本发明是有关于一种视频输出系统与相关方法，且特别是有关于一种具备补偿功能的视频输出系统及其相关视频信号补偿方法。
背景技术：
一般来说，多媒体装置的视频输出系统配置多种规格的信号输出接口。根据电视机上的信号输入接口，以信号线(cable)连接至视频输出系统的信号输出接口。就视频输出系统来说，提供了多种模拟视频信号，包括：复合视频广播信号(compositevideobroadcastsignal，简称cvbs)、亮色分离信号(separatevideosignal，简称s-video)、亮色成份信号(简称yuv)或红绿蓝成份信号(简称rgb)等规格的信号输出。
承上所述，在视频输出系统的内部是以数字格式进行处理，但一般的电视机是以模拟格式进行播放与显示。所以视频输出系统内部需先进行信号格式的转换；而就目前技术来说，主要是设计一数字-模拟转换器(digitaltoanalogconverter，简称dac)，将数字视频信号(digitalvideosignal)转换成模拟视频信号(analogvideosignal)。
请参照图1，其所绘示为习知视频输出系统示意图。视频输出系统100利用信号线120连接至电视150。视频输出系统100包括一控制电路102、数字-模拟转换器104与复合视频信号输出阻抗106。其中，数字-模拟转换器104连接于控制电路102与视频输出系统100的输出端a之间。复合视频信号输出阻抗106连接于视频输出系统100的输出端a与接地端之间。再者，信号线120一端连接于视频输出系统100的输出端a，信号线120的另一端连接于电视150的复合视频信号输入阻抗152。
视频输出系统200正常运作时，控制电路102产生数字视频信号sd至数字-模拟转换器104。而数字-模拟转换器104将数字视频信号sd转换为模拟视频信号sa并传递至视频输出系统100的输出端a。最后，经由信号线120，将模拟视频信号sa传递至电视150的复合视频信号输入阻抗152，使得电视150根据复合视频信号输入阻抗152上的跨压来还原模拟视频信号sa。其中，模拟视频信号sa可为复合视频广播信号(cvbs)、亮色分离信号(s-video)、亮色成份信号(yuv)或红绿蓝成份信号(rgb)之中的一个信号。
为了达成最佳的阻抗匹配，视频输出系统100的复合视频信号输出阻抗106与电视150的复合视频信号输入阻抗152具有相同的阻抗，例如皆为75欧姆。
然而，由于数字-模拟转换器104的输出准确性受到制程偏移(variation)的影响，当数字-模拟转换器104制造完成后，并无法确定数字-模拟转换器104是否有准确的(accurate)输出能力。如果数字-模拟转换器104没有准确的输出能力，将会造成模拟视频信号sa的误差，而显示于电视150屏幕时，更会造成画面品质变差而影响视觉观感。因此，为保证画面品质，规格书因此规范模拟视频信号sa的误差必须小于1％。
举例来说，假设一具备准确的输出能力之数字-模拟转换器104可将第一数字码转换为第一电压值。而不具备准确输出能力的数字-模拟转换器104，其转换出来的电压值可能会小于或大于第一电压值。不论转换出来的电压值小于或大于第一电压值，数字-模拟转换器104皆会造成模拟视频信号sa的误差。
为了解决上述问题，多媒体装置的制造商在组装多媒体装置之前，必须先针对数字-模拟转换器104进行测试与调整动作。于测试与调整动作后，即可确认数字-模拟转换器104具备准确的输出能力。之后，才可以将通过测试的数字-模拟转换器104组装于多媒体装置，并确保多媒体装置的视频输出系统100可输出误差范围之内的模拟视频信号sa。
然而，进行测试与调整动作，需要以测试机台或者人工来进行，不仅浪费时间而也增加多媒体装置的制造成本。
技术实现要素：
本发明系有关于一种视频输出系统及其相关视频信号补偿方法。本发明可直接将数字-模拟转换器组装于视频输出系统，并不需要先对数字-模拟转换器进行测试与调整动作。而视频输出系统中的控制电路可对数字-模拟转换器进行校正程序，以确保输出的模拟视频信号在误差范围之内。
