
[0021] (2)仅于一台输入及输出矩阵式影像传输系统中额外设置一电路模块即可减少分 别在每张 TX子卡上进行处理所需的成本及复杂度。
[0022] (3)可广泛应用于各种矩阵式影像监控或展示系统，输入信号可以是最小化传输 差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、 晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
[0023] (4)当应用于电视墙功能时，使用者可于输入影像后，由2X2电视墙呈现输入影像 的画面、3X3电视墙呈现输入影像的画面及4X4电视墙呈现输入影像的画面之间任意切换， 并具有弹性可编程能力。
[0024] (5)可有效减少外接传输线（缆线）的数目以及其所占用的输入端口 /输出端口 数目。
[0025] (6)由于影像产生模块可以产生包含有画面分割功能或电视墙功能的分割画面， 该该分割画面所对应的影像信号再被接回矩阵模块的输入端，如此可以使矩阵模块的任 何一个输入端除了选择原先输入端的原始输入影像之外，更可以选择矩阵模块的与影像 产生模块输出相耦接的输入端，使得矩阵模块的任何一个输出端可以输出画面分割功能 或电视墙功能的分割画面或者是输出矩阵模块上接收原始输入影像的输入端的画面，解 决了传统技术中矩阵模块的每一个输出端无法在画面分割功能或电视墙功能的分割画面 的输入端以及原始输入影像的输入端间进行切换选择的问题。
[0026] 关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了 解。

【专利附图】

【附图说明】
[0027] 第1A图?第1D图是绘示先前技术中仅有第一输出端口通过传输线连接至一屏幕 能够输出由第一?第四影像来源端的影像所构成的四分割画面的示意图。
[0028] 第1E图是绘示于一电视墙架构中，第一影像来源端的影像Ml分别是由四个电视 屏幕画面组合而成的示意图。
[0029] 第2图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的输入端口及输出端口的一实 施例。
[0030] 第3图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的矩阵模块及影像产生模块的 一实施例。
[0031] 第4图是绘示影像产生模块根据第一?第十六输入信号所输出产生的十六分割 画面。
[0032] 第5图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统根据具有最小化传输差分信号 (TMDS)格式的输入信号产生一个四分割画面的一实施例。
[0033] 第6图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的矩阵模块及影像产生模块的 另一实施例。
[0034] 第7图是绘示影像产生模块根据四个输入信号IS1、IS4、IS9及IS15产生十六个 分割画面K1?K16。
[0035] 第8图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统根据一个具有最小化传输差分 信号（TMDS)格式的输入信号产生四个分割画面的一实施例。
[0036] 第9A图是绘示由十六台电视屏幕所构成的电视墙。
[0037] 第9B图至第9D图是绘示电视墙显示效果的一实施例。
[0038] 第10A图至第10B图是绘示电视墙显示效果的另一实施例。
[0039] 第11A图至第11D图是绘示电视墙显示效果的另一实施例。
[0040] 第12图是绘示根据本发明的另一具体实施例中的应用于输入及输出矩阵式影像 传输系统的方法的流程图。
[0041] 第13A至13C图为本发明将影像产生模块设置在一子卡上以插设至矩阵式影像传 输系统的具体实施例示意图。
[0042] 【符号说明】
[0043] S10?S16 :流程步骤
[0044] Ml ?Μ :影像
[0045] 2、3 :矩阵式影像传输系统
[0046] Mil?Μ14 :四分之一的影像Ml
[0047] TX1?TX4:输出子卡
[0048] RX1?RX4 :接收子卡
[0049] 0P1?0P16 :第一输出端口?第十六输出端口
[0050] IP1?IP16 :第一输入端口?第十六输入端口
[0051] 20、30:矩阵模块
[0052] 22、32 :影像产生模块
[0053] IE1 ?IE40 :输入端
[0054] 0E1 ?0E40 :输出端
[0055] X :分割画面输入端
[0056] IS1?IS16 :第一输入信号?第十六输入信号
[0057] 0S1?0S16 :第一输出信号?第十六输出信号
[0058] K1 :十六分割画面
[0059] 20a :第一矩阵模块
[0060] 20b :第二矩阵模块
[0061] CLK1?CLK16、CK1?CK4 :时脉输入信号
