专利名称：数字电视的影像模式判别装置及其方法
技术领域：
本发明涉及数字电视系统，具体涉及数字电视的影像模式判别装置及其方法的发明。
背景技术：
通常，为了对数字电视进行影像处理，首先判别输入影像的模式，根据这一判别结果，对相关输入影像的模式里适合的抽样时钟信号进行影像处理。现存技术主要使用以垂直同步信号的上升边缘(rising edge)或下降边缘(falling edge)为基准，计算单位垂直同步信号内装载的平行同步线个数，通过这一计算结果，判别输入影像模式的方法。
但是，现存的这种影像模式判别方法很难适用于具有相同帧频的模式中。例如，分辨率为640×480，具有60Hz帧频的影像模式与分辨率为640×480，具有67Hz帧频的影像模式，由于在单位垂直同步信号内具有相同的525个平行同步线，很难将这两种模式区分开来。
所以，现在正在开发一种并不使用类似同步信号，即，不使用输入平行同步信号，而是利用内部的特定时钟信号，根据相关影像模式的帧频，通过可变生成的其它类似同步信号，计算单位垂直同步信号内具有几个类似同步信号，利用计算的结果，判别帧频相异的影像模式的技术。
但是，利用这种方法，很难将现存的影像模式与HD(High Definition高清晰度)电视的显示画面上主要使用的等离子显示器规格的16∶9(横∶竖)的宽影像模式区分开来。
举例来说，图1a中显示的分辨率为1024×768，具有60Hz帧频的4∶3(横∶竖)的XGA模式与图1b中显示的宽模式一分辨率为了1366×768，具有59.94Hz帧频的WXGA模式，在单位垂直同步信号内，行扫描个数的差异不大，正如前面提到的那样，帧频非常类似，利用现存的影像模式判别方法很难区分两个模式。
发明内容
本发明为了解决上述问题，其目的是为使用者提供一种能够判别在单位垂直同步信号内行扫描个数差异不大，帧频类似的影像模式，而且，能够将使用启动信号代替现存的平行同步信号的DVI规格的影像模式与现存的影像模式区别开来的数字电视的影像模式判别装置及其方法为了实现上述目的，本发明数字电视的影像模式判别装置及其方法的特征是通过特定基准，对每个特定的影像模式的正(+)电位区间和负(-)电位区间的长度相异的垂直同步信号进行分流，事先格式化，利用它对影像模式进行判别。
即，本发明根据特定的分流基准，事先设置了正(+)电位区间和负(-)电位区间长度相异的垂直同步信号分别定义的垂直同步格式数据，输入特定垂直同步信号，利用特定分流基准判别垂直同步信号适用于哪种格式，通过这样，能够判别相关影像的模式。
并且，本发明最好按照垂直同步信号各自的正(+)电位区间和负(-)电位区间里对应的正电位区间的脉冲个数及负电位区间的脉冲个数设置分流基准。
并且，根据本发明，为了减少判别垂直同步信号是哪种格式所需要的逻辑部件(logic unit)，第一使用固定时钟信号，第二，每特定的单位周期设置/重新设置这一固定时钟信号。由此，最好在判别垂直同步信号的格式时，使用每单位周期产生的特定格式判别用基准脉冲。
还有，本发明最好不仅仅输出数字电视内的系统PLL影像抽样用时钟信号，而且，跟前面论述的那样，输出本发明中所需要的上述固定时钟信号。
为了实现上述目的，影像模式判别装置，包括根据从数字电视的系统PLL(Phase Locked Loop)输入的固定时钟信号，对输入垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据的垂直同步格式判别用数据生成单元；将上述垂直同步格式判别用数据生成单元生成的垂直同步格式判别用数据与事先设定的垂直同步格式数据进行比较，输出对应的信号的垂直同步格式比较单元；根据上述垂直同步格式比较单元输出的信号，判相关数字电视接收的影像的模式的影像模式判别单元。
上述垂直同步格式判别用数据生成单元，包括如下部分在事先设定的单位周期期间反复计算从上述数字电视的系统PL输入的固定时钟信号，并将结果输出的计算器；根据上述计算器输出的结果，每单位周期产生格式判别用基准脉冲的格式判别用基准脉冲产生单元；根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将其对应的特定的垂直同步格式判别用数据向上述垂直同步格式比较单元输出的垂直同步格式判别用数据输出单元。
上述垂直同步格式判别用数据输出单元，包括如下部分根据上述格式判别用基准脉冲产生单元发生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的正(+)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的正电位脉冲输出单元；根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的负(-)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的负电位脉冲输出单元。
