专利名称：具液晶电视控制器及数字电视后端控制器的数字电视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字电视系统，特别是涉及一种具有一液晶电视控制器 芯片及一数字电视后端控制器芯片的数字电视系统。
背景技术：
数字电视系统乃一种新的无线电视科技，其工作原理是将目前电视节目 所使用的模拟信号，藉由多路复用、调制等处理技术，转换成数字信号播送
出去，因此，数字电视所播放的数字电视节目的文字或图像信息，皆是由0
与l等数字信号所组成，令使用者在观看数字电视节目时，如同使用计算机 般，可根据自身需要，存取或调整所观看的画面及数据。目前， 一般使用者
欲在家中收看数字电视节目的方式有二， 一是购买数字电视(Digital Television,以下简称DTV),以取代旧有模拟电视，并加装UHF天线；二是 仍使用旧有模拟电视(Analog Television,以下简称ATV),但需购买机顶 盒(Set-Top Box,以下简称STB),并加装UHF天线，以作为信号转换。
一般而言，DTV的控制电路，参阅图1所示，包括一 ATV调谐器(Tuner ) 110，用于接收ATV信号，该ATV调谐器110与一 ATV信号解调器 (Demodulator ) 111相连接，该ATV信号解调器111用于对ATV信号进行解 调，将ATV信号内包含的音频信号及视频信号解调出来，分别传送至一音频 解码器(Audio Decoder ) 112及一^L频解码器(Video Decoder ) 113，由该 二解码器112及113分别对音频信号及视频信号分别进行解码，完成解码的 音频信号被传送到相关音效控制电路(图中未示)，经由该音效控制电路的 滤波及放大处理后，再通过喇叭播放出来，完成解码的视频信号则经由一 CCIR656的八位数据资料传输格式的界面，传送至一液晶电视控制器(LCD TV controller) 131，该液晶电视控制器131依液晶电视的输出规格，对所接 收到的视频信号进行控制，包括去交错化(de-interlacing )、缩放 (scaling),画质及色彩等处理，再经由一#^电压差动信号(Low Voltage Differential Signaling,以下简称LVDS)界面，传送至一液晶面板(LCDPanel )(图中未示)，显示出对应的视频图像。
上述DTV控制电路还包括一DTV调谐器121，用于接收DTV信号，该调 谐器121与一 DTV信号解调器122相连接，该DTV信号解调器122用于对DTV 信号进行解调，并将解调出来的视频信号传送至一DTV后端控制器123,该 后端控制器123用于对所接收的MPEG2的视频信号进行控制及处理，亦包括 对声音信号进行解码，及对显示屏上欲产生的一些特殊字形或图形进行0SD 处理等操作，并将所产生的视频信号通过一 BT1120规格兼容的界面 (interface )、 一高解晰度多媒体界面(High-definition Multimedia Interface,以下简称HDMI )或一^t字^见频界面(Digital Visual Interface, 以下简称DVI)等，输出至该液晶电视控制器131,并在该液晶电视控制器 131对视频信号进行去交错化、缩放、画质及色彩等处理后，经由一 LVDS 界面，传送至该液晶面板，以显示对应的视频图像。
传统数字电视STB的控制电路，参阅图2所示，则包括一 ATV调谐器210, 用于接收ATV信号，该ATV调谐器210与一ATV信号解调器211相连接，该 ATV信号解调器211对ATV信号进行解调，将ATV信号内包含的音频信号及 视频信号解调出来，并将该音频信号及视频信号分别传送至一音频解码器 212及一视频解码器213,对该音频信号及视频信号分别进行解码，其中完 成解码的视频信号经由一 CCIR656的八位数据资料传输的界面，传送至一 DTV后端控制器223，由该DTV后端控制器223对其进行OSD处理，并将所 产生的视频信号通过一CVBS、 S-video等规格兼容的界面(interface), — HDMI界面或一DVI界面等，输出至一映像管(CRT )或平板显示器(Flat Panel Display,以下简称FPD,如液晶电视、等离子体电视等)，显示对应的视 频图像。
