專利名稱：一種多格式數(shù)字視頻信號切換檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻處理技術(shù)，更具體地說，涉及一種基于現(xiàn)有數(shù)字視頻信號 切換電路的多格式數(shù)字視頻信號切換檢測方法。
背景技術(shù)：
在廣播電視領(lǐng)域中，為保證播出節(jié)目的安全穩(wěn)定、視音頻信號處理的正確和流 暢，要在多個環(huán)節(jié)對待處理的視頻信號進行切換檢測，以保障在發(fā)生異常切換時及時采 取應(yīng)對措施，確保播出的安全性。為此，國際ITU組織對標清的數(shù)字視頻格式做出如下規(guī)定如圖2所示，根據(jù) ITUR BT601/605標準，標準的625 50 PAL制/525 60 NTSC制數(shù)字視頻經(jīng)10BITS串并轉(zhuǎn) 換后，每行會有1728個27MHz的采樣點，其中，視頻有效區(qū)的視頻像素點數(shù)是720個， 而每個像素點分成亮度Y和色度CB/CY兩個采樣點，因此，視頻有效區(qū)的采樣點數(shù)是 1440 個。如圖3所示，圖中由上至下的原信號、切入信號和切換后的信號依次為第1、 2、3路信號。當兩路同步但相位不對齊的信號發(fā)生切換時，從圖3中可以看到，第2路 和第1路信號的行同步?jīng)]有對齊，第2路信號要滯后第1路信號。當?shù)?路信號比第1 路信號滯后2個時鐘時，如果發(fā)生從第2路信號到第1路信號的切換，輸出信號即第3路 信號在切換行會比正常的行多出2個采樣點。由此可見，因為原信號與切入信號的相位 不對齊，即切入信號后延2個時鐘，導(dǎo)致信號在該行發(fā)生切換時，該行的數(shù)據(jù)長度大于 正常值，多出了兩個27MHz時鐘的周期。因此，用參考同步的時鐘對上述信號切換后的 切換行計數(shù)如下1440+2 = 1442在數(shù)字視頻規(guī)范ITU656中，明確地規(guī)定信號切換要在場消隱期的第7行的正程 進行，如果信號發(fā)生切換時有錯誤數(shù)據(jù)出現(xiàn)，會引起圖像的抖動和閃爍，因此要求發(fā)生 切換的兩路信號必須同步，并且相位逐點對齊。而在實際的應(yīng)用中，因為不同的信號通 過的路由不同，所以很難滿足上述條件。目前的視頻圖像切換檢測多采用芯片鎖相法，即通過專用的數(shù)字視頻時鐘恢復(fù) 或串并轉(zhuǎn)換芯片，如LMH0031、GS9090等，這些芯片都帶有數(shù)字視頻鎖定輸出指示， 當數(shù)字視頻發(fā)生錯誤或丟失時，指示信號會發(fā)生跳變。其原理是輸入的數(shù)字視頻發(fā)生 異常時，芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)時鐘鎖相器會失鎖，直到信號數(shù)據(jù)正常，且芯片內(nèi)部重新鎖定 后，鎖定信號才會指示信號正常。而目前數(shù)字視頻的切換多采用專門的切換芯片，信號 間切換的速度也越來越快，目前常用切換芯片的切換速度已達到Ins內(nèi)，而標清數(shù)字信號 SD或SDI的速率是270Mbps，即每個數(shù)據(jù)點的持續(xù)時間為3ns以上，因此，專用的視頻 時鐘恢復(fù)或串并轉(zhuǎn)換芯片還沒有檢測到信號失鎖，切換就已經(jīng)完成，造成切換動作未被 檢測到。這樣，對于通過不同路由到達切換矩陣的數(shù)字視頻信號間發(fā)生切換時，因無法及時準確地檢測切換的發(fā)生，而導(dǎo)致經(jīng)切換后的輸出數(shù)字視頻信號會在切換所在的行發(fā) 生數(shù)據(jù)錯誤，引起后級圖像處理的異常情況出現(xiàn)，為避免這種情況的出現(xiàn)，現(xiàn)有的廣電 播出的切換系統(tǒng)多會采用在切換矩陣前端給每路信號加一個同步對齊設(shè)備，用以實現(xiàn)數(shù) 字視頻信號間的凈切換。但這種方法會大量增加系統(tǒng)的成本，還會給系統(tǒng)引入多個硬件 故障點。同時系統(tǒng)的連接布線也會大量增加。