一种数字媒体适配器以及转换方法

本申请要求于 2010 年 12 月 16 日提交中国专利局、 申请号为 .6, 发明名称为 "一种数字媒体适配器以及转换方法" 的中国 专利申请的优先权， 其全部内容通过 ！用结合在本申请中。

本发明涉及电子领域， 尤其涉及一种数字媒体适配器以及转换方法。

在市场上，便携式的音频播放器和视频播放器（也就是俗称的 MP3和 MP4 播放器）都非常的流行， 几乎年轻人娱乐休闲的必备之选； 而苹果 APPLE公 司生产的便携式的音频播放器和视频播放器， 无论从质量、外观还是科技含量 的角度考虑， 都是市场上的首选， 年 APPLE音视频数码产品全球 销售达到 2亿多部， 占有 4艮大的市场份额。 高清晰度多媒体接口 （HDMI, High Definition Multimedia Interface ), 是 一种全数位化影像和声音传送接口， 可以传送无压缩的音频信号及视频信号。 HDMI技术可应用于 DVD播放机、 个人电脑、 机顶盒、 数位音响与电视机等 领域。 HDMI可以同时传送音频和视频信号， 由于音频和视频信号采用同一条 电缆， 大大简化了播放设备的系统结构。 随着科学技术的发展， HDMI技术也 变得越来越普及， 并受到各种电子产品的大力追捧， HDMI相关产品的市场扩 张已经成为了一种趋势。 结合上述两种技术的发展， 市场上出现了这样一种用户需求一将 APPLE 音视频数码产品的媒体流转接到 HDMI设备上播放。 在现有技术中， 由于 APPLE数码产品并没有设计 HDMI接口， 若需要对 APPLE数码产品的媒体流进行转接到 HDMI设备上播放， 需要搭配各种转换 HDMI输出端向 HDMI设备输出音频或视频信号。 由于转接过程复 杂， 导致了用户的不便。 发明内容

本发明实施例提供了一种数字媒体适配器以及转换方法，用于便捷的完成 便携式音频视频播放器到 HDMI设备的转接。 本发明提供的数字媒体适配器， 包括： 媒体激活模块， 图像转换模块， 音 频转换模块，输出转换模块以及控制模块； 所述媒体激活模块用于向媒体终端 发送认证指令，使得所述媒体终端分别向音频转换模块和图像转换模块发送模 拟音频信号和模拟图像信号；所述音频转换模块用于通过媒体激活模块获取所 述媒体终端发送的模拟音频信号 , 将所述模拟音频信号转换为数字音频信号 , 并向输出转换模块输出所述数字音频信号；所述图像转换模块用于通过媒体激 活模块获取所述媒体终端发送的模拟图像信号，将所述模拟图像信号转换为数 字图像信号， 并向输出转换模块输出所述数字图像信号； 所述输出转换模块用 于将获取到的数字音频信号和数字图像信号统一转换成数字视频信号，并输出 所述数字视频信号； 所述控制模块用于分别向所述音频转换模块、 图像转换模 块和输出转换模块发送控制指令， 控制信号转换的流程。

本发明提供的数字媒体转换方法， 包括： 向媒体终端发送认证指令， 使得 所述媒体终端可以向数字媒体适配器发送模拟信号 ,所述模拟信号包括模拟音 频信号和模拟图像信号；分别获取媒体终端发送的模拟音频信号和模拟图像信 号；将所述模拟音频信号和模拟图像信号分别转换为数字音频信号和数字图像 信号； 将所述数字音频信号和数字图像信号统一转换成数字视频信号， 并输出 所述数字视频信号。

从以上技术方案可以看出， 本发明实施例具有以下优点： 本发明的数字媒 体适配器集成了媒体激活模块， 图像转换模块， 音频转换模块， 输出转换模块 以及控制模块， 上述 5个模块都焊接在一个 PCB板， PCB板与外部主体外壳 之间只有一个数据传输接口，媒体终端可以直接插入该数据传输接口与本发明 的数字媒体适配器相连接， 则媒体文件信号转换的过程就可以一体化完成， 非 常的方便和快捷。

图 1是本发明实施例中数字媒体适配器的一个逻辑结构示意图； 图 2是本发明实施例中数字媒体适配器另一个逻辑结构示意图； 图 3是本发明实施例中数字媒体适配器的实物示意图； 图 4是本发明实施例中数字媒体适配器与媒体终端相连接后的示意图； 图 5是本发明实施例中数字媒体转换方法一个流程示意图。

