通用模数转换器处理过的不同信号类型的视频解码器的制作方法

专利名称：通用模数转换器处理过的不同信号类型的视频解码器的制作方法
技术领域：
0001本发明的实施方式涉及数字视频系统，并且更具体地涉及视频解
码器。
背景技术：
0002包括等离子显示器以及液晶显示器在内的现代高性能视频显示 器适合于接收与显示信息相对应的数字信号。这些数字信号(典型地通 过分量(component))指示显示器的每一个图像元素("像素")显示 的强度。例如，现代"分量"视频信号可包含亮度(luma ("Y"))、色 度-蓝(chroma-blue ("Pb"))、色度-红(chroma-red ("Pr"))等每一个像 素属性的分量值。这种格式的变形也存在(例如，YUV、 YCbCr、以及 YIQ)。结果，现代高分辨率显示器在每一个维度上都有许多个像素并 且每一个像素对应于多达24比特数字信号，这种显示器能够在实时数据 速率下表现高保真图像。分量信号还可以以其它方式提供，简单的方法 是RGB，其由三种信号组成，红(R)、绿(G)、以及蓝(B)，通常 由三条不同的线提供。
0003如本领域公知的，视频输入在很广的格式变化范围内通信和处 理。广播电视信号仍然在模拟领域中通信，并且这些模拟信号在全世界 范围内根据不同标准进行通信。此外，不同信号源的视频信号现在也可 用作数字显示器的显示输入。这些其它信号源包括电缆和卫星数字视频 传输、摄像机、以及视频回放设备(例如DVD播放器和录像机)。在任何 情况下，这些信号可以是RGB信号的一种分量形式，或者可替换地，它 们可能是一种"合成"视频信号，有时候被称作CVBS。同样存在关于 这些信号的不同标准，例如对于传统视频信号，具有的标准包括公知的 NTSC (美国国家电视标准委员会)、PAL、以及SECAM合成视频信号
标准，在欧洲还存在SCART (Syndicat des Constructeurs d'Appareils RadiorecepteursetTeleviseurs)标准，该标准结合了 RGB和CVBS。
0004视频解码器功能正普遍应用于许多高性能数字显示器和电视系 统中，其从上述信号源接收视频信号并将这些视频信号转换成数字形式 以便于显示。例如，用来接收电缆或者卫星数字视频传输、并驱动数字 视频显示器的所谓的"机顶盒"通常包括视频解码功能。现代机顶盒还 经常具有用以接收来自其它信号源的视频信号的辅助输入设备，机顶盒 中的解码器从辅助输入设备中产生所述数字视频输出信号。包括视频解 码器功能的其它系统包括用于个人电脑的视频解码卡，用来数字录像广 播、电缆、或者卫星传输用于稍后观看的个人录像机(PVRs)，数字视 频放映机，数字VCRs和DVD录像机、视频或者家庭影院接收机、以 及包括高清晰度电视和本身(例如没有机顶盒)能够从传统模拟输入信 号中数字地播放视频输出的电脑显示器在内的真正的数字电视机。
0005SCART系统中的视频解码功能在现有技术中通过使用四个不同 的模数转换器("ADCs")实现，其中模数转换器的数量对应于将要处 理的四个信号。具体地，为了支持SCART，使用了四个模数转换器，其 中一个模数转换器用于CVBS信号，其它三个模数转换器用于相应的R、 G、 B信号。为了说明这个方面，以及为了和后面描述的优选实施方式 比较，图1图示了这四个模数转换器中的每一个模数转换器的输出的时 序图，其中第一行图示了接收模拟输入合成信号的模数转换器的数字输 出，其中显示了数字采样0>，€1，...,(:6，而第二行到第四行中显示了对应 于R、 G、 B信号的相应模数转换器的数字输出，由此显示了模拟R信 号输入的数字采样Ro, Rb ... ， R6，模拟G信号输入的数字采样G。， Gb ..., G6，以及模拟B信号输入的数字采样Bn，B,，.，.，B6。还要注意到，图示 的数字信号在现有技术中是2倍重复采样速率的，也就是说，它们在两 倍于模拟输入信号频率的速率下被采样。
0006现有技术中，用于分量信号支持的视频解码功能具有要求的三 种不同模数转换器，其中模数转换器的数量对应于被处理的三种信号如 R、 G、 B。例如，为了支持YPbPr格式，使用了三个模数转换器，每一 个对应于相应的Y、 Pb、 Pr信号中的每一个信号。为了说明这个方面， 以及为了与后面讲到的优选实施方式对照的缘故，图2图示了这三个模 数转换器中的每一个模数转换器的输出的时序图，其中第一行图示了接 收Y分量信号的模数转换器的数字输出，在此显示了数字采样Y。， Y,，... ，Y9，而第二行图示了接收Pb分量信号的模数转换器的数字输出， 在此显示数字采样Pb0, Pb, ... ， Pb9，以及第三行图示了接收Pr分量信号 的模数转换器的数字输出，在此显示数字采样PrQ, Pn，... ， Pr9。还要注意 到，图示的数字信号在现有技术中是4倍重复采样速率的，也就是说， 它们以四倍于模拟输入信号频率被采样。
