本发明是有关于一种视频编码电路、视频输出系统及其相关的视频信号的转换方法，且特别是有关于一种应用于复合视频播放信号之视频编码电路、视频输出系统及其相关的视频信号的转换方法。
背景技术：
：：一般来说，视频输出系统(例如是机顶盒(set-topbox))的内部通常以数字格式进行处理，然而电视机是以模拟格式进行播放与显示。所以视频输出系统之内部需先进行视频信号之数字至模拟的转换，才能让所输出的视频信号得以在电视机上播放。然而，由于视频输出系统中用以进行数字至模拟转换的数字模拟转换器(digitaltoanalogconverter,dac)的数字至模拟的转换函数曲线常常可能呈现非线性状态，而使得视频信号之数字至模拟的转换有不理想的状况出现。如何解决dac之非线性状态所导致的问题，以提升视频信号之品质，乃业界所致力的课题之一。技术实现要素：本发明系有关于一种视频编码电路、视频输出系统及其相关的视频信号的转换方法。本发明透过查找表的使用，可以低成本的方式，有效地补偿数字模拟转换器的非线性特性所造成的问题。根据本发明之第一方面，提出一种视频编码电路，电性连接于一数字模拟转换器，用以将一第一数字影像信号编码为一第二数字影像信号。第一数字影像信号包含一亮度信号、一色彩信号以及一解码同步信号。视频编码电路包含一补偿电路、一色彩产生电路及一视频合成电路。补偿电路用以判断与亮度信号对应之一选定阶度。色彩产生电路电性连接补偿电路，并依据选定阶度与色彩信号产生一色彩载波信号。视频合成电路电性连接色彩产生电路、补偿电路与数字模拟转换器。视频合成电路根据亮度信号、解码同步信号以及色彩载波信号产生第二数字影像信号，并输出第二数字影像信号至数字模拟转换器。根据本发明之第二方面，提出一种视频输出系统，用以电性连接至一电视。输出系统包含一视频编码电路及一数字模拟转换器。视频编码电路用以将一第一数字影像信号编码为一第二数字影像信号。第一数字影像信号系包含一亮度信号、一色彩信号以及一解码同步信号。视频编码电路包含一补偿电路、一色彩产生电路及一视频合成电路。补偿电路用以判断与亮度信号对应之一选定阶度。色彩产生电路电性连接于补偿电路，用以依据选定阶度与色彩信号产生一色彩载波信号。视频合成电路电性连接于色彩产生电路与补偿电路。视频合成电路根据亮度信号、解码同步信号以及色彩载波信号产生第二数字影像信号。而数字模拟转换器则是电性连接于视频编码电路，用以将第二数字影像信号转换为一模拟复合视频播放信号后，将模拟复合视频播放信号输出至电视。根据本发明之第三方面，提出一种视频信号的编码方法，应用于将一第一数字影像信号编码为一第二数字影像信号之视频编码电路。数字影像信号系包含一亮度信号、一色彩信号以及一解码同步信号。编码方法包含以下步骤。判断与亮度信号对应之一选定阶度；依据选定阶度与色彩信号产生一色彩载波信号；根据亮度信号、解码同步信号以及色彩载波信号产生第二数字影像信号；以及输出第二数字影像信号至一数字模拟转换器。为了对本发明之上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：附图说明图1绘示数字模拟转换器的理想转换函数曲线与非理想转换函数曲线之比较图。图2绘示数字模拟转换器的输出信号的相位，受到转换函数的非线性特性的影响之示意图。图3绘示乃根据本发明一较佳实施例之一种视频输出系统的方块图。图4系依据复合视频播放信号规格书规范之传送电视画面之波形之部分之一例的示意图。图5绘示乃对应至一个场域中某一列之影像的复合亮度信号y’之一例的波形图。图6绘示乃模拟复合视频播放信号cvbs1之一例。图7乃针对同一个色彩信息，于不同的亮度阶度下，进行测试所得之数字模拟转换器之输出的差分相位。图8乃使用本发明实施例之视频编码电路后，针对同一个色彩信息，于不同的亮度阶度下，进行测试所得之数字模拟转换器之输出的差分相位。具体实施方式请参照图1，其绘示数字模拟转换器的理想转换函数曲线与非理想转换函数曲线之比较图。纵轴代表数字模拟转换器的模拟输出电压dac_out，而横轴则代表数字模拟转换器的输入数字值dac_in。转换函数曲线t1代表理想的数字模拟转换器的线性转换函数。亦即，对数字模拟转换器而言，理想的转换函数曲线为，输入数字值dac_in与模拟输出电压dac_out之间维持线性关系。数字模拟转换器的转换特性曲线有可能会有非线性的情况产生，例如是受到制程偏移的影响而导致非线性的产生。