一種格式容錯(cuò)數(shù)字視頻采集處理電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種格式容錯(cuò)數(shù)字視頻采集處理電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)中前端輸入視頻具有多格式、多顏色空間、多分辨率和多像素時(shí)鐘等特征，并且存在行像素?cái)?shù)不準(zhǔn)確、信號(hào)隨機(jī)中斷和輸入信號(hào)質(zhì)量差等問題。如何有效濾除輸入信號(hào)毛刺，避免由輸入時(shí)鐘不穩(wěn)定造成系統(tǒng)故障，解決行像素?cái)?shù)不準(zhǔn)確，保證信號(hào)隨機(jī)中斷又恢復(fù)后系統(tǒng)仍能正常工作，完全自動(dòng)的判斷輸入視頻的格式、顏色空間、分辨率，并根據(jù)這些信息對(duì)輸入視頻進(jìn)行解析，提取有效視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)將RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YCbCr數(shù)據(jù)，最終得到編碼系統(tǒng)要求的YCbCr數(shù)據(jù)，能有效提高數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)的靈活性、通用性、可靠性及容錯(cuò)性能?，F(xiàn)有技術(shù)沒有將格式容錯(cuò)、自適應(yīng)格式檢測(cè)、顏色空間轉(zhuǎn)換、視頻解析和數(shù)據(jù)采集處理等功能的融合的數(shù)字視頻采集處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出一種能有效提高數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)的靈活性、通用性、可靠性及容錯(cuò)性能的格式容錯(cuò)自適應(yīng)數(shù)字視頻采集處理電路結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
[0005]一種格式容錯(cuò)數(shù)字視頻采集處理電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括濾波及同步采樣模塊、自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊、TV格式到VESA格式轉(zhuǎn)換模塊、RGB到Y(jié)CbCr顏色空間轉(zhuǎn)換模塊、VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊以及行緩沖器組成；
[0006]所述自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊包括VESA或TV格式判斷模塊、VESA格式解析模塊、TV格式解析模塊；
[0007]所述VESA或TV格式判斷模塊的輸入端與濾波及同步采樣模塊的輸出端連接，VESA或TV格式判斷模塊的輸出端分別與VESA格式解析模塊和TV格式解析模塊的輸入端連接；所述VESA格式解析模塊的信號(hào)輸出端以及TV格式解析模塊的信號(hào)輸出端分別與VESA格式解析模塊的信號(hào)輸入端連接；所述VESA格式解析模塊的信號(hào)輸出端與行緩沖器的信號(hào)輸入端連接；
[0008]所述濾波及同步采樣模塊接收輸入視頻信號(hào)并用于對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行過濾、整形，同時(shí)減小輸入視頻信號(hào)的像素時(shí)鐘的負(fù)載；
[0009]所述VESA或TV格式判斷模塊用于對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行VESA或TV格式的初步判斷；
[0010]所述VESA格式解析模塊用于對(duì)VESA格式的視頻信號(hào)根據(jù)VESA monitor timingstandard標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的視頻格式和分辨率；
[0011]所述TV格式解析模塊用于對(duì)TV格式的視頻信號(hào)依據(jù)ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的視頻格式和分辨率；
[0012]所述TV格式到VESA格式轉(zhuǎn)換模塊用于接收TV格式解析模塊發(fā)送的視頻信號(hào)并將TV格式的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為VESA格式；
[0013]所述RGB到Y(jié)CbCr顏色空間轉(zhuǎn)換模塊用于接收VESA格式解析模塊發(fā)送的視頻信號(hào)并根據(jù)標(biāo)清或高清轉(zhuǎn)換公式，將該視頻信號(hào)的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YCbCr數(shù)據(jù)；
[0014]所述VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊用于提取輸入視頻信號(hào)中的有效的YCbCr視頻數(shù)據(jù)；
[0015]所述行緩沖器用于對(duì)VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊提取的有效YCbCr視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖以及跨時(shí)鐘域處理后輸出。
[0016]上述濾波及同步采樣模塊包括過濾電路和異步fifo ;所述過濾電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形、過濾；所述異步fifo用降低輸入視頻信號(hào)的像素時(shí)鐘的負(fù)載；所述過濾電路的信號(hào)輸入端接收輸入視頻信號(hào)，過濾電路的信號(hào)輸出端與異步fifo的信號(hào)輸入端連接；所述異步fifo的信號(hào)輸出端與VESA或BT格式判斷模塊的信號(hào)輸入端連接。
