專利名稱：：為視頻數(shù)據(jù)提供定時(shí)信號的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在電視屏幕上顯示視頻數(shù)據(jù)的有關(guān)技術(shù)。由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上，為了這樣的顯示給該視頻數(shù)據(jù)制訂了特定的格式。因?yàn)橛捎?jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)的格式與電視機(jī)的電子線路不兼容，所以不可能將計(jì)算機(jī)(例如VGA視頻控制器)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)顯示在電視屏幕上。為解決該問題而已經(jīng)研制出的設(shè)備從計(jì)算機(jī)接收視頻數(shù)據(jù)，并且通常捕捉一完整幀，將它存入存貯器中，然后，通過復(fù)合信號重新顯示該信息。在正常功能下的電視機(jī)通過射頻輸入接收視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被送至射頻調(diào)諧器，再由此至解碼器，解碼器對視頻數(shù)據(jù)解調(diào)制，并將它轉(zhuǎn)換成電視屏幕驅(qū)動(dòng)器能接受的形式。從調(diào)諧器送到解碼器的視頻數(shù)據(jù)具有與電視機(jī)兼容的重新配置的格式。因?yàn)榻獯a器格式化了所有接收的信息使它能在電視屏幕上顯示，所以對從計(jì)算機(jī)源來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理使它成為能被電視解碼器解碼的數(shù)字化形式。由于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻信號所需的處理量，一直未能產(chǎn)生最終顯示在電視屏幕上的質(zhì)量足夠好的圖像。此外，全世界正在使用的電視有三種，即NTSC，PAL(逐行倒相制)和SECAM系統(tǒng)，所以生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)和電視屏幕接口的設(shè)備的問題就更為復(fù)雜了。由于尋求能將計(jì)算機(jī)與電視屏幕連接的設(shè)備所涉及的費(fèi)用因素，一直認(rèn)為更可行的辦法是將電視視頻數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上而不是走相反的道路。本發(fā)明提供獨(dú)特地將格式化的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)與電視屏幕連接的一種可供選擇的方法。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于同步視頻信號以便在電視屏幕上顯示的控制器，包括水平輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第一序列的水平同步信號；垂直輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第二序列的垂直同步信號；第一處理器裝置，用于產(chǎn)生第三序列的水平同步信號和第四序列的垂直同步信號；以及第二處理器裝置，用于組合第一序列的水平同步信號和第三序列的水平同步信號以產(chǎn)生第五序列的水平同步信號，及用于組合第二序列的垂直同步信號和第四序列的垂直同步信號以產(chǎn)生第六序列的垂直同步信號；其中由第二處理器裝置產(chǎn)生的第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號被安排為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)提供定時(shí)序列，從而該圖像數(shù)據(jù)可以在電視屏幕上顯示。按照本發(fā)明的另一方面，提供一種同步圖像數(shù)據(jù)以便在電視屏幕上顯示的方法，該方法包括以下步驟接收與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的第一序列的水平同步信號；接收與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的第二序列的垂直同步信號；使用第一處理器裝置以產(chǎn)生第三序列的水平同步信號和第四序列的垂直同步信號；使用第二處理器裝置以組合第一序列的水平同步信號和第三序列的水平同步信號及組合第二序列的垂直同步信號和第四序列的垂直同步信號，以便分別產(chǎn)生第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號；以及輸出第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號，以便為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)提供定時(shí)序列，從而使該圖像數(shù)據(jù)能在電子顯示器上顯示。按照本發(fā)明的又一方面，提供將VGA控制器和電視屏幕接口的系統(tǒng)，該系統(tǒng)所包括的接口單元被安排使其輸入與VGA控制器產(chǎn)生的水平和垂直同步信號及與VGA控制器產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)連接，及使其輸出與電視屏幕的驅(qū)動(dòng)器連接，從而在使用中由VGA控制器傳送到接口單元的圖像數(shù)據(jù)被安排重新格式化并同步到滿足接口單元與之連接的電視屏幕驅(qū)動(dòng)器的定時(shí)要求，從而使由VGA控制器傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)能在TV屏幕上顯示。