0007关于上述现有技术的实现，要注意到每一个模数转换器的加入 都同时带有某些缺点。例如，每一个模数转换器消耗了大量集成电路芯 片尺寸。结果，随着每一个模数转换器的增加，都会使得设备复杂性增 大以及成本增加。实际上，在一种典型的视频解码器中， 一个ll位模数 转换器会消耗百分之十或者更大的芯片面积。作为另一个例子，从前述 中可注意到，典型地有两种不同的内核，它们在南美和欧洲两个不同地 理位置的市场上开发，其中一种内核包括三个模数转换器(用于分量信 号)，另一种包括四个模数转换器(用于SCART)。结果，大量的研究 和开发努力在重复进行，因为这些研究和努力是针对不同的内核的。由 于这些缺点，以及本领域技术人员可以确定的其它缺点，存在致力于改 进现有技术的缺点的需求，而这种需求可通过下述的优选实施方式来解 决。

发明内容
0008在一个优选实施方式中，存在一种视频解码器。所述解码器包 括接口，所述接口在同一时间接收一组整数S个模拟输入信号。所述解 码器还包括处理所述S个模拟输入信号的电路，并且所述电路包括整数 N个模数转换器，所述模数转换器用来产生一组整数S个数字信号。所 述一组S个数字信号中的每一个数字信号对应于所述S个模拟输入信号 中的相应的不同模拟输入信号中的一个，并且N小于S。所述解码器还
包括输出电路，所述输出电路与所述处理电路连接，所述输出电路将所
述一组s个数字信号中的每一个数字信号提供到不同的相应输出导体。0009其它方面同样被公开并要求保护。


0010图1图示了 SCART现有技术中四个模数转换器中的每一个模 数转换器的输出对应于四个输入信号的时序图。
0011图2图示了 YPbPr现有技术中三个模数转换器中的每一个模数 转换器的输出对应于三个输入信号的时序图。
0012图3图示了在其中可以实施本发明优选实施方式的视频显示系 统10。
0013图4a图示了根据优选实施方式的视频解码器14的各方面的结 构的框图。
0014图4b同样图示了图4a中的解码器14，其上的变化用于演示解 码器14关于SCART信号的操作。
0015图4c同样图示了图4a中的解码器14，其上的变化用于演示解 码器14关于分量信号的操作。0016图5图示了图4b中的ADC 38,的输出和ADC 382的输出的时序图。
0017图6图示了图4b中的单元40,的输出和单元402的输出的时序图。
0018图7图示了图4b中的单元42,的输出和单元422的输出的时序图。
0019图8图示了当连接来处理RGB信号时图4a中ADC38!的输出 和ADC382的输出的时序图。
0020图9图示了当连接来处理RGB信号时单元42,的输出和单元 422的输出的时序图。0021图10图示了当连接来处理YPbPr信号时，ADC 38,的输出和 ADC 382的输出相对于图4c的操作的时序图。
0022图11图示了当连接来处理YPbPr信号时，单元40,的输出和单 元402的输出相对于图4c的操作的时序图。
0023图12图示了当连接来处理YPbPr信号时，单元42的输出和单 元422的输出相对于图4c的操作的时序图。
具体实施例方式
0024优选实施方式将通过在视频解码器集成电路中的实现以及利用 该集成电路的系统来描述。然而，应该理解的是，本发明在除了本说明 书中所描述的特定的实现以外的其它应用中同样有用。所以，以下的描 述只是作为例子来提供的，而无意于限制本发明的范围。图1和2在上 面背景技术部分描述。
0025图3图示了视频显示系统10，其中实现了本发明的优选实施方 式。这个例子中，根据一个或者多个不同标准或者格式，多个视频信号 源12,到12 为视频解码器14提供视频信号。视频解码器14解码输入的 视频信号，并按照某种格式将数字视频信号呈现给视频显示器16。信号 源12,到12n的例子包括传统视频信号源，例如电缆以及卫星数字视频服 务器、摄像机、包括DVD播放器以及卡带式影像录放机在内的视频回 放设备、个人电脑等等。视频信号的格式的例子包括分量和合成信号， 例如那些根据NTSC、 PAL、 SECAM和SCART标准的信号。当然，系 统可以包括任何n个视频信号源，从单个信号源到若干个信号源。
0026图3中所示的系统中的视频解码器14可在所述系统的各个部分 中实现。例如，视频解码器14可以在机顶盒内实现，其具有接收多个视 频信号源的输入信息并传送数字视频信号到显示器16的能力。可替换 地，视频解码器14可在一个或者更多视频信号源12x中实现，信号源12x 具有将数字视频信号直接提供给显示器16的能力；这种实现的一个例子 是在个人电脑或者工作站上的显卡。另一个例子是在DVD播放器或者 回放系统、或者数字VCR中并入视频解码器14。应该预期，在参考本
说明书后，这些或者其它布置对于本领域的技术人员是公知的。