[0017]上述行緩沖器包括寫緩沖控制電路、第一異步fifo電路、第二異步fifo電路及讀緩沖控制電路；所述寫緩沖控制電路接收VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊輸入的有效的YCbCr視頻數(shù)據(jù)，以乒乓操作的方式交替寫入第一異步fifo和第二異步fifo中，讀緩沖控制電路根據(jù)外部發(fā)起的讀數(shù)據(jù)操作，以乒乓操作的方式交替從第一異步fifo和第二異步fifo中讀出有效的YCbCr視頻數(shù)據(jù)輸出給外部。
[0018]上述步過濾電路采用9級(jí)寄存器延遲聯(lián)合觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的方法對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除信號(hào)中的毛刺。
[0019]上述標(biāo)清或高清轉(zhuǎn)換公式具體是:
[0020]標(biāo)清的RGB轉(zhuǎn)YCbCr方程式:
[0021]Y = 0.257R+0.504G+0.098B+16
[0022]Cb = - 0.148R - 0.291G+0.439B+128
[0023]Cr = 0.439R - 0.368G - 0.071B+128
[0024]高清的RGB-Y CbCr方程式:
[0025]Y = 0.183R+0.614G+0.062B+16
[0026]Cb = - 0.101R - 0.338G+0.439B+128
[0027]Cr = 0.439R - 0.339G - 0.040B+128
[0028]其中，Y是指亮度分量，Cb指藍(lán)色色度分量，而Cr指紅色色度分量，R為紅色分量，G為綠色分量，B為藍(lán)色分量。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0030]1、本發(fā)明采用濾波及同步采樣模塊，對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行整形、過濾并且減小輸入視頻的像素時(shí)鐘的負(fù)載，使得輸入視頻信號(hào)穩(wěn)定可靠。
[0031]2、本發(fā)明采用自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊，對(duì)視頻信號(hào)的格式進(jìn)行甄別，同時(shí)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)了多種格式視頻信號(hào)的處理。
[0032]3、本發(fā)明采用BT到VESA格式轉(zhuǎn)換模塊和RGB到Y(jié)CbCr顏色空間轉(zhuǎn)換模塊，分別將BT格式的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為VESA格式的視頻信號(hào)，將將VESA格式視頻信號(hào)的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YCbCr數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多種格式視頻信號(hào)的格式轉(zhuǎn)換和顏色空間轉(zhuǎn)換。
[0033]4、本發(fā)明采用VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊用于提取有效的視頻數(shù)據(jù)，保證了視頻信號(hào)的準(zhǔn)確性。
[0034]5、本發(fā)明采用行緩沖器對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和跨時(shí)鐘域處理，確保輸出的視頻數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)擁塞的現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖2為本發(fā)明的工作流程圖；
[0037]圖3為VESA格式時(shí)序關(guān)系圖；
[0038]圖4為TV格式時(shí)序關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱圖1。
[0040]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本發(fā)明提供一種能有效提高數(shù)字視頻編碼系統(tǒng)的靈活性、通用性、可靠性及容錯(cuò)性能的格式容錯(cuò)自適應(yīng)數(shù)字視頻采集處理電路結(jié)構(gòu)，包括以下模塊:
[0041]濾波及同步采樣模塊、自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊、TV格式到VESA格式轉(zhuǎn)換模塊、RGB到Y(jié)CbCr顏色空間轉(zhuǎn)換模塊、VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊以及行緩沖器；
[0042]其中，自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊包括VESA或TV格式判斷模塊、VESA格式解析模塊、TV格式解析模塊；
[0043]以上各個(gè)模塊具體的連接關(guān)系如下:
[0044]VESA或TV格式判斷模塊的輸入端與濾波及同步采樣模塊的輸出端連接，VESA或TV格式判斷模塊的輸出端分別與VESA格式解析模塊和TV格式解析模塊的輸入端連接；VESA格式解析模塊的信號(hào)輸出端以及TV格式解析模塊的信號(hào)輸出端分別與VESA格式解析模塊的信號(hào)輸入端連接；VESA格式解析模塊的信號(hào)輸出端與行緩沖器的信號(hào)輸入端連接；
[0045]各個(gè)模塊的功能如下:
