专利名称：复合视频输出信号的稳定装置的制作方法
技术领域：
本发明属于数字电路技术领域，具体地说是主要论述了在数字电视中复合视频输出信号的稳定装置有关问题。
在高清晰度电视(HD级)输出格式中，像素数高达1920×1080，采用隔行扫描方式；像素数为1280×720电视采用逐行扫描方式。在标准清晰主电视(SD级)输入格式中，像素数为720×480，采用逐行扫描方式和隔行扫描方式。当前主要开发的显示装置和数字电视，其像素数为1920×1080个的高清晰度电视(HD级)，扫描方式主要采用隔行扫描。用各种外部显示装置支持的数字电视机项盒系列，在开发时全部支持上述四种输入格式。现在四种格式主要用在超高清晰度数字电视上，并且成分输出格式作为接口。
成分输出由同步信号和包含亮度信息的辉度信号(y)和色度信息的色差信号组成，并输出基准RGB监视、为接口的RGB、水平同步信号及垂直同步信号。
到目前为止，作为映象媒体普及最多的还是模拟电视，超清晰度的数字电视，现在普及的数量不多。当前提供的具有机顶盒的数字电视系列产品中，基本的还是模拟电视，要使它数字化，在模拟电视中必需要设置与外部连接的接口，通过接口才能实现电视数字化。根据这种需要以及为标准清晰度电视(SD级)复合视频信号的输出，对这种电视另外增设编码器。
当前提供的多种数字电视系列产品。如果输入信息变化来设计影像输出，则输出同步以及色度稳定化时，伴随输入帧速率变化而产生过渡期；相反，当输入信息变化时独立形成影像输出，则跟随帧速率闪动，这种情况的反复发生引起动影像画面变为不正常。为减少这种不正常需要增加许多帧存储器。
从上分析可知，上述方法一是增设编码器；二是增加存储器。这种缺陷促使寻找与输入视频流分辩度和帧速率变化无关的稳定复合视频输出信号的方法。
这种方法使数字电视在输入信息流帧速率变化无关的情况下，不仅稳定的发生输出同步，而且保证稳定的实现输出色度重现。同时也人使伴随帧速率变化产生的输出信号过渡期和色度重现过渡期缩短或最小化。
本发明为确定输出帧速率，在输出显示影像画面场消隐区段内，改变显示影像画面基准时钟脉冲；清除伴随输入信息流帧速率变化和输出信号帧速率变化产生的过渡期不稳性。根据输入信息流帧速率，补偿输出复合信号的色度脉冲串相位；根据输入输出帧速率差，消除色度重现误差。根据确定的输出帧速率显示画面基准时钟变化，在输出显示场消隐区内，改变输出复合信号的色度脉冲串相位，从而达到不能出现因输入信息帧速率信号色度重现错误的过渡期。
本装置是由下列部分组成周期性的采集输入信息流中的帧速率信息的MPEG解码器；根据MPEG解码器抽出的帧信息，加工或输出视频影像帧信息的显示影像画面处理器；将上述视频影像帧信息按已设定的HD/SD级以及隔行/逐行扫描方式等转换为显示画面格式化的显示格式器(Disply Formatter)；将显示格式器的输出信号按成分转换为模拟视频信号的第一模拟/数字转达换器；将上述视频影像帧信息转换为NTSC复合视频信号的NISC编码器(NTSC ENCODE ER)；将NTSC编码器的输出信号转换为模拟视频复合视频信号的第二数字/模拟转换器；将上面采集的帧信息中的帧速率信息输出到显示画示格式器和NTSC格式器的时钟开关回路等。
时钟开关回路是由下列部分组成产生系统时钟的发生器；与显示画面同步的显示画面基准时钟开关；为色度脉冲串频率补偿，将上述的系统时钟按设定值要求转换的时钟变换器；在系统时钟和上述的时钟变换器中已变换的时钟两者选择其一的多功器；显示画面基准时钟的变换始点，以及根据显示画面时钟变化将在输出画面场消隐区内形成输出复合信号的色度脉冲串相位变换，为此根据根据视频解码器中抽出的帧速率在系统时钟和变化时钟中选择其一，向多路器发出控制信号的显示画面同步中断服务程序部等组成。