本发明实施例提供了一种数字媒体适配器以及转换方法，用于便捷的完成 便携式音频视频播放器到 HDMI设备的转接。 请参阅图 1 , 本发明实施例中数字媒体适配器的一个实施例包括： 媒体激活模块 101 , 音频转换模块 102, 图像转换模块 103 , 输出转换模 块 104以及控制模块 105;

媒体激活模块 101用于向媒体终端发送一条认证指令，使得该媒体终端分 别向音频转换模块 102和图像转换模块 103发送模拟音频信号和模拟图像信 号；

音频转换模块 102用于通过媒体激活模块 101获取该媒体终端发送的模拟 音频信号，将模拟音频信号转换为数字音频信号， 并向输出转换模块 104输出 该数字音频信号；

图像转换模块 103用于通过媒体激活模块 101获取该媒体终端发送的模拟 图像信号，将模拟图像信号转换为数字图像信号， 并向输出转换模块 104输出 该数字图像信号；

输出转换模块 104 用于将获取到的数字音频信号和数字图像信号统一转 换成数字视频信号， 并输出该数字视频信号， 该数字视频信号可以为最小化传 输差分信号 ( TMDS, Transition Minimized Differential Signaling );

控制模块 105用于分别向音频转换模块 102、 图像转换模块 103和输出转 换模块 104发送控制指令，控制模块 105通过指令和时钟电路控制信号转换的 整个过程， 包括： 控制转换的速率， 使得音频和视频的转换同步； 控制信号的 緩存， 调整緩存输出； 控制信号转换的开始和结束等。

本发明实施例中数字媒体适配器的各个单元具体的交互过程如下： 当媒体终端接入数字媒体适配器之后，媒体激活模块 101判断与媒体终端 之间的电路是否导通， 若是， 则向媒体终端发送一条认证指令， 打开媒体终端 的媒体输出端口 ,使得媒体终端分别向音频转换模块和图像转换模块发送模拟 音频信号和模拟图像信号。该认证指令用于激活媒体终端的中央处理器（ CPU, Central Processing

由于在模拟信号的传输中，媒体数据的音频信号和图像信号是分开的， 因 此， 当媒体终端的媒体输出端口打开后，控制模块 105会分别向音频转换模块 102和图像转换模块 103发送控制指令， 使得音频转换模块 102和图像转换模 块 103分别获取媒体终端发送的模拟音频信号和模拟图像信号，并对将模拟音 频信号和模拟图像信号转换为数字音频信号和数字图像信号。该模拟图像信号 可以为 RGB 图像信号以及复合视频信号 （YPbPr ), 该数字图像信号可以为 YUV数字信号。

当媒体终端向音频转换模块 102和图像转换模块 103传输模拟信号时，控 制模块 105向媒体激活模块 101获取该模拟信号的信息（如整个媒体文件的大 小；)， 分别向音频转换模块 102和图像转换模块 103发送控制指令触发这两个 模块开始进行信号转换， 并根据媒体文件的大小指示： 当完成第几帧信号转换 时， 结束信号转换。音频转换模块 102和图像转换模块 103转换模拟信号的时 钟频率也是由控制模块 105决定。

经音频转换模块 102和图像转换模块 103转换后的信号输入到输出转换模 块 104后， 输出转换模块 104向控制模块 105反馈当前状态， 控制模块 105 向输出转换模块 104发送格式转换的控制指令，指示输出转换模块 104视频信 号转换的播放码率以及分辨率。 由于本发明需要向 HMDI设备输出媒体信号， 所以输出转换模块 104在向 HMDI设备输出媒体信号前， 统一将数字音频信 号和数字图像信号转换成为 TMDS信号。

当输出转换模块 104将数字视频信号转换完成后，则可以将该数字视频信 号通过 HDMI端口输出到 HDMI设备中播放。

本发明的数字媒体适配器集成了媒体激活模块， 图像转换模块， 音频转换 模块， 输出转换模块以及控制模块， 在媒体激活模块激活了媒体终端以后， 由 控制模块统一控制图像转换模块、音频转换模块和输出转换模块，使得图像转 换模块和音频转换模块分别将获取到的模拟图像信号和模拟音频信号转换为 数字图像信号和数字音频信号 ,然后输出转换模块再将数字图像信号和数字音 频信号统一的转换为数字视频信号， 并向 HDMI设备输出该数字视频信号。 媒体终端直接插入本发明的数字媒体适配器后，整个媒体转换的过程一体化完 成， 非常的方便和快捷。

为了便于理解，下面以一具体的实施例对本发明数字媒体适配器再进行详 细描述， 请参考图 2, 具体为：

本发明实施例中的数字媒体适配器还可以包括：

遥控器 201和电源输出模块 202;

