專利名稱：通過通用串行總線接口的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 第l/8頁
通過通用串行總線接口的視頻數(shù)據(jù)傳輸
本發(fā)明涉及一種用于將視頻數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源傳輸至數(shù)據(jù)宿的方法，其中
通過通用串行總線(USB)接口來進(jìn)行傳輸，本發(fā)明還涉及一種實施該方 法的裝置。
數(shù)字化圖像和聲音形式的多媒體數(shù)據(jù)被使用在幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域中， 其中對用于傳輸?shù)膱D^Jt據(jù)的分辨率和壓縮提出了極為不同的要求。如果 數(shù)字圖像想要滿足高要求，則在傳輸之前只能進(jìn)行比較小的壓縮，因為隨 著壓縮增加^^丟失信息并且損傷圖〗象質(zhì)量。在正常視頻的情況下，所需的
數(shù)據(jù)量通常必要地為每個圖像數(shù)兆字節(jié)，以便保證良好的圖像質(zhì)量。
在現(xiàn)有技術(shù)中已公開了這種大的數(shù)據(jù)量的傳輸以及有利地處理該數(shù) 據(jù)量以便快速且有效地進(jìn)行利用。
DE 101 20 806 B4描述了一種用于將多媒體數(shù)據(jù)對"中央數(shù)據(jù)源 經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸至多個終端設(shè)備(優(yōu)選為電視機(jī))的裝置和方法，其中這 些終端設(shè)備通過附加設(shè)備連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)上，其中這些數(shù)據(jù)對^中央lt據(jù)
中，其中中央饋送設(shè)備為代碼轉(zhuǎn)換器，其將從中-央數(shù)據(jù)源獲得的數(shù)據(jù)對象 數(shù)字化并且轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，并且該數(shù)據(jù)流通過接口連續(xù)地饋送到數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)中并傳送給所連接的附加設(shè)備。
在傳統(tǒng)上，多媒體數(shù)據(jù)的通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸借助已知的編碼方法和壓縮 方法譬如MPEG方法來進(jìn)行，其中在圖像數(shù)據(jù)的壓縮和解壓領(lǐng)域中應(yīng)用 了各種數(shù)學(xué)方法。視頻壓縮的主要步驟是減少冗余，作為基于輸入信號的 統(tǒng)計的無損可逆過程。在視頻壓縮的領(lǐng)域中大部分通常1^進(jìn)行所謂的減 小不相關(guān)性，其中利用了人眼和耳朵的音頻-視覺感知的特性，例如在考 慮到心理視覺和心理聽覺感知的情況下的混合編碼(例如MPEG標(biāo)準(zhǔn))。 這些方法步驟在視頻壓縮中大部分以去相關(guān)的圖像變換、可選的有損量化 和無損熵編碼來實現(xiàn)。對于這種去相關(guān)變換的例子是離散余弦變換(DCT) 或者離散小波變換(DWT)。離散余弦變換通常作為去相關(guān)的變換應(yīng)用于 視頻編碼方法如MPEG或者數(shù)字電視中。在新的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000 中應(yīng)用了離散小波變換。這是一般現(xiàn)有技術(shù)，譬如在DE699 07 929T2、 DE 696 32 622 T2、 DE 601 19 499 T2或DE 692 10 698 T2中描述的那樣。多媒體數(shù)據(jù)的傳輸通常借助上面說明的編碼/解碼方法來進(jìn)行。對此
的原因也是存儲器介質(zhì)有限的容量和借助網(wǎng)絡(luò)有限的傳輸可能性。然而， 編碼和解碼需要額外的硬件開銷，這使設(shè)備制造昂貴并且必須購買編碼和
解碼方法的附加許可。對于編碼和解碼方法的硬件方式的實現(xiàn)需要至少一 個存儲器部件以及編碼芯片或者信號處理單元。硬件于是大部分限于用于
數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N或者幾種格式。
由于多媒體數(shù)據(jù)大部分以壓縮形式來傳輸，所以以未壓縮形式的傳輸