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種不依靠專用的硬件設(shè)備、 占用資源小的多格式數(shù)字視頻信號的切換檢測方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種數(shù)字視頻信號的切換檢測方 法，利用設(shè)備中已有的同步輸入電路構(gòu)建數(shù)字視頻信號的切換檢測電路進行切換檢測， 所述的切換檢測電路包括同步信號輸入驅(qū)動單元、同步信號輸入放大單元、A/D轉(zhuǎn)換單 元、視頻輸入均衡單元、串并轉(zhuǎn)換單元、緩存和邏輯處理單元，所述的同步信號輸入驅(qū) 動單元、同步信號輸入放大單元、A/D轉(zhuǎn)換單元依次串聯(lián)到緩存和邏輯處理單元中的 參考同步信號提取單元，視頻輸入均衡單元、串并轉(zhuǎn)換單元依次串聯(lián)到緩存和邏輯處理 單元中的數(shù)字視頻同步提取單元；所述的緩存和邏輯處理單元包括參考同步信號提取單 元、數(shù)字視頻同步提取單元、行存儲單元、行映像存儲單元、輸出判別單元，所述的參 考同步信號提取單元與行存儲單元連接，所述的數(shù)字視頻同步提取單元分別與行存儲單 元和行映像存儲單元連接，行映像存儲單元的輸出端與輸出判別單元連接；所述的切換檢測方法包括以下步驟A、同步信號輸入驅(qū)動單元產(chǎn)生模擬參考視頻并傳輸?shù)酵叫盘栞斎敕糯髥卧?同步信號輸入放大單元將模擬參考視頻放大后傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換單元；A/D轉(zhuǎn)換單元將模 擬參考視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并從輸入的模擬參考視頻中提取行、場、幀等同步時序信 號，產(chǎn)生標準ITURBT601/605數(shù)據(jù)后傳輸?shù)骄彺婧瓦壿嬏幚韱卧?；同時，視頻輸入均衡 單元將數(shù)字視頻輸入信號進行數(shù)字SDI信號的電纜均衡，并將均衡后的信號傳輸?shù)酱?轉(zhuǎn)換單元；串并轉(zhuǎn)換單元將輸入的數(shù)字視頻串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號后傳輸?shù)骄彺婧瓦?輯處理單元；B、由行存儲單元和行映像存儲單元對切換后的信號分別進行存儲和行映像存 儲B1、根據(jù)輸入數(shù)字視頻中的標志位，計算出行存儲器的觸發(fā)點；具體計算方法 如下設(shè)置一個大于11BITS輸出寬度的二進制計數(shù)器；當數(shù)字標清視頻流中出現(xiàn)標志位1111111111、0000000000、0000000000時，
檢測下一個數(shù)字中由低到高數(shù)的第7位，如果第7位是0，表示這一行的有效視頻區(qū)開 始，計數(shù)器的使能打開；如果第7位是1，表示這一行的有效視頻區(qū)結(jié)束，計數(shù)器的使能 關(guān)閉；將根據(jù)標志位得到的行計數(shù)使能信號2分頻，即分別得到行緩存和行映像緩存 的寫入使能信號；B2、根據(jù)觸發(fā)點和同步信號的點時鐘，做出不受信號發(fā)生切換影響的行存儲使能信號；B3、根據(jù)行存儲使能信號做出行映像存儲信號；C、由行存儲單元和行映像存儲單元根據(jù)同步參考信號和時鐘產(chǎn)生行緩存輸出和 行映像緩存輸出控制信號C1、由參考同步信號提取單元從參考信號中提取行同步信號；C2、由行存儲單元和行映像存儲單元產(chǎn)生行緩存輸出和映像行緩存輸出控制信 號；D、由行存儲單元和行映像存儲單元交替將輸入信號寫入輸入行緩存和輸入映像 行緩存，同時交替從輸入行緩存和輸入映像行緩存讀出信號，在每一次讀行緩存的起始 點，查看輸入切換檢測結(jié)果根據(jù)標清數(shù)字視頻規(guī)范，輸出判別單元檢測要讀出的行或者行映像緩存中是否 存有1728個點，來判別是否發(fā)生切換；如果未發(fā)生切換，則按正常順序讀輸入映像行緩存一輸入行緩存一輸入映像 行緩存；如果發(fā)生切換，檢查發(fā)生切換的行是輸入緩存行還是輸入映像緩存行，如果切 換發(fā)生在輸入緩存行，則目前要輸出的是輸入映像緩存行數(shù)據(jù)；如果切換發(fā)生在輸入映 像緩存行，則目前要輸出的是輸入緩存數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明根據(jù)采用不同格式數(shù)字視頻信號時對應(yīng)的標準，用恒定的同步信 號作為計時參考，檢測當前行數(shù)據(jù)是否符合標準，來判別是否發(fā)生切換。