[0046]濾波及同步采樣模塊:該模塊由濾波電路及一個(gè)異步fifo組成。首先對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除信號(hào)線上的毛刺，然后寫入異步fifo，讀出端采用非空即讀，時(shí)鐘頻率高于輸入視頻像素時(shí)鐘頻率，保證異步fifo不會(huì)被寫滿。該模塊減小輸入頻像素時(shí)鐘的負(fù)載，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入視頻信號(hào)的整形，將其同步到穩(wěn)定可靠的高頻率工作時(shí)鐘域內(nèi)；
[0047]VESA或TV格式判斷模塊用于對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行VESA或TV格式判斷；
[0048]VESA格式解析模塊用于對(duì)VESA格式的視頻信號(hào)根據(jù)VESA monitor timingstandard標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的視頻格式和分辨率；
[0049]TV格式解析模塊用于對(duì)TV格式的視頻信號(hào)依據(jù)ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的視頻格式和分辨率；
[0050]TV格式到VESA格式轉(zhuǎn)換模塊用于接收TV格式解析模塊發(fā)送的視頻信號(hào)并將TV格式的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為VESA格式；
[0051 ] RGB到Y(jié)CbCr顏色空間轉(zhuǎn)換模塊用于接收VESA格式解析模塊發(fā)送的視頻信號(hào)并根據(jù)標(biāo)清或高清轉(zhuǎn)換公式，將該視頻信號(hào)的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YCbCr數(shù)據(jù)；
[0052]VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊:提取VESA格式輸入視頻中的有效YCbCr視頻數(shù)據(jù)。該塊具有容錯(cuò)功能。在提取有效YCbCr視頻數(shù)據(jù)時(shí)，采用與水平分辨率一致的固定行長(zhǎng)度提取方法，在數(shù)據(jù)有效信號(hào)上上升沿開始采集數(shù)據(jù)同時(shí)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到固定行長(zhǎng)度值時(shí)停止采集數(shù)據(jù)，從而可在輸入視頻行長(zhǎng)度不足或超出水平分辨率的情況下確保采集的每行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與水平分辨率相同，進(jìn)一步保證輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的準(zhǔn)確性。
[0053]行緩沖器用于對(duì)VESA格式視頻數(shù)據(jù)采集模塊提取的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖以及跨時(shí)鐘域處理。
[0054]具體的說，行緩沖器由寫緩沖控制電路、第一異步fifo電路、第二異步fifo電路及讀緩沖控制電路組成；
[0055]本發(fā)明輸入的視頻信號(hào)為TV格式和VESA格式兩種，以下結(jié)合附圖2對(duì)本發(fā)明的處理方法進(jìn)行描述:
[0056]I)輸入視頻信號(hào)的整形、過濾；
[0057]1.1)濾波及同步采樣模塊接收輸入視頻信號(hào)，利用過濾電路對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行整形、過濾后傳輸至異步fifo ；
[0058]1.2)利用異步fifo降低輸入視頻信號(hào)的像素時(shí)鐘的負(fù)載后發(fā)送至自適應(yīng)格式檢測(cè)模塊；
[0059]2)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)格式檢測(cè)；
[0060]2.1)用VESA或TV格式判斷模塊初步判斷視頻信號(hào)的格式；若視頻信號(hào)格式為VESA格式，則進(jìn)行步驟2.2);若視頻信號(hào)格式為TV格式，則進(jìn)行步驟2.3);
[0061]2.2)利用VESA格式解析模塊對(duì)VESA格式的視頻信號(hào)根據(jù)VESA monitor timingstandard標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的格式信息和分辨率；
[0062]2.3)利用TV格式解析模塊對(duì)TV格式的視頻信號(hào)依據(jù)ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，獲得具體的格式信息和分辨率；
[0063]該步驟的具體實(shí)施過程是:
[0064]對(duì)步驟I)得到的輸入視頻信號(hào)進(jìn)行vsync、hsync、de、r、g、b信號(hào)檢測(cè)；如果輸入視頻信號(hào)的vsync、hsync、de信號(hào)均檢測(cè)到高低電平的變化，初步判斷為VESA格式視頻，否則初步判斷為TV格式視頻；如果初步判斷為VESA格式視頻，則判斷vsync、hsync、de信號(hào)時(shí)序是否符合VESA monitor timing standard標(biāo)準(zhǔn)，如果符合即最終判定為VESA格式視頻，然后計(jì)算出分辨率信息，否則回到初步判斷為TV格式視頻；如果初步判斷為TV格式視頻，則檢測(cè)b信號(hào)是否有數(shù)據(jù)變化，如果有則繼續(xù)判斷g信號(hào)是否有數(shù)據(jù)變化，否則判定輸入視頻格式錯(cuò)誤；如果檢測(cè)到b信號(hào)有數(shù)據(jù)變化后，檢測(cè)到g信號(hào)也有數(shù)據(jù)變化，則初步判斷為高清視頻，否則初步判斷為標(biāo)清視頻；如果初步判斷為高清視頻，則檢測(cè)g、b信號(hào)是否有FFFF 0000 0000序列，如果有則判定為高清視頻，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出分辨率，否則回到初步判斷為標(biāo)清視頻；如果初步判斷為