该数字电视STB的控制电路还包括一 DTV调谐器221 ，用于接收DTV信 号，该DTV调谐器221与一DTV信号解调器222相连接，该DTV信号解调器 222用于对DTV信号进行解调，并将完成解调的视频及音频信号传送至该DTV 后端控制器223，该后端控制器223除对音频信号进行解码外，并对所接收 到的MPEG2的视频信号进行控制，以对显示屏上欲产生的一些特殊字形或图 形进行OSD处理，再将所产生的视频信号通过一CVBS、 S-video等规格兼容 的界面、一 HDMI界面或一 DVI界面等，输出至一映像管或平板显示器，显 示对应的视频图像。现在的映像管电视、液晶电视及等离子体电视等显示器中，均会使用0SD 处理技术，以在显示器上产生一些可供使用者操控的特殊信息或图形，以在 使用者操控电视的换台或调整音量、画质等效果时，显示器上会显示出目前 的状态，因此，在各该显示器的控制电路中增设一 OSD控制芯片或内建一 0SD 控制电路，即成为在人机界面上产生信息的一关键设计。目前，OSD控制芯 片或电路所能完成的工作，除了在一般调整电视大小声或亮度等功能时，可 在电视画面上以格子或数值显示设定值外，现已整合了相当多的功能，例如 亮度、对比、移位等调整功能，甚至包括桶型失真、梯形失真、平行四边形 失真、针垫现象等调整。 一般而言，由于数字电视后端控制器芯片具有较强 的图形处理引擎(graphic engine),故于电3见系统中OSD的产生及控制通 常均是在数字电视后端控宪器芯片中进行。
特别需要注意的是，由于OSD的图像一般而言均是位于画面的最上层， 则以系统设计的角度观之，处理OSD生成及控制OSD操作的相关电路应尽可 能位于整体图像处理流程的后端为宜。尤其是在OSD图像生成先于去交错化 处理的情形下，由于OSD信息通常是相对来说静止(still)的图像，则其 与含有位移(motion)的视频信号合成后，时常会对于去交错化处理中所进 行的位移检测(motion detection)造成判断上的困难，而使得去交错化处 理的结果不尽理想，使画面产生图像沖莫糊或颜色错误等品质不彰的问题，如 图1所示的DTV系统，即为有可能发生上述问题的一例。
发明内容
有鉴于前述传统数字电视控制电路的诸多缺点，发明人乃根据多年来在 视频控制芯片的设计及制造经验，及所累积的专业知识，针对上述缺点，开 发设计出本发明的一种数字电视系统，期藉将一内建有OSD控制电路的DTV 后端控制器设计在整个视频显示处理环节的最后阶段，以有效发挥其OSD处 理的功能及效果，避免因传统数字电视的后续处理过程，而造成负面效果或 不良干扰
本发明的主要目的，是提供一种具有液晶电视控制器及数字电视后端控 制器的数字电视系统，包括一液晶电视控制器，用于接收由一模拟电视信号 源传来且已完成解码的视频信号，并依液晶电视的显示格式，对该视频信号 进行解码、度量化、画质及色彩等控制及处理； 一数字电视后端控制器，用于接收由一数字电视信号源传来且已完成解调的视频信号，并对该视频信号 进行解码处理后，将所产生的视频信号输出至该液晶电视控制器，由该液晶 电视控制器依液晶电视的显示格式，对该视频信号进行解码、度量化、画质 及色彩等控制及处理，并将所产生的视频信号传回该数字电视后端控制器，
由该数字电视后端控制器对该视频信号进行r显示器显示操控J ( 0SD)处理， 再输出至一液晶面板，由该液晶面板显示出对应的视频图像。如此，由于该 内建有0SD控制芯片或电路的数字电视后端控制器是被设计在整个视频显示 处理环节的最后阶段，故可有效发挥其「显示器显示操控J处理的效果，避 免传统数字电视因后续处理过程的不良干扰，而造成的失真问题。
为对本发明的目的、形状、构造装置特征及其功效，做更进一步的认识 与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下。
图l是传统数字电视的电路方块示意图2是传统数字电视机顶盒的电路方块示意图3是本发明的数字电视的电路方块示意图4是本发明的数字视频信号处理的流程图；及
图5是本发明的数字视频信号及模拟视频信号处理的流程图。
附图符号说明
数字电视后端控制器……5
视频解码器..................51
0SD控制电路...............52
第一合成电路...............53
第一传送界面…............54
第一接收界面...............55
输出界面.....................56
液晶电视控制器............6
信号接收界面...............61
去交错化处理器............62
第二合成电路...............63
第二接收界面...............64第二传送界面...............65