本装置的结构特点一是正确确定了显示画面基准时钟变化的起始时间；二是地垂直扫描区段内，合理选择输出复合视频色度脉冲串相位变化；三是合理的设计了按要求加工信息的视频画面处理器和NTSC编码器等。这种设备结构特点很好的实现了设备功能。
对这种结构的动作及其效果说明如下MPEG解码器(110)将视频信息(ES、PES)进行解码后输出视频信号，视频显示画面处理器(120)形成视频影像帧信息。并将其输出至多功器(140)。此时，如果图形处理器(130)生成OSD影像视频画面，则多功器(140)向视频画面处理器(120)插入上述的OSD视频影像画面，并将其输出至显示画面格式器(150)或NTSC编码器(170)。与此同时，显示画面格式器(150)从多功器(140)接收屏幕上的OSD显示画面视频信号，并将它转换或各种显示格式。也就是说，显示画面格式器(150)将输出分辩度，扫描方式以及输出色坐标系等转换为HD/SD级影像信号，隔行/逐行扫描方式，(RGB/YPbPr)等输出格式，将已转换的影像信号通过数字/模拟转换器(160)按成分输出影像视频模拟信号。
在显示画面格式器(150)中再生的输出格式，通常采用1920×1080隔行扫描，1280×720为逐行扫描，720×480为隔行或进行扫描的四种分辩度以及扫描方式。通常选择支持外部设备按成分接面的NYPPR输出格式，RGR监督，为接口的RGB视频画面及水平，垂直同步构成的输出格式。
对于现在普及较多的具有基准模拟数字电视系列产品，显示画面格式器(150)也支持接收复合视频格式输出。
NTSC编码器(170)为使屏幕显示的视频信号转换或NTSC复合视频变化信号，把色差信号(Cbcr)进行正交多路转换，并各像素有关的色度载波进行变调。
在NTSC编码器(170)中变调成的色信号基准相位副载波，装载在水平脉冲后沿，这就是色脉冲串，它的固定频率为3.57954MHz，并具有-180度的固定相位。如果，色度脉冲串相位歪，则反调制画面的色泽歪曲；如果频率发生变化，则不仅引起色泽不正常，而且色度不能恢复原样。
今后，NTSC编码器(170)将上面调制好的色信号(C)和代表亮度信息的灰度信号(Y)相加，同时装载同步信号后产生复合视频信号。将此信号通过数字/模拟转换器(180)输出模拟复合视频信号。
但是，MPEG解码器(110)按序列标记对视频信息流进行分析，并读出编码在序列标记帧信息中的帧速率。每个读出序列标记周期对输入视频信息更新帧信息。
接着，MPEG解码器(100)根据在输入信息中每序列标记抽出的输入信息的帧速率，视频显示画面处理器(120)确定输出显示画面输出帧速率。
虽然，对输入帧速率的变化，能独立地生成输出显示画面输出帧信息，但是根据帧速率的差值产生周期性帧闪动和反复，这就有可能产生画面的移动变化或不正常。为减少动画面移动引起的画面不正常，需要许多帧存储器。
同时，从面上看影像画面品质，固定输入输出帧速率，清除帧闪动和重复动作是一个原则问题图3根据输入视频信息(ES，PES)的帧速率变化，通过输出显示画面基准时钟(27MHz)的开关化来固定输入输出间帧速率，为此设置了如图所示的时钟开关回路(300)。
在上述的时钟开关回路(300)中，发振器(310)产生27MHz系统时钟，并将此时钟输出至多功器(330)。时钟变换器将上述的27MHz的系统时钟频度按1001/1000比分解，并将27.027MHz时钟输出至多功器(330)。根据序列标记中抽出的帧速率来控制多功器(330)。
如果，输入帧速率属于59.94Hz组视频，则多功器(330)选择发振器(310)产生的27MHz的系统时钟，并将输出至视频显示画面处理器(120)及NTSC编码器(170)。
在这种情况下，27MHz输入频率经分回路形成垂直、水平定时，此时，垂直频率为59.94Hz。