[0062] CLK1'?CLK16' ：时脉输出信号
[0063] D01 ?D016、D11 ?D116、D21 ?D216、D0K1 ?D0K4、
[0064] D1K1?D1K4、D2K1?D2K4 :数据输入信号
[0065] D01' ?D016'、D11' ?D116'、D21' ?D216' ：数据输出信号
[0066] CLK :分割画面的时脉输入信号
[0067] D0、D1、D2 :分割画面的数据输入信号
[0068] K1?K16 :电视墙子画面
[0069] XI?X16 :电视墙子画面输入端
[0070] WL :电视墙
[0071] TV1 ?TV16:电视
[0072] 4-扩充槽
[0073] 5-子卡
[0074] 5:电路板
[0075] 51?52:电讯连接接口

【具体实施方式】
[0076] 根据本发明的一较佳具体实施例为一种输入及输出矩阵式影像传输系统。于实际 应用中，输入及输出矩阵式影像传输系统是为一多输入多输出矩阵式影像传输系统，但不 以此为限。
[0077] 请参阅第2图，第2图绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的输入端口及输出 端口的一实施例。如第2图所示，多输入多输出矩阵式影像传输系统2包含四个输出子卡 TX1?TX4及四个接收子卡RX1?RX4。其中，第一输出子卡TX1包含第一输出端口 0P1? 第四输出端口 0P4 ;第二输出子卡TX2包含第五输出端口 0P5?第八输出端口 0P8 ;第三输 出子卡TX3包含第九输出端口 0P9?第十二输出端口 0P12 ;第四输出子卡TX4包含第十三 输出端口 0P13?第十六输出端口 0P16。第一接收子卡RX1包含第一输入端口 IP1?第四 输入端口 IP4 ;第二接收子卡RX2包含第五输入端口 IP5?第八输入端口 IP8 ;第三接收子 卡RX3包含第九输入端口 IP9?第十二输入端口 IP12 ;第四接收子卡RX4包含第十三输入 端口 IP13?第十六输入端口 IP16。
[0078] 于多输入多输出矩阵式影像传输系统2中，第一输入端口 IP1?第十六输入端口 IP16可分别耦接不同的影像来源端（例如DVD播放器、摄影机等），用以分别接收不同的输 入信号。第一输出端口 0P1?第十六输出端口 0P16可分别耦接不同的影像输出装置（例 如屏幕、显示器、电视等）。实际上，该些输入信号可具有最小化传输差分信号（TMDS)格式、 低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑 (TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式，但不以此为限。
[0079] 请参照第3图，第3图绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的矩阵模块及影像 产生模块的一实施例。如第3图所示，矩阵模块20耦接影像产生模块22。于此实施例中， 影像产生模块22为一即时分割画面模块，用以在一影像输出装置中产生一分割画面，矩阵 模块20可具有交叉点（crosspoint)连接格式、现场可编程逻辑门阵列（FPGA)格式或分流 器（splitter)结合切换器（switch)的格式，例如具有交叉点连接格式的矩阵模块20可以 是包含40个输入接脚（Input pins)及40个输出接脚（Output pins),但不以此为限。实 际上，影像产生模块22亦可通过外接插卡的方式使用。
[0080] 矩阵模块20至少具有输入端IE1?IE16及输出端0E1?0E16,其中输入端IE1? IE16可f禹接第2图中的第一输入端口 IP1?第十六输入端口 IP16,用以分别自第一输入端 口 IP1?第十六输入端口 IP16接收第一输入信号IS1?第十六输入信号IS16后，再经由矩 阵模块20转换为第一输出信号0S1?第十六输出信号0S16并传送至输出端0E1?0E16输 出。实际上，第一输出信号0S1?第十六输出信号0S16可具有最小化传输差分信号（TMDS) 格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶体管 逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式，但不以此为限。
[0081] 需说明的是，矩阵模块20还包含有输出端0E17?0E32,用以分别输出第一输入信 号IS1?第十六输入信号IS16至影像产生模块22。当影像产生模块22接收到第一输入信 号IS1?第十六输入信号IS16后，影像产生模块22将会根据第一输入信号IS1?第十六 输入信号IS16产生一个十六分割画面K1，如第4图所不。此外，矩阵模块20还包含有分割 画面输入端X，用以接收影像产生模块22所输出的十六分割画面K1。