显示面板.....................7
数字电视调谐器............81
数字电视信号解调器……82
模拟电视调谐器............83
模拟电视信号解调器……84
模拟视频解码器............85
音频解码器..................86。
具体实施例方式
为了说明本发明的方便起见，在以下详细说明中是以目前的数字电视系 统最常见的实施方式为例来进行说明，为了制造成本的最佳化及市场区隔的 目的，目前常见的数字电视系统，如图3所示一般，将所有所需的功能部位 划分为一接收数字电视信号的模拟前端电路(analog front end )、 一数字 电^L后端控制器(Digital TV backend controller,以下简称DTV后端控 制器5)、 一接收模拟电视信号的模拟电视接收器(ATV receiver )、 一液晶 电视控制器6 (LCD TV controller)、以及一显示面板7。 一般而言，上述 各个区分的部份会以独立封装的一至二个半导体集成电路芯片(integrated circuit chip )来实现，再将之整合在一片乃至于多片的印刷电路板(printed circuit board)上。但是随着设计能力及工艺技术的进步，未来亦有可能 将上述各个区分部份中的全部或一部实现于同一芯片的芯片(die)上，例 如，将DTV后端控制器5及液晶电视控制器6中的主要功能，并同部份其它 功能实现于同一芯片中，称为数字电视控制器(Digital TV controller), 即为一种可能的整合方式。
在图3的实施例中，仅就与本发明的技术特征有关部份进行详细的说明， 其它同属于数字电视系统的组成元件、但非为说明本发明所必要者，则径行 予以省略或以简略图式表示。在本实施例中，DTV后端控制器5与模拟前端 电路(未显示)间包含有一数字电视调谐器81 (以下简称DTV调谐器)及一 数字电视信号解调器82 (以下筒称DTV信号解调器)，以使DTV后端控制器 5可接收到经过解调(demodulation)后、呈封包化的数字电视信号数据流 (transport packet stream )，而DT^gr端控制器5 ,要的功能在于将所接收进来的数字电视信号中的#见频/音频/系统信息(video/audio/system information)分离出来，再分别针对视频及音频信号进行解码操作，解码 后的数字视频信号在经过视频处理后则会被传送到液晶电视控制器6,以进 行后续处理。
在本实施例中，DTV后端控制器5包含有一视频解码器51 (例如MPEG2 解码器)、一OSD控制电路52、 一第一合成电^各53 (blending circuit )、 一第一传送界面54 (如BT1120X —第一接收界面55 (如LVDS )及一输 出界面56 (LVDS),上述各部份均通过一内部总线而相互耦"l妄以进^f亍沟通， 其第一传送界面54及第一接收界面55与液晶电祸L控制器6连接，输出界面 56与显示面板7连接。由于上述各个DTV后端控制器5的组成元件均是熟习 数字电视系统的人所熟知者，故其详细运作原理及实现方式即不在此赘述。
在本实施例中，在接收模拟电视信号的模拟电视接收器(ATV receiver ) 与液晶电视控制器6 (LCD TV controller)间尚包含有一模拟电视调谐器 83 (以下简称ATV调谐器)、 一模拟电视信号解调器84 (以下简称ATV信号 解调器)及一模拟视频解码器85,以使液晶电视控制器6得以接收由一模拟 电视信号源传来且已完成解调及解码的视频信号，并使模拟电视信号源传来 且已完成解调及解码的音源信号传送到一音频解码器86，以进行播放声音的 后续处理，并输出至一外部的音频播放装置(例如一扬声器)播放。此一技 术的实施是熟习数字电视系统的人所熟知者，故其详细运作原理及实现方式 即不在此赘述。