按照本發(fā)明又另一方面，提供用于同步在電視屏幕上顯示的視頻信號的控制器，該控制器包括第一輸入端，用于接收與視頻信號有關(guān)的水平同步信號；第二輸入端，用于接收與視頻信號有關(guān)的垂直同步信號；以及處理器，用于接收和處理從第一和第二輸入端來的水平和垂直同步信號和用于產(chǎn)生輸出到電視驅(qū)動(dòng)器的組合同步信號。最好從計(jì)算機(jī)VGA(視頻圖形適配器)接收水平同步信號和垂直同步信號?？刂破髯詈檬前才懦苫ミB計(jì)算機(jī)和電視屏幕的接口單元。接口單元可包括內(nèi)部時(shí)鐘，安排該內(nèi)部時(shí)鐘使其與處理器的垂直和水平同步信號組合以產(chǎn)生組合的同步信號。該組合同步信號可以是矩形波(tessellated)信號。接口單元最好包括第三輸入端，用于接收準(zhǔn)備與水平和垂直同步信號組合的時(shí)鐘信號，以產(chǎn)生組合的同步信號。控制器最好包括第四、第五和第六輸入端，用于輸入紅、綠和藍(lán)視頻信號，及包括第二、第三和第四輸出端，用于輸出適合于電視驅(qū)動(dòng)器接收的形式的經(jīng)過修改的紅、綠和藍(lán)視頻信號?？刂破髯詈冒ǚ糯笃鳎糜诟淖冊诘谒?、第五和第六輸入端接收的紅、綠和藍(lán)視頻信號的電平。控制器可包括阻抗匹配和緩沖裝置，用于在其第四、第五和第六輸入端接收的輸入紅、綠和藍(lán)視頻信號。阻抗匹配和緩沖裝置可包括三個(gè)輸入端，分別對映在第四、第五和第六輸入端接收的每個(gè)彩色信號。每個(gè)阻抗匹配和緩沖輸入端最好連接到晶體管的基極，其發(fā)射極與控制器第二、第三和第四輸出端中的一個(gè)相應(yīng)輸出端連接?？刂破髯詈冒娨曋剖竭x擇器，用于把指示組合同步信號轉(zhuǎn)換制式的信號輸入到處理器。電視制式選擇器最好輸入信號到處理器以指示輸出準(zhǔn)備連接到哪種電視機(jī)(PAL，NTSC還是SECAM)?？刂破骺梢詮腣GA控制器接收水平和垂直同步信號。電視制式選擇器可以將指示用于組合水平和垂直同步信號的轉(zhuǎn)換制式的信號輸入到處理器。電視制式選擇器最好包括輸入端，用于接收表示控制器準(zhǔn)備與之連接的電視機(jī)的轉(zhuǎn)換制式的外部信號?？刂破髯詈冒顟B(tài)指示器，用于指示電視機(jī)是否接收到控制器和VGA監(jiān)示器是否接到控制器。狀態(tài)指示器包括第一輸入端，該第一輸入端被安排接收從電視機(jī)來的信號以指示控制器何時(shí)接到電視機(jī)。狀態(tài)指示器最好包括第二輸入端，該第二輸入端被安排接收從VGA監(jiān)視器來的信號以指示控制器何時(shí)接到VGA監(jiān)視器?？刂破髯詈冒@示指示器，用于向處理器提供指示信號，以指示準(zhǔn)備在電視屏幕上顯示的是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)還是電視數(shù)據(jù)還是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和電視數(shù)據(jù)的組合?？刂破髯詈冒ㄗ儞Q裝置，用于將輸入信號從TTL邏輯電平變換到12V控制電平。處理器最好包括二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器被安排接收時(shí)鐘信號和將它分頻，以便為準(zhǔn)備組合的水平同步信號和垂直同步信號提供定時(shí)信號。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器最好在垂直同步信號的脈沖周期期間被安排輸出表示水平同步信號脈沖的持續(xù)時(shí)間和周期的信號。作為替換，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器在水平同步信號的脈沖周期期間被安排輸出表示垂直同步信號脈沖的持續(xù)時(shí)間和周期的信號。表示水平或垂直同步信號脈沖的同步持續(xù)時(shí)間和周期的輸出信號最好由制式選擇器來控制，該制式選擇器被安排向處理器送出表示控制器所需的轉(zhuǎn)換制式(PAL/NTSC/SECAM)和隔行操作的信號。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器最好輸出被安排輸入給一PAL(可編程陣列邏輯芯片)的信號，該P(yáng)AL被安排把從第一和第二輸入端接收的水平同步信號和垂直同步信號同由二進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的水平同步信號和垂直同步信號組合以產(chǎn)生由處理器輸出的矩形波組合水平和垂直同步信號。水平和垂直同步信號的持續(xù)時(shí)間和周期最好通過監(jiān)視準(zhǔn)備與控制器一起使用的電視系統(tǒng)的制式來確定。最好將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的水平同步信號設(shè)定在600點(diǎn)(dots)或800點(diǎn)上，將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的垂直同步信號在隔行掃描方式下設(shè)置在240行或200行，在逐行掃描方式下設(shè)置在480行或400行。