专利名称：一种便携式媒体录制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及便携式电子设备，尤其涉及一种可实现电视内容录制的便携式媒体录制设备。
背景技术：
随着数字技术的广泛应用和大容量、小体积存储设备的出现，使得掌上电脑等便携式设备的不仅体积越来越小，且功能越来越强大，用户不仅可以查看资料，还可以随身娱乐。例如，当前出现了许多具有视频播放功能的便携式设备，用户可以随时随地欣赏视频。但是，当前大多数具有视频播放功能的便携式设备具有一个共同的特点就是视频的内容主要从光盘、个人电脑等机器下载到便携式设备的存储器中，再从存储器中读取播放，大多数具有视频播放功能的便携式设备无法直接将电视播放的内容录制到设备中。导致这个问题的原因为直接录制电视内容需要将音视频信号转换为数字格式，并对视频信号进行图像重建，并压缩为视频文件，实现这个过程需要通过大量的数据计算和处理，而当前绝大部分便携式媒体播放器所采用的核心器件为便携式设备专用的中央处理器(CPU)，这种CPU运算能力比较低，因此不能实现直接录制电视内容。
针对上述问题，当前出现了一种基于数字信号处理器(DSP)的便携式媒体录制设备，可实现将电视播放的内容录制到便携式媒体录制设备的存储器中，再进行播放。图1所示为该便携式媒体录制设备的结构图，如图1所示，该便携式媒体录制设备包括DSP101、存储装置102、LCD显示装置103、音频信号处理装置104、基带音视频信号输入装置105、扬声装置106、模数转换器(A/D)，以及各种用于与其他电子设备进行通讯的通讯接口。其中DSP101中包括一视频数据处理装置107。电视108输出的模拟基带音视频信号通过专用电缆输入便携式媒体录制设备中的基带音视频信号输入装置105，基带音视频信号输入装置105对模拟基带音频信号进行滤波后将其输入到音频信号处理装置104，音频信号处理装置104对模拟基带音频信号进行增益控制、滤波、模数转换和编码处理，输出数字音频编码流并送至视频数据处理装置107；基带音视频信号输入装置105对输入的模拟基带视频信号进行负载匹配、限幅、滤波处理后，通过模数转换器109转换为数字基带视频信号，并将该信号输入到视频数据处理装置107。所述视频数据处理装置107对数字基带视频信号进行视频图像的重建，编码生成固定格式的数字视频编码流，并利用视频压缩算法将所述的音频编码流和视频编码流压缩为视频文件，存入所述存储装置102中。
当播放音视频时，DSP中的视频数据处理装置107从存储设备102中读取音视频文件，利用解压播放软件向LCD显示装置103输出视频信号，同时向音频信号处理装置104输出数字音频信号，由音频信号处理装置104进行解码和数模转换后向扬声装置106输出模拟音频信号。
所述的基于DSP的便携式媒体录制设备通过上述处理过程实现将电视播放的内容录制到便携式媒体录制设备中。但是，上述基于DSP的便携式播放设备中的核心器件采用的是高性能专用DSP，这种高性能的DSP成本非常高，从而导致便携式播放器的整体成本较高，而如果采用低成本低性能的DSP则会由于运算能力不足而不能录制电视内容。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的是提供一种便携式媒体录制设备，既实现将电视播放的内容录制到便携式媒体录制设备中，又降低成本。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的一种便携式媒体录制设备，包括音频信号处理装置，用于对外界电子设备输入的模拟基带音频信号进行模数转换及编码处理，并输出音频编码信号；存储装置，用于存储数据，其特征在于，该设备还包括视频信号转换装置，用于对外界电子设备输入的模拟基带视频信号进行模数转换和视频数据图像重建，并输出图像格式的视频信号；处理器，分别与所述的音频信号处理装置、视频信号转换装置和存储装置相连，用于接收音频信号处理装置输出的音频编码信号和视频信号转换装置输出的视频信号，并对音频编码信号和视频信号进行压缩处理，生成视频文件存入所述存储装置。
