垂直锁定输入输出视频信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种垂直锁定输入和输出图像帧频的方法和装置。该输出的垂直同步脉冲无论输入的格式和频率如何都在相位上与输入的垂直同步脉冲锁定。输出分辨率、水平刷新速率以及延迟都可由用户选择。两个锁相环串联从而垂直锁定输入和输出帧。锁定输入和输出帧之间的垂直同步脉冲可在输出的图像中消除不同输入帧的像素干扰。第一个锁相环生成输出像素时钟以满足用户的显示喜好，但不能精确表示出图像锁定所需的输出像素时钟，这是因为当前的锁相环采用整除数。第二个锁相环可调节其输出直到完成锁定为止，该输出就是第一锁相环的参考频率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景1.
本专利技术涉及模拟和数字信号的处理，本专利技术特别涉及一种输出频率与输入频率不同时用来切换、扫描转换(conversion)、定标及处理的电路和系统。2.
技术介绍
切换器(switcher)是一种将输入源连接到输出设备或系统的装置。通常一个切换器可使用户在多个类型的输入信号源或连接器之间选择一个输出。此外，各种类型的切换器具有不同的元器件、性能、选项以及附件。2.1图形环境对于数字显示技术来说，图形切换器(Graphics Switcher——GS)是一种设备，它能够对多个模拟和数字输入信号进行选择然后将其送到各个所选的输出设备，如显示器。图1展示的是根据本专利技术一实施例的一种典型的图像环境，其中各种数字显示技术都通过一个图形切换器来连接。因此，图形切换器100每次都可从视频摄像机102、VCR104、DVD106、TV的视频、音/像系统、以及计算机110、112和114中选取一个输入信号并将其显示在一个显示装置120上。例如，当想对两个图像不同的计算机输入110和114进行显示时，图形切换器100可将这两个计算机物理连接到显示设备上，然后从两个计算机中选择一个输入并在显示装置120上进行显示。其它几例图形切换器都用于特定图像的生成，而在工业装置或安全方面则用来在摄像机的多个输入之间进行切换从而在监视器或显示系统上显示特定的区域。图形切换器的典型输入包括计算机、TV视频、复合视频、红-绿-蓝(RGB)视频、S-视频、D-1(数字)视频、计算机的输入(如VGA、SVGA以及Mac视频格式)、摄像机、VCR以及其它各种合适的音频/视频输入。此外，这些输入可来自不同的物理位置。例如，为了在一个较大的显示屏上形成一个图形，可用一个切换器在各个输入之间进行切换，这些输入可来自房间一端的计算机、另一个房间的计算机、正在对演出进行摄像的摄像机以及视频会议系统。同样，需要一个切换器为各种显示源或显示格式提供输出。这些输出的举例包括LCD显示板(带有高分辨率LCD投影仪)、DLP显示器(带有高分辨率的DLP投影仪)、高分辨率的等离子显示器、TV、CRT显示器122和124(如VGA、SVGA以及Mac视频格式)、立体声系统以及其它各种合适的音频/视频输出。例如，用于商业显示的数字投影仪将数字寻址单元提供给LCD显示板、DLP显示板、数字式亮度处理设备以及其它各种设备。TV信号具有固定数目的水平扫描线。在PAL和SECAM制式中其为625，在NTSC制式中其是525。然而并非所有这些线都是可见的。事实上，在PAL和SECAM制式中仅有576根，在NTSC制式中仅有483根扫描线可被TV观众看见，其余的叫盲线(blanking line)，这些盲线不含图像信息，隐藏在屏幕的顶部和底部。与之相反的是，计算机显示器上的水平扫描线的数量可在很大范围内变化，其可从较低分辨率的480线或更少的水平扫描线到较高分辨率的1280线或更多。许多计算机中都有视频卡，这可使用户在几种不同的显示分辨率之间进行选择。显示分辨率越高，图像细节或文本也越清晰。例如，水平扫描线为768的计算机屏幕可比扫描线仅为480根的计算机图像或者由576根扫描线构成的TV图像包含并显示出更多的内容。TV视频图像相对较少的水平扫描线限制了其显示非常小的文本或其它较为复杂的图像细节的能力。