转换函数曲线t2与t3为非理想之数字模拟转换器之转换函数曲线之二例。对于相同的输入数字值dac_in(1)来说，经由转换函数曲线t2所得到的模拟输出电压dac_out(2)将比经由转换函数曲线t1所得到的模拟输出电压dac_out(1)还小。而经由转换函数曲线t3所得到的模拟输出电压dac_out(3)将比经由转换函数曲线t1所得到的模拟输出电压dac_out(1)还大。非理想之数字模拟转换器之转换函数曲线t2与t3将可能使得视频输出系统中的复合视频播放信号(compositevideobasebandsignal,cvbs)中带有色彩信号的载波信号的相位有超前或落后的情形产生。请参见图2，其系数字模拟转换器的输出信号的相位，受到转换函数的非线性特性的影响之示意图。纵轴代表模拟输出电压dac_out，横轴代表时间。在图2中，波形w1、w2、w3分别为对应于转换函数曲线t1、t2、t3转换而得的弦波信号。由图2可以看出，由于转换函数曲线t3的非线性特性，使得波形w3的相位领先波型w1的相位。类似的，波形w2的相位则是落后波型w1的相位。由于相位的差异，导致且在时间点t1时，波形w3与的波形w2电压值均不同于波形w1的电压值，进而导致信号失真的问题产生。由于复合视频播放信号中的色彩信息系藉由调整载波信号的相位来得到，载波信号的相位有超前或落后的情形的话，则会使得所要传送的色彩信息失真。为了解决上述之由数字模拟转换器输出的复合视频播放信号中，包含有色彩信息之载波信号的相位受到转换函数的非线性特性的影响，而导致色彩失真的情形，本发明提出以下实施例以解决上述问题。请参照图3，其绘示乃根据本发明一较佳实施例之一种视频输出系统的方块图。视频输出系统300用以电性连接至电视302。视频输出系统300包含视频编码电路304及数字模拟转换器306。视频编码电路304用以将一第一数字影像信号d1编码为一第二数字影像信号d2。第一数字影像信号d1包含一亮度(luminance)信号y、一色彩信号以及一解码同步信号sync。色彩信号包括蓝色色彩信号cb以及红色色彩信号cr。以下以色彩信号cb、cr表示之。解码同步信号sync包括水平同步信号hsync与垂直同步信号vsync。视频编码电路304包含一补偿电路308、一色彩产生电路310及一视频合成电路312。补偿电路308用以判断与亮度信号y对应之一选定阶度sl。色彩产生电路310电性连接于补偿电路308，用以依据选定阶度sl与色彩信号cb、cr产生色彩载波信号c。视频合成电路312电性连接于色彩产生电路310与补偿电路308。视频合成电路312根据亮度信号y、解码同步信号sync以及色彩载波信号c产生第二数字影像信号d2。数字模拟转换器306系电性连接于视频编码电路304，用以将第二数字影像d2信号转换为一模拟复合视频播放信号cvbs1后，将模拟复合视频播放信号cvbs1输出至电视302，以供电视302播放出彩色视频画面。视频输出系统300更可包含一数字影像解码电路320，用以输出包含亮度信号y、色彩信号cb、cr以及解码同步信号sync之第一数字影像信号d1。数字影像解码电路320可为mpeg解码器或h.264解码器，可例如将三原色色彩信号(rgb)解码为本实施例之亮度信号y以及色彩信号cb、cr。色彩产生电路310依据复合视频播放信号的标准将色彩信号cb、cr转换为色度(chrominance)信号u与浓度(chroma)信号v。接着可依据补偿电路308提供的选定阶度sl调整色度信号u与浓度信号v的相位，再依据调整相位后的色度信号u与浓度信号v合成以产生色彩载波信号c。此外，视频编码电路304更包含一视频同步电路314与时序控制电路316。时序控制电路316接收解码同步信号sync后，将解码同步信号sync传送给视频同步电路314。视频同步电路314将亮度信号y与解码同步信号sync合成之后，得到包含同步信号的复合亮度信号y’。复合亮度信号y’可视为同时包含了亮度信号y与解码同步信号sync。请参见图4，其系依据复合视频播放信号规格书规范之传送电视画面之波形之部分之一例的示意图。图4的左侧对应于一个画框(frame)的偶数场域(evenfield)f_e，右侧对应于下一个画框的单数场域(oddfield)f_o。为区别偶数场域f_e与单数场域f_o，复合视频播放信号另具有垂直同步信号vsync，用于作为场域的同步信号。