按照本發(fā)明的再一方面，提供包括射頻輸入、調(diào)諧器、解碼器、驅(qū)動(dòng)器電路和電視屏幕的電視機(jī)，其中各部件連接在一起以接收射頻輸入信號及將其顯示在電視屏幕上，驅(qū)動(dòng)器具有輸入端以接收直接從外接的接口單元來的組合同步信號和藍(lán)、綠、紅視頻信號，從而電視機(jī)能顯示從接口單元來的視頻數(shù)據(jù)或者通過調(diào)諧器接收的視頻數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明的再又一方面，提供連接VGA控制器和電視屏幕的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接口單元，接口單元被安排使其輸入端與VGA控制器連接，使其輸出端連接到電視屏幕的驅(qū)動(dòng)器，從而由VGA控制器傳送到接口單元的視頻數(shù)據(jù)被安排同步到滿足接口單元與之連接的電視屏幕驅(qū)動(dòng)器的定時(shí)要求，從而由VGA控制器傳送的視頻數(shù)據(jù)可在電視屏幕上顯示。VGA控制器最好傳送多個(gè)信號到接口單元。這些信號包括水平同步信號，垂直同步信號，模擬紅信號，模擬綠信號和模擬藍(lán)信號。多個(gè)輸入信號最好由接口單元處理以產(chǎn)生復(fù)合同步信號，放大的紅信號，放大的綠信號和放大的藍(lán)信號。接口單元最好被安排從電視機(jī)接收表示電視機(jī)轉(zhuǎn)換制式(是PAI/NTSC還是SECAM)和是否需要隔行操作的信號。制式轉(zhuǎn)換信號最好由制式選擇器裝置內(nèi)部產(chǎn)生。最好VGA控制器傳送點(diǎn)時(shí)鐘信號到接口單元并且接口單元將點(diǎn)時(shí)鐘信號與同步信號組合以產(chǎn)生復(fù)合同步信號。按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種電視機(jī)，包括射頻輸入端、調(diào)諧器、解碼器、驅(qū)動(dòng)器、電視屏幕和上述實(shí)施例中任何一個(gè)實(shí)施例的接口單元。按照本發(fā)明的再另一方面，提供包括上述實(shí)施例中任何一個(gè)實(shí)施例的接口單元的VGA控制器。按照本發(fā)明的又再一個(gè)方面，接口單元包括單片集成電路，該集成電路的內(nèi)部電路被選擇接收從計(jì)算機(jī)來的水平和垂直同步信號和產(chǎn)生用于傳送到電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器去的復(fù)合水平和垂直同步信號，從而由VGA控制器產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)可以顯示在電視屏幕上。如果每垂直脈沖的水平脈沖數(shù)小于4，則由接口單元產(chǎn)生的組合同步信號最好是簡化的矩形波信號。處理器可以被安排產(chǎn)生偶場組合同步信號和奇場組合同步信號。由處理器產(chǎn)生的組合同步信號最好包括偶場和奇場信號分量。下面將參照附圖僅舉例描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中圖1表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的接口單元的方框圖。圖2表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電視機(jī)方框圖。圖3A表示由接口單元產(chǎn)生的信號的偶場。圖3B表示由接口單元產(chǎn)生的信號的奇場。圖3C表示由接口單元產(chǎn)生的簡化信號。圖4A表示按照第一實(shí)施例的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖4B表示按照第一實(shí)施例的PAL的第一部分。圖4C表示按照第一實(shí)施例的PAL的第二部分。圖4D表示按照第一實(shí)施例的控制電路。圖4E表示分別接到5V和地的PAL的端子。圖4F表示連接到地端的安裝孔。圖5表示信號的第一組方程式，這些信號對于PAL不是輸入就是輸出。圖6表示PAL內(nèi)部信號的一組方程式。圖7表示圖4A至4F中各種信號的說明。圖8表示與第一實(shí)施例接口單元的軟件有關(guān)的水平圖像調(diào)變算法流程圖。圖9表示軟件的垂直圖像調(diào)變算法流程圖。圖10表示軟件的后處理算法流程圖。圖11表示接口單元電路圖的第二實(shí)施例。圖12表示按照第二實(shí)施例的PAL。圖13表示圖12所示的PAL的引腳說明。圖1表示接口單元的方框圖和所選輸入及輸出信號。關(guān)于部件的詳細(xì)分析和接口單元中所進(jìn)行的處理在以后參照圖4A至4C描述。該圖表示接口單元10具有自端子1至11的11個(gè)輸入端及自端子12至22的11個(gè)輸出端。各輸入端與計(jì)算機(jī)VGA控制器相應(yīng)的端子連接。接口單元最簡單的形式是在端子9、10和11接收模擬的紅、綠和藍(lán)信號(CR，CG，CB)。在端子2和3接收水平同步和垂直同步信號(CHSYNC和CVSYNC)。另外接收一些信號以允許增加功能度，這些信號是在端子1的消隱信號(CBLANK)；在端子4的點(diǎn)時(shí)鐘信號(CCLK)；在端子5和6的計(jì)算機(jī)配置信號CCONFA和CCONFB，用于提供關(guān)于所需轉(zhuǎn)換制式(PAL/NTSC/SECAM)的信息使送到電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器的定時(shí)信號與該電視機(jī)兼容；以及在端子7和8的附加信號CSTSA和CSTSB，用于提供狀態(tài)信息，諸如是否將電視機(jī)接到接口單元和是否將計(jì)算機(jī)接到接口單元。驅(qū)動(dòng)電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器所需的最小信號組至少是分別在端子15，20，21，22上輸出的復(fù)合同步信號(ICSYNC)和視頻信號IR，IG及IB。