例如像在DE 695 13 841 T2中描述的YUV圖《象數(shù)據(jù)格式并不常用。未壓 縮數(shù)據(jù)的傳輸目前僅通過基于高的傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)接口是可能的(DE 602 11 157 T2 )
USB (通用串行總線)接口是計算機(jī)的特定接口 ，其尤其是用于連接 和去耦合外圍設(shè)備例如鍵盤、鼠標(biāo)和存儲器(所謂的USB棒)。與此相聯(lián) 系的數(shù)據(jù)處理是現(xiàn)有技術(shù)并且例如在DE 199 00 345 Al中公開。DE 102 11 054 Al描述了 一種用于在至少一個USB設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)存儲器 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB主控制器。USB主控制器包括用于從系統(tǒng)存儲 器中提取數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)提取裝置、用于存儲所提取的數(shù)據(jù)元素的存儲裝 置以及用于根據(jù)所提取的、存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)元素來處理發(fā)送給 USB設(shè)備或者從其接收的業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)處理裝置。
USB接口可以根據(jù)所使用的標(biāo)準(zhǔn)以不同的傳輸速率來傳輸數(shù)據(jù)。此 外，可以以不同的傳輸模式如塊模式、等時模式、轉(zhuǎn)移?；蛘咧袛嗄Ｊ絹?傳輸數(shù)據(jù)。
在塊模式中，在USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的情況下拔 供高達(dá)480MByte/s可用。 它們可以通過USB控制器的多個管道傳輸。在塊模式中，每個管道的數(shù) 據(jù)傳輸為每個微幀大約20個包，這些包分別具有512字節(jié)，總共可以發(fā) 送多達(dá)8000個微幀。由此，得到大約82MByte/s的最大傳輸速率。如果 所連接的USB設(shè)備被分配完全的傳輸速率，則可以毫無問題地通過USB 接口以塊模式以不壓縮的方式傳輸視頻。然而，如果多個USBi更備連接 在計算機(jī)上并且同時通過各個USB接口傳輸數(shù)據(jù)，則對于各個單個的 USB i殳備的可用的并且所分配的帶寬迅速地下降到臨界值以下，并且導(dǎo) 致不希望的傳輸千擾，因為塊模式僅僅以握手方法來工作。如果USB設(shè) 備以塊模式傳輸，則其他USB設(shè)備會以其他模式如等時模式來驅(qū)動。在 此，等時模式始終優(yōu)先，使得在向或者來自等時模式相連的USB設(shè)備的 數(shù)據(jù)傳輸期間對于以塊模式驅(qū)動的USB設(shè)備而言不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。等時模式作為用于時間關(guān)鍵的數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ蕉?，例如視頻/音
頻文件流。等時模式的缺點是對每個以等時模式驅(qū)動的USB"i殳備而言， 帶寬限制在最大24.5MByte/s。
YUV色彩模型的J^Jl歸因于PAL標(biāo)準(zhǔn)中的模擬彩色電視的;^。其 目前也應(yīng)用于模擬NTSC彩色電視。在此確定每個像點的亮度(發(fā)光度) 和色彩(色度)。在此，數(shù)據(jù)可以以4:2:0、 4:2:2或者4:4:4的YUV圖像 數(shù)據(jù)格式來生成。此外，還存在UYUV格式，其等同于2:2:2。使用YUV 圖^Jt據(jù)格式提供的優(yōu)點是，由此可以容易地產(chǎn)生對TV設(shè)備所需的圖像 數(shù)據(jù)格式(PAL/SECAM/NTSC )。對于標(biāo)準(zhǔn)視頻，建立了具有以13.5MHz 的頻率對各個圖像固定掃描的系統(tǒng)。在帶有PC的環(huán)境中，針對每個掃描 生成亮度和色彩的數(shù)據(jù)字(4:2:0)。數(shù)據(jù)字具有8比特，由此得到對于視 頻傳輸所需的27MByte/s的數(shù)據(jù)率。在對視頻信號沒有壓縮/解壓的情況 下因此不能以等時模式通過USB接口 2.0進(jìn)行傳輸，由此至少對于解壓 在USB設(shè)備中需要昂貴的電子裝置。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種方法和一種裝置，其允許借助簡單的手段通 過USB接口實現(xiàn)未壓縮的多媒體數(shù)據(jù)的無差錯傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)酴助具有權(quán)利要求1的特征的方法來解決。根據(jù) 權(quán)利要求1所述的根據(jù)本發(fā)明的方法的其他有利的擴(kuò)展方案通it^屬權(quán) 利要求的特征得到。