TV的视频要么是NTSC、PAL的标准，要么是SECAM标准，这些标准规定了图像的线数、色彩的构成以及扫描线在屏幕上从上到下的扫描速度(刷新率)。然而，实际上，在PAL、NTSC以及SECAM制式下有多种信号格式能满足这些标准。复合视频是最普遍使用的格式。在复合视频中，所有的视频信息(如红、绿、蓝(RGB)以及同步信息)都组合到一个信号中。能够提供更高图像质量的S-视频则将色度(颜色)与亮度和同步信息分离开来。PAL和NTSC的其它变形包括15kHz的RGB、分量视频以及D-1(数字)视频。尽管所有这些格式在视频信息组合到一个信号中的方式上各不相同，但它们仍存在一些相同的内容。它们均是隔行扫描的、它们要么具有576(PAL和SECAM)根可见的扫描线要么具有483(NTSC)根可见的扫描线、它们都具有一个确定的不变的刷新速率。对于PAL来说，两次隔行扫描场组成一个“帧”，并且每秒在屏幕上绘制25次(速率为25Hz)，对于NTSC来说，每秒绘制30次(30Hz)。与TV的视频信号不同，计算机的视频信号没有一个必须遵守的标准。如上面所说的那样，计算机的显示分辨率可在很宽的范围内变化。同样计算机的刷新速率也在一个较宽的范围内变化，大多数都在60到85Hz之间变化。并且，尽管大多数计算机的显示都是非隔行扫描，但某些视频显示卡也提供隔行扫描的选项。然而，所有的计算机视频信号均采用相同的方式为显示器提供色度和亮度信息。所有的VGA、SVGA以及Mac视频格式都将红、绿、蓝等信息以单独的信号进行转输。但是，不同的计算机在将同步信息组合到色彩信号时所采用的方式有所不同。通过使红、绿和蓝彼此分开，计算机显示器可以以最小的失真度显示出更宽的色彩范围。2.2切换器的类型为了支持如此多种的模拟和数字输入输出，人们已开发出多种切换器和多“线”切换器。例如，音频/视频(A/V)切换器，VGA、Mac以及RGB切换器，系统切换器，阵列式切换器。此外，与输入输出混合切换(switch)相关的多种信号特性使得切换器的选择和附件也有很多。例如，一组A/V切换器可从六个可选的输入中接收NTSC/PAL/SECAM复合视频信号和S-视频信号以及两路立体声信号。然后，通过所接收的视频音频格式的类型或组合将该组信号的每一种模式都区分开来。另一组切换器，VGA、Mac和RGB切换器，用于简单路由选择。该组切换器的一个模式被用于切换仅仅一种特定的计算机类型的信号，如VGA或Mac。作为选择，可用另一种模式来使输入更为灵活以接收VGA和Mac视频信号。还有一种更为复杂的切换器，系统切换器，其可兼容所有类型的数字控制式投影仪并且实际上接收所有类型的信号源信号。因此，系统切换器能够很容易地在计算机、A/V元件以及音源之间进行切换。此外，加上一个附件就能使系统切换器与投影仪相连，并且这就好像该转换器与投影仪牌子相同似的被该投影仪接受。还有一种较特殊的切换器——阵列切换器，其可将多个输入发送到多个输出上。例如，1号输入(如摄像机102)被传递到1号输出(如预览监视器124)或2号输出(如节目监视器122)；2号输入(如PC计算机110)被传递到3号输出(如节目监视器122)和4号输出(如数字显示器120)；等等，其中可采用任意组合。这样，阵列图像切换器就可对大多数视频和RGB格式下的多个输入输出进行切换。阵列切换器通常用于诸如图形显示、数字显示以及娱乐等场合中。这些场合均要求将多个输入源(计算机、摄像机、DVD播放器等)切换到多个输出位置(监视器、投影仪、视频会议CODEC)。加入一个自动切换附件可使切换器在检测到输入信号发生变化时在各种类型的输入和/或输出之间进行自动切换。因此，根据切换器类型和需求的不同，切换器可具有各种不同的信号转换和处理功能。例如图形切换器可包括扫描转换、定标、过滤以及品质所需的其它功能。定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直锁定信号的方法，包括： 获得具有输入垂直同步脉冲的输入信号； 由一个参考频率生成一个像素时钟频率； 由所述的像素时钟频率确定出输出的垂直同步脉冲； 生成所述参考频率从而锁定所述输入的垂直同步脉冲和所述输出的垂直同步脉冲。