每个场域系具有多条线(line)，例如，偶数场域f_e包含与第476列ln(476)、第478列ln(478)、第480列ln(480)对应的波形；单数场域f_o包含与第1列ln(1)、第3列ln(3)、第5列ln(5)对应的波形。请参照图5，其绘示乃对应至一个场域中某一列之影像的复合亮度信号y’之一例的波形图。复合亮度信号y’中包含有水平同步脉冲402、白色画面402与亮度信号yl1～yl6。影像准位(videolevel)用于定义影像信号的大小。美国国家电视系统委员会(nationaltelevisionsystemcommittee，简称为ntsc)所规范的空白(blankinglevel)影像准位(遮没准位)为0ire，黑色准位为+7.5ire，白色准位(whitelevel)为+100ire。其中，空白影像准位为影像信号(通常为0v)的参考准位。其中，1ire＝7.14mv。为便于说明，图5仅绘出复合亮度信号y’在40微秒(μs)与64微秒期间对应至亮度信号y的直流部分，而未绘示对应于色度信号u与浓度信号v的被调变过后的载波信号。在本实施例中，复合亮度信号y’在40微秒与64微秒期间(以4微秒为一个单位)可对应于6个直流位准，即如图5所示之亮度信号yl1～yl6所对应的20ire、40ire、60ire、80ire、100ire、及120ire。每个直流位准皆分别对应于上述第一数字影像信号d1中的不同的亮度信号y。虽然图5系绘示出上述六个直流位准，然由于复合亮度信号y’系为数字形式，实际操作中复合亮度信号y’应为对应至上述直流位准的数字值。本实施例中，系以6个亮度信号yl1～yl6表示6种不同的亮度信号y为例说明，然而本实施例并不限于此。请参照图6，其绘示乃模拟复合视频播放信号cvbs1之一例。复合亮度信号y’若经数字模拟转换之后，可以让电视302显示出黑白的电视影像。而经由视频合成电路312将含有色度信号u与浓度信号v的色彩载波信号c与复合亮度信号y’合成之后所得到的第二数字影像信号d2，于经过数字模拟转换之后所得到的模拟复合视频播放信号cvbs1，可以让电视302显示出彩色的电视影像。模拟复合视频播放信号cvbs1具有系色信号(colorburst)406，其约具有10个周期。系色信号406所提供的载波信号系作为后续的色彩信息编码时的相位与振幅参考用的基准载波信号。模拟复合视频播放信号cvbs1更具有多个色彩信息，例如是色彩信息408(1)～408(6)。色彩信息包含2组正交分量(quadraturecomponent)，透过系色信号406之频率于载波之上进行调变。调变后之信号的相位与振幅，都将决定同一列画素中每个画素的色彩表现。在图6中，可假设介于40～44微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于黄色(色彩信息408(1))，且其亮度信号的位准为20ire；假设介于44～48微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于青色(色彩信息408(2))，且其亮度信号的位准为40ire；假设介于48～52微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于绿色(色彩信息408(3))，且其亮度信号的位准为60ire；假设介于52～56微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于紫色(色彩信息408(4))，且其亮度信号的位准为80ire；假设介于56～60微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于红色(色彩信息408(5))，且其亮度信号的位准为100ire；以及，假设介于60～64微秒间的模拟复合视频播放信号cvbs1对应于蓝色(色彩信息408(6))，且其亮度信号的位准为120ire。模拟复合视频播放信号cvbs1使用相同频率的载波信号传送不同的色彩信息408(1)～408(6)。例如，在ntsc规格中，载波信号的频率为3.58mhz；而在逐行倒相(phasealternatingline，简称为pal)规格中，载波信号的频率为4.43mhz。而模拟复合视频播放信号cvbs1区别色彩信息的方式则是透过相位偏移的控制的方式来达成。