接着，如果输入到产生NTSC色度副载波信号的DTO的基准时钟为27MHz时，NTSC编码器(170)输出3.579545Hz的色度副载波信号。
如果输入帧速率属于(60Hz)组的视频，多功器(330)选择变换27MHz的系统时钟的时钟变换器(320)的输出时钟，并将其输出至视频显示画面处理器(120)及NTSC编码器(170)。
也就是说，因59.94Hz对60Hz的比是1000∶1001，所以时钟变换器(320)将基准时钟按1000∶1001进行变换，并将27.02MHZ的时钟输出至多功器(330)。上面已输入到多功器(330)的27.027MHZ时钟，输入至显示视频处理器(120)以及NTSC编码器(170)。
在这种情况下，27.027HZ的输入频率经分回路形成垂直和水平方向的定时，此时频率为60Hz。
但是，产生色度副载波信号的DTO输入基准时钟为27.027MHZ，因此如果没有副载波频率补偿，则不可避免的产生色度解调错误。
特别是，从序列标记中抽出的帧信息，形成变换帧速率的始点与显示画面同步无关。因此，根据时钟变换而形成的过渡期引起显示画面同步不稳定，同时出现不规则的画面。
如果在影像中包含OSD画面的时候，则显示画面同步不稳定引起过渡期限增加了。
同时为解决上述问题，本发明设置了如图4所示的时钟开关回路(400)。其中，为显示影像画面采用了同步化的显示影像画面的基准时钟开关，用编码器补偿时钟频率，其具体说明如下首先，MPEG解码器(110)从序列标记中抽出输入中的帧信息时，在此帧信息中帧速率临时存储在寄存器中。以后，时钟开关回路(400)在显示画面帧信息垂直消隐区间内被同化，此时显示画面同化中断服务部(440)读出临时存储在寄存中的帧信息，并将时钟选择控制信号输出至多功器(330)。
接着，如果时钟控制信号为“0”，则多功器(430)选择从发生器(410)产生的27MHz系统时钟；如果时钟控制信号为“1”，则选择从产生的时钟变换器(420)产生的27.027MHz时钟，并将其输出至视频显示画面处理器(120)以及NTSC编码器(170)。
同样，根据时钟频率产生时钟副载波的DTO系数在显示画面帧信息垂直消隐区间(VBI)内被同化，同时显示画面同步中断服务程序部(440)将色度脉冲信号输出至视频显示画面处理器(120)以及NTSC编码器(170)。
同时，在进行上述过程中，根据帧速率变化而更新的输入帧信息变换始点以及对复合影像信号的时钟脉冲频率变换始点，在显示垂直消隐区(VBI)间内被同化来实现包含OSD在内的影像稳定化。
一方面，上述过程与如图5所示的动作顺序是一致的，其简单说明如下首先，MPEG解码器(110)从序列标记中抽出输入帧信息，在此信息中帧速率临时存储在寄存器中(S501)。
然后，时钟开关回路(400)被显示帧信息的同步化信号同化，显示同步中断服务程序部(440)读出临时寄存器中存储的帧信息并判断是否为60Hz，根据判断结果确定输出至多路器(330)的时钟选择控制信号值(S502)。
此时，如果临时存储在寄存器中的帧信息值被判定为60Hz，并且时钟选择控制信号为“1”时，则多路器(330)从时钟变换器(420)中选择27.027MHz时钟并输出至视频显示画面处理器(120)和NTSC编码器(170)；同时视频同步中断服务程序部(440)将输出控制色度脉冲信号为60Hz(503)(504)。
同时，如果在寄存器中存储的帧信息值被判定为不是60Hz，并且时钟选择控制信号为“0”，则多路器(330)从发生器(410)中选择27.0MHz的时钟，并输出至显示画面处理器(120)和NTSC编码器(170)；同时显示画面同步中断服务程序部(440)将输出控制色度脉冲信号为59Hz(S505)(S506)。