該方法不依靠 于專用的硬件設(shè)備、占用資源小、兼容數(shù)字視頻格式多，因此，可以方便的加入到切換 后級帶有同步輸入的設(shè)備中，實現(xiàn)對前級是否發(fā)生切換的檢測，并在切換發(fā)生行實現(xiàn)錯 誤數(shù)據(jù)的更正，滿足了后級處理對同步切換的要求。2、本發(fā)明提出并實現(xiàn)了基于同步的多格式視頻圖像切換檢測方法，為實現(xiàn)切換 檢測提供了一個更加簡便，低成本，高可靠性的方法。3、由于本發(fā)明采用現(xiàn)有廣播設(shè)備上通用的同步提取等電路，采用占用存儲空間 很小的行存儲的方式，依靠行計數(shù)判別數(shù)據(jù)流是否發(fā)生了切換，節(jié)省硬件資源，控制靈 活。4、本發(fā)明同樣適用于HDSDI信號的切換檢測，只要用待檢測HDSDI信號的標 準行采樣點數(shù)代替上述方法中的1728即可。


本發(fā)明共有附圖7張，其中圖1是數(shù)字視頻切換檢測電路示意圖。圖2是視頻有效區(qū)的采樣點示意圖。圖3是兩路同步但相位不對齊的信號發(fā)生切換時的波形示意圖。圖4是對應(yīng)信號-1是行緩存的寫入使能的初始信號的波形示意圖。圖5是對應(yīng)信號-1是行緩存的寫入使能的最終信號的波形示意圖。圖6是對應(yīng)信號_2是行映像緩存的使能信號的波形示意圖。
圖7是數(shù)字視頻切換檢測方法的流程配圖。圖中1、同步信號輸入驅(qū)動單元，2、同步信號輸入放大單元，3、A/D轉(zhuǎn)換 單元，4、視頻輸入均衡單元，5、串并轉(zhuǎn)換單元，6、緩存和邏輯處理單元，7、參考同 步信號提取單元，8、數(shù)字視頻同步提取單元，9、行存儲單元，10、行映像存儲單元， 11、輸出判別單元。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1、7所示，一種數(shù)字視頻信號 的切換檢測方法，利用設(shè)備中已有的同步輸入電路構(gòu)建數(shù)字視頻信號的切換檢測電路進 行切換檢測，所述的切換檢測電路包括同步信號輸入驅(qū)動單元1、同步信號輸入放大單元 2、A/D轉(zhuǎn)換單元3、視頻輸入均衡單元4、串并轉(zhuǎn)換單元5、緩存和邏輯處理單元6，所 述的同步信號輸入驅(qū)動單元1、同步信號輸入放大單元2、A/D轉(zhuǎn)換單元3依次串聯(lián)到緩 存和邏輯處理單元6中的參考同步信號提取單元7，視頻輸入均衡單元4、串并轉(zhuǎn)換單元 5依次串聯(lián)到緩存和邏輯處理單元6中的數(shù)字視頻同步提取單元8 ；所述的緩存和邏輯處 理單元6包括參考同步信號提取單元7、數(shù)字視頻同步提取單元8、行存儲單元9、行映像 存儲單元10、輸出判別單元11，所述的參考同步信號提取單元7與行存儲單元9連接， 所述的數(shù)字視頻同步提取單元8分別與行存儲單元9和行映像存儲單元10連接，行映像 存儲單元10的輸出端與輸出判別單元11連接；所述的切換檢測方法包括以下步驟A、同步信號輸入驅(qū)動單元1產(chǎn)生模擬參考視頻并傳輸?shù)酵叫盘栞斎敕糯髥卧?2；同步信號輸入放大單元2將模擬參考視頻放大后傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換單元3; A/D轉(zhuǎn)換單 元3將模擬參考視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并從輸入的模擬參考視頻中提取行、場、幀等同 步時序信號，產(chǎn)生標準ITURBT601/605數(shù)據(jù)后傳輸?shù)骄彺婧瓦壿嬏幚韱卧?;同時，視 