上述正电位脉冲输出单元由各自输入上述格式判别用基准脉冲产生单元发生的格式判别用基准脉冲和输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的正(+)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第一与门构成。
上述负电位脉冲产生单元，包括反转上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲的变换器；各自输入上述变换器反转的格式判别用基准脉冲与输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的负(-)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第二与门。
影像模式判别方法，包括步骤(1)根据已经设定的固定时钟信号对数字电视接收的影像的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据；(2)将上述第1过程中生成的垂直同步格式判别用数据与事先设定的垂直同步格式数据进行比较；(3)根据上述第2过程的比较结果，判别相关数字电视接收的影像的模式。
其中步骤(1)包括(1-1)根据从上述数字电视的系统PLL输入的固定时钟信号，事先设定的单位周期期间反复计算，每个单位周期生成格式判别用基准脉冲；(1-2)根据上述第1-1过程生成的格式判别用基准脉冲，对上述数字电视接收的影像的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据。
上述垂直同步格式判别用数据就是垂直同步信号的正(+)电位区间期间的脉冲数即负(-)电位区间期间的脉冲数。
本发明数字电视的影像模式判别装置及其方法通过判别与16∶9(横∶竖)宽屏影像模式与DVI规格的影像模式等现存的影像模式相异的多种影像模式，尤其是，通过区分在单位垂直同步信号内行扫描个数差异不大，帧频类似的影像模式，通过在上述多种影像模式里产生最适合的抽样时钟，达到处理相关影像的效果。
图1a和图1b是普通的4∶3影像模式与16∶9模式各自的时序图；图2是本发明数字电视的影像模式判别装置的构成示意图；图3是图2的垂直同步格式判别用数据生成单元的示意图；图4是图3的垂直同步格式判别用数据输出单元的示意图；图5是本发明里使用的垂直同步格式及判别用数据的示意图；图6是本发明里使用的垂直同步格式与影像模式关系的示意图；图7是详细说明本发明的信号图；图8是本发明中适用的DVI模式的时序图。
符号说明110垂直同步格式判别用数据生成单元120垂直同步格式比较单元 130影像模式判别单元201调谐器 202VSB/QPSK解码器203传送数据包流多路转换器204音频解码器 205附加信息处理单元
206模拟/数字变换器 207影像解码器208CPU 209系统PLL210影像处理机 211视频数字/模拟变换器212音频数字/模拟变换器具体实施方式
下面将参照附图对本发明数字电视的影像模式判别装置及其方法的实施例进行详细说明。
首先，参照图2，对本发明数字电视的影像模式判别装置适用的实施例进行详细说明。
符号100是本发明适用的影像模式判别装置，符号200是接收电视台送出的广播节目，通过影像解码和音频解码，将影像及音频数据通过显示画面及扬声器向外部输出的广播节目用影像及声音处理单元。
尤其是，下面，对本发明的技术思想的要点----符号100影像模式判别装置进行详细说明。这里，符号110是根据数字电视内的系统PLL(Phase Locked Loop相位锁定循环)209输入的固定时钟信号，对输入的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据的垂直同步格式判别用数据生成单元。上述固定时钟信号与现存的影像抽样用时钟信号不同，本发明为了进行影像模式判别，在系统PLL内部另外输出。
而且，根据本发明，符号120是事先设定了垂直同步格式数据，将上述垂直同步格式判别用数据生成单元110生成的垂直同步格式判别用数据与上述事先设定的垂直同步格式数据进行比较，并将其对应的信号输出的垂直同步格式比较单元。符号130是根据上述垂直同步格式比较单元120输出的信号，判别相关影像的模式(mode)，将结果向数字电视内的系统PLL控制用CPU输出的影像模式判别单元。