在上述过程(S503～S506)中，色度选择信号和色度脉冲信号，在每个序列标记读出周期，根据帧信息不断更新。
同时，根据上述过程决定色度选择信号值和色度脉冲信号值。根据帧速率变化而被更新的输入帧信息变换始点和对得全影像信号的色度脉冲频率变换始点，在显示垂直消隐区间(VBI)内被同化(S507)(S508)。
综上所述，本发明就是被显示画面同步化的显示画面基准时钟开关及用色度脉冲频率补偿方式，将视频显示处理器(120)及NTSC编码器(170)的基准时钟根据MPEG解码器(110)中被更新的输入帧速率变化面而更新的始点和从NTSC编码器(170)中生成的复合影像信号的色度脉冲频率变换始点在显示垂直消隐区间内被同化的问题。
同时，根据时钟变换引起的显示同步不稳定性以及过渡期以及根据色度脉冲变换引起的色度再现过渡期在垂直消隐区间内形成，因此，实际影像可以表示为隐定的。
发明效果正如如上详细说明，本发明就是对复合影像输出，固定输入输出比；防止帧闪动和反复。为此显示基准时钟开关及编码器、色度脉冲频率补偿在垂直消隐区间内被同化，由此根据时钟变换引起的显示同步不稳定性及过渡期以及根据色度脉冲变换引起的色度再现过渡期在垂直消隐区间(VBI)内形成，从而稳定包括OSD在内的输出实现稳定。
权利要求
1.一种具有时钟开关的复合视频输出信号的稳定装置，其特征是具有机顶盒的数字式电视，对输入解码的同时，周期性的抽出输入帧速率信息的视频解码器，根据抽出的帧信息生成影像帧信息的视频显示画面处理器，将上述的影像帧信息转换为HD/SD级、隔行/逐行扫描方等按已设定的显示格式的视频影像格式器，将视频影像格式器的输出信号按不同成分转换为模拟影像信号的第1数字/模拟转换器，将影像帧信号HTSC转换为复合影像信号的NTSC编码器，将编码器的输出信号转换为模拟复合影像信号的第2数字/模拟转换器，显示基准时钟的变换始点及根据基准时钟变化而变化的输出复合信号的色度脉冲串相位变换在输出显示垂直消隐区间内形成，为此在上述抽出的帧信息中，根据帧速率输出时钟至显示格式器及NTSC格式器。
2.根据权利要求1所述的复合视频输出信号的稳定装置，其特征是时钟开关装置是由产生时钟的发生器，被显示同化的显示基准时钟开关，为色度脉冲串频率补偿，系统时钟按限定值的要求变换的时钟变换器，在系统时钟和时钟变换器两者选其中之一的多功器，显示基准时钟变换始点及根据其基准时钟变化输出复合信号的色度脉冲串相位变换在输出显示的垂直消隐区间内开成，为此要据视频解码器输出的帧速率，为选择系统时钟或者变换时钟并将控制信号输出至多功器，及具有显示同步中断服务程序。
全文摘要
本发明是与数字电视复合视频信号的输出稳定性设备有关，特别是指出了为确定输出帧速率，一方面改变显示画面基准时钟频率，另一方面根据显示画面时钟变化，在垂直扫描区段内改变输出复合视频色度脉冲串相位，从而实现了复合视频输出信号的稳定性。本发明由下列部分组成MPEG解码器(110)，它的主要功能是对MPEG视频进行解码；解码的同时周期性的从输入状态信息中分离采集帧信息；视频画面处理器(120)，它的功能是对MPGE解码器(110)采集的帧信息加工成输出映象画面；多功器(140)，它的主要功能就是对上述的帧信息中插入OSD；显示画面格式器(150)，它的功能是为了按成分输出画面信号，对多功器(140)输出信号转换为设定的画面格式；NTSC编码器(170)，它的主要功能就是对多功器(140)输出信号转换为NTSC复合视频信号，以便于输出。
文档编号H04N7/00GK1416271SQ0214491
公开日2003年5月7日 申请日期2002年12月16日 优先权日2002年12月16日
发明者朴东浩 申请人:乐金电子(沈阳)有限公司