假设有m种色彩，则每个色彩信息间的相位差为360/m度。例如，若m＝6，则各个色彩信息之间的相位差为60度。假设以相位超前或落后的方式调整色彩信息的相位角θ。未经调整的载波信号sin(ωt)，经过相位调整后的载波信号为sin(ωt+θ)或sin(ωt-θ)。其中，在ntsc规格中，黄色所对应的相位角θ1为167.1度，青色所对应的相位角θ2为283.5度，绿色所对应的相位角θ3为240.7度，紫色所对应的相位角θ4为60.7度，红色所对应的相位角θ5为103.5度，蓝色所对应的相位角θ6为347.1度。复合视频播放信号cvbs亦规范载波信号的相位误差幅度(例如，必须小于2度)。因此，数字模拟转换器的非线性特性很可能使模拟复合视频播放信号cvbs1违反复合视频播放信号规格书的规范，进而使电视的显示画面受到影响。模拟复合视频播放信号cvbs是以亮度搭配色彩信息的方式进行调变。其中，亮度信号以不同的电压大小来表示。电压越高亮度就越高、电压越低亮度就越低。如图1所示，当输入至数字模拟转换器的数值越高时，实际输出电压与理想输出电压间的差异也越大。也就是说，由于数字模拟转换器的非线性特性，在输入电压越高时会导致实际输出值与理想输出值的差异越大。因此，电视接收模拟复合视频播放信号cvbs1而显示画面时，容易因为亮度越高而使画面的色彩更为失真。亦即，当亮度越高时，亮度信号所对应的电压值越高，则经由数字模拟转换器306转换后之模拟电压与理想电压的差异越大，亦将使得色彩信息的载波相位的偏移量变大。也就是色彩信息的载波相位超前的相位会更多，或是落后的相位会更多。因此，本实施例藉由针对不同的亮度信号的色彩信息，给予不同的补偿相位，以解决上述因为数字模拟转换器之非线性转换函数之影响，而使色彩信息的载波有相位偏差的问题。请再参考图3，色彩产生电路310较佳地更包括一储存电路318，用以储存一查找表(look-uptable)。此查找表系包含s个亮度阶度与s个补偿相位间的多个阶度映射关系。且色彩产生电路310依据此些阶度映射关系而得出与选定阶度对应之一补偿相位，其中s为大于一的整数。表一表一系以s值等于6为例做说明。表一例示性地列出6个亮度阶度l1～l6。表一更列出亮度阶度l1～l6所对应的亮度信号的亮度电压yc的范围。例如，当亮度电压yc小于等于60ire时，则判断为亮度阶度l1。而当亮度电压yc大于60ire且小于等于80ire时，则判断为亮度阶度l2。以图5之亮度信号yl1～yl6为例，亮度信号yl1～yl3的电压小于等于60ire，故属于亮度阶度l1。而亮度信号yl4～yl6则分别属于亮度阶度l2～l4。透过判断亮度信号之电压属于亮度电话范围的哪一个范围，可以得知选定阶度应为亮度阶度l1～l6中的哪一个亮度阶度。表一更列出与亮度阶度对应之亮度数值范围系。本实施例之亮度数值系以数字值0～1023为例做说明。举例来说，亮度电压60系对应至亮度数值337，故亮度阶度l1系对应至亮度数值yc’小于等于337之范围。表一亦列出与亮度阶度对应的补偿相位。不同的亮度阶度系对应至不同的补偿相位。例如，亮度阶度l1～l6系对应至补偿相位θm1～θm6。其中，当亮度信号的准位越高时，选定阶度越高，且补偿相位越大。此外，如表一所示之查找表更包含下列二者中至少之一者：多个正弦数值与s个补偿相位间的正弦相位映射关系，以及多个余弦数值与s个补偿相位间的余弦相位映射关系。例如，补偿相位θm1对应至正弦数值sin(ωt+θc+θm1)或sin(ωt-θc-θm1)，并对应至余弦数值cos(ωt+θc+θm1)或cos(ωt-θc-θm1)。其中，θc为对应至不同色彩的相位角(如上述之黄色对应至相位角θ1为167.1度，青色所对应的相位角θ2为283.5度，绿色所对应的相位角θ3为240.7度，紫色所对应的相位角θ4为60.7度，红色所对应的相位角θ5为103.5度，蓝色所对应的相位角θ6为347.1度)。而图3所示之色彩产生电路310藉由查表之后，将以表一所得的正弦数值或余弦数值来对色度信号u与浓度信号v进行编码，可得到乘上此正弦数值的色度信号u以及乘上此余弦数值的浓度信号v，或者可得到乘上此余弦数值的色度信号u以及乘上此正弦数值的浓度信号v。接着可合成乘上正弦或余弦数值的色度信号u与浓度信号v，以得到色彩载波信号c。