本发明提出一种视频输出系统，连接至一电视，包括：一控制电路，根据一增益值将一第一数字视频信号补偿为一第二数字视频信号；一数字-模拟转换器，接收该第二数字视频信号并产生一模拟视频信号；以及一比较电路，于一校正程序时比较一参考电压与该模拟视频信号，并产生一比较结果信号至该控制电路；其中，该校正程序时，该控制电路根据该比较结果信号将该第二数字视频信号由一预设数字码调整至一目标数字码，并跟据该预设数字码与该目标数字码获得该增益值。
本发明更提出一种视频信号补偿方法，包括下列步骤：于一校正程序时，提供一预设数字码至一数字-模拟转换器，使该数字-模拟转换器产生一电压值；当该电压值不等于一参考电压时，改变该数字码直到该数字-模拟转换器产生的该电压值等于该参考电压时，停止改变该数字码，并将该数字码设定为一目标数字码；根据该预设数字码与该目标数字码获得一增益值；以及根据该增益值，将一第一数字视频信号补偿为一第二数字视频信号，并提供至该数字-模拟转换器以产生一模拟视频信号。
为了对本发明之上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1所绘示为习知视频输出系统示意图。
图2所绘示为本发明视频输出系统示意图。
图3所绘示为本发明视频输出系统进行校正程序的时间点示意图。
图4a所绘示为本发明视频信号补偿方法的流程图。
图4b所绘示为改变数字码的方法流程图。
图5所绘示为利用二分法来进行校正程序的实际范例。
附图标记说明
100、200：视频输出系统
102、202：控制电路
104、204：数字-模拟转换器
106、206：复合视频信号输出阻抗
150：电视
152：复合视频信号输入阻抗
210：比较电路
212：参考电压源
214：数字码转换器
具体实施方式
请参照图2，其所绘示为本发明视频输出系统示意图。视频输出系统200利用信号线120连接至电视150。视频输出系统200包括一控制电路202、数字-模拟转换器204、复合视频信号输出阻抗206、比较电路210与参考电压源212。其中，数字-模拟转换器204连接于控制电路202与视频输出系统200的输出端a之间。复合视频信号输出阻抗206连接于视频输出系统200的输出端a与接地端之间。再者，比较电路210的第一输入端接收参考电压源212所输出的参考电压vref，比较电路210的第二输入端连接至视频输出系统200的输出端a，比较电路210的输出端产生比较结果信号r至控制电路202。其中，信号线120一端连接于视频输出系统200的输出端a，信号线120的另一端连接于电视150的复合视频信号输入阻抗152。
本发明的视频输出系统200系针对10位元(bit)的数字-模拟转换器204来进行校正。而以下的实施例系以10位元(bit)的数字-模拟转换器204来进行说明。当然本发明并不限定于此。
10位元(bit)的数字-模拟转换器204其解析度(resolution)为1/210。因此，数字-模拟转换器204每一阶的输出变化量为vs/1024。其中，vs为数字-模拟转换器204的操作电压(operationvoltage)。举例来说，假设操作电压vs为1.3v，当数字-模拟转换器204接收的数字码为“788”时，数字-模拟转换器204产生的电压值则为1.3v×(788/1024)＝1v。
本发明的视频输出系统200利用预设的数字码“788”来预期数字-模拟转换器204可产生1v的电位。并利用参考电压源212产生准确1v的参考电压vref。因此，比较电路210产生的比较结果信号r即指示出数字-模拟转换器204能否产生预期的1v电位，并作为控制电路202后续校正的依据。
在一实施例中，当数字视频信号sd’为预设数字码“788”时，数字-模拟转换器204会产生电位为1v的模拟视频信号sa。然而，当数字-模拟转换器204因制程偏移导致准确性较差时，数字-模拟转换器204接收预设数字码“788”后，所产生的模拟视频信号sa会有误差，例如，可能大于1v或者小于1v。因此，在一实施例中，控制电路202可调整数字码，直到数字码被调整到足以使数字-模拟转换器204产生1v的模拟视频信号sa为止。而此时的数字码即为目标数字码。