【技术特征摘要】
US 2000-8-26 09/648,7931.一种垂直锁定信号的方法，包括获得具有输入垂直同步脉冲的输入信号；由一个参考频率生成一个像素时钟频率；由所述的像素时钟频率确定输出的垂直同步脉冲；生成所述参考频率从而锁定所述输入的垂直同步脉冲和所述输出的垂直同步脉冲，其中所述的生成所述参考频率的步骤包括由一个频率发生器生成一个额定频率；将所述输入的垂直同步脉冲和所述输出的垂直同步脉冲进行比较从而生成一个相位误差信号；通过对所述相位误差信号进行调整生成一个调节信号；以及调节所述频率发生器从而利用所述调节信号生成所述参考频率。2.如权利要求1的方法，其中所述的参考频率进一步除以一个参考除数。3.如权利要求2的方法，其中所述的参考除数是任意的正整数。4.如权利要求3的方法，其中所述的生成像素时钟频率的步骤包括将所述的参考频率与一个调节后的像素时钟频率比较从而生成一个相位误差信号，其中所述的调节后的像素时钟频率是用所述的像素时钟频率除以一个PLL除数得到的；调整所述的相位误差信号生成一个调节信号；以及采用所述的调节信号来调节所述的像素时钟频率。5.如权利要求4的方法，其中所述的PLL除数是通过以下步骤获得的确定输入的垂直频率；获得所需的输出水平分辨率和所需的输出垂直分辨率；将所述输入垂直频率、所述所需的输出水平分辨率、所述所需的输出垂直分辨率、以及所述的参考除数的乘积除以所述的额定频率即得到一个中间除数；以及将PLL除数值设定为所述中间除数的整数部分。6.如权利要求5的方法，其中所述确定输入的垂直频率的步骤包括在相邻两个输入的垂直同步脉冲之间对自由振荡器的脉冲进行计数。7.如权利要求5的方法，其中用户提供所述所需的输出水平分辨率和所述所需的输出垂直分辨率，其中所述的输出水平分辨率和所述的输出垂直分辨率具有空白区所需的像素。8.如权利要求1的方法，其中所述确定输出的垂直同步脉冲的步骤包括获得所需的输出水平分辨率和所需的输出垂直分辨率；对所述像素时钟循环进行计数从而生成一个像素计数器；由所述的像素计数器生成输出的水平同步脉冲；对所述输出的水平同步脉冲进行计数从而生成线数计数器；由所述的线数计数器生成输出的垂直同步脉冲；在所述的像素计数器达到所需的输出水平分辨率时，重新启动所述像素计数器；以及在所述的线数计数器达到所需的输出垂直分辨率时，重新启动所述线数计数器。9.如权利要求8的方法，其中用户提供所述所需的输出水平分辨率和所述所需的输出垂直分辨率，其中所述的输出水平分辨率和所述的输出垂直分辨率具有空白区所需的像素。10.如权利要求8的方法，其中生成所述输出的水平同步脉冲的步骤包括当所述像素计数器等于一个用户可编程的水平同步开始数时，维持所述的水平同步脉冲；以及当所述像素计数器等于一个用户可编程的水平同步终止数时，重新设定所述的水平同步脉冲。11.如权利要求8的方法，其中所述生成输出的垂直同步脉冲的步骤包括当所述的线数计数器等于一个用户可编程的垂直同步开始数时，维持所述的垂直同步脉冲；以及当所述的线数计数器等于一个用户可编程的垂直同步终止数时，重新设定所述的垂直同步脉冲，其中所述的开始数和所述的终止数可被调节到所述输入的垂直同步脉冲和所述输出的垂直脉冲之间产生相移的程度。12.一种用来垂直锁定信号的系统，包括一个输入信号，其包括输入的垂直同步脉冲；一个时钟发生器，其用来由一个参考频率生成时钟脉冲；一个输出定时信号发生器，其用来由所述的时钟脉冲生成输出的垂直同步脉冲；一个检测器，其与所述的输出定时信号发生器和所述的输入信号相连，用来生成所述输出的垂直同步脉冲和所述输入的垂直同步脉冲之间的相位误差信号；一个与所述的检测器相连的调节器，该调节器配置为通过调节所述的参考频率来调节所述的时钟脉冲，从而使所述输入的垂直同步脉冲和所述输出的垂直同步脉冲同步，其中所述调节器包括一个可调节的频率发生器，其具有一个调节信号作为输入和一个等于所述参考频率的输出；一个电路，其通过对所述相位误差信号进行调整来生成所述调节信号。13.如权利要求12的系统，其中所述的参考频率进一步除以一个参考除数。14.