所述视频信号转换装置包括一自动增益控制器，用于对从外界电子设备输入的模拟基带视频信号进行增益控制；一模数转换器，与所述的自动增益控制器相连，用于将增益控制后的模拟基带视频信号转换为数字基带视频信号；一图像重建装置，与所述的模数转换器相连，用于将数字视频信号重建为可直接显示图像的视频信号，并输出指定图像格式的视频信号。
所述视频信号转换装置还包括一亮度处理模块和一色度处理模块，分别与所述的模数转换器相连，用于对数字视频信号进行亮度和色度的处理；一图像大小及输出区域处理模块，用于控制输出视频信号的图像大小和输出区域。
所述的视频信号转换装置为一视频信号转换芯片。
所述的处理器包括视频压缩模块，其通过数据总线与所述视频信号转换装置相连，用于接收音频编码信号和视频信号，并对音频编码信号和视频信号进行压缩处理，生成视频文件存入所述存储装置；I2C控制器，通过I2C通信总线与所述视频信号转换装置相连，用于控制所述视频信号转换装置以指定格式输出视频信号；通用输入输出口，通过控制总线与视频信号转换装置相连，用于控制视频信号转换装置的开关状态；音频控制器，通过音频总线与所述音频信号处理装置相连，用于控制音频信号处理装置对音频信号以指定的格式进行编码。
所述便携式媒体录制设备还包括LCD显示装置，与处理器相连，用于显示视频图像；扬声装置，与音频信号处理装置相连。
所述处理器进一步包括解压播放模块，与所述存储器相连，用于读取存储器中的压缩音频文件，并对压缩音视频文件进行解压缩，并输出视频信号和音频信号；LCD显示控制器，与解压模块和LCD显示装置相连，用于接收解压模块输出的视频信号，并控制LCD显示装置显示图像；音频控制器，与解压播放模块和音频信号处理装置相连，用于接收解压模块输出的音频信号，并控制音频信号处理装置向扬声装置输出模拟音频信号。
所述便携式媒体录制设备还包括基带音视频信号输入装置，与视频信号转换装置和音频信号处理装置相连，用于接收外界电子设备输入的基带模拟音频信号和基带模拟视频信号，并对基带模拟音频信号进行滤波处理，输出信号到音频信号处理装置，对基带模拟视频信号进行负载匹配、限幅和滤波处理，输出信号到视频信号转换装置。
所述的便携式媒体录制设备进一步包括通讯接口，与所述的处理器连接，用于与外界电子设备进行通讯。
所述处理器为具有Xsale架构或者具有ARM架构CPU，或者DSP。
由于数字基带视频信号的视频图像重建需要大量的运算处理，因此本实用新型在录制电视视频内容的过程中，由视频信号转换装置完成数字基带视频信号的视频图像重建工作，由处理器对音视频信号进行压缩处理，从而使具有低性能低成本处理器的便携式设备具有电视录制功能，又由于视频信号转换装置的成本很低，且压缩模块可采用低成本的可移植性专用软件，因此本实用新型所述的便携式录制设备整体成本较低。另外，由于本实用新型所述的视频信号转换装置和音频信号处理装置都是低功耗设备，因此本实用新型所述的便携式录制设备的耗电量低，方便用户长时间使用。
图1为现有基于DSP的便携式媒体录制设备的结构图；
图2为本实用新型所述实施例的结构图；图3为视频信号转换芯片与相关装置的连接电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型的实施方法。
本实用新型技术方案的核心思想是利用低成本的视频信号转换装置和音频信号处理装置对接收到的音视频信号进行模数转换和视频图像重建处理，再利用处理器对视频信号转换装置和音频信号处理装置处理后的信号进行压缩编码处理，并以图像格式存入到便携式媒体录制设备的存储器中。
本实用新型所述的处理器可以是具有Xsale架构的CPU、具有ARM架构的CPU或低成本的DSP，本实施例中，以具有Xsale架构的CPU为例进行说明。
如图2所示为本实用新型所述实施例的结构图，如图2所示，所述的便携式媒体录制设备包括基带音视频信号输入装置105、视频信号转换装置201、音频信号处理装置104、具有Xsale架构的CPU202、存储装置102、LCD显示装置103、扬声装置106以及用于与其他电子设备进行通讯的各种通讯接口，例如USB接口和红外接口，其中USB接口可以与计算机相连，用于将音视频文件发送给计算机或从计算机接收音视频文件并存储到存储装置中；红外接口用于接收外界红外设备的信号，如红外遥控器的控制信号，从而对便携式录制设备进行控制。