本发明的媒体激活模块 203还可以外接上红外信号接收模块，当遥控器通 过红外光信号向媒体激活模块 203发送操作指令时，媒体激活模块 203根据该 操作指令进行相应的操作；本发明的遥控器主要是触发媒体激活模块 203向媒 体终端发送一条认证指令， 并间接控制媒体终端的音频和视频模拟信号的发 送。

上述遥控器 201与媒体激活模块 203的通信渠道可以是物理电路连接，可 以红外光传输， 也可以是其它电磁波信号的收发渠道， 此处具体不作限定。

媒体激活模块 203 是一种集成的微控制单元 （MCU, Micro Controller Unit ), 当媒体激活模块 203激活了媒体终端后，媒体终端通过该 MCU向音频 转换模块 204和图像转换模块 205传输媒体文件的模拟信号， 该 MCU上可以 外接时钟电路、 片外存储器， 负责在媒体终端与音频转换模块 204或图像转换 模块 205之间传输和緩存该模拟信号； 该 MCU还可以外接复位电路， 当模拟 信号的传输发生错误时， 可以自动或被动复位。

当媒体终端被激活后，电源输出模块 202通过媒体终端与本发明数字媒体 适配器之间的数据连接端口向输出电流， 为媒体终端充电。 电压输出模块 202 可以包含电压适配电路，将向媒体终端输出的电流调节为该媒体终端的额定电 流。

控制单元 207也是一种 MCU; 本发明能够同时转换音频和图像信号取决 于 3种工作周期的模式： 1、 控制周期， 用于引导信息的发送， 同时也与信号 输出端的字符同步； 2、视频周期， 用于发送有效视频行的像素； 3、数据周期， 用于传输音频信号。控制单元 207通过发送控制指令来完成这 3种工作周期的 控制过程。

当媒体终端向音频转换模块 204和图像转换模块 205传输模拟信号之后， 控制模块 207分别向音频转换模块 204和图像转换模块 205发送控制指令触发 这两个模块开始进行信号转换。

音频转换模块 204可以使用脉码调制（ PCM, Pulse Code Modulation )的方 法将模拟音频信号量化为数字音频信号，即让模拟音频信号的不同幅度分别对 应不同的二进制数， 例如采用 8位编码可将模拟音频信号量化为 256 ( 2的 8 次方） 个量级， 实用中常采取 24位或 30位编码。

图像转换模块 205可以选用集成芯片 AD9880, AD9880可以处理 RGB图 像以及复合视频（YPbPr )这两种模拟图像信号， 具有 150MSPS 的编码速率 和 330MHz的带宽。 AD9880的内部集成了所有的输入信号緩存， 直流分量回 复,偏置和增益调节电路，像素时钟生成电路，和输出数据格式。 由于 AD9880 内置了色彩空间转换电路， 可以输入任意格式的色彩空间，也同样可以输出任 何格式的色彩空间； 在本发明实施例中， AD9880先将 YPbPr模拟信号转成低 压差分信号（ LVDS, Low-Voltage Differential Signaling )信号，再通过编码， 将 LVDS信号转换成数字 YUV信号。

AD9880中的控制电路可以通过 2-线的串口与控制模块 105连接。 AD9880 有 6个高阻抗的 R、 G、 B输入通道。 适应的模拟信号电压范围为： 0.5— 1.0V。 由于 AD9880输入管脚的阻抗为 75欧， 所以在布线时， 尽可能媒体激活模块 101靠近连接。 在实际系统的配置中， 各零部件的阻抗尽可能匹配， 以便在更 宽的信号带宽范围内得到更好的性能。

转换完成的数字音频信号和 YUV信号输入到输出转换模块 206, 控制单 元 207通过控制指令通知输出转换模块 206: 视频信号转换的播放码率以及分 辨率。 转换模块 206对数字音频信号和 YUV信号统一转换为所需要的 TMDS 信号， 转换模块 206可以为 AD9889型号 TMDS信号转换芯片。

当输出转换模块 206 将信号转换完成后， 就可以将该 TMDS 信号通过 HDMI端口输出到 HDMI设备中播放。

上述媒体激活模块， 音频转换模块， 图像转换模块， 输出转换模块以及控 制模块等 5个模块都可以焊接在一个印刷电路板 ( PCB, Printed Circuit Board ) 上， 再在该 PCB板上布置好供电电路和数据传输电路， 本发明实施例中的数 字媒体适配器的电子结构配置完成。由于本发明数字媒体适配器的各个功能模 块高度集成， 所以本发明数字媒体适配器的体积相对小巧， 便于携带， 只要有 HDMI设备的地方，带上用户本发明数字媒体适配器就可以随时的进行媒体转 换， 提高了用户体验。