0027图4a图示了根据优选实施方式的视频解码器14的各方面的结 构的框图。输入接口 30在各个输入端口 30閒到30rN4接收多个模拟输入 视频信号，其中，如在下文所述的，在优选实施方式中所述多个信号可 包括三个或者四个信号，这取决于视频信号源的类型(例如，图3中任 何一种信号源12J 。例如，在一种SCART应用中，接口30接收四个 模拟信号，每一个信号有一个下标"a"来显示其模拟属性，即为CVBSa、 Ra、 Ga、以及Ba。另一个例子，在一种RGB应用中，接口30接收三个 模拟信号Ra、 Ga、以及Ba。最后一个例子，在一种分量应用中，接口30 接收三个信号，例如Ya、 Pba、以及Pra显示的信号。按照惯例，在图4a 中显示了 SCART以及分量应用，不同组的输入之间用分号分开；例如， 输入30加被显示用于接收SCART应用的CVBSa信号，以及分量应用的 K信号。同样，由于以下更明显的原因，在分量应用中，空符号①被显 示在输入30w2以指示在那个实例中没有视频信号被接收，因为其余三个 分量信号都被提供到输入30加、30開、以及30jn4。总体上，根据所收到 的信号的性质以及解码器14内下游功能的要求，接口 30以常规方式缓 冲输入信号并对输入信号进行电平转换。输入信号随后被加载到模拟前 端32上，模拟前端32会在下面详细说明。
0028模拟前端32包括控制器34，该控制器用来控制显示为前端32 内的模块的各种功能单元，其中这些功能单元以及控制器34可由本领域 的技术人员根据本文的教导来构建。在这点上，控制器34接收信号 STYPE，例如从接口30接收，信号STYPE指示了随后将被输入接口30 的信号的类型。例如，STYPE可以指示输入信号是SCART信号(即， CVBS、 R、 G、 B)、只有RGB信号、或者分量信号(例如，Y、 Pb、 Pr)。作为响应，控制器34发出多个控制信号到前端32内的各种功能 单元。作为一个例子，控制器34提供一个选择信号SEL来控制两个双 输入多路复用器36,和362。多路复用器36,具有第一输入端和第二输入 端，该第一输入端连接来接收对应于输入30^的接口处理过的信号，该
第二输入端连接来接收对应于输入30jN2的接口处理过的信号。类似地，
多路复用器362具有第一输入端和第二输入端，该第一输入端连接来接 收对应于输入30W3的接口处理过的信号，该第二输入端连接来接收对应 于输入30胸的接口处理过的信号。多路复用器36,的输出作为输入连接 到模数转换器("ADC"〉 38p多路复用器362的输出作为输入连接到 ADC 382。 ADC3&和ADC 382都从控制器34接收采样时间控制信号ST， 从而指示每一个ADC采样其各自输入的速率。此外，ADC3&接收路径 禁用控制信号PD，其在某些实例中选择性地禁用转换信号路径，这些实 例在下文中会具体描述。最后，控制器34为插值/抽取滤波器40,以及插 值滤波器402提供旁路信号BP。所述旁路信号BP允许插值/抽取滤波器 4(h和402根据所接收的数字输入绕过其功能，其中这种旁路功能在某些 实例中是需要的，这些实例在下文中会进一步描述。0029现在讨论图4a中剩下的模块以及解码器14的连接性。请看插 值/抽取滤波器40,和插值/抽取滤波器402,每一个插值/抽取滤波器4(h 和402的输入端连接到相应的ADC38,和ADC 382的输出端。如在下文会 详细说明的，每一个滤波器40x都可操作地在从各个ADC38x传来的并对 应于相同输入信号的数据流的连续两个数字采样值之间进行插值(不需 要一个紧接着一个)，由此提供在这两个连续数字值之间的插值；此外， 每一个滤波器40x也可操作地执行抽取功能，从而当它获得插值以后它 从数据流中丢弃或者移除确定所述插值的所述两个连续数字值。于是， 对于被插值的信号，每个滤波器40x只输出插值而不是输出确定这些插 值的那些值。并且，如上所述，响应于旁路信号PB,当有需要的时候每 一个插值/抽取滤波器40x可旁路这些插值/抽取功能。因此，每一个滤波 器40x的输出提供对应于其输入的数字值序列，当应用了插值湖取功能的 时候其中一些输出值是插值，而当插值/抽取功能被旁路时其它输出值仅仅 是一个或者更多输入值的传递(pass-through)。每一个滤波器40,和402的 输出作为输入连接到相应的多路信号分离器(或信号分离器(demultiplexer)) 和延迟单元42,和422。单元42,和422的输出在下文详细描述，并且这里 需要注意的是，它们连接到解码器14内的附加的信号处理电路，本文没 有示出也没有描述这些电路，以便将本文的讨论重点放在那些创造性的 方面。然而，这种附加的电路可由本领域技术人员确定并且可包括，例 如，前端增益控制、格式化、滤波、后端增益控制、以及输出格式化。0030通过对解码器14的操作的另外的介绍，注意力放在信号分离和 延迟单元42,和422的操作和特定输出上。每一个信号分离和延迟单元42x 接收数字输入序列，并且，作为响应，操作来延迟所述序列，从而两个 连续地接收的输入数字值被同时输出到不同的输出端从而及时对准。例 如，如果输入到信号分离和延迟单元42x的序列是数字值DQ，其后及时 紧接着数字值D,，那么信号分离和延迟单元对该序列施加一个延迟，直 到D,被完全接收，并在其两个相应输出端分别同时输出D()和Dp更具体 地参看图4a，当操作SCART信号时，对应于通过输入端30^输入到接口 30的模拟CVBSa信号，信号分离和延迟单元42,在输出端4210UT1上提供数字值C;同时，对应于通过输入端30!n2输入到接口30的模拟Ga信号，单元42,以时序对准的方式在输出端42自^上输出数字值G'。