頻輸入均衡單元4將數(shù)字視頻輸入信號進行數(shù)字SDI信號的電纜均衡，并將均衡后的信號 傳輸?shù)酱⑥D(zhuǎn)換單元5 ；串并轉(zhuǎn)換單元5將輸入的數(shù)字視頻串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號后傳 輸?shù)骄彺婧瓦壿嬏幚韱卧? ；B、由行存儲單元9和行映像存儲單元10對切換后的信號分別進行存儲和行映像 存儲B1、如圖4所示，根據(jù)輸入數(shù)字視頻中的標志位，計算出行存儲器的觸發(fā)點； 具體計算方法如下設(shè)置一個大于11BITS輸出寬度的二進制計數(shù)器；當數(shù)字標清視頻流中出現(xiàn)標志位1111111111、0000000000、0000000000時，
檢測下一個數(shù)字中由低到高數(shù)的第7位，如果第7位是0，表示這一行的有效視頻區(qū)開 始，計數(shù)器的使能打開；如果第7位是1，表示這一行的有效視頻區(qū)結(jié)束，計數(shù)器的使能 關(guān)閉；將根據(jù)標志位得到的行計數(shù)使能信號2分頻，即分別得到行緩存和行映像緩存 的寫入使能信號；B2、如圖5所示，根據(jù)觸發(fā)點和同步信號的點時鐘，做出不受信號發(fā)生切換影 響的行存儲使能信號；
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B3、如圖6所示，根據(jù)行存儲使能信號做出行映像存儲信號；C、由行存儲單元9和行映像存儲單元10根據(jù)同步參考信號和時鐘產(chǎn)生行緩存輸 出和行映像緩存輸出控制信號C1、由參考同步信號提取單元7從參考信號中提取行同步信號；C2、由行存儲單元9和行映像存儲單元10產(chǎn)生行緩存輸出和映像行緩存輸出控 制信號；D、由行存儲單元9和行映像存儲單元10交替將輸入信號寫入輸入行緩存和輸入 映像行緩存，同時交替從輸入行緩存和輸入映像行緩存讀出信號，在每一次讀行緩存的 起始點，查看輸入切換檢測結(jié)果根據(jù)標清數(shù)字視頻規(guī)范，輸出判別單元11檢測要讀出的行或者行映像緩存中是 否存有1728個點，來判別是否發(fā)生切換；如果未發(fā)生切換，則按正常順序讀輸入映像行緩存一輸入行緩存一輸入映像 行緩存；如果發(fā)生切換，檢查發(fā)生切換的行是輸入緩存行還是輸入映像緩存行，如果切 換發(fā)生在輸入緩存行，則目前要輸出的是輸入映像緩存行數(shù)據(jù)；如果切換發(fā)生在輸入映 像緩存行，則目前要輸出的是輸入緩存數(shù)據(jù)。
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權(quán)利要求
1. 一種數(shù)字視頻信號的切換檢測方法，利用設(shè)備中已有的同步輸入電路構(gòu)建數(shù)字視 頻信號的切換檢測電路進行切換檢測，所述的切換檢測電路包括同步信號輸入驅(qū)動單元 (1)、同步信號輸入放大單元(2)、A/D轉(zhuǎn)換單元(3)、視頻輸入均衡單元(4)、串并轉(zhuǎn)換 單元(5)、緩存和邏輯處理單元(6)，所述的同步信號輸入驅(qū)動單元(1)、同步信號輸入 放大單元(2)、A/D轉(zhuǎn)換單元(3)依次串聯(lián)到緩存和邏輯處理單元(6)中的參考同步信號 提取單元(7)，視頻輸入均衡單元(4)、串并轉(zhuǎn)換單元(5)依次串聯(lián)到緩存和邏輯處理單 元(6)中的數(shù)字視頻同步提取單元(8)；所述的緩存和邏輯處理單元(6)包括參考同步信 號提取單元(7)、數(shù)字視頻同步提取單元(8)、行存儲單元(9)、行映像存儲單元(10)、 輸出判別單元(11)，所述的參考同步信號提取單元(7)與行存儲單元(9)連接，所述的數(shù) 字視頻同步提取單元(8)分別與行存儲單元(9)和行映像存儲單元(10)連接，行映像存 儲單元(10)的輸出端與輸出判別單元(11)連接； 其特征在于所述的切換檢測方法包括以下步驟A、同步信號輸入驅(qū)動單元(1)產(chǎn)生模擬參考視頻并傳輸?shù)酵叫盘栞斎敕糯髥卧?