本发明实施例中数字媒体适配器的主体外壳采用直插式的底座结构，具体 结构请参考图 3 , 该直插式底座的底部有一个散热口， 该直插式底座的侧面有 一个电源插口和 HDMI端口， 设计简洁， 操作简单。

媒体终端 （如： iphone手机）可以直接插入本发明的底座， 请参考图 4, 无需辅助数据线连接， 非常的便捷。 即便媒体终端的大小可能存在不合适的情 况， 本发明也可以配备一条转接数据线， 该转接数据线与现有技术中的 AV cable有所不同， AV cable的转接设备端分音频端和图像端， 而且图像端还可 能分为 "R"、 "G"、 "B"三端， 音频端还可能分左右声道， 在接线时非常麻烦， 而本发明的转接数据线的转接设备端仅对应本发明数字媒体适配器的一个插 口， 连接方便。

下面对对应上述数字媒体适配器的数字媒体转换方法的实施例进行说明， 请参考图 5, 本发明实施例中数字媒体转换方法的一个实施例包括：

501、 向媒体终端发送认证指令；

当媒体终端和本发明数字媒体适配器连接后，数字媒体适配器向媒体终端 发送一条认证指令，打开媒体终端的媒体输出端口，使得媒体终端可以向数字 媒体适配器发送媒体文件的模拟信号。

该认证指令用于激活媒体终端的 CPU, 使得媒体终端打开媒体输出端口。 若该媒体终端为 iphone手机， 则该认证指令为 ATS指令。

502、 分别获取模拟信号；

在媒体终端的媒体输出端口打开后 , 当媒体终端在本地播放媒体时 ,媒体 终端的媒体输出端口就会输出相应媒体的模拟信号。该模拟信号包括： 模拟音 频信号和模拟图像信号。

由于在模拟信号的传输中，媒体数据的音频信号和图像信号是分开的， 因 此，数字媒体适配器通过内部的两个模块分别获取该模拟音频信号和模拟图像 信号。

503、 分别进行数字信号的转换；

数字媒体适配器分别对获取到的模拟音频信号和模拟图像信号进行数字 信号的转换， 分别转换为数字音频信号和数字图像信号； 该模拟图像信号可以 为 RGB 图像信号以及复合视频信号 （YPbPr ), 该数字图像信号可以为 YUV 数字信号。

数字图像信号的转换过程可以为先将 YPbPr模拟信号转成低压差分信号 LVDS信号， 再通过编码， 将 LVDS信号转换成数字 YUV信号。

该模拟信号转数字信号可以使用脉码调制 （ PCM, Pulse Code Modulation ) 的方法，将模拟信号量化为数字信号， 即让模拟信号的不同幅度分别对应不同 的二进制数， 例如采用 8位编码可将模拟信号量化为 256 ( 2的 8次方 ) 个量 级， 实用中常采取 24位或 30位编码。

504、 进行数字视频信号的转换；

当模拟音频信号和模拟图像信号分别被转换为数字音频信号和数字图像 信号后，数字媒体适配器对该数字音频信号和数字图像信号进行合并， 统一转 换为数字视频信号。 该数字视频信号可以为 TMDS信号。

505、 输出数字视频信号。

数字媒体适配器将转换好的数字视频信号通过 HDMI端口向 HDMI设备 传输。

本发明的整个转换过程都由数字媒体适配器的控制单元通过指令进行控 制， 控制单元根据时钟电路监控音频和视频信号的数据帧发送和转换的情况， 实时的緩存和传输数据， 调整信号转换的速率， 使得从模拟信号转数字信号， 到数字的音频和图像信号转视频信号，再到数字视频信号的输出的各个工作周 期得到协调， 使得 HDMI设备播放媒体数据时与数字媒体适配器输出的信号 同步。

本发明数字媒体转换方法在向媒体终端发送认证指令之前，还可以遥控器 触发的步骤：

数字媒体适配器的遥控器向数字媒体适配器的媒体激活模块发送操作指 令，触发向媒体终端发送认证指令的步骤。该遥控器发送操作指令的通信渠道 可以是物理电路连接，可以红外光传输，也可以是其它电磁波信号的收发渠道， 此处具体不作限定。

本发明数字媒体转换方法在数字媒体适配器向媒体终端发送认证指令之 后， 可触发数字媒体适配器的电源输出模块向该媒体终端输出电流，对该媒体 终端进行充电。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可 读存储介质中， 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种数字媒体适配器以及转换方法进行了详细介 绍， 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明实施例的思想， 在具体实施方式 及应用范围上均会有改变之处， 综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。

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