在本实施例中，液晶电视控制器6包含有一信号接收界面61 (如 CCIR-656 )、 一去交错化/缩放/画质及色彩处理电路(以下简称去交错化处 理器62)、 一第二合成电路63、 一第二接收界面64(如BT1120)及一第二 传送界面65 (如LVDS),信号接收界面61用于使液晶电视控制器6得以接 收由模拟电视信号源传来且已完成解调及解码的模拟视频信号，第二接收界 面64用于接收解码后且经过视频处理的数字视频信号。请分别参阅第3及4 图所示，当模拟视频信号或数字视频信号传送到液晶电视控制器6之后，液 晶电视控制器6会利用去交错化处理器62对之进行去交错化处理，以将原 先交错式扫描的信号格式转换为适合显示面板7显示的循序式扫描的信号格 式。如果目前使用者所希望的收视模式是切换为子母画面(picture in picture, PIP)时，如图5所示，液晶电视控制器6亦可通过子母画面处理器适当地组合由DTV后端控制器5所传送过来的数字视频信号以及由模拟电 视接收器所传送过来的模拟视频信号，以形成子母画面的图像，并经第二传 送界面65及第一接收界面55传送到DTV后端控制器5。最后，经过前述各 个功能部位的操作后所生成的视频信号，才会经由第一合成电路53的处理， 再与DTV后端控制器5所传送过来的0SD图像信号进行合成。而后，再将此 一合成后的最终视频信号传送至显示面板7，以进行播放。
为能更了解本发明的处理步骤，请参阅图4所示，将数字视频信号经处 理并进行显示的步骤依序说明如下
(401) 对传来的数字电视信号源进行调谐处理；
(402) 对传来的数字电视信号源进行解调处理，使DTV后端控制器5可 接收到经过解调后、呈封包化的数字电视信号数据流；
(403) 将数字电视信号数据流解码为数字视频信号，传送到液晶电视控 制器6进行后续处理；
(404) 对数字视频信号进行交错化的处理，再传回DTV后端控制器5;
(405) 产生OSD信息;
(406) 将经过交错化处理的数字视频信号与OSD信息进行合成处理；及
(407) 传送到显示面板7以进行显示。
请参阅图5所示，除数字视频信号外，若需一并处理模拟视频信号，以 进行子母画面的显示，在进行前述步骤(4G5)前，其详细步骤依序说明如下
(501) 对传来的模拟电视信号源进行调谐处理；
(502) 对传来的模拟电视信号源进行解调处理；
(503) 嗣再将其解码为模拟视频信号，并将模拟视频信号传送到液晶电 视控制器6进行后续处理；
(504) 对模拟视频信号进行交错化的处理；及
(505) 再对已进行交错化处理后的模拟视频信号及数字视频信号进行处 理，以形成子母画面的图像，并传送到DTV后端控制器5，如此，再继续进 行步骤(405) ~ (407),即可将合成后的最终视频信号传送至显示面板7，以 进行播放。
在此须注意的是，上述由模拟电视接收器所传送过来的模拟视频信号， 一般亦应经过去交错化的处理，由于此并非本发明的重点，故不再详加叙述； 又子母画面处理与其它如去交4普化处理相对的顺序，属于系统设计上的选择，非必如本发明的实施例及第3、 4或5图中所述者，而子母画面亦非必 为 一数字视频及一模拟视频所合成者为限，多个数字视频及/或模拟视频亦 可为之。再者，虽然因其并非本发明的重点而在本实施例中并未阐明，但是 熟习数字电视系统的人均应了解，液晶电视控制器6于去交错化处理前、第 二合成电路63之前、或是第二合成电路63之后，亦可包含有其它如缩放操 作(scaling )、色彩处理(color processing)等液晶电视控制器6中常见 的处理流程，而不仅以本实施例中所明白揭露者为限。
熟习电子电路设计的人均应可理解，如前所述的DTV后端控制器5及液 晶电视控制器6、以及其它组成元件中的各个功能区块，均可依照设计及应 用的不同需求，而选择采用如应用特定集成电路(ASIC)等的专用硬件电路 (dedicated hardwired circuitry )、 或是采用如孩￡处理器 (microprocessor )等配合库欠件或软件程序^码运作的通用处理电3各 (general-purpose processing circuitry)等逻辑电路来实现。
又虽然在本实施例中是称液晶电视控制器6，但是熟习此项技术者均应 了解，本发明并非仅能适用于液晶面板技术，除了LCD面板之外，其它诸如 等离子体薄膜面板、LCOS等平面显示技术，乃至于其它使用于数字电视图像 播放的非平面显示技术，均有本发明的适用。
如上所述，在本发明的实施例中的数字电视系统是在DTV后端控制器5 中产生OSD图像后，并不先行将之与视频信号合成，而是先将数字视频信号 传送到液晶电视控制器6，使数字视频信号或模拟视频信号完成去交错化处 理及/或子母画面处理之后，再传回DTV后端控制器5,将处理后的视频信 号与OSD图像信号进行合成，如此一来所得到的最终画面，即不会因为去交 错化处理器62无法适当判断视频信号/OSD图像信号的合成结果的位移与 否，而导致有图^^莫糊或颜色错误等品质不彰的问题；亦不会因先行合成后 才进行子母画面的处理，而导致OSD画面被遮盖或过小的情形发生。