其中，基带音视频信号输入装置105包括用于对模拟基带音频信号进行滤波的滤波器203，用于对模拟基带视频信号进行负载匹配的负载匹配器204，用于对模拟基带视频信号进行限幅的限幅器205，用于对模拟基带视频信号进行滤波的滤波器206。
视频信号转换装置201包括用于对模拟基带视频信号进行自动增益控制的自动增益控制器207，用于对模拟基带视频信号进行模数转换的模数转换器(A/D)208，用于对模拟基带信号进行图形重建的图像重建处理装置209，以及亮度处理模块220、色度处理模块221、图像大小及输出区域处理模块222，分别用于调整图像的亮度、色度、大小和输出区域。在本实施例中，该视频转换装置为TI公司的TVP5150A芯片，该芯片支持通常电视制式的模拟基带电视信号输入，例如NTSC/PAL制式的模拟基带电视信号，并输出可以设定为图像格式的视频信号，例如YcbCr格式、RGB格式或ITU-R.601格式。该芯片功耗低，非常适用于便携式设备这类需要电池驱动的装置。
音频信号处理装置104包括用于对模拟基带音频信号进行增益控制的增益控制器210，用于对模拟基带音频信号进行滤波的滤波器211，用于对模拟基带音频信号进行模数转换的模数转换器212，用于对数字音频信号进行编码处理的数字音频处理器213。在本实施例中，所述音频信号处理装置为一音频编解码专用芯片，如T1公司的型号为TSC2301及TSC2100的芯片。这些芯片功能强大，功耗低。
本实施例中，CPU202为基于Xsale架构的Intel PXA255 CPU，该CPU202包括视频压缩模块214、音频控制器215、LCD显示控制器216、视频解压模块217、输入输出口(GPIO)218和I2C控制器219，是现在便携式设备广泛采用的一类CPU。
本实施例的存储装置102为一大容量的存储设备，一般存储容量大于1GB。
如图2所示，电视108输出的模拟基带音视频信号通过专用电缆输入便携式媒体录制设备中的基带音视频信号输入装置105，专用电缆通常为音频视频(AV)线和AV插座或者SVideo线和Svideo插座。基带音视频信号输入装置105中的滤波器203对输入的模拟基带音频信号进行滤波，将滤波后的模拟基带音频信号输入到音频信号处理装置104，音频信号处理装置104中的增益控制器210对模拟音频信号进行增益控制后，送入滤波器211再次滤波，再次滤波后的模拟基带音频信号被送入模数转换器(A/D)212转换为数字基带音频信号，将该数字基带音频信号送入数字音频处理器213，数字音频处理器213利用音频编码算法对数字基带音频信号进行编码处理，输出音频编码流并通过音频总线送至CPU。
基带音视频信号输入装置105中的负载匹配器204对输入的模拟基带视频信号进行负载匹配，输出其负载适合便携式媒体录制设备的模拟基带视频信号，并将该模拟基带视频信号送至限幅器205进行限幅，限幅器205输出其幅度适合便携式媒体录制设备的模拟基带视频信号，并将该模拟基带视频信号送至滤波器206进行滤波，滤波器206将滤波后的模拟基带视频信号输入到视频信号转换装置201。视频信号转换装置201中的自动增益控制器207对接收到的模拟基带视频信号进行自动增益控制后，将模拟基带视频信号送入模数转换器208中，模数转换器208将模拟基带视频信号转换为数字基带视频信号后，将该数字基带视频信号送入图像重建处理装置209，图像重建处理装置利用其中的功能模块对数字基带视频信号处理为能够直接显示图像的视频信号，所述的功能模块有多种，本实施例中的功能模块包括亮度处理模块220、色度处理模块221、图像大小及输出区域处理模块222，分别对数字基带信号进行亮度、色度和图像大小及输出视频区域选择的图像重建处理。图像重建处理装置209以指定的格式通过数据总线将图像重建后的数字视频信号输入至CPU，指定格式一般为YcbCr、RGB或ITU-R.601等数字图像格式。
CPU中的视频压缩模块214利用专用的视频压缩协议对接收到的数字视频信号和数字音频信号进行压缩编码处理，常用的压缩协议有多种，例如MPEG1、MPEG2、MPEG3和H.263，信号经压缩编码处理后生成所述压缩协议指定格式的压缩音视频文件，例如所述的指定格式可以为mpg格式。最后将压缩音视频文件通过数据总线存入存储设备102。音视频压缩模块214可为一专用压缩芯片，也可为一压缩软件，由于当前的压缩软件非常成熟，可移植性好，成本较硬件低廉，因此本实施例的音视频压缩模块为一压缩软件。本实用新型的视频信号压缩模块采用标准的MPEG2压缩算法，压缩后的视频大小为640X320。由于受到CPU性能的影响，在满足实时处理的要求下，视频压缩模块可相应调整压缩视频大小，如果CPU性能较高，则调高视频大小，反之调低视频大小。