信号G'上的 单引号是用来表示某些功能，在下文中讲描述这些功能被施加在信号上。 类似地，关于单元422，也是在同时，当操作SCART信号时，对应于通过 输入端30jN3输入到接口 30的模拟Ba信号，信号分离和延迟单元422也在输出端422oun上提供数字值B;同时，对应于通过输入端30!n4输入到接口 30的模拟Ra信号，单元422也以时序对准的方式在输出端42201]17上输 出数字值R'。类似地，但是现在考虑被解码器14处理的分量信号的情况， 对应于通过输入端30^输入到接口 30的模拟Y。信号，信号分离和延迟单 元42!在输出端42Kxm上提供数字值Y;同时，单元42,在输出端421C)lrn 上不提供输出，从而再一次图示为一个空符号O，并且对应于分量信号的 方面，没有分量信号被输入到输入端30m。关于单元422，也是在同时，当操作分量信号时，对应于通过输入端30jN3输入到接口 30的模拟Pba信号，其在输出端422ouT,上提供数字值Pb，同时，对应于通过输入端30胸 输入到接口 30的模拟PrJ言号，单元422也以时序对准的方式在输出端 4220^上输出数字值Pr'。用于以上信号G'上的单引号同样用于Pr'，其原 因在下文详细描述。0031图4b再次图示了图4a中的解码器14，其变化仅仅是图中4b 中描述的特定信号，以便说明解码器14关于SCART信号的操作。因此， 在图4b的左边，作为接口 30的输入，仅仅有SCART模拟信号CVBSa、Ra、 Ga、以及Ba，它们被示出连接于相应的输入端30開、30iN2、 30!N3以及30rw。这些信号被解码器14处理，这在下文讲详细描述，而图5 到7时序图有助于这个讨论，这些图在下面也会讨论到。0032图4b中解码器14的操作从通过每一个相应的多路复用器36, 和362对输入取样开始。因此，控制器34通过所述SEL信号指示需要的 频率以便于每一个多路复用器36,和362在这个频率进行选择。在优选实 施方式中，当SCART信号输入接口 30时，作为在图4b中的例子，控 制器34通过STYPE信号同样被告知，作为响应，控制器发出SEL信号 从而以4倍过采样率来过采样输入到接口 30的输入信号。在这点上以多 路复用器36,为例子，其采样CVBSa信号，随后采样Ga信号，连续地重 复这个循环，再次采样CVBSa信号、随后釆样Ga信号，等等，这些采样 中的每一个都被输出到ADC38,。相比较地看多路复用器362，其采样Ba信号，随后采样Ra信号，连续地重复这个循环，再次采样Ba信号、随后采样Ra信号，等等，这些采样中的每一个都被输出到ADC382。0033响应于多路复用器36,和362的采样以及根据由控制器34提供 的采样时间信号ST，每一个相应的ADC38,和ADC382将每一个输入采 样转换至相应的数字值，这在如图5中同样显示出来。具体地，图5图 示了图4b的解码器14操作的ADC38,的输出和ADC382的输出的时序图。 以ADC38〗的输出作为例子看出，它在信号C ("CVBS"的简化縮写)和 G之间是反复采样型的(back and forth sampling),其中下标"a"被移除 因为这些值己经由模拟转换为数字。然而，应该注意到，因为现在介绍的 以及后面将要解释的原因增加了新的下标约定。特别地，考虑CVBSa采样 的第一次转换出现在时间to;于是，与该时间相同的"O"下标被增加至相 应的数字采样副本(counterpart) CQ。然而，回想SEL引起4倍过采样率， 进一步回想上文的背景技术，图1的现有技术方法(每信号一个ADC)在 2倍过采样率下执行；作为对比，在优选实施方式中，采样率翻倍。结果， 紧跟着在时间to采样CVBSa之后，在时间to到CVBSa再次被采样的时间t,之间的中间点，Ga被采样；因此，这个中间点可用to.s表示，也就是，时
间to到吋间t，之间的中点。换句话说，Ga以同样的速率被釆样，但是是在相对于CVBSa的频率延迟半个周期的绝对时间被采样。于是，ADC38,的 相应数字输出会反映这个延迟。假设存在这些观察和约定，则在图5中， 在数值Q)之后存在数字值G。.5。这种模式重复进行，从而在时间^CVBSa 的采样被ADC38,转换以得到d，并且在半个过采样周期之后，即在时间 t,.5， Ga的采样被ADC 38,转换以得到G,.5。图4b中ADC 38,下面显示了 这些例子，这种模式在图5中的关于ADC 38,的整个采样序列中重复。0034继续图4b中解码器14的操作，注意力转到插值湖取滤波器40,和402。从以上介绍回想它们的功能(functionality)是在两个连续的数字值之间插值，并且通过随后从数据流中丢弃或者移除确定所述插值的两个连续数字值来进行抽取。以滤波器40,作为例子，滤波器40,根据从ADC38,接收的G信号来执行它的功能。例如，对于同一种类型的两个连续信号，例如G信号Gq.s和Gl5，滤波器40,确定一个估计发生在它们之间的中间时间的插值，这个值在本文以及附图中通过在其信号名称上 加上一个单引号以及使用所述两个连续信号之间中间的下标来指示；因此，在本实例中，在Go.5和G,.s之间的插值就是GV此后，滤波器40,抽取并且随后从数据流中移除Go.s和Gls，同时将G、包含在数据流中。