例如为c＝u*sin(ωt+θc+θm)+v*cos(ωt+θc+θm),或者c＝u*cos(ωt+θc+θm)+v*sin(ωt+θc+θm)，或者c＝u*sin(ωt-θc-θm)+v*cos(ωt-θc-θm)，或者c＝u*cos(ωt-θc-θm)+v*sin(ωt-θc-θm)。因此，本实施例系藉由提供给色彩载波信号c一个补偿相位，以补偿上述之由于数字模拟转换器之非线性特性所造成的模拟复合视频播放信号cvbs1的相位偏移的情形。举例而言，若数字模拟转换器306的非线性特性使得模拟复合视频播放信号cvbs1的相位超前相位θe的话，则色彩载波信号c的补偿相位为落后相位θm，其中θm约等于θe。来使模拟复合视频播放信号cvbs1中所包含的色彩信息的相位得到补偿。如此，藉由使色彩载波信号c的相位补偿为落后之相位θm，可使模拟复合视频播放信号cvbs1由于数字模拟转换器之非线性特性所导致的相位偏差θe可以得到补偿。其中，补偿电路308系依据亮度信号与s个门槛值的比较而决定与亮度信号对应之选定阶度，其中s为大于一的整数。于表一中，上述之s个门槛值例如为亮度阶度l1～l6所对应之六个亮度数值范围的边界值，例如是数字值337、450、562、675、787、及900。于一实施例中，请参照图6，于查出每个亮度信号所对应的亮度阶度之后，色彩产生电路310将依照补偿相位θm来调整色度信号u与浓度信号v的相位。调整方式将以相位累计的方式进行调整。亦即，于目前时间区段内的查表而得的补偿相位θm会等于目前时间区段内的实际补偿相位与先前所有时间区段内的所有实际补偿相位的总和。举例来说，色彩信息408(3)查表所得到的补偿相位，系等于色彩信息408(1)～408(3)所有实际补偿相位的和。而色彩信息408(2)查表所得到的补偿相位，系等于色彩信息408(1)～408(2)所有实际补偿相位的和。例如，假设色彩信息408(1)～408(3)的实际补偿相位分别θa1、θa2、及θa3，而色彩信息408(1)～408(3)查表所得之补偿相位假设分别θb1、θb2、及θb3。则θb1＝θa1，θb2＝θa1+θa2，θb3＝θa1+θa2+θa3。也就是说，色彩信息408(3)实际的补偿相位θa3＝θb3-θa1-θa2。此种作法可以让不同亮度信号之色彩信息的载波可以尽量维持连续。请参照图7与图8，其中图7乃针对同一个色彩信息，于不同的亮度阶度下，进行测试所得之数字模拟转换器之输出的差分相位(differentialphase)，而图8乃使用本发明实施例之视频编码电路后，针对同一个色彩信息，于不同的亮度阶度下，进行测试所得之数字模拟转换器之输出的差分相位。上述之测试系以tektronix公司所生产的仪器vm700来进行。由图7可以看出，当未进行相位补偿时，随着亮度阶度的增加，差分相位也逐渐递增。差分相位亦即是上述的模拟复合视频播放信号cvbs1由于数字模拟转换器之非线性特性所导致的相位偏差θe。在图7中，最小的差分相位为-1.18度、最大的差分相位为0度，差分相位的峰对峰值为1.18度。由图8可以看出，当进行相位补偿之后，最小的差分相位为-0.12度，最大的差分相位为0.15度，差分相位的峰对峰值为0.27度，远小于图7所示的差分相位的峰对峰值1.18度。由第7及8图可知，有进行本发明实施例之相位补偿时，差分相位明显地变小，且差分相位也不会随着亮度阶度的增加而增加。在本领域中的技艺者均可了解，在上述的说明中，作为举例之各种逻辑方块、模组、电路及方法步骤皆可利用电路、硬体、韧体、或电脑程式搭配处理器来实现、或利用上述之组合来实现。承上所述，本发明的视频编码电路可动态地因应亮度信号的大小而提供不同的补偿相位，以补偿数字模拟转换器之非线性特征所导致的相位偏移。此外，使用查找表的做法，可降低为了补偿数字模拟转换器之非线性之特性所需花费的硬体成本，例如可以不需额外配置另一个数字模拟转换器来补偿其非线性之特性。即使视频输出系统更换不同的数字模拟转换器，仅需透过更改查找表的内容，即可对数字模拟转换器之非线性特性进行补偿。故本发明具有低成本与设计上之高弹性之优点。综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属
技术领域：
：中的技术人员，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。当前第1页12当前第1页12