由接口單元輸出的另一些信號提供附加功能度，諸如從端子12輸出的對電視屏幕上圖像的消隱(IBLANK)；分別在端子16和17上的對電視機(jī)操作的控制，例如由射頻產(chǎn)生的圖像是否要在電視機(jī)上出現(xiàn)或由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像是否要在電視機(jī)上出現(xiàn)(ICTLA和ICTLB)；以及關(guān)于電視機(jī)狀態(tài)的信息，例如所連接的顯示器的類型和所需的操作制式，該信息通過端子18和19以信號ISTSA和ISTSB反饋到接口單元。在端子13和14提供的信號IHSYNC和IVSYNC是可用于診斷目的的任選輸出信號。與試圖解決計(jì)算機(jī)VGA產(chǎn)生的信號和電視屏幕接口的先有技術(shù)設(shè)備不同，本發(fā)明的操作方法不是捕捉視頻數(shù)據(jù)的完整幀、存貯該幀并且通過可以由電視機(jī)解碼器處理的復(fù)合信號來重新顯示該幀。相反，本發(fā)明的接口單元從VGA控制器接收視頻和定時(shí)數(shù)據(jù)并產(chǎn)生正確的信號和定時(shí)以允許把信息引入電視機(jī)電路內(nèi)，從而免去了存貯和變換成復(fù)合信號的需要。接口單元產(chǎn)生與電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器相配的紅、綠和藍(lán)信號及定時(shí)信息，所以包含該信息的信號能直接送到電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器而不是送到電視機(jī)解碼器，這是先前所沒有想到的。在全世界有三種主要的電視系統(tǒng)。它們是PAL，SECAM和NTSC系統(tǒng)。為了在電視屏幕上形成圖像，每一種系統(tǒng)要求的水平和垂直同步信號的持續(xù)時(shí)間和周期各不相同。接口單元可以編程以從電視機(jī)接收指示該電視機(jī)工作制式的信息，然后接口單元能利用該信息來產(chǎn)生與準(zhǔn)備從計(jì)算機(jī)源顯示的視頻數(shù)據(jù)有關(guān)的水平和垂直同步信號的正確定時(shí)序列。以下將描述的接口單元由相當(dāng)于AlteraEPM7064LC44的可編程邏輯器件組成，它含有足以實(shí)現(xiàn)輸入信號及其有關(guān)時(shí)序的變換的內(nèi)部鎖存器、計(jì)數(shù)器和邏輯元件，經(jīng)過變換，得到時(shí)序修改的輸出信號。按照優(yōu)選實(shí)施例，接口單元由PAL器件EPM5016PC-15T組成，供應(yīng)商是Altera公司。除此之外，使用分立元件將邏輯信號的電平轉(zhuǎn)換到需要的接口電平。使用分立元件來終接和緩沖計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的RGB信號到電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器所要求的電平。有可能通過將接線焊到各種元件上的直接連接或通過插頭和插座裝置的間接連接來實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)和電視之間的信號傳送。與先前的接口單元采用的方法相比，本發(fā)明尋求使從計(jì)算機(jī)源來的視頻信號表現(xiàn)為與電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器直接兼容的格式。在先前的系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)并不變換成與電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器直接兼容的形式，而是被處理成電視機(jī)解碼器能夠接受的形式，再將所得數(shù)據(jù)顯示到電視屏幕上而不考慮為屏幕具體設(shè)計(jì)的待顯示視頻數(shù)據(jù)的格式。典型電視機(jī)的視頻圖像由水平和垂直信號的復(fù)合而產(chǎn)生，這兩種信號形成水平分辨率為640點(diǎn)和垂直分辨率為240行(對于PAL，SECAM制式)或200行(對于NTSC制式)的矩陣。當(dāng)選擇隔行掃描方式時(shí)，該分辨率加倍到PAL，SECAM的480行或NTSC制的400行。因此，已經(jīng)從VGA控制器接收視頻數(shù)據(jù)和定時(shí)信號的接口單元必須將這些信息變換成電視機(jī)驅(qū)動(dòng)器能夠接受的形式，于是使用CVSYNC和CHSYNC來產(chǎn)生電視機(jī)穩(wěn)定操作所需的正確的矩形波信號ICSYNC。對于余裕度較好的電視機(jī)，如果每垂直脈沖的水平脈沖數(shù)小于4，矩形波信號可以簡化。因此參照圖3A至3C，圖3A表示由接口單元產(chǎn)生的偶場信號，圖3B表示由接口單元產(chǎn)生的奇場信號，圖3C表示由接口單元產(chǎn)生的簡化信號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分理解為在電視屏幕上產(chǎn)生最終視頻圖像而產(chǎn)生奇、偶場背后的原理，更詳細(xì)的說明可在由McGrawHill出版的、作者為G.Hutson、書號為ISBN00770942595、書名為ColourTelevisionTheory(彩色電視原理)的一書中找到。ICSYNC高周期、ICSYNC低周期和ICSYNC持續(xù)時(shí)間的定時(shí)由CVSYNC和CHSYNC信號的邏輯組合產(chǎn)生。內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘或外部供應(yīng)的CCLK二者之一提供參考定時(shí)。IR、IG、IB信號用配置成射極跟隨器的晶體三極管來終接和緩沖。CR、CG、CB信號的電平在VGA控制器的數(shù)模變換器(DAC)芯片中編程以保證正確的電壓電平。調(diào)色板DAC電平用于與電視機(jī)中的任何色彩變化相匹配。