本發(fā)明的構(gòu)思基于的思想是，以未壓縮的形式以YUV格式通過USB 接口傳輸數(shù)據(jù)。在此，從USB設(shè)備接收的數(shù)據(jù)僅僅被輸送給市面上可得 到的視頻DAC，使得視頻數(shù)據(jù)可以作為PAL信號或者NTSC信號直## 輸給電祝機(jī)。因此在沒有昂貴的電子裝置的情況下可以將視頻數(shù)據(jù)從計算 機(jī)通過USB接口傳輸至電視機(jī)。
對此，本發(fā)明設(shè)計了多個用于通過USB接口傳輸數(shù)據(jù)的實施形式。 本發(fā)明的第一實施形式設(shè)計為以塊模式傳輸全部YUV視頻信號并且輸送 給視頻DAC。
在第一實施形式的另一擴(kuò)展方案中，計算機(jī)作為發(fā)送的數(shù)據(jù)源始終監(jiān) 視對于所連接的并且進(jìn)行接收的USB設(shè)備是否存在足夠大的帶寬。如果 在塊模式中沒有足夠大的帶寬可用或者其他USB設(shè)備以優(yōu)先于塊模式的 模式工作，則可以自動地切換到等時模式上，其中于是消隱期的數(shù)據(jù)并未 被傳輸或者僅僅不完全地被傳輸，在由USB i殳備接收其余圖傳教據(jù)之后又填充這些數(shù)據(jù)，使得全部圖像信號被輸送給連接在后的視頻DAC。
然而，塊模式實際上通常不適于視頻流，因為其是如下的USB傳輸 模式該USB傳輸模式在系統(tǒng)中被分配最低優(yōu)先級。 一旦其他USB進(jìn)程 在中斷模式或者等時模式中運行，則其被中斷使得其不可避免地出現(xiàn)圖像 干擾。由于此原因，引入等時模式，該模式在確定的時間限定確定的數(shù)據(jù) 率。
本發(fā)明的可能的第二實施形式設(shè)計為，YUV圖傳Jt據(jù)始終以等時模 式通過USB接口被傳輸，其中于是消隱期的數(shù)據(jù)或者根本未被傳輸或者 僅僅部分被傳輸。在接收到其余的圖像數(shù)據(jù)之后于是USB設(shè)備又將消隱 期的缺失的數(shù)據(jù)字填入接收到的數(shù)據(jù)流中，使得又將全部圖像信號輸送給 連接在后的視頻DAC。
整個消隱期的切除，優(yōu)選水平消隱期的切除或者僅僅其一部分的切除 在數(shù)據(jù)源或計算機(jī)中進(jìn)行。
所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在所有實施形式中加栽在USB設(shè)備形式的連接到數(shù)據(jù) 源的數(shù)據(jù)宿的USB控制器的中間存儲器中。該中間存儲器通常是FIFO 存儲器，即首先寫入FIFO存儲器的數(shù)據(jù)也被首先讀取。
視頻圖像的完整的行在PAL系統(tǒng)中由1728個數(shù)據(jù)字構(gòu)成，而在 NTSC系統(tǒng)中由1732個泰:據(jù)字構(gòu)成。對此，在PAL系統(tǒng)中1440個數(shù)據(jù) 字在可見區(qū)域中。為了控制，每行需要2*4個數(shù)據(jù)字。由此在PAL系統(tǒng) 中每個圖像行得到1448個要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字。其余280個數(shù)據(jù)字(字節(jié)) 對應(yīng)于水平消隱期的長度并且不必一同被傳輸。也就是說，在切除這些數(shù) 據(jù)字時沒有丟失圖像信息。然而，必須保證的是，如果要維持獲得視頻信 號的同步，則在PAL系統(tǒng)中針對每行又將1728個數(shù)據(jù)字輸送給USB設(shè) 備中的視頻DAC。對于1448個M輸?shù)臄?shù)據(jù)字因此得到22.6MByte/s (=27MByte/s*1448/1728 )的帶寬的需求。所需的該帶寬小于以等時模式 保證可儉使用的24MByte/s的帶寬。
在其中為了減少數(shù)據(jù)而根本或者完全不傳輸消隱期的數(shù)據(jù)的第二實 施形式中，可以使用不同的方法以便在USB設(shè)備側(cè)將缺失的消隱期的數(shù) 據(jù)又添加到泰:據(jù)流中。