接着，控制电路202根据预设数字码以及目标数字码之间的关系，计算出增益值g。数字视频信号调整器214根据增益值g，将数字视频信号sd补偿为数字视频信号sd’。因此，可以确保模拟视频信号sa会在误差范围之内。以下详细说明视频输出系统200的校正程序。
在一实施例中，视频输出系统200于正常工作程序之前，先进入校正程序。当控制电路202进行校正程序时，控制电路202中尚未产生数字视频信号sd，因此控制电路202仅会改变数字视频信号sd’中的数字码。首先，控制电路202将预设数字码(例如“788”)作为数字视频信号sd’并输入数字-模拟转换器204，而数字-模拟转换器204对应产生一电压值作为模拟视频信号sa。接着，比较电路210比较参考电压vref以及模拟视频信号sa，并产生一比较结果信号r至控制电路202。
在一实施例中，假设预设数字码为“788”且假设数字-模拟转换器204具备准确的输出能力，数字-模拟转换器204根据此预设数字码对应地产生1v的模拟视频信号sa。则比较电路210产生的比较结果信号r指示出模拟视频信号sa等于参考电压vref。此时，预设数字码“788”即被设定为目标数字码，并且记录于控制电路202。
另外，假设数字-模拟转换器204根据预设数字码“788”所产生的模拟视频信号sa小于1v。则比较电路210产生的比较结果信号r相应指示出模拟视频信号sa小于参考电压vref。可理解的，假设数字-模拟转换器204根据预设数字码“788”所产生的模拟视频信号sa大于1v。则比较电路210产生的比较结果信号r相应指示出模拟视频信号sa大于参考电压vref。
在此实施例中，当控制电路202确认预设数字码所对应的模拟视频信号sa小于1v时，控制电路202则相应增加数字码(例如，增加至“988”)作为数字视频信号sd’至数字-模拟转换器204，并再次透过比较电路210接收比较结果信号r。
可理解的，在此实施例中，当控制电路202确认预设数字码所对应的模拟视频信号sa大于1v时，控制电路202则相应减少数字码(例如，减少至“588”)作为数字视频信号sd’至数字-模拟转换器204，并透过比较电路210再次接收比较结果信号r。
经过多次修正数字码后，比较结果信号r指示模拟视频信号sa等于1v时，则最后的数字码即为目标数字码，并且记录于控制电路202。
当控制电路202确认目标数字码后，即产生一增益值(gain)g，该增益值为目标数字码除以预设数字码。而增益值g传递至数字视频信号调整器214。
之后，当视频输出系统200正常运作时，控制电路202产生的数字视频信号sd会经由数字视频信号调整器214补偿为数字视频信号sd’。而数字-模拟转换器204根据数字视频信号sd’产生模拟视频信号sa至电视150。基本上，数字视频信号调整器214系为一乘法器，将数字视频信号sd乘上增益值g而成为数字视频信号sd’。
由以上的说明可知，视频输出系统200于校正程序时，控制电路202提供预设数字码作为数字视频信号sd’，并根据比较结果信号r来调整该数字码。再者，控制电路202持续改变数字码并提供至数字-模拟转换器204。当控制电路202提供的一目标数字码作为数字视频信号sd’，且该比较结果信号r确认模拟视频信号sa的电压值等于参考电压vref时，控制电路202根据预设数字码与目标数字码来获得增益值g。
再者，视频输出系统200于校正程序后，视频输出系统200正常运作时，数字视频信号调整器214根据增益值g，将数字视频信号sd补偿为数字视频信号sd’。因此，可以确保数字-模拟转换器204产生的模拟视频信号sa会在误差范围之内。
请参照图3，其所绘示为本发明视频输出系统进行校正程序的时间点示意图。为方便说明，将结合图2一并说明。根据规格书的规范，模拟模拟视频信号sa包括水平同步信号、水平同步信号、与影像信号。其中，水平同步信号包括水平空白区间(horizontalblankinginterval)，且垂直同步信号包括垂直空白区间(verticalblankinginterval)。