[0082] 由于多输入多输出（Multi-input multi-output)矩阵模块20具有任一输出端可 自由选择任一输入端的特性，也就是说，若使用者想要某一影像输出装置显示十六分割画 面K1，矩阵模块20仅需将其分割画面输入端X所接收到的十六分割画面K1传送至对应于 该影像输出装置的矩阵模块20的输出端（例如0E1)，也就是说，矩阵模块20的输出端（例 如0E1)选择Μ分割画面（例如是十六分割画面K1)提供至矩阵模块20的至少一输入端 (例如是分割画面输入端X)，输出端（例如0Ε1)连接至多输入多输出矩阵式影像传输系统 2的第一输出端口 0Ρ1及传输线（缆线），再连接至该影像输出装置，使得该影像输出装置 能自输出端0Ε1接收到十六分割画面Κ1并显示之。
[0083] 请参照第5图，第5图是绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统根据具有最小化 传输差分信号（TMDS)格式的输入信号产生一个四分割画面的一实施例。如第5图所不，假 设第一输入信号IS1?第十六输入信号IS16具有最小化传输差分信号（TMDS)格式，亦即 代表每一输入信号分别包含时脉输入信号CLK及数据输入信号DO、Dl、D2。若多输入多输 出矩阵式影像传输系统2采用的是具有40个输入端及40个输出端的矩阵模块，因共需要 有80个输出端输出信号，故需要有第一矩阵模块20a及第二矩阵模块20b才够用。
[0084] 需说明的是，由于具有144个输入端及144个输出端的交叉点连接格式矩阵模块 价格较高，故改采用两个具有40个输入端及40个输出端的交叉点连接格式矩阵模块，以降 低成本。
[0085] 其中，第一矩阵模块20a的输入端IE1?IE16用以接收时脉输入信号CLK1? CLK16 ;第一矩阵模块20a的输入端IE17?IE32用以接收数据输入信号D01?D016 ;第二 矩阵模块20b的输入端IE1?IE16用以接收数据输入信号D11?D116 ;第二矩阵模块20b 的输入端IE17?IE32用以接收数据输入信号D21?D216。第一矩阵模块20a将时脉输入 信号CLK1?CLK16转换为时脉输出信号CLK1'?CLK16'后通过其输出端0E1?0E16输 出；第一矩阵模块20a将数据输入信号D01?D016转换为数据输出信号D01'?D016'后 通过其输出端0E17?0E32输出；第二矩阵模块20b将数据输入信号D11?D116转换为 数据输出信号Dll'?D116'后通过其输出端0E1?0E16输出；第二矩阵模块20b将数据 输入信号D21?D216转换为数据输出信号D21'?D216'后通过其输出端0E17?0E32输 出。
[0086] 为了让影像产生模块22能够产生四分割画面，第一矩阵模块20a的输出端 0E33?0E36将会选择输入端IE1?IE16所接收的时脉输入信号CLK1?CLK16中的任四 个时脉输入信号（例如CLK1?CLK4)并将其输出至影像产生模块22 ;第一矩阵模块20a的 输出端0E37?0E40将会选择输入端IE17?IE32所接收的数据输入信号D01?D016中 的任四个数据输入信号（例如D01?D04)并将其输出至影像产生模块22 ;第二矩阵模块 20b的输出端0E33?0E36将会选择输入端IE1?IE16所接收的数据输入信号D11?D116 中的任四个数据输入信号（例如D11?D14)并将其输出至影像产生模块22;第二矩阵模 块20b的输出端0E37?0E40将会选择输入端IE17?IE32所接收的数据输入信号D21? D216中的任四个数据输入信号（例如D21?D24)并将其输出至影像产生模块22。当影像 产生模块22分别接收到各时脉输入信号及各数据输入信号后，影像产生模块22根据各时 脉输入信号及各数据输入信号分别产生一个四分割画面的时脉输入信号CLK及数据输入 信号DO、Dl、D2。第一矩阵模块20a的输入端IE33?IE34及第二矩阵模块20b的输入端 IE33?IE34分别接收四分割画面的时脉输入信号CLK及数据输入信号D0、D1、D2。
[0087] 由于第一矩阵模块20a及第二矩阵模块20b具有任一输出端可自由选择任一输入 端的特性，也就是说，若使用者想要某一影像输出装置显示四分割画面，矩阵式影像传输系 统仅需将第一矩阵模块20a的输入端IE33?IE34及第二矩阵模块20b的输入端IE33? IE34所分别接收到的一个四分割画面的时脉输入信号CLK及数据输入信号D0、D1、D2分别 传送至对应于该影像输出装置的第一矩阵模块20a的输出端（例如0E1及0E17)及第二矩 阵模块20b的输出端（例如0E1及0E17)，也就是说，矩阵模块20a的输出端0E1、0E17分 别选择四分割画面提供至矩阵模块20a的至少一输入端IE33、IE34 ;矩阵模块20b的输出 端0EU0E17分别选择Μ分割画面提供至矩阵模块20b的至少一输入端IE33、IE34 ;第一矩 阵模块20a的输出端0E1及0E17及第二矩阵模块20b的输出端0E1及0E17,共四个输出端 连接至多输入多输出矩阵式影像传输系统2的第一输出端口 0P1及传输线（缆线），再连接 至该影像输出装置，使得该影像输出装置能自第一矩阵模块20a的输出端0E1及0E17及第 二矩阵模块20b的输出端0E1及0E17接收到四分割画面并显示的。