這樣，在第一變形方案中可能的是，數(shù)據(jù)宿或者其USB控制器產(chǎn)生 針對消隱期本身的缺失的數(shù)據(jù)。由于缺少分析數(shù)據(jù)流本身的數(shù)據(jù)的控制單 元，則必須補(bǔ)償數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間的時鐘差，因為PC和USB設(shè)備二者都具有單獨的時鐘脈沖發(fā)生器，它們二者都絕不會',以標(biāo)稱上給出的
27MHz的參考時鐘脈沖運行。在工作中由于系統(tǒng)時鐘脈沖的偏差而形成 不同的數(shù)據(jù)率，該數(shù)據(jù)率導(dǎo)致USB控制器上的上溢或者下溢，因為該控 制器僅供8Kbyte的存儲器。在第一變形方案中，時鐘差通過數(shù)據(jù)源和數(shù) 據(jù)宿的同步來補(bǔ)償。當(dāng)水平消隱期并未被傳輸時，由于有偏差的系統(tǒng)時鐘 脈沖而形成的不同的數(shù)據(jù)率如下地被補(bǔ)償U(kuò)SB控制器通過測量幀的每 個被傳輸?shù)膱D像行的長度來計算時鐘差。每個行的該值被回送給PC。該 PC可以通過改變行長度來補(bǔ)償該數(shù)據(jù)率的向下/向上的偏離，其中該PC 針對接下來的幀一同發(fā)送或多或少的數(shù)據(jù)。在此，消隱期的所有數(shù)據(jù)未被 一同傳輸還是僅僅一部分未被一同傳輸是不重要的。數(shù)據(jù)宿的USB控制 器產(chǎn)生消隱期的剩余數(shù)據(jù)，以便使數(shù)據(jù)率恰好達(dá)到針對視頻DAC的 27MByte/s。該同步始終獨立地以一定的等待時間自我重新調(diào)節(jié)。。
如果必須產(chǎn)生垂直消隱期的數(shù)據(jù)，則USB控制器計算時鐘差并且產(chǎn) 生缺失的數(shù)據(jù)。然而，應(yīng)注意的是，在垂直消隱期中可以包含附加的控制 數(shù)據(jù)。由于該事實以及如下的事實、即借助該方法絕不會恰好達(dá)到 27Mbyte/s，視頻DAC通常不能產(chǎn)生穩(wěn)定的PAL圖像。由于此原因優(yōu)選 對水平消隱期進(jìn)行同步。
在第二實施形式的第二變形方案中，使用包含在數(shù)據(jù)流中的控制數(shù)據(jù) 如例如行結(jié)束信號，以便通知發(fā)送的USB控制器其要向USB設(shè)M輸何 種數(shù)據(jù)而不傳輸何種數(shù)據(jù)。接收的USB設(shè)備的USB控制器或其FIFO存 儲器根據(jù)在數(shù)據(jù)流中的控制數(shù)據(jù)譬如行結(jié)束信號來被控制。對此，尤其是 檢驗分別最后從FIFO存儲器讀取的字節(jié)或者數(shù)據(jù)字是否對應(yīng)于行結(jié)束 信號。如果識別出行結(jié)束信號，則FIFO存儲器的讀取停止，并且USB 控制器或附加的數(shù)據(jù)發(fā)生器產(chǎn)生消隱期數(shù)據(jù)字，其以連續(xù)的順序輸送給視 頻DAC。在該時間中，接下來的圖像行的圖像信息保留在FIFO存儲器 中。如果FIFO存儲器還沒有被完全填滿，則由USB控制器通過隨后的 視頻數(shù)據(jù)通過USB接口填充到該FIFO存儲器。 一旦將足夠數(shù)目的消隱 期數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻DAC,則又開始FIFO存儲器的讀取。如果整個消隱 期并未一同被傳輸，則在PAL系統(tǒng)中必須始終在280個時鐘脈沖上中斷 FIFO存儲器的讀取并且產(chǎn)生消隱期數(shù)據(jù)。如果一些消隱期數(shù)據(jù)一同通過 USB接口M送，則其數(shù)目必須是已知的或者必須被USB設(shè)^^析，由 此可以將FIFO存儲器中斷相應(yīng)的時鐘脈沖數(shù)目，并且可以產(chǎn)生缺失的消 隱期數(shù)據(jù)。通過將FIFO控制與可見區(qū)域的控制字(尤其是行結(jié)束數(shù)據(jù)的 控制字)以及與產(chǎn)生針對缺失的消隱期的數(shù)據(jù)模式固定聯(lián)系，有利地保證了穩(wěn)定的視頻輸出。
消隱期數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和FIFO存儲器的控制可以借助可編程的邏輯部 件非常容易地進(jìn)行。也可能的是使用"復(fù)雜可編程邏輯器件"，所謂的 CPLD。
以下參照附圖更為詳細(xì)地闡述了本發(fā)明。 其中


圖1示出了計算機(jī)、USB設(shè)備和TV設(shè)備之間的連接；
