CN1705342A - 高速视频信号处理系统 - Google Patents

Abstract

一种高速视频信号处理系统，包含有：接收端，用以接收模拟信号；多个模拟/数字转换器，电连于该接收端，用以根据多个控制信号，将接收端所接收的模拟信号转换为数字信号；以及交错控制器，电连于所述模拟/数字转换器，用以产生所述控制信号以根据预设顺序选择性地使能所述模拟/数字转换器。

Description

高速视频信号处理系统

技术领域

本发明涉及一种视频信号处理系统，特别涉及一种具交错控制的模拟/数字转换器及调校回路，以增加操作速度及准确度的视频信号处理系统。

背景技术

在信号处理系统里，模拟/数字转换器(Analog To Digital Converter，ADC)被广泛地使用来将模拟信号转换为数字信号，随着高速运作的需求持续增加，现今研发厂商无不致力于发展高速的信号处理系统。

现有模拟/数字转换器的调校，在工厂交货前就已完成，然而，模拟/数字转换器开始使用后，其性能表现就会随之开始衰退。在视频信号处理系统中，如电视、数字电视等，模拟/数字转换器的性能表现及正确性对帧显示非常重要，而现有视频信号处理系统无法避免模拟/数字转换器性能表现下降的问题。

发明内容

本发明揭露一种高速视频信号处理系统，其包含有：接收端，用以接收模拟信号；多个模拟/数字转换器，电连于接收端，用以根据多个控制信号，将接收端所接收的模拟信号转换为数字信号；以及交错控制器，电连于所述模拟/数字转换器，用以产生所述控制信号以根据预设顺序选择性地使能所述模拟/数字转换器；调校控制模块，用以产生控制信号以进行模拟/数字转换器的调校。

附图说明

图1显示本发明第一实施例高速视频信号处理系统的功能方块图。

图2显示图1的模拟/数字转换器交错取样及转换的示意图。

图3、4、5、6、7、8、9显示图1的视频信号处理系统的取样帧对应于模拟/数字转换器的像素位图。

图10显示本发明第二实施例具有调校回路的高速视频信号处理系统的功能方块图。

图11显示本发明第三实施例高速/高准确度的视频信号处理系统的功能方块图。

附图符号说明

100、800、900视频信号处理系统

102、802、902：电容

104、804、806、808、810、812、904、906、908、910、912：开关

106、814、914：参考电压产生器

108、110、820、822、920、922：模拟/数字转换器

112、824、924：交错控制器

SEL_A、SEL_B：选择信号

HSYNC：水平同步信号

VSYNC：垂直同步信号

Vin：输入信号

V_clamp：钳位电压

DOUT_A、DOUT_B：数字信号

816、818、916、918：增益及偏移量粗调器

826、926：调校逻辑模块

928、930：数位乘法器

932、934：数位加法器

SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0、SW_g1：信号

GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A、OFFS_B、DGAIN_A、DGAIN_B、DOFFS_A、DOFFS_B：控制信号

具体实施方式

图1显示本发明第一实施例高速视频信号处理系统100的功能方块图，包含电容102、开关104、参考电压产生器106、模拟/数字转换器108、110及交错控制器(Interleaving Controller)112。电容102为直流电平储存器，用以将输入信号Vin的直流电平平移至模拟/数字转换器108、110的内部操作电压范围；开关104在视频空白区间将参考电压产生器106产生的钳位电压V_clamp传送至电容102，用以将输入信号Vin的直流电平平移；模拟/数字转换器108、110受控于交错控制器112所输出的选择信号SEL_A、SEL_B，依序将所接收的模拟信号转换为数字信号DOUT_A、DOUT_B；交错控制器112较佳地根据水平同步信号HSYNC及垂直同步信号VSYNC，依序使能模拟/数字转换器108及110，启动模拟/数字转换器108及110的顺序可适当改变；通过交错启动模拟/数字转换器108、110以执行信号取样及转换，视频信号处理系统100可达到两倍的转换速度。

图2显示模拟/数字转换器108、110交错取样及转换的示意图；藉由模拟/数字转换器108及110交错取样及转换的方式，视频信号处理系统100可依序转换输入信号Vin，从而达到两倍的信号处理速度。

在图1中，交错控制器112可执行不同的交错控制，以去除因模拟/数字转换器108、110不匹配时，进行交错转换所产生的不正常图样(如条纹)。首先，图3显示视频信号处理系统100的取样帧对应于模拟/数字转换器108及110的像素位图；模拟/数字转换器108取样奇数像素，而模拟/数字转换器110取样偶数像素；在此情形下，若模拟/数字转换器108与110不匹配时，会在帧中产生垂直条纹及肉眼可见的闪烁。