[0088] 请参照第6图，第6图绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统的矩阵模块及影像 产生模块的另一实施例。如第6图所示，矩阵模块30耦接影像产生模块32。于此实施例 中，影像产生模块32为一电视墙画面产生模块，用以产生具有Μ分割画面的电视墙画面， 也就是本实施例中所谓的Μ分割画面为电视墙功能，其为将至少一输入画面切个成数量大 于该至少一输入画面的多个子画面，每一个子画面对应至少一画面中的一部分，每一个 子画面分别输出至一显示器显示，最后拼成该至少一画面。矩阵模块30可具有交叉点 (crosspoint)连接格式、现场可编程逻辑门阵列（FPGA)格式或分流器（splitter)结合切 换器（switch)的格式，例如具有交叉点连接格式的矩阵模块30可以是包含40个输入接脚 (Input pins)及40个输出接脚（Output pins),但不以此为限。
[0089] 矩阵模块30至少具有输入端IE1?IE16及输出端0E1?0E16,其中输入端IE1? IE16可f禹接第2图所不的第一输入端口 IP1?第十六输入端口 IP16,用以分别自第一输入 端口 IP1?第十六输入端口 IP16接收第一输入信号IS1?第十六输入信号IS16后，再经由 矩阵模块30转换为第一输出信号0S1?第十六输出信号0S16并分别传送至输出端0E1? 0E16。
[0090] 于此实施例中，矩阵模块30还包含有输出端0E17?0E20,用以分别输出第一输入 信号IS1?第十六输入信号IS16中的任四个输入信号（例如IS1、IS4、IS9及IS15)至影 像产生模块32。需说明的是，矩阵模块30耦接至影像产生模块32的输出端数目以及输出 至影像产生模块32的输入信号数目与使用者欲分割的输入信号数目有关，并不以四个为 限。
[0091] 当影像产生模块32接收到该四个输入信号IS1、IS4、IS9及IS15后，影像产生模 块32将会根据该四个输入信号IS1、IS4、IS9及IS15产生十六个电视墙子画面K1?K16， 如第7图所示。此外，矩阵模块30还包含有电视墙子画面输入端XI?X16,用以分别接收 影像产生模块32所输出的十六个电视墙子画面K1?K16。需说明的是，影像产生模块32 不一定要将该四个输入信号IS1、IS4、IS9及IS15分割为十六个分割画面，亦可根据使用者 的需求分割为九个电视墙子画面或其他数目的电视墙子画面，并无特定的限制。
[0092] 由于多输入多输出矩阵模块30具有任一输出端可自由选择任一输入端的特性， 也就是说，若使用者想要某一影像输出装置显示十六个电视墙子画面K1?K16中的第一个 电视墙子画面K1，矩阵模块30仅需将其电视墙子画面输入端XI所接收到的第一个电视墙 子画面K1传送至对应于该影像输出装置的矩阵模块30的输出端（例如0E1)，也就是说，多 输入多输出矩阵模块30的输出端（例如0E1)选择电视墙子画面K1提供至多输入多输出 矩阵模块30的至少一输入端（例如是分割画面输入端XI)，多输入多输出矩阵模块30的输 出端（例如0E1)连接至多输入多输出矩阵式影像传输系统的第一输出端口及传输线（缆 线），再连接至影像输出装置，使得该影像输出装置能自输出端0E1接收到第一个电视墙子 画面K1并显示的。
[0093] 同理，若使用者想要相邻两台电视分别显示该十六个电视墙子画面K1?K16中的 第八个电视墙子画面K8与第九个电视墙子画面K9,矩阵模块30仅需将其电视墙子画面输 入端X8及X9所分别接收到的第八个电视墙子画面K8与第九个电视墙子画面K9分别传送 至对应于该相邻两台电视的矩阵模块30的两输出端（例如0E8及0E9)，使得该相邻两台电 视能分别自输出端0E8及0E9接收到第八个电视墙子画面K8与第九个电视墙子画面K9并 分别显示之，本发明技术因容易选择电视墙子画面，可取代传统屏幕在切换画面时须插拔 多次传输线（缆线）至矩阵式影像传输系统的不同输出端口方法，使得消费者在选择电视 墙子画面时更为方便。
[0094] 请参照第8图，第8图绘示多输入多输出矩阵式影像传输系统根据一个具有最小 化传输差分信号（TMDS)格式的输入信号产生四个分割画面的一实施例。如第8图所示，假 设第一输入信号IS1?第十六输入信号IS16是具有最小化传输差分信号（TMDS)格式，亦 即代表每一输入信号分别包含时脉输入信号CLK及数据输入信号DO、Dl、D2。若多输入多 输出矩阵式影像传输系统采用的是具有40个输入端及40个输出端的矩阵模块，因共需要 有80个输入端以接收信号，故需要有第一矩阵模块30a及第二矩阵模块30b才够用。