如圖2所示，按照優(yōu)選實(shí)施例的電視機(jī)包括接至調(diào)諧器12的射頻輸入端11，調(diào)諧器又接至解碼器13。解碼器接至驅(qū)動(dòng)器14，圖2中分別由字母R、G、B和C代表紅、綠、藍(lán)和時(shí)鐘信號。驅(qū)動(dòng)器14的C、R、G、B端子還分別直接接到輸入端子TVC、TVR、TVG和TVB。這些端子被安排接至接口單元的相應(yīng)端子15、20、21和22。雖然未示出，可以給電視機(jī)提供連接端子，用于與接口單元的端子12、13、14、16、17、18和19連接，電視機(jī)被安排具有處理在接口單元這些端子處輸出或輸入信號的電路。參照圖4A，十二位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器被示出具有VCLK信號和CCLK信號作為輸入，以提供輸入定時(shí)信號CC0至CC9至PALU404。該二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由集成電路U401-A、U401-B和U402-A表示。PAL使用計(jì)數(shù)器輸出CC0至CC9來產(chǎn)生垂直同步信號周期VSYNC期間的水平同步信號脈沖HSYNC的持續(xù)時(shí)間和周期。該同步信號周期和持續(xù)時(shí)間由輸入配置線PAL和PCLK控制以與PAL、SECAM或NTSC中的一個(gè)有關(guān)的電視系統(tǒng)的數(shù)值相配。PALU404的輸出信號HSYNC、VSYNC、HHSYNC和HVSYNC送至PALU403。該邏輯器件組合計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的HSYNC和VSYNC信號及器件產(chǎn)生的HHSYNC和HVSYNC信號以產(chǎn)生電視機(jī)所需的正確矩形波的IVSYNC和IHSYNC信號。這些信號要求的定時(shí)關(guān)系示于圖3A至3C。圖4D表示從輸入信號CTL12A獲得控制信號CTL12所需的電路。圖4E和4F表示分別接到正5V和地的終端信號的結(jié)構(gòu)。圖4F表示接到地的安裝孔端子。圖5和6示出為獲得各種輸出信號所需的PAL的內(nèi)部方程式。圖6的hhsync實(shí)際上對應(yīng)于圖5中示出的HHSYNC。雖然這些圖中都沒有表示由接口單元從VGA控制器接收的紅、藍(lán)和綠信號，但是這些信號各自有晶體管Q402組成的內(nèi)部電路，該晶體管的集電極接至5V電源，發(fā)射極通過75歐1％的電阻接地。輸出取自發(fā)射極，接至基極的輸入端也通過75歐1％的電阻接地。晶體管通常是2N3904NPN晶體三極管。按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，接口單元使用圖11所示的電路圖來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員能理解如何制造具有圖11的元器件和電路圖的接口單元，所以對其不作詳細(xì)說明。在圖11的電路圖中的PAL40更詳細(xì)地表示在圖12中。圖13表示圖12所示的PAL的引腳說明。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，接口單元10使用驅(qū)動(dòng)程序軟件、水平圖像調(diào)變算法、垂直圖像調(diào)變算法、后處理以及上述的VGA定時(shí)。接口單元10所使用的算法最好被設(shè)計(jì)用于決策準(zhǔn)則、決策確定、圖像處理、區(qū)域處理以及后處理。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例從VGA控制器接收的圖像數(shù)據(jù)由紅、綠和藍(lán)信號組成。接收的圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)經(jīng)過格式化，使它可在VGA控制器顯示器上顯示。然而，必須重新格式化使其能在電視屏幕上顯示。因此需要有這樣的軟件，即在水平掃描方向用強(qiáng)度調(diào)變(intensitymodulation)算法來預(yù)處理和后處理VGA類型圖像的奇和偶的幀圖像數(shù)據(jù)。具體算法由分析垂直圖像強(qiáng)度變化的第二算法來動(dòng)態(tài)地確定。水平圖像調(diào)變算法(HIMA)可以從初始圖像的單一顯示變化到初始圖像的全調(diào)變彩色顯示。HIMA的選擇由垂直強(qiáng)度調(diào)變算法(VIMA)確定，該算法檢查相繼的奇行和偶行中相鄰圖像數(shù)據(jù)之間的垂直圖像強(qiáng)度變化。軟件算法修改了VGA控制器器件的正常操作以提供與電視機(jī)或其他電子顯示媒介要求相一致的定時(shí)信號。在本實(shí)施例中，HIMA由對原始視頻數(shù)據(jù)的二維分析來確定，該分析的關(guān)鍵參數(shù)是i.圖像的寬度；ii.圖像的高度；iii.圖像中的顏色變遷(transition)；以及iv.圖像的顏色。VIMA由對原始視頻數(shù)據(jù)的一維分析來確定，該分析的關(guān)鍵參數(shù)是i.在幀圖像數(shù)據(jù)的奇行和偶行中具有相同顏色的相繼行數(shù)；以及ii.在相繼行中的顏色變遷。理想情況是HIMA和VIMA由以下的圖像調(diào)變技術(shù)中的一個(gè)或幾個(gè)組成；i.不作改變；ii.改變到用CLUT(彩色查找表)或用計(jì)算或二者兼用而得到的顏色；iii.混合(blend)相繼的水平數(shù)據(jù)；以及iv.漸變(gradient)圖像的顏色。如前所述，接口單元必須能為不同類型的電子顯示設(shè)備例如用于PAL制電視機(jī)、SECAM制電視機(jī)或NTSC制電視機(jī)對圖像數(shù)據(jù)格式化。