圖2示出了數(shù)字YUV視頻信號的結(jié)構(gòu)；
圖3示出了從數(shù)據(jù)源至數(shù)據(jù)宿的數(shù)據(jù)流的框圖4示出了作為"$脈戶端(streaming-client)"的USB設(shè)備的框圖5示出了在使用USB等時模式的情況下USB設(shè)備的USB控制器 的FIFO存儲器的存儲器占用和YUV信號數(shù)據(jù)；
圖6示出了用于在數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間同步的框圖。
圖1示出了帶有連接到其上的監(jiān)視器la的計算機(jī)1以及USB設(shè)備2 之間的連接，該USB設(shè)備借助USB線纜3連接到計算機(jī)1上。PAL或 NTSC電視設(shè)備5借助視頻線纜4例如S —視頻連接而連接在USB設(shè)備2 上。當(dāng)然也可以通過AV無線電段取代視頻線纜4，使得USB設(shè)備2和 TV設(shè)備5可以在不同的空間中。USB連接是至少一個USB 2.0的連接并 且也可以4jt艮據(jù)USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)的無線USB連接。
圖2示出了用于視頻圖像的數(shù)字化YUV視頻信號的原理結(jié)構(gòu)。視頻 圖像以兩個半個圖像(前場和后場)被傳輸。首先，前場被傳輸，其為 72(M象素長。在720像素圖像信息之后是EAV信號。EAV信號控制數(shù)據(jù) (EAV=End of Active Video有效視頻結(jié)束)之后是280個時鐘脈沖長的 水平消隱期，在該消隱期內(nèi)電子管電視中的電子束又被向回引導(dǎo)至接下來 的圖像行的開頭。在"黑色"圖像信號被傳輸?shù)乃较[期結(jié)束之后是控制 數(shù)據(jù)"SAV，， ( SAV=Start of Active Video有效視頻開始)。在傳輸前場的所 有圖像行之后傳輸垂直消隱期"VBI"。接著，傳輸后場以及重新傳輸垂直 消隱期"VBI"。由此傳輸完整的視頻圖像并且開始接下來的視頻圖像的傳 輸。
圖3示出了視頻信號的數(shù)據(jù)流的框圖。示例性地，AVI格式的多媒:體
數(shù)據(jù)被輸送給AVI分割器，該分割器將多^^體數(shù)據(jù)劃分成視頻數(shù)據(jù)流和
ii音頻數(shù)據(jù)流。USB客戶端描繪器8將AVI視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YUV信號并且 將其傳送給Cypress USB驅(qū)動器10，由直接聲音描繪器9描繪的音頻數(shù) 據(jù)也被傳送給該驅(qū)動器。在此，這些數(shù)據(jù)在水平消隱期中已在USB客戶 端描繪器8或者在Cypress USB驅(qū)動器中才被抑制、忽略或者不傳輸。視 頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)通過USB高速連接11傳輸至流客戶端或數(shù)據(jù)宿12。 在此，也可以將數(shù)據(jù)尤其是控制數(shù)據(jù)從流客戶端12向回傳輸至計算機(jī)6、 7、 8、 9，以便控制輸送給AVI分割器6的多媒體數(shù)據(jù)。流客戶端12讀 取所傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)，并且將其直接或者通過視頻DAC輸送 給其視頻輸出端和音頻輸出端13。
圖4示出了已參照圖3描述的流客戶端12的框圖。視頻翁:據(jù)和音頻 數(shù)據(jù)通過USB接口 11被輸送給流客戶端12。 USB-HUB 14將音頻數(shù)據(jù) 14a傳輸給USB音頻控制器15而將視頻數(shù)據(jù)14v傳輸給USB視頻控制器 18。在USB視頻控制器18中將輸入的數(shù)據(jù)寫入FIFO 20，從該處將其輸 出到8比特總線21上。MPU 19根據(jù)剛讀取的數(shù)據(jù)控制FIFO 20。如果 EAV信號被識別出，則停止FIFO 20的讀取，并且可自由編程的邏輯在 預(yù)先給定的時鐘脈沖數(shù)上產(chǎn)生數(shù)據(jù)字，這些數(shù)據(jù)字對應(yīng)于YUV信號的消 隱期(值對"黑色，，)并且以27MByte/s的頻率輸送給視頻編碼器 (Video-DAC ) 24。隨后，又開始FIFO 20的讀取并且同樣以27MByte/s 將所讀取的數(shù)據(jù)輸送給視頻編碼器24，直至重新從FIFO 20中讀取到EAV 信號并且識別出該信號。在視頻編碼器24的輸出端13v上有為PAL系統(tǒng) 或者NTSC系統(tǒng)準(zhǔn)備好的模擬視頻信號。通過I2C總線25可以將控制指 令從所連接的電視機(jī)或者借助遙控器傳送給纟i^戶端12，該流客戶端將 這些指令通過USB接口 11傳輸給計算機(jī)用于進(jìn)一步處理。