[0095] 需说明的是，由于具有144个输入端及144个输出端的交叉点连接格式矩阵模块 价格较高，故改采用两个具有40个输入端及40个输出端的交叉点连接格式矩阵模块，以降 低成本。
[0096] 其中，第一矩阵模块30a的输入端IE1?IE16用以接收时脉输入信号CLK1? CLK16 ;第一矩阵模块30a的输入端IE17?IE32用以接收数据输入信号D01?D016 ;第二 矩阵模块30b的输入端IE1?IE16用以接收数据输入信号D11?D116 ;第二矩阵模块30b 的输入端IE17?IE32用以接收数据输入信号D21?D216。第一矩阵模块30a将时脉输入 信号CLK1?CLK16转换为时脉输出信号CLK1'?CLK16'后通过其输出端0E1?0E16输 出；第一矩阵模块30a将数据输入信号D01?D016转换为数据输出信号D01'?D016'后 通过其输出端0E17?0E32输出；第二矩阵模块30b将数据输入信号D11?D116转换为 数据输出信号Dll'?D116'后通过其输出端0E1?0E16输出；第二矩阵模块30b将数据 输入信号D21?D216转换为数据输出信号D21'?D216'后通过其输出端0E17?0E32输 出。
[0097] 为了让影像产生模块32能够根据一个具有最小化传输差分信号（TMDS)格式的输 入信号产生四个分割画面，第一矩阵模块30a的输出端0E33将会选择输入端IE1?IE16 所接收的时脉输入信号CLK1?CLK16中的任一个时脉输入信号（例如时脉输入信号CLK1) 并将其输出至影像产生模块32 ;第一矩阵模块30a的输出端0E34将会选择输入端IE17? IE32所接收的数据输入信号D01?D016中的任一个数据输入信号（例如数据输入信号 D01)并将其输出至影像产生模块32 ;第二矩阵模块30b的输出端0E33将会选择输入端 IE1?IE16所接收的数据输入信号D11?D116中的任一个数据输入信号（例如数据输入 信号D11)并将其输出至影像产生模块32 ;第二矩阵模块30b的输出端0E34将会选择输入 端IE17?IE32所接收的数据输入信号D21?D216中的任一个数据输入信号（例如数据 输入信号D21)并将其输出至影像产生模块32。当影像产生模块32分别接收到时脉输入 信号CLK1及各数据输入信号D01、D11及D21后，影像产生模块32根据时脉输入信号CLK1 及各数据输入信号D01、D11及D21分别产生对应于四个分割画面K1?K4的时脉输入信号 CK1?CK4及数据输入信号D0K1?D0K4、D1K1?D1K4、D2K1?D2K4。第一矩阵模块30a 的输入端IE33?IE36分别接收对应于四个分割画面K1?K4的时脉输入信号CK1?CK4 ; 第一矩阵模块30a的输入端IE37?IE40分别接收对应于四个分割画面K1?K4的数据输 入信号D0K1?D0K4 ;第二矩阵模块30b的输入端IE33?IE36分别接收对应于四个分割 画面K1?K4的数据输入信号D1K1?D1K4 ;第二矩阵模块30b的输入端IE37?IE40分 别接收对应于四个分割画面K1?K4的数据输入信号D2K1?D2K4。
[0098] 由于第一矩阵模块30a及第二矩阵模块30b具有任一输出端可自由选择任一输入 端的特性，也就是说，若使用者想要某一影像输出装置显示四个分割画面K1?K4中的第一 分割画面K1，矩阵式影像传输系统仅需将第一矩阵模块30a的输入端IE33所接收到的对应 于第一分割画面K1的时脉输入信号CK1、第一矩阵模块30a的输入端IE37所接收到的对应 于第一分割画面K1的数据输入信号D0K1、第二矩阵模块30b的输入端IE33所接收到的对 应于第一分割画面K1的数据输入信号D1K1以及第二矩阵模块30b的输入端IE37所接收 到的对应于第一分割画面K1的数据输入信号D2K1分别传送至对应于第一矩阵模块30a的 输出端0E1及0E17及第二矩阵模块30b的输出端0E1及0E17,使得该影像输出装置能分别 自第一矩阵模块30a的输出端0E1及0E17及第二矩阵模块30b的输出端0E1及0E17接收 到对应于第一分割画面K1的时脉输入信号CK1及数据输入信号D0KUD1K1及D2K1以显示 第一分割画面K1。
[0099] 接下来，将以数个实施例来说明本发明的矩阵式影像传输系统所能达到的各种不 同电视墙显示效果。请先参照第9A图，第9A图绘示由十六台电视TV1?TV16所构成的电 视墙WL。
[0100] 请参照第9B图至第9D图。第9B图至第9D图绘示电视墙显示效果的一实施例。 如第9B图所示，于第一时间下，原本电视墙WL所包含的十六台电视TV1?TV16 (请参照第 9A图）之中仅有左上方的四台电视TV1、TV2、TV5及TV6显示被分割成第一电视墙子画面 K1?第四电视墙子画面K4的一影像，至于其他各台电视则可分别显示其他影像来源端的 影像，无特定的限制。接着，如第9C图所示，于第二时间下，由于此时该影像被分割成第一 电视墙子画面K1?第九电视墙子画面K9,电视墙WL所包含的十六台电视TV1?TV16将会 变成左上方的九台电视TV1?TV3、TV5?TV7及TV9?TV11分别显示该影像的第一电视 墙子画面K1?第九电视墙子画面K9,至于其他各台电视则可分别显示其他影像来源端的 影像，无特定的限制。之后，如第9D图所示，于第三时间下，由于此时该影像被分割成第一 电视墙子画面K1?第十六电视墙子画面K16,电视墙WL所包含的十六台电视TV1?TV16 将分别显示该影像的第一电视墙子画面K1?第十六电视墙子画面K16。藉此，从第一时间 至第三时间，观看电视墙WL的人将会看到该影像由只显示于电视墙WL的左上方开始向右 下方变大成显示于整个电视墙WL的显示效果。