CPU202通过通用输入输出口(GPIO)218和GPIO控制总线向视频信号转换装置201输出控制信号，该控制信号用于控制视频信号转换装置201的开关状态。CPU中的I2C控制器219通过I2C通信总线与视频信号转换装置201相连，向视频信号转换装置201输出控制信号，控制视频信号转换装置201以指定格式输出视频信号，并控制视频信号转换装置201对视频信号进行亮度、色度、图像大小及输出视频区域的处理。控制视频信号转换装置201通过I2C通信总线向CPU发送象素同步、行同步以及帧同步等控制信号，以控制视频压缩模块对音频信号和视频信号进行实时压缩。CPU202中的音频控制器215通过AC97音频总线与所述的音频信号处理装置104相连，用于向音频信号处理装置104输出控制信号，控制音频信号处理装置104对音频信号以指定的格式进行编码。
本实施例的便携式媒体录制设备不但能通过对电视输出的音视频信号进行上述处理，实现将电视播放的内容录制到便携式媒体录制设备中，还可实现音视频的播放。当播放音视频时，CPU202从存储设备102中读取压缩音视频文件，利用解压播放模块217对压缩音视频文件进行解压缩后，向LCD显示控制器216输出视频信号，由LCD显示控制器216控制LCD显示装置103显示图像，同时向音频控制器215输出数字音频信号，音频控制器215控制音频信号处理装置104向扬声装置106输出模拟音频信号，由扬声装置输出声音。所述的解压播放模块217为一当前通用的视频播放软件，例如MediaPlayer、金山影霸或XingPlayer等。
本实施例所采用的操作系统为Microsoft公司针对便携式设备开发的PocketPC2003。本实用新型所述的便携式媒体录制设备的操作系统还可采用Palm、PPC、WinCe、PMC等嵌入式操作系统。
图3为本实用新型的核心元件TVP5150A芯片与相关设备的连接电路图，如图3所示，该芯片的引脚1和2为视频信号输入引脚，与基带音视频信号输入装置105相连，用于接收基带音视频信号输入装置105输出的视频信号；引脚11至18为数据总线引脚，与CPU的数据总线相连，并通过数据总线进一步与CPU的视频压缩模块214相连，用于将TVP5150A芯片处理后的视频信号输出给CPU的视频压缩模块214，并由视频压缩模块214进行压缩处理；引脚21和22为I2C通信总线引脚，与通过CPUI的I2C总线与CPU的I2C控制器219相连，用于接收CPU的信号处理控制信号，TVP5 150A芯片根据该控制信号对接收到的视频信号进行亮度、色度、图像大小及输出视频区域的处理，并输出指定格式的视频信号，同时TVP5150A芯片通过引脚21和22向CPU发送象素同步、行同步以及帧同步等控制信号，以控制视频压缩模块214对音频信号和视频信号进行实时压缩；引脚25、26、27和28为芯片状态控制引脚，与CPU的GPIO218相连，用于接收CPU的控制信号，TVP5150A芯片根据该控制信号进行开关状态控制。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种便携式媒体录制设备，包括音频信号处理装置，用于对外界电子设备输入的模拟基带音频信号进行模数转换及编码处理，并输出音频编码信号；存储装置，用于存储数据，其特征在于，该设备还包括视频信号转换装置，用于对外界电子设备输入的模拟基带视频信号进行模数转换和视频数据图像重建，并输出图像格式的视频信号；处理器，分别与所述的音频信号处理装置、视频信号转换装置和存储装置相连，用于接收音频信号处理装置输出的音频编码信号和视频信号转换装置输出的视频信号，并对音频编码信号和视频信号进行压缩处理，生成视频文件存入所述存储装置。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述视频信号转换装置包括一自动增益控制器，用于对从外界电子设备输入的模拟基带视频信号进行增益控制；一模数转换器，与所述的自动增益控制器相连，用于将增益控制后的模拟基带视频信号转换为数字基带视频信号；一图像重建装置，与所述的模数转换器相连，用于将数字视频信号重建为可直接显示图像的视频信号，并输出指定图像格式的视频信号。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述视频信号转换装置还包括一亮度处理模块和一色度处理模块，分别与所述的模数转换器相连，用于对数字视频信号进行亮度和色度的处理；一图像大小及输出区域处理模块，用于控制输出视频信号的图像大小和输出区域。