如已經(jīng)闡述的那樣，數(shù)據(jù)23被以27MByte/s的波特率(Bandrate) 傳輸給視頻編碼器24。而可見數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)以較低的傳輸速率傳輸給 FIFO,使得在理論上FIFO會變空。然而由于FIFO20的讀取始終被中 斷用以生成消隱期數(shù)據(jù)，所以FIFO20在該時間期間又可以被it真充，如在 圖5中所示的那樣。
圖6示出了針對第一變形方案的在PC設(shè)備中和USB設(shè)備 (FX2LP-ADV7179 )中數(shù)據(jù)流的同步，其中控制數(shù)據(jù)EAV和SAV并未 使用在USB客戶端2的USB控制器的控制中。PC和USB設(shè)備都具有單 獨的時鐘脈沖發(fā)生器(時鐘I和時鐘II)，其中兩者絕不會',以標(biāo)稱上 給出的27MHz的參考時鐘脈沖運行。在工作中，由于系統(tǒng)時鐘脈沖的偏差而產(chǎn)生了不同的數(shù)據(jù)率，該數(shù)據(jù)率導(dǎo)致USB控制器(FX2LP)上的上 溢或下溢，因為該控制器僅具有8KByte的存儲器。在笫一變形方案中， 該時鐘差通過數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿的同步來補(bǔ)償。由于偏離的系統(tǒng)時鐘脈沖而 形成的不同的數(shù)據(jù)率以如下方式來補(bǔ)償U(kuò)SB控制器通過測量幀的每個 被傳輸?shù)膱D像行的長度來計算時鐘差。每個行的值被回送給PC。該PC 可以通過改變行長度來補(bǔ)償該數(shù)據(jù)率的向下/向上偏差，其中該PC針對接 下來的幀一同發(fā)送或多或少的數(shù)據(jù)。在此，消隱期的所有數(shù)據(jù)未被一同傳 輸還是僅僅一部分未被一同傳輸是不重要的。數(shù)據(jù)宿的USB控制器在消 隱期上產(chǎn)生剩余數(shù)據(jù)，以便使數(shù)據(jù)率達(dá)到'絲27MByte/s用于視頻DAC。 該同步始終獨立地以一定的等待時間自我重新調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于將視頻數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源(1)傳輸至數(shù)據(jù)宿(2)的方法，其中該傳輸通過通用串行總線接口(3，11)來進(jìn)行，其特征在于，通過通用串行總線接口(3，11)傳輸?shù)男畔⑹荵UV信號的數(shù)字值，其中在數(shù)據(jù)宿中YUV信號的數(shù)字值被輸送給視頻編碼器(24)，尤其是視頻DAC形式的視頻編碼器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，YUV信號的水平和/ 或垂直消隱期(AUS， VBI)的至少一些或者全部數(shù)據(jù)并未一同通過通用 串行總線接口 (3， 11)被傳輸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，僅僅色彩信息和/或亮總線接口 (3， 11)被傳輸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，通過通用串行總 線接口 (3， 11)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在輸送給視頻DAC (24)之前增加有YUV 信號的并未一同傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，視頻DAC 將數(shù)據(jù)宿中被補(bǔ)充完整的視頻YUV信號轉(zhuǎn)換成PAL信號或者NTSC信 號。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)以等 時傳輸模式或者塊傳輸模式通過通用串行總線接口 、尤其是通過通用串行 總線2.0接口衫L傳輸。