[0101] 请参照第10A图至第10B图。第10A图至第10B图绘示电视墙显示效果的另一实 施例。如第10A图所示，于第一时间下，原本电视墙WL所包含的十六台电视TV1?TV16之 中仅有位于中央的四台电视TV6、TV7、TV10及TV11显示被分割成第一分割画面K1?第四 分割画面K4的一影像，其他各台电视则分别显示其他影像来源端的影像。接着，如第10B图 所示，于第二时间下，由于此时该影像被分割成第一分割画面K1?第十六分割画面K16,电 视墙WL所包含的十六台电视TV1?TV16将分别显示该影像的第一分割画面K1?第十六 分割画面K16。藉此，从第一时间至第二时间，观看电视墙WL的人将会看到该影像由只显示 于电视墙WL的中央向外变大成显示于整个电视墙WL的显示效果。
[0102] 请参照第11A图至第11D图。第11A图至第11D图绘示电视墙显示效果的另一实 施例。如第11A图所示，于第一时间下，原本电视墙WL的左上方四台电视TV1、TV2、TV5及 TV6分别显示第一影像（英文字母M)的四个电视墙子画面；右上方四台电视TV3、TV4、TV7 及TV8分别显示第二影像（英文字母A)的四个电视墙子画面；左下方四台电视TV9、TV10、 TV13及TV14分别显示第三影像（英文字母0)的四个电视墙子画面；右下方四台电视TV11、 TV12、TV15及TV16分别显示第四影像（英文字母X)的四个电视墙子画面。
[0103] 接着，如第11B图所示，于第二时间下，电视墙WL的左上方四台电视TV1、TV2、TV5 及TV6当中仅剩TV6显示第一影像（英文字母Μ)，至于其余电视TV1、TV2及TV5则可显示 其他影像来源端的画面，无特定的限制；右上方四台电视TV3、TV4、TV7及TV8维持不变，仍 分别显示第二影像（英文字母A)的四个电视墙子画面；左下方四台电视TV9、TV10、TV13及 TV14维持不变，仍分别显示第三影像（英文字母0)的四个电视墙子画面；右下方四台电视 TV11、TV12、TV15及TV16当中仅剩TV11显示第四影像（英文字母X)，其余电视TV12、TV15 及TV16则可显示其他影像来源端的画面。藉此，从第一时间至第二时间，观看电视墙WL的 人将会看到电视墙WL的左上方所显示的第一影像与右下方所显示的第四影像均呈现向中 央内缩的显示效果，至于电视墙WL的右上方所显示的第二影像与左下方所显示的第三影 像则维持不变。
[0104] 之后，如第11C图所示，于第三时间下，电视墙WL的左上方四台电视TV1、TV2、TV5 及TV6变成分别显示第二影像（英文字母A)的四个电视墙子画面；右上方四台电视TV3、 TV4、TV7及TV8当中仅有TV7显示第四影像（英文字母X)，其余电视TV3、TV4及TV8则可 显示其他影像来源端的画面；左下方四台电视TV9、TV10、TV13及TV14当中仅有TV10显示 第一影像（英文字母M)，其余电视TV9、TV13及TV14则可显示其他影像来源端的画面；右 下方四台电视TV11、TV12、TV15及TV16变成分别显示第三影像（英文字母0)的四个电视 墙子画面。藉此，从第二时间至第三时间，观看电视墙WL的人将会看到整个电视墙WL所显 示的画面呈现逆时针旋转90度的显示效果。
[0105] 然后，如第11D图所示，于第四时间下，电视墙WL的左上方四台电视TV1、TV2、TV5 及TV6分别显示第二影像（英文字母A)的四个电视墙子画面；右上方四台电视TV3、TV4、 TV7及TV8分别显示第四影像（英文字母X)的四个电视墙子画面；左下方四台电视TV9、 TV10、TV13及TV14分别显示第一影像（英文字母M)的四个电视墙子画面；右下方四台电 视TV11、TV12、TV15及TV16分别显示第三影像（英文字母0)的四个电视墙子画面。藉此， 从第三时间至第四时间，观看电视墙WL的人将会看到电视墙WL的右上方所显示的第四影 像与左下方所显示的第一影像均呈现向外放大的显示效果，至于电视墙WL的左上方所显 示的第二影像与右下方所显示的第三影像则维持不变。通过矩阵式影像传输系统所能达到 的上述不同显示效果，使得电视墙运用于展示或播放时能够更多元丰富且更具有使用上的 弹性。
[0106] 根据本发明的另一具体实施例为一种应用于输入及输出矩阵式影像传输系统的 方法。于此实施例中，输入及输出矩阵式影像传输系统包含矩阵模块、影像产生模块、至少 一输入端口及至少一输出端口，矩阵模块具有至少一输入端及至少一输出端。