因此驅(qū)動(dòng)程序軟件必須根據(jù)來自電視機(jī)的自動(dòng)反饋系統(tǒng)或根據(jù)接口單元的預(yù)定可選的模式選項(xiàng)來選擇正確的屏幕尺寸。原始的視頻圖像數(shù)據(jù)可通過后處理例行程序來恢復(fù)，該例行程序在需要時(shí)恢復(fù)原來的圖像數(shù)據(jù)。應(yīng)注意圖像轉(zhuǎn)變常會導(dǎo)致這種需求。HIMA流程圖和VIMA流程圖的實(shí)例在圖8和9中給出。后處理算法的流程圖實(shí)例在圖10中給出。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，硬件包括VGA到電視機(jī)的同步；自動(dòng)檢測輸入垂直和水平信號；支持PAL/NTSC復(fù)合同步的時(shí)序；輸出信號與SCART(PeRI)控制線兼容；自動(dòng)的PAL/NTSC。軟件包括在電視屏幕上的垂直和水平移動(dòng)(panning)；通過軟件控制亮度和對比度；不受掃描頻率變換器ADC分辨率限制的顏色深度(colourdepth)；支持640×480分辨率的16色模式(BIOS模式12)；支持640×480分辨率的256色模式(VESABIOS模式101)；支持模式0至13h的DOS模式。接口單元實(shí)際上是智能的電視機(jī)接口，它接受最大帶寬為30MHz的隔行RGB數(shù)據(jù)和同步信號，輸出復(fù)合同步信號和RGB數(shù)據(jù)。接口單元需要垂直和水平同步信號以產(chǎn)生內(nèi)部的控制信號。同步極性由有關(guān)的軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)置為正極性。電視機(jī)的同步信號產(chǎn)生電路由所施加的垂直和水平VGA同步時(shí)序所驅(qū)動(dòng)。接口單元需要一個(gè)由外部石英晶體或供應(yīng)的時(shí)鐘輸入產(chǎn)生的時(shí)鐘信號。根據(jù)VGA的水平和垂直同步時(shí)序關(guān)系，輸入的VGA水平同步約為15.625KHz；垂直同步為50Hz或60Hz，取決于電視機(jī)制式的選擇。通常PAL為50Hz，NTSC為60Hz。該定時(shí)由系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序軟件設(shè)置到以下表1所示的數(shù)值。最好接口單元使用與DOS兼容的TCR以捕獲模式改變的BIOS調(diào)用。接口單元為模式0至13h調(diào)整定時(shí)值和參數(shù)，判讀VGA卡并自動(dòng)調(diào)節(jié)自己的操作以適合已安裝的卡。表1</tables>按照一個(gè)實(shí)施例，接口單元使用與“Windows”兼容的顯示驅(qū)動(dòng)程序以在常規(guī)的電視屏幕上提供輪廓鮮明和邊緣清晰的顯示。該顯示驅(qū)動(dòng)程序使用稱為逐行掃描技術(shù)(PST)和逐行區(qū)域(area)技術(shù)(PAT)的軟件技術(shù)的組合以動(dòng)態(tài)地減輕閃爍。由于這是一種軟件技術(shù)，它可以為“Windows”的未來版本作增強(qiáng)和修改而不影響硬件。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，接口單元被安排與投影器連接以便將電視圖像投影到屏幕上。權(quán)利要求1.一種用于同步在電視屏幕上顯示的視頻信號的控制器，包括水平輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第一序列的水平同步信號；垂直輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第二序列的垂直同步信號；第一處理器裝置，用于產(chǎn)生第三序列的水平同步信號和第四序列的垂直同步信號；以及第二處理器裝置，用于組合第一序列的水平同步信號和第三序列的水平同步信號以產(chǎn)生第五序列的水平同步信號，及用于組合第二序列的垂直同步信號和第四序列的垂直同步信號以產(chǎn)生第六序列的垂直同步信號；所述控制器的特征在于由第二處理器裝置產(chǎn)生的第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號被安排為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)提供定時(shí)序列，從而所述圖像數(shù)據(jù)可以在電視屏幕上顯示。2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述控制器包括格式化裝置，用于接收第一格式的第一圖像數(shù)據(jù)，將所述第一圖像數(shù)據(jù)處理成第二格式的第一圖像數(shù)據(jù)及輸出第二圖像數(shù)據(jù)。3.如權(quán)利要求2所述的控制器，包括接收所述第一圖像數(shù)據(jù)用的圖像數(shù)據(jù)輸入端和輸出所述第二圖像數(shù)據(jù)用的圖像數(shù)據(jù)輸出端；所述控制器的特征在于所述格式化裝置被安排連接到所述圖像數(shù)據(jù)輸入端和所述圖像數(shù)據(jù)輸出端。4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的控制器，其特征在于所述格式化裝置包括被安排將所述第一格式的第一圖像數(shù)據(jù)處理成第二圖像數(shù)據(jù)的圖像調(diào)變裝置，該第二圖像數(shù)據(jù)包括與所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號同步的奇和偶幀圖像數(shù)據(jù)。5.如權(quán)利要求4所述的控制器，其特征在于所述圖像調(diào)變裝置包括被安排在水平方向掃描所述第一圖像數(shù)據(jù)的水平圖像調(diào)變裝置和在垂直方向掃描所述第一圖像數(shù)據(jù)的垂直圖像調(diào)變裝置。