然而，除了这个操作，应该注意的是，滤波器40,并不对信号C及其C0、C,、 C"直等等执行这些操作。通过控制器34在合适的时间启动其旁路信号BP使得C信号值旁路滤波器40,的功能，可以做到避免这些操作。其它机制，例如改道发送这些信号，同样可以由本领域的技术人员确认并实现。因此，在任何情况下，利用从ADC38,接收的未发生变化的C信号值以及关于Gx.s信号的插值，由滤波器40,的输出得到的数字值(resulting digital values)以Co， G'Q, Cb G、等等的形式表示。这些例子在图4b中的滤波器40,下示出；此外，图6图示了图4b中滤波器40,和402的输出的时序图，因此，这种模式在第一行示出并且在所示出的整个采样的序列实例中重复。图6还图示了滤波器402的相应输出。滤波器402以与滤波器40,相似的方式操作，但是滤波器402相对于来自ADC 382的数字信号B和R进行操作。在这点上，滤波器402旁路有关B信号的所有操作，但对R信号进行插值和抽取。结果，由滤波器402的输出得到的最终数字值按照图6中所示的形式表示，即Bo、 R'o、 B,、 R',、等等。这些例 子在图4b中的滤波器402下示出，并且这种模式在图6所示的关于滤波 器402的整个采样序列中重复。最后，即使给出了前述关于滤波器40,和 402的讨论，还应该注意，本领域技术人员可以确定其它方式来实现它们， 包括本领域公知的所谓的共址滤波器(co-siting filter)。0035继续图4b中解码器14的操作，注意力现在转到信号分离和延 迟单元42,和422。每一个单元42x可操作地接收输入数字流并且将其输 入转换连接(toggle)至它的一个输出端，于是其每一个输入，或者在当 前情况下的对应于同一个信号的每一个采样，被耦接到同一个输出端。 因此，以输入到单元42,的数据流Q)，G'o,d，G、，...，为例，单元42,将 第一输入值Q)连接到其第一输出端42imjT1，转换连接以将第二输入G'o 连接到第二输出端42Kx^,转换连接以将第三输入d连接到第一输出端 421C)UT1，转换连接以将第四输入G、连接到第二输出端42u)u^，等等。于 是，与C有关的信号在输出端42uxm提供，与G'有关的信号在输出端 42uxxn提供，如图4b所示。然而，除此之外，应该注意到每一个单元42x 的延迟方面用来及时对准每对输出，这现在同样参照图7进行解释。具体 地，图7中的第一个两行图示了图4b中单元42!的输出端42u)un和42KH^。要注意刚才描述过的转换连接效应在这两行中显示出来，输出端4210UT， 提供与C有关的信号而输出端42u)^提供与G'有关的信号。然而，除此 之外，还应注意到输出端42k)ut,提供的Co与输出端42k)u^提供的G'0 是时间对准的，这是通过延迟前者的输出直到后者数值可用来实现的。使 用这个延迟，这种模式继续进行下去，从而与C有关的信号输出连续地 提供到输出端4210UT1，同时相应的与G'有关的信号输出连续地提供到输 出端4210,。因此，从前述中应该注意到与C有关的信号和与G'有关的 信号是时间对准的，其反映了数值G的插值对应于与C有关的信号的相 同时序(例如to， t,， t2，...)。关于数字信号流Bo，R'o，B,，R',，...的输入 数据流，单元422按照相似的方式操作；因此，如图4b所示，与B有关 的信号被提供到输出端4220UT1，并且与R'有关的信号被提供到输出端 422()ljn。此外，单元422也用同单元42,—样的方式引入延迟，因此，如图 7中第三第四行所示，与B有关的信号和与R'有关的信号是时间对准的，
其反映了数值R的插值对应于与B有关的信号的相同时序(例如to， tP t2，…)。0036关于SCART信号输入详细描述了优选实施方式的解码器14的 操作之后，现在进行所述优选实施方式和现有技术的比较。作为一种观 察，注意图1中的现有技术方法的时序图和图7中优选实施方式的时序 图。在这两种情况下，都提供了四个数字输出信号，每一个都对应于四 个SCART输入模拟信号中的一个信号。然而，回想到现有技术要求四 个输入中每一个都对应一个单独的ADC;与此相比，如在图4a和4b中 示出的，所述优选实施方式通过单个ADC处理多个不同的模拟信号。 例如，ADC38,处理不同的模拟信号CVBSa和Ga，作为另一个例子，ADC382处理不同的模拟信号Ba和Ra。因此，所述优选实施方式使用的ADC 的数目少于需要被解码的输入信号的总数；事实上，对比于现有技术， 执行SCART信号的所述优选实施方式只使用了一半数目的ADC。因此， 由于ADC数目减少，消耗的集成电路芯片或管芯的空间减小了。同样 考虑设备尺寸的减小，注意到芯片上安放滤波器40、和多路复用器42x 对尺寸有需要。但是，滤波器40x的芯片尺寸明显小于ADC的芯片尺寸， 因为实际应用可以承受一定的滤波噪声而不明显降低设备性能，从而滤 波器可包括更少的抽头。