虽然上述实施例是以数字电视系统本地(local )所产生的OSD信号为 例说明，但是熟习电视技术的人均应理解，本发明的概念亦可应用于自局端 随着数字电视信号一并传送过来的系统信息(system information, SI )。 于系统信息中， 一般会包含有静止的图像，如位于画面一角的图标 (subtitle),在时间上相对静止的图像，如以凄t秒为间隔，随着剧情演进 而切换的字幕(closed caption )、或是在空间上相对静止的图4象，如位于画面中的——部4分，以固定速率移动的跑马灯(scrolling or text crawling)。 诸如此类的信息， 一如前述的OSD信息，由于其接收或生成的初即与视频信 号为分别独立者，而其所代表的图像均是具有静止或相对静止的特性，可预 测性高，故很适合如本发明所述的图像合成处理方法，可避免去交错化处理 不易致生的画面品质不佳的问题。若欲将本发明应用于系统信息的处理上， 则显示处理器应包含有一SI处理器，其是接收所分离出来的SI信息，并产 生相对应的SI图像信号，再将之通过独立的传输界面传送到液晶电视控制 器6，与经过去交错化处理后的视频信号合成。
最后须强调的是，虽然于本发明上述实施例中是以目前较常见的系统设 计为例，DTV后端控制器5及液晶电视控制器6是以分别独立的集成电路芯 片来实现，而利用如CCIR656、或DVI等传输界面相互传接数据，但是熟习 电视技术及电路设计技术的人均应理解，即使今后因技术的进步而得以将 DTV后端控制器5及液晶电视控制器6的功能、甚至数字电视系统的其它部 份，整合于一个单一的集成电路芯片中，本发明仍有其适用，亦即，只要如 OSD信息或SI信息等静止或相对静止的图像是在视频画面进行去交错化处 理或子母画面处理之后始与之进行合成，均能够达到避免前述缺点的目的。
按，以上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，惟本发明的构造特征 并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或 》务饰，皆可涵盖在以下本案的专利范围。
权利要求
1、一种具有液晶电视控制器及数字电视后端控制器的数字电视系统，包括一液晶电视控制器，接收已完成解码的视频信号，依液晶电视的显示格式，对该视频信号进行处理；一数字电视后端控制器，接收由一数字电视信号源传来且已完成调制的视频信号，并对该视频信号进行解码处理后，输出至该液晶电视控制器，且接收由该液晶电视控制器所产生的视频信号；及一显示器显示操控电路，内建在该数字电视后端控制器中，以在该数字电视后端控制器将所产生的该视频信号，输出至一液晶面板前，对该视频信号进行显示器显示操控处理。
2、 如权利要求1所述的数字电视系统，还包括 一模拟电视调谐器，用于接收模拟电视信号；一模拟电视信号解调器，与该模拟电视调谐器相连接，用于对该模拟电 视调谐器传来的模拟电视信号进行解调，将模拟电视信号内所包含的音频信 号及视频信号解调出来；一音频解码器，与该模拟电视信号解调器相连接，用于接收已解调的音 频信号，进行解码处理；及一视频解码器，分别与该模拟电视信号的解调器及该液晶电视控制器相 连接，用于接收已解调的视频信号，进行解码处理，并将完成解码的视频信 号传送至该液晶电视控制器。
3、 如权利要求1或2所述的数字电视系统，还包括 一数字电视调谐器，用于接收数字电视信号；及一数字电视信号解调器，分别与该数字电视调谐器及该数字电视后端控 制器相连接，用于对该数字电视调谐器传来的数字电视信号进行解调，并将 完成解调的视频信号传送至该数字电视后端控制器。
全文摘要
一种数字电视系统，包括液晶电视控制器，用于接收由模拟电视信号源传来且已完成解调及解码的视频信号，依液晶电视的输出规格，对该视频信号解码、度量化、画质及色彩等控制及处理；数字电视后端控制器，用于接收由一数字电视信号源传来且已完成解调的视频信号，对其进行解码处理后，将该视频信号输出至该液晶电视控制器，由该液晶电视控制器依液晶电视的显示格式，对该视频信号解码、度量化、画质及色彩等控制及处理后，将产生的视频信号传回该数字电视后端控制器，由该数字电视后端控制器对该视频信号进行「显示器显示操控」处理，再输出至一液晶面板，由该液晶面板显示出对应的视频图像。本发明可有效避免因后续处理过程对「显示器显示操控」造成负面效果或干扰等缺点。
文档编号H04N5/44GK101420540SQ20071016790
公开日2009年4月29日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者谢建华, 谢明展, 龚金盛 申请人:瑞昱半导体股份有限公司