6.如權(quán)利要求5所述的控制器，其特征在于所述控制器包括后處理裝置，所述后處理裝置被安排根據(jù)所述水平圖像調(diào)變裝置來的信息而取消所述第二圖像數(shù)據(jù)的變化。7.如權(quán)利要求5或6所述的控制器，其特征在于所述水平圖像調(diào)變裝置和所述垂直圖像調(diào)變裝置被安排分析所述第一圖像數(shù)據(jù)的參數(shù)和產(chǎn)生所述第二格式的第二圖像數(shù)據(jù)。8.如權(quán)利要求7所述的控制器，其特征在于所述水平圖像調(diào)變裝置被安排在預(yù)定的時(shí)間間隔上分析所述圖像數(shù)據(jù)的二維參數(shù)。9.如權(quán)利要求8所述的控制器，其特征在于所述水平圖像調(diào)變裝置所使用的所述二維圖像數(shù)據(jù)參數(shù)包括圖像寬度、圖像高度、圖像的顏色變遷和圖像顏色。10.如權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于所述水平圖像調(diào)變裝置包括具有下列圖像調(diào)變技術(shù)中的一種或多種技術(shù)的水平圖像調(diào)變算法i.不作改變；ii.改變到用彩色查找表或用計(jì)算或二者兼用而得到的顏色；iii.混合相繼的數(shù)據(jù)；iv.漸變圖像的顏色。11.如權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于所述垂直圖像調(diào)變裝置被安排分析與在幀圖像數(shù)據(jù)的相繼奇行和偶行中相鄰第一圖像數(shù)據(jù)之間的變化有關(guān)的參數(shù)。12.如權(quán)利要求11所述的控制器，其特征在于所述垂直圖像調(diào)變裝置分析的所述參數(shù)包括在幀圖像數(shù)據(jù)的奇行和偶行中具有相同顏色的相繼行數(shù)和在相繼行中的顏色變遷。13.如權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于所述垂直圖像調(diào)變裝置包括使用以下調(diào)變技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)的垂直圖像調(diào)變算法i.不作改變；ii.改變到用彩色查找表或用計(jì)算或二者兼用而得到的顏色；iii.混合垂直顏色變遷；iv.漸變垂直顏色變遷。14.如權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于所述水平圖像調(diào)變算法可以從所述第一圖像數(shù)據(jù)的單一的彩色顯示變化到所述初始圖像的全調(diào)變彩色顯示。15.如權(quán)利要求6所述的控制器，其特征在于所述后處理裝置包括后處理例行程序，其中該后處理例行程序在被啟動(dòng)時(shí)將部分所述第一圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)到受到不希望改變的所述第二圖像數(shù)據(jù)的有關(guān)部分。16.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述控制器包括接收指示信號的時(shí)鐘存貯器裝置，所述指示信號指示所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號為之提供定時(shí)序列的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的時(shí)鐘速率。17.如權(quán)利要求1或16所述的控制器，其特征在于所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號由第三處理器裝置組合，該第三處理器裝置產(chǎn)生用于控制計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)時(shí)序的組合同步信號，其中計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在具有與計(jì)算機(jī)顯示器不同圖像數(shù)據(jù)定時(shí)要求的電子顯示器上顯示。18.如權(quán)利要求1、16或17所述的控制器，其特征在于所述控制器包括第四處理器裝置，用于接收第一格式的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)、修改接收的圖像數(shù)據(jù)信號的電平和輸出具有修改后電平的圖像數(shù)據(jù)信號。19.如權(quán)利要求16所述的控制器，其特征在于所述時(shí)鐘存貯器裝置被安排接收與圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的時(shí)鐘信號，還在于所述第一處理器裝置被安排利用由所述時(shí)鐘存貯器裝置接收的所述時(shí)鐘信號及產(chǎn)生所述第三序列的水平同步信號和所述第四序列的垂直同步信號。20.如權(quán)利要求16或19所述的控制器，其特征在于所述時(shí)鐘存貯器裝置被安排接收與所述視頻信號有關(guān)的時(shí)鐘信號，還在于所述第二處理器裝置被安排利用由所述時(shí)鐘存貯器裝置接收的所述時(shí)鐘信號及產(chǎn)生所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號。21.所述第一處理器裝置包括二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所述二進(jìn)制計(jì)數(shù)器被安排接收并分頻所述時(shí)鐘信號以提供用于產(chǎn)生所述第三序列的水平同步信號和所述第四序列的垂直同步信號的定時(shí)信號。