此外，多路复用器42x的尺寸是相当不明显的。 因此，与现有技术相比整个设备尺寸减小。此外，如以下将要进一步说 明的，所述优选实施方式的方法可用于SCART之外的格式，并且，事 实上可在单个设备中实现，这种单个设备在某些时候适合SCART信号 而在另外的时候适合分量或者RGB信号。0037已经关于SCART信号描述了解码器14以及其操作，应该注意 到它同样可以操作标准RGB信号。具体地，再次参考图4b，通过如图所示连接信号Ra、 Ga、以及Ba，而输入端30閒不接信号，就可以实现这种操作。因此，来自多路复用器36,的任何其它的采样都为空(null)、 或者是不相关采样，并且可以忽略或者不考虑。为了达到这一方面，控 制器34启动(assert)路线禁用PD (path disable)信号至ADC38！。示 出这个是为了说明ADC38,可以被禁止对这些空信号进行转换，或者它 们能被转换但是在输出时被忽略。为此，图8图示了当进行RGB信号转 换时ADC38,和ADC382的输出的时序图。在其第一行，图8图示了多路 复用器38,的输出，可以看出所有其他输出都被标记为空(g卩，以指 示此数据不需要处理也没必要处理。此外，应该注意到图8的第二行显 示了多路复用器382的输出，它与图5中关于Ra、 Ba发生相同的操作时 的输出相同。因此，通过上述内容，本领域技术人员应该理解图8中的 信号因此可以按照与以上描述的关于SCART信号相同的方式处理，其 中空信号不断地被忽略或者不考虑。结果，解码器14的输出显示在图9 中，其中图示了处理RGB信号时单元42,的输出和单元422的输出的时 序图。从这个图中可以看出，输出端4210,、 4220UT1、 422ou^与图7中的 输出端相同，因此分别提供G'、 B、 R'信号。此外，输出端42,ouT,仅仅在 关于RGB信号的应用中被忽略。可替换地，应该注意到通过适当的控制， 输入可以重新布置到解码器14，从而三个输出信号中的两个输出信号表示 直接采样值而不是插值，本领域的技术人员可以很容易地实现这种替换。0038图4c再次图示了图4a中的解码器14，其变化用以说明当接口 30接收分量信号时解码器14的操作，同样如同通过STYPE信号向控制 器34所指示的。因此，在图4c的左边，输入到接口30的只有分量模拟信号Ya， Pba，以及Pra，它们被示出分别连接于输入端30肌、30!N3、以及 30!N4。剩下输入端30!N2没有输入信号，因此这种情况同样以空符号表示。Ya, Pba,以及Pra信号大部分情况下被解码器14按照与以上描述的关于 SCART信号相似的方式操作，因此以下不再详细描述，因为已经假设读 者已经熟悉了上面的讨论。然而，关于它们之间存在的区别，下面会进 行探究。0039现在转到关于分量信号的图4c的解码器14的操作和关于 SCART (或者RGB)信号的图4b的解码器14的操作之间的不同之处， 在图4c的优选实施方式中，控制器34启动选择信号SEL以产生两倍于 Y信号的采样速率而不是四倍速率，以便操作多路复用器36x和ADC38x。 具体地，从优选实施方式观察到，信号Pb和Pr具有稍微小于Y信号一 半带宽的带宽，即，典型的Y信号的带宽为6.75MHz的级别，而Pb和 Pr信号的带宽为3.3MHz的量级。结果，应该注意到对于Y信号相对于 其带宽的每一个釆样，由于Pb和Pr信号带宽窄，Pb和Pr信号可以其 一半速率釆样而获得大致相同的效率。然后回到SEL信号，它使得Y信 号被多路复用器38,以两倍的速率采样，而与加在多路复用器382上的时 钟速率相同的时钟速率则造成相对于Pb和Pr信号大约一倍的采样频率， 这个采样频率对于获得这些随后将被ADC382转换成数字信号的信号的 数值来说己经足够。为了进一步说明这个方面，图IO图示了 ADC38,的 输出和ADC382的输出对应于图4c的操作的时序图。在时间to，多路复 用器38,对Ya进行采样，Ya被ADC38,转换产生相应的采样Ye;同时， 多路复用器382对Pba进行采样，PK被ADC38转换产生相应的采样Pbo。 接着，在时间t,，多路复用器38,对Ya进行采样，Ya被ADC38,转换产生 相应的采样Yn但是这时，多路复用器382对Pi"a进行采样，Pra被ADC38, 转换产生相应的采样Pr,。这个过程不停重复，因此图10中第一行的序列 图示了在每个时间k的Y的不同采样；然而，图10的第二行图示了在每 个时间tx，信号在Pb和Pr之间反复转换连接的釆样。0040继续图4c中的解码器14关于分量信号的操作，注意到与图4b 比较，来自控制器34的旁路信号的使用是不同的，为了区别起见，这个 旁路信号被标为BP'。具体地，在图4c中，旁路信号BP'从控制器34连 接到插值/抽取滤波器40,以及信号分离和延迟单元42,。对于前者，当解 码器按照图4c的方式操作的时候，控制器34启动(assert)旁路信号 BP'，并且作为响应，滤波器40,被要求旁路其功能，它仅仅把输入传到输 出端。因此，作为ADC38:的输出提供的图10的第一行被传送到滤波器 40,的输出端。