[0107] 请参照第12图。第12图绘示应用于输入及输出矩阵式影像传输系统的方法的流 程图。如第12图所示，该方法执行步骤S10,矩阵模块的至少一输入端自至少一输入端口及 至少一影像来源端接收输入信号。然后，该方法执行步骤S12,矩阵模块将任一输入端自至 少一输入端口所接收到的任一输入信号转换为任一输出信号至任一输出端。
[0108] 接着，该方法执行步骤S14,影像产生模块接收并根据N个输出端所输出的N个输 出信号产生Μ分割画面，其中N与Μ均为正整数。然后，该方法执行步骤S16,影像产生模块 将Μ分割画面提供至矩阵模块的至少一输入端，矩阵模块的输出端选择Μ分割画面提供至 矩阵模块的至少一输入端，且矩阵模块的输出端耦接至输出端口。
[0109] 于实际应用中，若影像产生模块为即时分割画面模块，则Ν大于或等于Μ，亦即影 像产生模块用以将各个不同的输出信号组合形成一个显示于一显示器的分割画面。若影像 产生模块为电视墙画面产生模块，则Ν小于Μ，亦即影像产生模块用以将输出信号分割成多 个分别显示于电视墙的不同显示器的电视墙分割画面。
[0110] 请参阅第13Α与13Β图，该图是本发明将影像产生模块设置在一子卡上以插设至 矩阵式影像传输系统的具体实施例示意图。在本实施例中，基本上与前述的实施例相似， 差异的是本实施例中的影像产生模块22设置在扩充卡上而非直接设置在该矩阵式影像传 输系统2内部的电路板上。本实施例的矩阵式影像传输系统2更具有一扩充槽4，以及一 子卡5。该扩充槽4开设于矩阵式影像传输系统2的壳体上。该子卡5可以插设至该扩充 槽4内以与该矩阵式影像传输系统2内的矩阵模块20信号连接。该子卡具有一电路板50 以上设置有影像产生模块22,电路板50的一端具有电讯连接接口 51与52,其中电讯连接 接口 51在子卡插入该扩充槽内时，与矩阵模块的输出端0Ε17?0Ε32电讯连接，而影像 产生模块22的所产生的Μ分割画面（本实施例为画面分割影像Κ1，例如图1Ε或图4的画 面）则经由电讯连接接口 52与输入端XI信号连接，以将输出的影像输出至该矩阵模块20 的输入端XI，使得矩阵模块20的至少一输出端0Ε1?0Ε16可以选择该输入端XI作为影像 来源。另外如第13C图所示，该图为电视墙功能的子卡示意图。本实施例基本上与第13Β 相近，差异在于本实施例的子卡为电视墙功能，其是将矩阵模块20其中一输出端所输出 的影像进行分割，产生多个子画面信号在经由电讯连接接口 52输出至矩阵模块20的输入 端XI?X16。
[0111] 相较于先前技术，根据本发明的输入及输出矩阵式影像传输系统及其应用方法实 现了每一输出端口均能输出分割画面，具有以下优点：
[0112] (1)除了矩阵式影像传输系统的基本功能外，还增加了画面分割功能及电视墙功 能，使用者可自由选择欲分割的影像来源端的影像以形成分割画面，并可任意指定输出电 视墙画面的输出端口，有效提升方便性与实用性。
[0113] (2)仅于额外设置一电路模块即可减少分别在每张 TX子卡上进行处理所需的成 本及复杂度。
[0114] (3)可广泛应用于各种矩阵式影像监控或展示系统，输入信号及输出信号可以 是最小化传输差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器 (SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
[0115] (4)当应用于电视墙功能时，使用者可于输入影像、2X2电视墙画面、3X3电视墙画 面及4X4电视墙画面之间任意切换，并具有弹性可编程能力。
[0116] (5)可有效减少外接缆线的数目以及其所占用的输入及输出矩阵式影像传输系统 的输入端口 /输出端口数目。
[0117] 通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而 并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望 能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
【权利要求】
1. 一种输入及输出矩阵式影像传输系统，包含： 至少一输入端口； 至少一输出端口； 一矩阵模块，具有至少一输入端及至少一输出端，用以将通过该输入端口且自该输入 端所接收到的任一输入信号转换为任一输出信号至任一输出端；以及 一影像产生模块，耦接该矩阵模块的N个输出端，用以根据该N个输出端所输出的N个 输出信号产生一 Μ分割画面，并将该Μ分割画面提供至该矩阵模块的至少一输入端，该矩阵 模块的该输出端选择该Μ分割画面提供至该矩阵模块的该至少一输入端，且该矩阵模块的 该输出端耦接至该输出端口，其中Ν与Μ均为正整数。
2. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该矩阵模块具 有交叉点连接格式、现场可编程逻辑门阵列（FPGA)格式或分流器结合切换器的格式。
3. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该输入信号具 有最小化传输差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器 (SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
4. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该输出信号具 有最小化传输差分信号（TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器 (SerDes)格式、晶体管-晶体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
5. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该影像产生模 块可通过外接插卡的方式使用。
6. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，若该影像产生 模块为一即时分割画面模块，则N大于或等于M。
7. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，若该影像产生 模块为一电视墙画面产生模块，则N小于M。
8. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该矩阵模块的 至少一输入端是耦接该至少一输入端口及至少一影像来源端并自该至少一影像来源端接 收该输入信号。
9. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，该矩阵模块的 至少一输出端是耦接该输出端口及该影像产生模块，该影像产生模块具有复数输入端接收 该Μ分割画面并输出至该至少一输出端口。
10. 如权利要求1所述的输入及输出矩阵式影像传输系统，其特征在于，更具有一扩充 槽，该影像产生模块设置于一子卡上，其经由该扩充槽与该矩阵模块相耦接。
11. 一种应用于一输入及输出矩阵式影像传输系统的方法，该输入及输出矩阵式影像 传输系统包含一矩阵模块、一影像产生模块、至少一输入端口及至少一输出端口，该矩阵模 块具有至少一输入端及至少一输出端，该方法包含下列步骤： (a) 该矩阵模块将任一输入端自该至少一输入端口所接收到的任一输入信号转换为任 一输出信号至任一输出端；以及 (b) 该影像产生模块接收并根据该N个输出端所输出的N个输出信号产生一 Μ分割画 面，并将该Μ分割画面提供至该矩阵模块的至少一输入端，该矩阵模块的该输出端选择该Μ 分割画面提供至该矩阵模块的该至少一输入端，且该矩阵模块的该输出端耦接至该输出端 口，其中N与Μ均为正整数。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，该矩阵模块具有交叉点连接格式、现场可 编程逻辑门阵列（FPGA)格式或分流器结合切换器的格式。
13. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，该输入信号具有最小化传输差分信号 (TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶 体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
14. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，该输出信号具有最小化传输差分信号 (TMDS)格式、低电压差分信号（LVDS)格式、序列器/解除序列器（SerDes)格式、晶体管-晶 体管逻辑（TTL)格式或移动高画质连结（MHL)格式。
15. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，该影像产生模块可通过外接插卡的方式 使用。
16. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤： 判断N是否大于或等于Μ ; 若上述判断结果为是，则该影像产生模块为一即时分割画面模块；以及 若上述判断结果为否，则该影像产生模块为一电视墙画面产生模块。
17. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤： 该矩阵模块的该至少一输入端自该至少一输入端口及至少一影像来源端接收该输入 信号。
【文档编号】H04N5/268GK104113706SQ201310424599
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】洪志文 申请人:宏正自动科技股份有限公司