22.如權(quán)利要求21所述的控制器，其特征在于所述控制器包括制式選擇器，該制式選擇器被安排為所述第五序列和所述第六序列確定時(shí)序，使得所述控制器可被選擇產(chǎn)生與不同電子顯示器的時(shí)序要求兼容的定時(shí)信號。23.如權(quán)利要求21或22所述的控制器，其特征在于所述二進(jìn)制計(jì)數(shù)器被安排將信號輸出到第二處理器裝置的PAL以產(chǎn)生矩形波的第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號，以便由所述控制器輸出。24.一種用于同步在電視屏幕上顯示的圖像數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟接收與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的第一序列的水平同步信號；接收與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的第二序列的垂直同步信號；使用第一處理器裝置以產(chǎn)生第三序列的水平同步信號和第四序列的垂直同步信號；使用第二處理器裝置，用于組合所述第一序列的水平同步信號和所述第三序列的水平同步信號，用于組合所述第二序列的垂直同步信號和所述第四序列的垂直同步信號以分別產(chǎn)生第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號，及輸出所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號以提供用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的定時(shí)序列，從而所述圖像數(shù)據(jù)可以在電子顯示器上顯示。25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述方法包括用第三處理器裝置組合所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號以產(chǎn)生用于控制所述圖像數(shù)據(jù)定時(shí)的組合同步信號的步驟。26.如權(quán)利要求24或25所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟使用格式化裝置以接收第一格式的第一圖像數(shù)據(jù)；將所述第一圖像數(shù)據(jù)處理成包括第二格式的第一圖像數(shù)據(jù)的第二圖像數(shù)據(jù)；以及輸出所述第二圖像數(shù)據(jù)，從而所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號可以為所述第二圖像數(shù)據(jù)提供定時(shí)序列。27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述方法包括用所述格式化裝置將所述第一格式的第一圖像數(shù)據(jù)處理成所述第二圖像數(shù)據(jù)的步驟，從而所述第二圖像數(shù)據(jù)包括與所述第五序列的水平同步信號和所述第六序列的垂直同步信號同步的奇和偶幀圖像數(shù)據(jù)。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于所述方法的步驟由權(quán)利要求1至21中任一權(quán)利要求所述的控制器來執(zhí)行。29.一種用于將VGA控制器和電視屏幕接口的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括接口單元，該接口單元被安排具有與由所述VGA控制器產(chǎn)生的水平和垂直同步信號及與由所述VGA控制器產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)連接的輸入端，及具有連接到電視屏幕的驅(qū)動(dòng)器的輸出端，從而在使用中由所述VGA控制器傳送到所述接口單元的圖像數(shù)據(jù)被安排重新格式化并同步到滿足與所述接口單元連接的所述電視屏幕驅(qū)動(dòng)器的定時(shí)要求，從而由所述VGA控制器傳送的圖像數(shù)據(jù)可以在電視屏幕上顯示。30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接口單元包括如權(quán)利要求1至21中任一權(quán)利要求所述的控制器。全文摘要一種用于同步在電視屏幕上顯示的視頻信號的控制器，包括水平輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第一序列的水平同步信號；垂直輸入存貯器裝置，用于接收計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的第二序列的垂直同步信號；第一處理器裝置，用于產(chǎn)生第三序列的水平同步信號和第四序列的垂直同步信號；以及第二處理器裝置，用于組合第一序列的水平同步信號和第三序列的水平同步信號以產(chǎn)生第五序列的水平同步信號，及用于組合第二序列的垂直同步信號和第四序列的垂直同步信號以產(chǎn)生第六序列的垂直同步信號；其中由第二處理器裝置產(chǎn)生的第五序列的水平同步信號和第六序列的垂直同步信號被安排為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)提供定時(shí)序列從而該圖像數(shù)據(jù)可以在電視屏幕上顯示。文檔編號H04N7/01GK1154191SQ95194308公開日1997年7月9日申請日期1995年7月25日優(yōu)先權(quán)日1994年7月25日發(fā)明者諾曼·J·喬丹,約翰·M·阿奇博爾德申請人:澳大利亞研究和設(shè)計(jì)有限公司