在电视150的屏幕显示一个画面(frame)时，模拟视频信号sa中需要具有有多个水平空白区间用来区隔电视150屏幕中不同的扫描线。举例来说，假设电视150屏幕的解析度为1024×768，显示一个画面时，模拟视频信号sa中会有768个水平空白区间。
另外，当电视150的屏幕显示多个画面(frame)时，其模拟视频信号sa中需要有多个垂直空白区间用来区隔电视150屏幕中不同的画面。也就是说，显示二个画面之间，模拟视频信号中会有1个垂直空白区间。
可理解的，水平空白区间为视讯输出系统200通知电视150进行水平扫描线的切换，而垂直空白区间为视讯输出系统200通知电视150进行画面的切换。因此，在水平空白区间以及水平空白区间，模拟视频信号sa的变化并不会影响到电视150屏幕的画面品质。
在本发明一实施例中，视频输出系统200可在垂直空白区间进行校正程序。如图3所示，在垂直空白区间之内，模拟视频信号sa包括许多脉波。而视频输出系统200在脉波的高准位时进行校正程序。亦即，视频输出系统200在垂直空白区间之内调整数字码，并且量测模拟视频信号sa的电压值。经过多次调整数字码后，于模拟视频信号sa的电压值到达参考电压vref(例如1v)时，即完成校正程序。
当然，除了在垂直空白区间来进行校正程序之外。在此领域的技术人员也可以根据以上的描述，在水平空白区间进行校正程序亦可达成相同的效果。
请参照图4a，其所绘示为本发明视频信号补偿方法的流程图。本发明的视频信号补偿方法可运用于图2的视频输出系统。
本发明的校正程序系在空白区间时开始进行，空白区间可为水平空白区间或者垂直空白区间。首先，提供一预设数字码至数字-模拟转换器204(步骤s410)。基本上，预设数字码可以让数字-模拟转换器204产生的电压值等于参考电压vref。例如，参考电压vref为1v。而控制电路202提供的预设数字码为“788”时，数字-模拟转换器204预期可产生1v的电压。
接着，判断数字-模拟转换器204输出的电压值是否等于参考电压vref(步骤s420)。当比较电路210确认数字-模拟转换器204输出的电压值不等于参考电压vref时，则控制电路202改变数字码并提供至数字-模拟转换器204(步骤s430)，并回到步骤s420。
当数字-模拟转换器204输出的电压值等于参考电压vref时，则设定此时的数字码为一目标数字码(步骤s440)。接着，根据预设数字码与目标数字码获得一增益值g(步骤s450)。基本上，增益值为目标数字码除以预设数字码。
接着，控制电路202中的数字视频信号调整器214根据该增益值g，将一数字视频信号sd补偿为一数字视频信号sd’，并提供至数字-模拟转换器204，并产生一模拟视频信号sa(步骤s460)。
由以上的说明可知，本发明的视频信号补偿方码系于校正程序时，提供预设数字码至数字-模拟转换器204，使数字-模拟转换器204产生一个电压值。当此电压值不等于参考电压vref时，改变数字码直到数字-模拟转换器204产生的电压值等于参考电压vref时，停止改变数字码，并将此数字码设定为目标数字码。接着，根据预设数字码与目标数字码获得增益值g。最后，根据增益值g，将数字视频信号sd补偿为数字视频信号sd’，并提供至该数字-模拟转换器204以产生模拟视频信号。
请参照图4b，其所绘示为改变数字码的方法流程图。首先，判断数字-模拟转换器204输出的电压值是否大于参考电压vref(步骤s432)。当数字-模拟转换器204输出的电压值大于参考电压vref时，控制电路202减少该数字码，并提供至数字-模拟转换器204(步骤s434)；反之，当数字-模拟转换器204输出的电压值小于参考电压vref时，控制电路202增加该数字码，并提供至数字-模拟转换器204(步骤s436)。
根据本发明的实施例，本发明并不限定于改变数字码的方式。举例来说，控制电路可以利用二分法来改变数字码。或者，控制电路可以利用逐渐递增或者逐渐递减的方式来改变数字码。