如权利要求13的系统，其中所述的参考除数是任意的正整数。15.如权利要求14的系统，进一步包括一个微控制器，其中所述的微控制器选择所述的参考除数。16.如权利要求15的系统，其中生成所述时钟脉冲的所述时钟发生器包括一个振荡器，其生成所述的时钟脉冲；一个时钟除法器，其从所述的时钟脉冲生成调节后的时钟频率；以及一个相位误差发生器，其中所述相位误差发生器通过将所述的参考频率与所述调节后的时钟频率进行比较从而生成到所述振荡器的输入信号。17.如权利要求16的系统，其中所述的时钟除法器包括一个微控制器，其为所述时钟除法器生成一个除数，其中所述微控制器使用所述的输入垂直频率，所需的输出水平分辨率和所需的输出垂直分辨率来生成所述除数。18.如权利要求17的系统，进一步包括一个自由振荡器的输出脉冲；以及一个计数器，其对相邻两个输入的垂直同步脉冲之间的所述输出脉冲进行计数。19.如权利要求17的系统，其中用户提供所述所需的输出水平分辨率和所述所需的输出垂直分辨率，其中所述的输出水平分辨率和所述的输出垂直分辨率包括空白区所需的像素。20.如权利要求12的系统，进一步包括获得所需的输出水平分辨率和所需的输出垂直分辨率的装置；用于对所述时钟脉冲循环进行计数的一个像素计数器；从所述的像素计数器生成输出的水平同步脉冲的装置；用于对所述输出的水平同步脉冲进行计数的一个线数计数器；从所述的线数计数器生成所述输出的垂直同步脉冲的装置；在所述的像素计数器达到所需的输出水平分辨率时，重新启动所述像素计数器的装置；以及在所述的线数计数器达到所需的输出垂直分辨率时，重新启动所述线数计数器的装置。21.如权利要求20的系统，其中用户提供所述所需的输出水平分辨率和所述所需的输出垂直分辨率，其中所述的输出水平分辨率和所述的输出垂直分辨率包括空白区所需的像素。22.如权利要求20的系统，进一步包括当所述像素计数器等于一个用户可编程的水平同步开始数时，维持所述的水平同步脉冲的装置；以及当所述像素计数器等于一个用户可编程的水平同步终止数时，重新设定所述的水平同步脉冲的装置。23.如权利要求20的系统，进一步包括当所述的线数计数器等于一个用户可编程的垂直同步开始数时，维持所述的垂直同步脉冲的装置；以及当所述的线数计数器等于一个用户可编程的垂直同步终止数时，重新设定所述的垂直同步脉冲的装置。24.一种垂直锁定输入和输出信号的方法，包括获得一个具有输入垂直同步频率的连续的视频输入信号；由所述连续的视频输入信号生成一个第一除数，所述第一除数是一个正整数；采用一个第一频率发生器来生成一个参考频率，并且第一频率发生器具有一个可调的、额定频率大于零的第一输出，其中所述的参考频率是采用一个调节信号在所述额定频率周围调节所述第一频率发生器的可调的第一输出而被调节的；利用所述第一除数由所述的参考频率生成像素时钟频率；由所述的像素时钟频率来生成一个输出的垂直同步脉冲频率；由所述输入的垂直同步频率和所述输出的垂直同步频率间的误差生成所述的调节信号，从而通过所述调节信号调节所述参考频率以在所述输出垂直同步脉冲频率与所述输入垂直同步脉冲频率之间锁定。25.如权利要求24的方法，其中所述输入的垂直同步频率由所述输入的垂直同步频率中的一个垂直同步脉冲表示，因此在所述连续的输入视频信号中有多个输入的垂直同步脉冲。26.如权利要求25的方法，其中，通过对所述多个输入的垂直同步脉冲中相邻的两个输入的垂直同步脉冲之间出现的自由振荡器的脉冲进行计数来确定所述输入的垂直同步频率，其中所述自由振荡器的频率等于所述第一频率发生器的所述额定频率。27.如权利要求24的方法，其中所述的参考频率是用所述第一频率发生器的、所述可调的第一输出除以一个第二除数得到的，其中所述第二除数是一个正整数。28.如权利要求27的方法，其中所述由所述连续输入的视频信号生成所述第一除数的步骤包括获取一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：BR塔拉西，DD闯恩，
申请(专利权)人：RGB系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]