7. 根據(jù)上i4^利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過在數(shù) 據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間的同步來補(bǔ)償在數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間的時鐘脈沖偏差，
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)時鐘脈沖偏差由 數(shù)據(jù)源將或多或少的數(shù)據(jù)傳輸至翁:據(jù)宿。
9. 根據(jù)上^利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)源確 定通用串行總線傳輸段的可供使用的帶寬并且識別是否能夠以塊傳輸模 式或者以等時模式發(fā)送并相應(yīng)地選^i玄模式，其中在塊模式中^YUV 信號中去除數(shù)據(jù)并且數(shù)據(jù)宿相應(yīng)地不必將數(shù)據(jù)添加給YUV信號。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)源分 析待傳輸?shù)腨UV信號并且完全或者部分地從YUV信號中過濾掉水平和/或垂直消隱期的數(shù)據(jù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在識別出圖像結(jié)束 信號數(shù)據(jù)或圖像行結(jié)束數(shù)據(jù)之后并未傳輸YUV信號的接下來的數(shù)據(jù)，直 到與YUV信號的消隱期值不同的值出現(xiàn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在每次識別出圖像下來的數(shù)據(jù)，并且隨后又傳輸YUV信號的數(shù)據(jù)直至再次識別出圖像結(jié)束 信號lt據(jù)或者圖傳^亍結(jié)束數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，未傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字或 者字節(jié)的數(shù)目對應(yīng)于傳統(tǒng)的YUV信號的代表消隱期的數(shù)據(jù)的數(shù)目。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll、 12或者13所述的方法，其特征在于，圖像結(jié) 束信號數(shù)據(jù)或者圖像行結(jié)束數(shù)據(jù)一同通過通用串行總線接口被傳輸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù) 宿具有FIFO存儲器，該FIFO存儲器尤其是與通用串行總線接口關(guān)聯(lián)， 所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被緩存到該FIFO存儲器中，其中FIFO的數(shù)據(jù)被讀取并且 被輸送給視頻DAC。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，如果識別出圖像結(jié) 束信號數(shù)據(jù)或圖像行結(jié)束數(shù)據(jù)，則分析從FIFO存儲器獲取的數(shù)據(jù)并且停 止對FIFO存儲器的讀取。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在FIFO存儲器的 讀取停止期間，形成數(shù)據(jù)宿的裝置生成與消隱期的長度對應(yīng)的數(shù)目的 YUV消隱期數(shù)據(jù)并且將其輸送給視頻DAC。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù) 宿具有控制單元，該控制單元分析來自FIFO存儲器的數(shù)據(jù)并且控制 FIFO存儲器以及生成YUV消隱期數(shù)據(jù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，控制單元將來自FIFO 存儲器的數(shù)據(jù)輸送給視頻DAC。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的方法，其特征在于，交替 地將來自FIFO存儲器的數(shù)據(jù)和來自控制單元的數(shù)據(jù)以27MBytes/s的傳 輸速率輸送i^視頻DAC。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項所述的方法，其特征在于，控制單元由能夠自由編程的邏輯、尤其是"復(fù)雜可編程邏輯器件"(CPLD)來 形成。