请参照图5，其所绘示为利用二分法来进行校正程序的实际范例。在一实施例中，假设参考电压vref为1v。并且，当比较结果信号r为“01”时，代表数字-模拟转换器输出的电压值小于参考电压vref。比较结果信号r为“10”时，代表数字-模拟转换器输出的电压值大于参考电压vref。比较结果信号r为“00”时，代表数字-模拟转换器输出的电压值等于参考电压vref。为方便说明，将结合图2一并说明。
如图5所示，在此范例中，于开始校正程序时，预设数字码为“788”，而数字-模拟转换器204输出的电压值为0.94v。因此，比较结果信号r为“01”，代表数字-模拟转换器204输出的电压值小于参考电压vref。
接着，控制电路202调整数字码至“988”，数字-模拟转换器204基于调整后之数字码988相应输出1.46v的电压。因此，比较结果信号r相应变更为“10”，代表数字-模拟转换器204输出的电压值大于参考电压vref。
接着，控制电路202再度因应比较结果调整数字码至“888”(亦即，(788+988)/2)，数字-模拟转换器204则相应输出1.20v。在此情况下，比较结果信号r维持为“10”，代表数字-模拟转换器204输出的电压值仍大于参考电压vref。
由于数字-模拟转换器204输出的电压值仍未等于参考电压vref，因此，控制电路202继续调整数字码至“838”(亦即，(788+888)/2)，数字-模拟转换器204也相应输出1.07v。经比对后，数字-模拟转换器204输出的电压值仍大于参考电压vref，比较结果信号r继续维持为“10”。
接着，控制电路202调整数字码至“813”(亦即，(788+838)/2)，数字-模拟转换器204相应输出1.00v。经比对后，比较电路210判断数字-模拟转换器204输出的电压值等于参考电压vref，因此，比较结果信号r为“00”。
当控制电路接收到”00”的比较结果信号r后，控制电路202确认当数字码为“813”时，数字-模拟转换器可输出1.0v。因此，目标数字码即为“813”。并且，控制电路202可基于目标数字码以及预设数字码获得增益值g为1.032(g＝813/788)。
换句话说，于校正程序时，当比较结果信号r显示参考电压vref与该模拟视频信号sa的电压不相同时，控制电路202会增加或减少该第二数字视频信号sd’之数字码，直到比较结果信号r显示参考电压vref与模拟视频信号sa之电压值相同为止。
由以上的说明可知，当控制电路202计算出增益值之后，代表控制电路202已经得知数字-模拟转换器204的误差。因此，数字视频信号调整器214根据增益值g，将数字视频信号sd补偿为数字视频信号sd’。因此，可以确保数字-模拟转换器204输出的模拟视频信号sa会在误差范围之内。
由以上的说明可知，本发明的数字-模拟转换器204并未进行习知的测试与调整动作，而是直接组装于视频输出系统200。当视频输出系统200组装完成后，控制电路202可进行校正程序。再者，当校正程序完成之后，即可确认模拟视频信号sa会小于误差范围。
本发明的视频输出系统200仅于第一次启动时，于水平空白区间进行校正程序，并计算出增益值g。而后续视频输出系统200再次启动时，即不再进行校正程序。
或者，本发明的视频输出系统200每次接收电源而启动时，皆会在水平空白区间进行进行一次校正程序，并计算出增益值g。该增益值g使用于该视频输出系统200接收电源的运作期间。
或者，视频输出系统200于每次切换画面之间的水平空白区间时，皆进行校正程序，并计算出增益值g。如此，可以解决该视频输出系统200随着环境温度变化时，数字-模拟转换器204的误差变化。换句话说，该校正程序可在电视150开机时执行，或于电视150显示一第一个画面前执行，或于电视150显示每个画面之前执行。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰。因此，本发明之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。