另一方面，符号200是与本发明影像模式判别装置结合的普通的广播节目用影像及声音处理单元的例子。如图所示，广播节目用影像及声音处理单元由以下几个部分构成通过天线，接收广播节目传送数据包流的调谐器201；将上述调谐器201接收的广播节目传送数据包流进行VSB(Vestigial Side Band)/QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)解码的VSB/QPSK解码器202；将上述VSB/QPSK解码器202解码的广播节目传送数据包流分类成音频/视频数据、垂直/平行同步信号、附加信息等的传送数据包流多路转换器203；对上述传送数据包流多路转换器203分离的音频数据进行解码的音频解码器204；根据抽样时钟，对模拟视频数据进行抽样，将其变换成数字数据的模拟/数字变换器206；在CPU208的控制下，生成相关影像模式对应的抽样时钟，向模拟/数字变换器206输出的系统PLL209；对模拟/数字数据变换器206变换的数字数据进行解码的影像解码器207；将上述影像解码器207解码的视频数据与附加信息处理单元205处理的附加信息数据混合的影像处理机210；将上述影像处理机210混合的视频数据及上述音频解码器204解码的音频数据分别向模拟信号变换，并输出的视频数字/模拟变换器211及音频数字/模拟变换器212。这种广播节目用影像及声音处理单元仅仅是与本发明的影像模式判别装置结合的一个例子，除此以外，可以做多样的变形。
下面，通过本发明的实施例对数字电视的影像模式判别的方法进行详细说明。首先，调谐器201通过天线接收电视台送出的广播节目传送数据包流，接收到的广播节目传送数据包流通过VSB/QPSK解码器202进行解码，通过传送数据包流多路转换器203，分别分离成音频/视频数据，附加信息及垂直/平行同步信号等，在分离的信息中，尤其是垂直同步信号向影像模式判别装置100的垂直同步格式判别用数据生成单元110输入。
根据本发明，垂直同步格式判别用数据生成单元110根据从数字电视的系统PLL209输入的固定时钟信号，对输入的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据。下面，参照本发明的实施例对具体的信号处理过程进行详细说明。
根据本发明，上述垂直同步格式判别用数据是将垂直同步信号分流成多个格式时，例如，分离成垂直同步信号的正(+)区间和负(-)区间，根据按照特定的设置/重新设置周期计算各个区间的信号生成的脉冲个数，分流成多个格式时，能够判别输入垂直同步信号是哪种格式里对应的信号的数据。这与XGA模式和WXGA模式一样，当帧频与分辨率类似，垂直同步信号的长度差异和帧频的单位垂直同步信号区间期间的平行同步信号计算个数差异不大时，最好使用。
另一方面，垂直同步格式判别用数据生成单元110生成垂直同步格式判别用数据，垂直同步格式比较单元120将这一垂直同步格式判别用数据与事先设定的多个垂直同步格式数据进行比较，将其对应的信号向影像模式判别单元130输出，影像模式判别单元130根据垂直同步格式比较单元120输出的信号，判别相关影像是哪种模式。
而且，将这一判别信号向数字电视的CPU输出，CPU以其为基准，控制系统PLL209，上述系统PLL209能够将相关影像模式里适合的抽样时钟向模拟/数字变换器206输出。
同样，根据本发明里使用的特定的标准，本发明将垂直同步信号分离成垂直同步信号的正(+)区间和负(-)区间，每个区间，按照已设定的周期设置/重新设置相关信号，计算，根据生成的脉冲个数，分流成多个格式，通过它，根据分流的标准判别输入垂直同步信号是哪种格式，利用它，数字电视的系统PLL能够生成相关影像模式里适合的抽样时钟。
尤其是，本发明XGA模式和WXGA模式，以及特定的宽屏模式与DVI模式一样，当帧频与分辨率类似，垂直同步信号的长度差异和帧频的单位垂直同步信号区间期间的平行同步信号计算个数差异不大时，最好使用。
另一方面，根据本发明的影像模式判别装置100，判别影像模式，将适合的抽样时钟输入到模拟/数字变换器206，模拟/数字变换器206根据抽样时钟，将模拟视频数据变换成数字视频数据，这一变换的数字视频数据通过影像解码器207和影像处理机210，进行解码及信号处理，通过视频数字/模拟变换器211，向模拟信号变换，向外部输出。这一连串的影像处理是众所周知的技术，这里，省略掉关于其的说明。
然后，参照图3，对图2的垂直同步格式判别用数据生成单元进行详细说明。
根据本发明，上述图3的垂直同步格式判别用数据生成单元将垂直同步信号分离成正(+)电位区间和负(-)电位区间，每特定周期设置/重新设置各个区间的相关信号，计算，根据生成的特定的脉冲个数，分流成多个格式时，根据分流，能够生成判别输入垂直同步信号是哪种格式的数据，并且，为了减少格式判别所需要的逻辑部件(logic unit)，使用特定的格式判别用基准脉冲。