为了进一步解释这个方面，图11图示了对应于图4c的滤波 器40,和402的输出的时序图，其中第一行描述了滤波器4(^的输出。通过 比较这个第一行与图IO中的第一行，本领域技术人员将会确信滤波器40, 响应所启动的旁路信号BP'执行上文所述的旁路操作。请看图11的第二行， 它展示了滤波器402按照与关于SCART信号类似的方式操作，虽然它的下 标由于一倍于Pb和Pr信号的时序而改变了。对于这点，Pb信号不被滤波 器402影响，这类似于图4b中的B信号的效应。然而，Pr信号的插值和 抽取操作都由滤波器402执行。于是，对于每一个紧跟着一个Pr信号的实 例的Pr信号实例(时间上被Pb信号隔开)，滤波器402在它们时间的中间 点，在这两个值之间插入一个数值，然后抽取这两个数值并插入这个插入 的值。例如，在时间t、(添加单引号是由于相对于图10的有延迟)，插值 Pr'2在时间t2被确定，12是在图10中Pr,的时间t，和P&的时间t3的中间， 这个新值Pr'2随后被插入数据流中Pb值之间。图11中的其他例子很容易 被本领域技术人员所理解。0041总结关于分量信号的讨论，图12图示了图4c中的单元42!和 422的输出的时序图。看到图中的第一行描述了单元42,的输出42K)园， 回想到当分量信号输入到接口 30时控制器启动旁路信号BP'。作为响应， 信号分离和延迟单元42,不会像以上描述的SCART和RGB的情况那样 交替其输入到任何其他输出，相反，经过足够的延迟以做到下面所讨论 过的对齐，它仅仅把其输入连接到其输出端42,ouT!。因此瑜出端42,t, 提供所转换的Y信号的连续数值，如图4c中以部分的形式所示的Y0、 Y,、 Y2...。虽然没有在图12中示出，同样应该注意单元42!的输出4210UT2 应该被理解为空数据流，因为只有Y输入被单元42,接收并且它们都连 接到输出端4210UT1。图12的第二和第三行分别图示了输出422out,和 422C)im。总的来说，这些输出都是以与图7中SCART输出4220UT1和 422()1]77类似的方式产生的；换句话说，以与上文所述类似的方式，单元 422接收连续输入并且相对于第一个输入值延迟第二个输入值，于是这两 个值可被同时输出在两个相应的输出端4220UT1和422om7。例如，在图 11中的时间t'2，单元422将接收Pbo和Pr'o;因此此后，单元422在输出 端422oun输出Pbo同时在输出端4220^输出PrV因此，这些数值是相 互时间对准的。但是，除此之外，回想到Pb和Pr信号的频带带宽小于Y 信号的一半带宽；于是，在所述优选实施方式中，当单元422按这个方式 操作，它在两个周期内将输出Y值的单元42,每一个数值输出，由此将 三个数据信号对齐。因此，Yo在輸出端42k)ut^提供，Pbo在输出端422oun 提供以及Pr'o在输出端42訓^提供。另外，当下一个Y,在输出端42,匿, 提供，Pbo再次在输出端4220UTI提供以及Pr'c再次在输出端42201;17提供。 因此，只有在421()1;11提供了两个Yx的数值以后，Y的下一个数值以及 时间对准的下一组Pb和Pr值才会提供，这时，保持Pb和Pr值为两个不 同的Y值的输出。对于每两个到单元422的输入值，这个过程重复一次， 由此产生如图12最后两行所示的连续序列。最后，还应注意到图12中的 序列是由输出所要求的并且以一半于前述SCART信号釆样频率的采样频 率获得，从而通过使用降低的时钟速率而节省了功耗。然而，可替换地， 本领域技术人员很容易理解Y bPr信号同样能以前述SCART信号的采样 频率处理。0042已经详细介绍了关于分量信号的优选实施方式的解码器14的操 作，现在比较优选实施方式和现有技术。作为一个观察，请注意图2中 现有技术的时序图和图12中优选实施方式的时序图。在这两个实例中， 都提供了三个输出信号，每一个对应于三个分量输入信号中的一个。然 而，现有技术对应每一个分量信号要求一个单独的ADC;与此相比，如 在图4a和4c中所示，所述优选实施方式再次通过单个ADC处理多个不 同的模拟信号。例如，ADC382处理不同的模拟信号PW和Pra。于是， 同样在这个实现中，所述优选实施方式使用的ADC的数目又少于所有 模拟视频输入信号的总数目。因此，ADC所在的集成电路芯片上ADC 占用的空间再次减小，从而相对于现有技术降低了复杂度和成本。此外， 如下面将要描述的，解码器14的优选实施方法可用于各种格式，包括 SCART、 RGB、以及分量信号。结果，单个解码器设计可以用于多种应 用，包括欧洲以及北美的应用。相对于为欧洲应用需要一个解码装置而 为北美应用需要另一个解码器的方法，这大大降低了设计考虑和成本。0043根据以上所述，应该理解到优选实施方式提供了由通用模数转 换器处理的不同信号类型的视频解码器。例如，在一个图示的实施方式 中，一个ADC处理两个SCART信号并且另一个ADC同样处理两个 SCART信号，因此相对于现有技术减少了一半所需的ADC的数目。在 另一个例子中， 一个ADC处理两个分量信号，不管它们是一种简单的 分量信号格式(例如，RGB〉还是一种更复杂的格式(例如，YPbPr)。 这些方法和优点的结果就是，提供了一些各种其它的优点。此外，本领 域技术人员也可以找出其它优点。因此，优选实施方式包括了相较于现 有技术而言的不同方面和优势，以及其它能被本领域技术人员理解的其