接下来，图4显示视频信号处理系统100的取样帧，以单网线交错控制模拟/数字转换器108及110的启始所对应于的像素位图；奇数网线的取样由模拟/数字转换器108开始，而偶数网线的取样由模拟/数字转换器110开始；藉由上述单网线交错控制，若发生模拟/数字转换器108与110不匹配将对肉眼较不敏感。

图5显示视频信号处理系统100的取样帧，以双网线交错控制模拟/数字转换器108及110的启始所对应于的像素位图。网线1、2、5、6的取样由模拟/数字转换器108开始，而网线3、4、7、8的取样由模拟/数字转换器110开始；亦即，交错控制器112每两网线即更换启始取样像素为模拟/数字转换器108或110。

交错控制器112较佳地利用帧(by frames)交错控制模拟/数字转换器108及110的启始；对于连续的帧，肉眼可视为低通滤波器。因此，当采用帧交错控制时，模拟/数字转换器108与110的不匹配所造成的像素差异被均化，而对肉眼较不敏感。举例来说，图6及图7显示视频信号处理系统100的取样帧，以单帧及单网线(one frame/one line)交错控制模拟/数字转换器108及110的启始所对应于的像素位图；图6为奇数帧的位图，而图7为偶数帧的位图；此外，图8及图9显示视频信号处理系统100的取样帧，以双帧及单网线交错控制模拟/数字转换器108及110的启始所对应于的像素位图；图8为每两间隔帧的位图，而图9为另外两间隔帧的位图。

上述的交错控制在此供说明之用，而不欲限制本发明，交错控制器112亦可根据不同的需求采用不同的交错控制，熟悉此技艺人士当可做出各种可能变化，而不跳脱本发明的精神范畴。

通过上述交错启动模拟/数字转换器的架构来提升转换速率，模拟/数字转换器之间的匹配性变得很重要。由于模拟/数字转换器开始使用后，模拟/数字转换器的性能表现就会随之开始衰退，使得模拟/数字转换器的调校变得非常重要。因此，本发明另提供具有调校回路的高速视频信号处理系统。

图10显示本发明第二实施例具有调校回路的高速视频信号处理系统800的功能方块图，包含电容802、开关804、806、808、810、812、参考电压产生器814、增益及偏移量粗调器816、818、模拟/数字转换器820、822、交错控制器824及调校逻辑模块826；电容802为直流电平储存器，用以将输入信号Vin的直流电平平移至模拟/数字转换器820、822的内部操作电压范围；开关806将参考电压产生器814产生的钳位电压V_clamp传送至至电容102，用以将输入信号Vin的直流电平平移；当执行调校时，调校逻辑模块826以信号SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0及SW_g1控制开关804、806、808、810及812的开启或关闭，以传送内部调校的参考电压，并根据模拟/数字转换器820、822输出的信号计算出增益或偏移量误差，产生控制信号GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A及OFFS_B来控制以输出至增益及偏移量粗调器816、818，从而调整增益及偏移量的电平以补偿模拟/数字转换器820、822的增益或偏移量误差；模拟/数字转换器820、822根据交错控制器824输出选择信号SEL_A、SEL_B，依序将所接收的模拟信号转换为数字信号DOUT_A、DOUT_B；交错控制器824根据水平同步信号HSYNC及垂直同步信号VSYNC，依序使能模拟/数字转换器820及822，并可适时改变启动模拟/数字转换器820及822的顺序。通过交错启动模拟/数字转换器820、822以执行信号取样及转换，视频信号处理系统800可达到两倍的转换速度，而视频信号处理系统800的调校回路可执行增益及偏移量的调校并减少模拟/数字转换器820与822的不匹配。因此，视频信号处理系统800可藉交错控制模拟/数字转换器820、822的使能而达到较高速度，并藉动态调校回路达到更高的准确度。