4.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述的视频信号转换装置为一视频信号转换芯片。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的处理器包括视频压缩模块，其通过数据总线与所述视频信号转换装置相连，用于接收音频编码信号和视频信号，并对音频编码信号和视频信号进行压缩处理，生成视频文件存入所述存储装置；I2C控制器，通过I2C通信总线与所述视频信号转换装置相连，用于控制所述视频信号转换装置以指定格式输出视频信号；通用输入输出口，通过控制总线与视频信号转换装置相连，用于控制视频信号转换装置的开关状态；音频控制器，通过音频总线与所述音频信号处理装置相连，用于控制音频信号处理装置对音频信号以指定的格式进行编码。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式媒体录制设备还包括LCD显示装置，与处理器相连，用于显示视频图像；扬声装置，与音频信号处理装置相连。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述处理器进一步包括解压播放模块，与所述存储器相连，用于读取存储器中的压缩音频文件，并对压缩音视频文件进行解压缩，并输出视频信号和音频信号；LCD显示控制器，与解压模块和LCD显示装置相连，用于接收解压模块输出的视频信号，并控制LCD显示装置显示图像；音频控制器，与解压播放模块和音频信号处理装置相连，用于接收解压模块输出的音频信号，并控制音频信号处理装置向扬声装置输出模拟音频信号。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式媒体录制设备还包括基带音视频信号输入装置，与视频信号转换装置和音频信号处理装置相连，用于接收外界电子设备输入的基带模拟音频信号和基带模拟视频信号，并对基带模拟音频信号进行滤波处理，输出信号到音频信号处理装置，对基带模拟视频信号进行负载匹配、限幅和滤波处理，输出信号到视频信号转换装置。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括通讯接口，与所述的处理器连接，用于与外界电子设备进行通讯。
10.如权利要求1、5、7或9任一所述的设备，其特征在于，所述处理器为CPU或DSP。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述的CPU具有Xsale架构或者具有ARM架构。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式媒体录制设备，包括音频信号处理装置，用于对模拟基带音频信号进行模数转换及编码处理，并输出音频编码信号；低成本的视频信号转换装置，用于对模拟基带视频信号进行模数转换和视频数据图像重建，并输出视频信号；存储装置，用于存储数据；低成本的处理器，分别与所述的音频信号处理装置、视频信号转换装置和存储装置相连，用于接收音频编码信号和视频信号，并对音频编码信号和视频信号进行压缩处理，生成视频文件存入所述存储装置。利用本实用新型所述的便携式媒体录制设备，既可实现将电视播放的内容录制到便携式媒体录制设备中，又降低了成本。
文档编号G11B20/02GK2689395SQ20042000709
公开日2005年3月30日 申请日期2004年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者安志忠 申请人:联想(北京)有限公司