首先，如图所示，在图3的垂直同步格式判别用数据生成单元中，首先，计算器111根据本发明，事先设定特定的单位周期期间反复设置/重新设置从上述数字电视的系统PLL输入的固定时钟信号，计算，输出结果。
然后，格式判别用基准脉冲产生单元112根据上述计算器111输出的结果，每单位周期，产生格式判别用基准脉冲，垂直同步格式判别用数据输出单元113根据格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将其对应的，即，本发明重要部件使用的特定的垂直同步格式判别用数据向上述垂直同步格式比较单元输出，关于其最好的形态参见图4。
如图4所示，本发明实施例中适用的垂直同步格式判别用数据输出单元113由以下几个部分构成根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的正(+)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的正电位脉冲输出单元113-1；根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的负(-)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的负电位脉冲输出单元113-2。
举例来说，如图4所示，上述正电位脉冲输出单元113-1由各自输入上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲和输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的正(+)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第1与门构成；上述负电位脉冲产生单元113-2最好由以下几个部分构成反转上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲的变换器；各自输入上述变换器反转的格式判别用基准脉冲与输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的负(-)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第2与门。
下面，参照图5，对本发明里使用的垂直同步格式举例进行说明。本发明能够将垂直同步信号定义成多个格式及分流，如图所示，根据垂直同步信号的正(+)电位区间和负(-)电位区间分别对应的特定的正电位脉冲数和负电位脉冲数，能够向相关格式进行定义及分流。例如，特定垂直同步信号的正电位区间里对应的脉冲数是1，负电位区间里对应的脉冲数是3时，向第1垂直同步格式定义及分流，各自的脉冲数就是本发明里使用的垂直同步格式判别用数据。
下面，参照图6，对本发明里使用的垂直同步格式和影像模式的匹配关系进行说明，如图所示，例如，当输入垂直同步信号是第1垂直同步格式时，即，输入垂直同步信号的正电位区间里对应的脉冲数是1，负电位区间对应的脉冲数是3时，将影像模式判别为XGA模式，当输入第2垂直同步信号格式时，将影像模式判别为WXGA模式，本发明根据这一结果，能够输出各自的影像模式里适合的抽样时钟。
接着，参照图7，对本发明里使用的垂直同步格式判别用数据进行详细说明。首先，根据本发明，当数字电视的系统PLL输出固定时钟信号时，本发明里使用的计算器为了减少计算所需要的逻辑部件(logicunit)，在事先设定的单位周期期间，反复设置/重新设置，计算，输出结果，格式判别用基准脉冲产生单元利用上述计算器输出的结果，每个单位周期产生特定的格式判别用基准脉冲。
而且，垂直同步格式判别用数据输出单元根据格式判别用基准脉冲，对外部输入垂直同步信号进行信号处理，本发明中使用的垂直同步格式判别用数据，即，将正电位区间期间的脉冲信号与负电位区间期间的脉冲信号向垂直同步格式比较单元输出，垂直同步格式比较单元将这些脉冲信号与事先设定的特定的垂直同步格式判别用数据进行比较，判别外部输入垂直同步信号的格式。
最后，图8是以本发明中使用的输入影像是DVI影像时的时序图为例对本发明进行说明的示意图。
如图所示，当输入影像是DVI影像时，一般地，不使用平行同步信号，而是使用启动信号，影像解码器通过外部输入平行同步信号认知的影像区域表示这一信号。因此，为了判别影像模式，应该使用这种启动信号，其与现存的外部输入平行同步信号的差异就在于后沿和前沿，而且，在同步区间里不装载平行同步信号，即，不装载启动信号，只在存在实际视频数据的部分装载，由于启动信号的周期数与实际影像模式的线个数一致，外部应该通知现在输入影像是DVI影像模式的信息。即，应该通知计算的线的个数就是实际显示线个数的信息，本发明不需要通知这样的信息，只具有垂直同步信号的正电位区间800-1对应的脉冲个数和负电位区间800-2对应的脉冲个数，利用这一结果，能够判别输入影像是DVI影像模式，其判别状态跟前面说明的一样，这里，省略掉详细的说明。