他方面和优势。此外，虽然优选实施方式通过例子予以说明，某些其他 可替换的例子也给出了，但是还有其它可替换的例子是可预期的。因此， 先前的讨论以及这些例子进一步说明了，虽然本发明的优选实施方式已 经被详细描述了，但是还可以做出对以上的描述进行的各种增加、减少、 替换、或者其它修改，而不偏离本发明的范围。
权利要求
1.一种视频解码器，所述解码器包括接口，所述接口同时接收一组整数S个模拟输入信号；处理电路，所述处理电路处理所述S个模拟输入信号，并且所述处理电路包括整数N个模数转换器，所述N个模数转换器用来产生一组整数S个数字信号；其中所述一组S个数字信号中的每一个数字信号对应于所述S个模拟输入信号中的相应的不同的一个；且其中N小于S；以及输出电路，所述输出电路与所述处理电路连接，所述输出电路将所述一组S个数字信号中的每一个数字信号提供到不同的相应输出导体。
2. 根据权利要求1所述的视频解码器，其中，在一个时间，S等于三 并且所述整数S个模拟输入信号包括红色、绿色、蓝色输入信号；并且其 中所述数字N等于二。
3. 根据权利要求1或者2所述的视频解码器，其中，在一个时间，S 等于四并且所述整数S个模拟输入信号包括红色、绿色、蓝色、以及合成 输入信号。
4. 根据权利要求3所述的视频解码器，其中，在另一个时间，S等于 三并且所述整数S个模拟输入信号包括三个分量输入信号。
5. 根据权利要求4所述的视频解码器，其中在S等于四的时间内，所 述处理电路在四倍于所述红色、绿色、蓝色、以及合成输入信号的频率的 速率下对输入信号采样；并且在S等于三的另一时间内，所述处理电路在 两倍于所述分量信号中Y信号的频率的速率下采样。
6. 根据权利要求4或5所述的视频解码器，其中所述输出电路进一步用于按照时间对准的方式提供所述一组s个数字信号中的每一个数字信号到不同的相应输出导体。
7. 根据权利要求6所述的视频解码器，其中所述输出电路通过包括 用来在所述一组S个数字信号中选定的数字信号的连续数值之间进行插 值的插值滤波器，来按照时间对准的方式提供所述一组S个数字信号中 的每一个数字信号到不同的相应输出导体。
8. 根据权利要求7所述的视频解码器，其中所述输出电路通过进一 步包括用于移除确定插值的数据流数值的抽取电路，来提供所述一组S 个数字信号的各个数字信号到不同的相应输出导体。
9. 一种用于操作视频解码器的方法，包括 同时接收一组整数S个模拟输入信号；处理S个模拟输入信号，步骤包括操作整数N个模数转换器，以产 生一组整数S个数字信号；其中所述一组S个数字信号中的每一个数字信号对应于所述S 个模拟输入信号中的相应不同的一个；且 其中N小于S;以及 响应所述处理步骤，将所述一组S个数字信号中的每一个数字信号 提供到不同的相应输出导体。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，在一个时间，S等于三并且 所述整数S个模拟输入信号包括红色、绿色、蓝色输入信号；并且其中 所述N等于二。
11. 根据权利要求9或者10所述的方法，其中，在一个时间，S等于 四并且所述整数S个模拟输入信号包括红色、绿色、蓝色、以及合成输入信号。
12. 根据权利要求ll所述的方法，其中，在另一个时间，S等于三并　且所述整数s个模拟输入信号包括三个分量输入信号。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中在S等于四的时间内，所述处 理步骤在四倍于所述红色、绿色、蓝色、以及合成输入信号的频率的速率 下采样输入信号；并且在S等于三的另一时间内，所述处理步骤在两倍 于所述分量信号内的Y信号的频率的速率下采样。
14. 根据权利要求12或者13所述的方法，其中提供步骤进一步包括 用于按照时间对准的方式提供所述一组S个数字信号的每一个数字信号 到不同的相应输出导体。
全文摘要
本发明公开了一种视频解码器(14)。所述解码器包括接口(30)，所述接口在同一时间接收一组整数S个模拟输入信号。所述解码器还包括处理所述S个模拟输入信号的处理电路，并且所述处理电路包括整数N个模数转换器，所述模数转换器用来产生一组整数S个数字信号。所述一组S个数字信号中的每一个数字信号对应于所述S个模拟输入信号中的相应的不同的一个信号，并且N小于S。所述解码器还包括输出电路，所述输出电路与所述处理电路连接，所述输出电路将所述一组S个数字信号中的每一个数字信号提供到不同的相应输出导体。
文档编号H03M1/12GK101151805SQ200680010756
公开日2008年3月26日 申请日期2006年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者J·迈纳斯, T·海德 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司