⑵；同步信號輸入放大單元⑵將模擬參考視頻放大后傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換單元(3) ； A/ D轉(zhuǎn)換單元(3)將模擬參考視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并從輸入的模擬參考視頻中提取行、 場、幀等同步時序信號，產(chǎn)生標準ITURBT601/605數(shù)據(jù)后傳輸?shù)骄彺婧瓦壿嬏幚韱卧?(6)；同時，視頻輸入均衡單元(4)將數(shù)字視頻輸入信號進行數(shù)字SDI信號的電纜均衡， 并將均衡后的信號傳輸?shù)酱⑥D(zhuǎn)換單元(5)；串并轉(zhuǎn)換單元(5)將輸入的數(shù)字視頻串行信 號轉(zhuǎn)換成并行信號后傳輸?shù)骄彺婧瓦壿嬏幚韱卧?6)；B、由行存儲單元(9)和行映像存儲單元(10)對切換后的信號分別進行存儲和行映像 存儲Bi、根據(jù)輸入數(shù)字視頻中的標志位，計算出行存儲器的觸發(fā)點；具體計算方法如下設(shè)置一個大于IlBITS輸出寬度的二進制計數(shù)器；當數(shù)字標清視頻流中出現(xiàn)標志位1111111111、0000000000、0000000000時，檢測下一個數(shù)字中由低到高數(shù)的第7位，如果第7位是0，表示這一行的有效視頻區(qū)開始， 計數(shù)器的使能打開；如果第7位是1，表示這一行的有效視頻區(qū)結(jié)束，計數(shù)器的使能關(guān) 閉；將根據(jù)標志位得到的行計數(shù)使能信號2分頻，即分別得到行緩存和行映像緩存的寫 入使能信號；B2、根據(jù)觸發(fā)點和同步信號的點時鐘，做出不受信號發(fā)生切換影響的行存儲使能信號；B3、根據(jù)行存儲使能信號做出行映像存儲信號；C、由行存儲單元(9)和行映像存儲單元(10)根據(jù)同步參考信號和時鐘產(chǎn)生行緩存輸 出和行映像緩存輸出控制信號Cl、由參考同步信號提取單元(7)從參考信號中提取行同步信號； C2、由行存儲單元(9)和行映像存儲單元(10)產(chǎn)生行緩存輸出和映像行緩存輸出控 制信號；D、由行存儲單元(9)和行映像存儲單元(10)交替將輸入信號寫入輸入行緩存和輸入映像行緩存，同時交替從輸入行緩存和輸入映像行緩存讀出信號，在每一次讀行緩存的 起始點，查看輸入切換檢測結(jié)果根據(jù)標清數(shù)字視頻規(guī)范，輸出判別單元(11)檢測要讀出的行或者行映像緩存中是否 存有1728個點，來判別是否發(fā)生切換；如果未發(fā)生切換，則按正常順序讀輸入映像行緩存一輸入行緩存一輸入映像行緩存；如果發(fā)生切換，檢查發(fā)生切換的行是輸入緩存行還是輸入映像緩存行，如果切換發(fā) 生在輸入緩存行，則目前要輸出的是輸入映像緩存行數(shù)據(jù)；如果切換發(fā)生在輸入映像緩 存行，則目前要輸出的是輸入緩存數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字視頻信號的切換檢測方法，利用設(shè)備中已有的同步輸入電路構(gòu)建數(shù)字視頻信號的切換檢測電路進行切換檢測，包括以下步驟由同步信號輸入驅(qū)動單元產(chǎn)生模擬參考視頻并傳輸?shù)酵叫盘栞斎敕糯髥卧挥尚写鎯卧托杏诚翊鎯卧獙η袚Q后的信號分別進行存儲和行映像存儲；由行存儲單元和行映像存儲單元根據(jù)同步參考信號和時鐘產(chǎn)生行緩存輸出和行映像緩存輸出控制信號并交替將輸入信號寫入輸入行緩存和輸入映像行緩存，同時交替從輸入行緩存和輸入映像行緩存讀出信號，在每一次讀行緩存的起始點，查看輸入切換檢測結(jié)果。本發(fā)明在切換發(fā)生行實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)的更正，滿足了后級處理對同步切換的要求。
文檔編號H04N17/00GK102026018SQ20101059197
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉劍, 程鵬 申請人:大連捷成實業(yè)發(fā)展有限公司