通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。
因此，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.影像模式判别装置，包括根据从数字电视的系统PLL(Phase Locked Loop)输入的固定时钟信号，对输入垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据的垂直同步格式判别用数据生成单元；将上述垂直同步格式判别用数据生成单元生成的垂直同步格式判别用数据与事先设定的垂直同步格式数据进行比较，输出对应的信号的垂直同步格式比较单元；根据上述垂直同步格式比较单元输出的信号，判相关数字电视接收的影像的模式的影像模式判别单元。
2.如权利要求项1所述的影像模式判别装置，其特征在于上述垂直同步格式判别用数据生成单元，包括如下部分在事先设定的单位周期期间反复计算从上述数字电视的系统PL输入的固定时钟信号，并将结果输出的计算器；根据上述计算器输出的结果，每单位周期产生格式判别用基准脉冲的格式判别用基准脉冲产生单元；根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将其对应的特定的垂直同步格式判别用数据向上述垂直同步格式比较单元输出的垂直同步格式判别用数据输出单元。
3.如权利要求项2所述的影像模式判别装置，其特征在于上述垂直同步格式判别用数据输出单元，包括如下部分根据上述格式判别用基准脉冲产生单元发生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的正(+)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的正电位脉冲输出单元；根据上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲，对输入垂直同步信号进行信号处理，将生成的负(-)电位脉冲信号向上述垂直同步格式比较单元输出的负电位脉冲输出单元。
4.如权利要求项3所述的影像模式判别装置，其特征在于上述正电位脉冲输出单元由各自输入上述格式判别用基准脉冲产生单元发生的格式判别用基准脉冲和输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的正(+)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第一与门构成；上述负电位脉冲产生单元，包括反转上述格式判别用基准脉冲产生单元产生的格式判别用基准脉冲的变换器；各自输入上述变换器反转的格式判别用基准脉冲与输入垂直同步信号，进行逻辑运算，将结果对应的负(-)电位脉冲向上述垂直同步格式比较单元输出的第二与门。
5.影像模式判别方法，包括步骤(1)根据已经设定的固定时钟信号对数字电视接收的影像的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据；(2)将上述第1过程中生成的垂直同步格式判别用数据与事先设定的垂直同步格式数据进行比较；(3)根据上述第2过程的比较结果，判别相关数字电视接收的影像的模式。
6.如权利要求项5所述的影像模式判别方法，其特征在于步骤(1)包括(1-1)根据从上述数字电视的系统PLL输入的固定时钟信号，事先设定的单位周期期间反复计算，每个单位周期生成格式判别用基准脉冲；(1-2)根据上述第1-1过程生成的格式判别用基准脉冲，对上述数字电视接收的影像的垂直同步信号进行信号处理，生成特定的垂直同步格式判别用数据。
7.如权利要求项5或6所述的影像模式判别方法，其特征在于上述垂直同步格式判别用数据就是垂直同步信号的正(+)电位区间期间的脉冲数即负(-)电位区间期间的脉冲数。
全文摘要
本发明涉及数字电视的影像模式判别装置及其方法。通过特定基准，对每个特定的影像模式的正(+)电位区间和负(－)电位区间的长度相异的垂直同步信号进行分流，事先格式化，影像模式判别时，通过利用它，能够区分与16∶9(横∶竖)的宽影像模式或DVI规格的影像模式等现存的4∶3影像模式相异的影像模式，尤其是能够区分在单位垂直同步信号内行扫描个数差异不大，帧频类似的影像模式。
文档编号H04N5/04GK1774044SQ20041006795
公开日2006年5月17日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者张京勋 申请人:上海乐金广电电子有限公司