22. 根據(jù)上i^l利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)宿的 通用串行總線控制器填充消隱期的缺失的數(shù)據(jù)，以生成完整的YUV信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15至21中任一項所迷的方法，其特征在于，數(shù)據(jù) 宿的FIFO存儲器被部分清空之后又被數(shù)據(jù)源填充或者填滿。
24. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了借助 視頻DAC生成PAL信號，通過通用串行總線接口傳輸數(shù)目為每個圖像行 1440個的數(shù)據(jù)字以及數(shù)目為至少八個的控制數(shù)據(jù)字。
25. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)源是 計算機(jī)而數(shù)據(jù)宿是通用串行總線設(shè)備。
26. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)源將 影片的視頻lt據(jù)和音頻數(shù)據(jù)彼此分離，并且將音頻數(shù)據(jù)與視頻翁:據(jù)分離地 通過通用串行總線接口傳送至數(shù)據(jù)宿。
27. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)宿通 過通用串行總線接口將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)源，尤其是用于對其進(jìn)行控制。
28. —種用于實施根據(jù)上^利要求中任一項所述的方法的裝置，其 特征在于，該裝置是通用串行總線設(shè)備并且形成數(shù)據(jù)宿，其中該裝置具有 通用串行總線接口 、控制單元尤其是通過CPLD或者通用串行總線控制 器形成的控制單元、以及視頻DAC，其中控制單元控制FIFO存儲器。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，控制單元生成280 個字節(jié)的YUV消隱期數(shù)據(jù)的序列用于形成PAL信號，并且該序列與存儲 在FIFO存儲器中的圖像行結(jié)束數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)交替地以27MBytes/s的 傳輸速率輸送給視頻DAC。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的裝置，其特征在于，控制單元分析 存儲于FIFO存儲器的或者來自FIFO存儲器的圖<象行結(jié)束數(shù)據(jù)和控制數(shù) 據(jù)，并且在識別出控制數(shù)據(jù)的情況下中斷FIFO存儲器的讀取，以生成 YUV消隱期數(shù)據(jù)。
31. —種用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項所述的方法的裝置， 其特征在于，該裝置是形成數(shù)據(jù)源的計算機(jī)，其中在計算機(jī)上安裝有軟件， 該軟件將除了 YUV消隱期數(shù)據(jù)的所有數(shù)字化的YUV信號數(shù)據(jù)輸送給通用串行總線驅(qū)動器。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，計算機(jī)將要傳輸?shù)?視頻圖像添加附加的圖像信息，其中附加的圖像信息可以是選擇菜單或者 屏上顯示(OSD )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將視頻數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源(1)傳輸至數(shù)據(jù)宿(2)的方法，其中通過通用串行總線接口(3，11)進(jìn)行傳輸，其中通過通用串行總線接口(3，11)傳輸?shù)男畔⑹荵UV信號的數(shù)字值，其中在數(shù)據(jù)宿中YUV信號的數(shù)字值被輸送給視頻編碼器(24)，尤其是視頻DAC形式的視頻編碼器。
文檔編號H04N7/24GK101681243SQ200880009918
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者埃利亞什·因德里希, 奧利弗·施坦格爾, 安德烈亞斯·米哈洛維奇, 羅蘭·佩弗 申請人:免費錄制電視股份公司