图11显示本发明第三实施例高速/高准确度的视频信号处理系统900的功能方块图，包含电容902、开关904、906、908、910、912、参考电压产生器914、增益及偏移量粗调器916、918、模拟/数字转换器920、922、交错控制器924、调校逻辑模块926、数字乘法器928、930及数位加法器932、934。关于视频信号处理系统900的粗调及信号转换运作方式与图8所示的视频信号处理系统800相似，在此不赘述。相较于视频信号处理系统800，视频信号处理系统900另包含微调模块，其较佳地包含数字乘法器928、930及数字加法器932、934，数字乘法器928、930可根据调校逻辑模块926输出的控制信号DGAIN_A、DGAIN_B，将模拟/数字转换器920、922的输出信号乘以一值，以补偿模拟/数字转换器920、922输出的数字信号的增益误差；同样地，数字加法器932、934可根据调校逻辑模块926输出的控制信号DOFFS_A、DOFFS_B，将数字乘法器928、930的输出信号加上一值，以补偿模拟/数字转换器920、922输出的数字信号的偏移量误差；藉由数字乘法器及数字加法器良好的线性特性，些微的增益及偏移量误差亦可被补偿，从而提高模拟/数字转换器的匹配度。

简言之，电连于模拟/数字转换器的调校回路可以减少模拟/数字转换器间的增益及偏移量不匹配，而像素、网线或帧的交错控制则可去除模拟/数字转换器交错转换所产生的不正常图样(如条纹)。

在本发明中，上述的视频信号处理系统中亦可包含超过两个的模拟/数字转换器；利用更多交错启动的模拟/数字转换器，本发明可达到更高的操作速度，从而应付某些特殊的应用。

综上所述，本发明视频信号处理系统可藉交错控制模拟/数字转换器达到高速信号转换，并藉粗调器、微调器及调校逻辑模块所形成的调校回路，达到高准确的转换，从而增加运作效率及减少生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种高速视频信号处理系统，其包含有：

一接收端，用以接收一模拟信号；

多个模拟/数字转换器，电连于该接收端，用以根据多个控制信号，将该接收端所接收的模拟信号转换为数字信号；以及

一交错控制器，电连于所述模拟/数字转换器，用以产生所述控制信号以根据一预设顺序选择性地使能所述模拟/数字转换器。

2.如权利要求1所述的高速视频信号处理系统，其另包含一去耦合电容，介于该接收端与所述模拟/数字转换器之间，用以将该接收端所接收的模拟信号的电平平移至一内部操作范围。

3.如权利要求1所述的高速视频信号处理系统，其另包含一钳位开关，电连于所述模拟/数字转换器的输入端。

4.如权利要求3所述的高速视频信号处理系统，其另包含一钳位电压产生器，用以通过该钳位开关提供一钳位电压。

5.如权利要求1所述的高速视频信号处理系统，其另包含：

一开关模块，介于该接收端与所述模拟/数字转换器之间，用以根据多个控制信号，传输所接收的信号及参考电压；以及

一参考电压产生器，电连于该开关模块，用以提供参考电压。

6.如权利要求5所述的高速视频信号处理系统，其另包含：

多个粗调器，介于该开关模块与所述模拟/数字转换器之间，用以粗调输入至所述模拟/数字转换器的信号；以及

一调校逻辑模块，用以根据所述模拟/数字转换器输出的信号，计算出模拟/数字转换器的误差，并控制该开关模块及所述粗调器，以补偿所述模拟/数字转换器的输出信号的误差。

7.如权利要求6所述的高速视频信号处理系统，其中，所述粗调器的每一粗调器包含有：

一模拟增益调整器，用以根据该调校逻辑模块输出的一第一控制信号，粗调所接收的信号的增益电平；以及

一模拟偏移量调整器，用以根据该调校逻辑模块输出的一第二控制信号，粗调所接收的信号的直流电平。

8.如权利要求5所述的高速视频信号处理系统，其另包含：

多个微调器，电连于所述模拟/数字转换器的输出端，用以微调所述模拟/数字转换器的输出信号；以及

一调校逻辑模块，用以根据所述微调器输出的信号，控制该开关模块及所述微调器，以补偿所述模拟/数字转换器的输出信号的误差。

9.如权利要求8所述的高速视频信号处理系统，其中，所述微调器的每一微调器包含有：

一数字乘法器，用以将所接收的数字信号乘以该调校逻辑模块所输出的一值，以补偿所述模拟/数字转换器所输出的信号的增益误差；以及

一数字加法器，用以将所接收的数字信号加上该调校逻辑模块所输出的一值，以补偿所述模拟/数字转换器所输出的信号的偏移量误差。

10.如权利要求1所述的高速视频信号处理系统，其中，该交错控制器根据该预设顺序选择性地使能所述模拟/数字转换器，以响应于一水平同步信号及一垂直同步信号。

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