CN102523418B - 一种接口转换装置、视频信号转换方法及音视频设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于音视频领域，提供了一种接口转换装置、视频信号转换方法及音视频设备；其中接口转换装置包括：视频数据还原模块、辅助数据***模块和SDI接口模块；视频数据还原模块将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号；辅助数据***模块将24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至20bit的视频信号中；SDI接口模块将20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至20bit的视频信号以供输出。在本发明实施例中，接口转换装置可以在输入的并行视频信号的采样比和分辨率发生改变时自适应性的调整并进行SDI接口的转换，无需重置转换芯片，无需人为切换视频信号的属性；操作简单方便。

Description

一种接口转换装置、视频信号转换方法及音视频设备
技术领域
本发明属于音视频领域，尤其涉及一种接口转换装置、视频信号转换方法及音视频设备。
背景技术
在电视台的演播室中，各种演播设备之间传递音视频信号往往是通过SDI(Serial Digital Interface，数字串行接口)总线实现的，而270M标清的SDI接口设备更是常用。然而，在应用SDI接口设备时需要对输入的视频信号的采样比和分辨率有固定的要求，当输入视频信号的采样比和分辨率发生变化时，需要通过人为的设置演播设备来重置转换芯片，使其能够接收到新的采样比和分辨率的视频信号。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种接口转换装置，旨在解决现有技术中当输入视频信号的采样比和分辨率发生改变时需要通过人为的更改设置从而导致使用操作不方便的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种接口转换装置，包括：
视频数据还原模块，将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号输出；
辅助数据***模块，将所述24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至所述20bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；
SDI接口模块，将所述辅助数据***模块输出的20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至所述20bit的视频信号以供输出。
更进一步地，所述辅助数据***模块包括：
消隐期查找单元，查找所述24bit的视频信号的消隐期；
标记位生成单元，根据所述消隐期查找单元的输出生成行场消隐期的标记位；
数据抽样单元，将所述24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；
辅助数据输入单元，根据所述标记位生成单元输出的所述标记位将外部的所述辅助数据***至所述数据抽样单元输出的所述20bit的视频信号中以供输出。
更进一步地，所述不同数据格式的视频信号包括：时钟频率为108MHZ的视频信号、时钟频率为74.25MHZ的视频信号和时钟频率为27MHZ的视频信号。
更进一步地，所述视频信号包括：16bit Y:Cb:Cr＝4:4:4的信号、16bitY:Cb:Cr＝4:2:2的信号或8bitY:Cb:Cr＝4:2:2的信号；所述Y表示亮度分量，所述Cb表示蓝色色度分量，所述Cr表示红色色度分量。
本发明实施例的目的还在于提供一种视频信号转换方法，包括下述步骤：
S1：将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号以供下一级使用；
S2：将外部的辅助数据***至所述24bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；
S3：将所述20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至所述20bit的视频信号以供输出。
更进一步地，所述步骤S2进一步包括：
查找所述24bit的视频信号的消隐期；
根据所述消隐期生成行场消隐期的标记位；
将所述24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；
根据所述标记位将外部的所述辅助数据***至所述20bit的视频信号中以供输出。
更进一步地，所述不同数据格式的视频信号包括：时钟频率为108MHZ的视频信号、时钟频率为74.25MHZ的视频信号和时钟频率为27MHZ的视频信号。
更进一步地，所述视频信号包括：16bit Y:Cb:Cr＝4:4:4的信号、16bitY:Cb:Cr＝4:2:2的信号或8bitY:Cb:Cr＝4:2:2的信号；所述Y表示亮度分量，所述Cb表示蓝色色度分量，所述Cr表示红色色度分量。
本发明实施例的目的还在于提供一种包括上述的接口转换装置的音视频设备。
在本发明实施例中，接口转换装置将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号，将24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至20bit的视频信号中，同时将时钟信息***至20bit的视频信号以供输出；实现了在输入的并行YCbCr视频信号的采样比和分辨率发生改变时自适应性的调整并进行SDI接口的转换，无需重置转换芯片，无需人为切换视频信号的属性；操作简单方便。
附图说明
图1是本发明实施例提供的接口转换装置的模块结构示意图；
图2是本发明实施例提供的接口转换装置中辅助数据***模块的结构框图；
图3是本发明实施例提供的接口转换装置中输入信号的示意图；
图3A为8比特Y:Cb:Cr＝4:2:2的视频信号示意图；
图3B为16比特Y:Cb:Cr＝4:4:4的视频信号示意图；
图3C为16比特Y:Cb:Cr＝4:2:2的视频信号示意图；
图3D为24比特的视频信号示意图；
其中，Y表示亮度分量，Cb表示蓝色色度分量，Cr表示红色色度分量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的接口转换装置可以应用于广播电视、机顶盒等音视频设备中，还可以应用于工程机等领域。图1示出了该接口转换装置的模块结构；为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
接口转换装置包括：依次连接的视频数据还原模块1、辅助数据***模块2和SDI接口模块3；其中视频数据还原模块1将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号输出；辅助数据***模块2将将视频数据还原模块1输出的24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至20bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；SDI接口模块3将辅助数据***模块2输出的20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至20bit的视频信号以供输出。
本发明实施例中，视频数据还原模块1将不同位宽的视频数据还原成相同位宽(24bit)的数据，再交到后一级处理；辅助数据***模块2把像音频等数据***到视频的行场消隐期中，然后出来的就是行场消隐期有音频等辅助数据的视频信号，然后再把这个视频信号放到SDI接口发送模块上发送出去。原始的输入信号可以为24比特的数据信息。当并行的YCbCr信号(比如：YCbCr＝4:4:4，720P)发生改变时(假设改变为YCbCr＝4:2:2，1080I)，演播室工作人员无需去操作SDI转换设备做输入信号属性切换，此设备自动发生属性设置并进行切换。
在本发明实施例中，辅助数据***模块2进一步包括：消隐期查找单元21、数据抽样单元22、标记位生成单元23和辅助数据输入单元24；其中消隐期查找单元21查找24bit的视频信号的消隐期；标记位生成单元23根据消隐期查找单元21的输出生成行场消隐期的标记位；数据抽样单元22将24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；辅助数据输入单元24根据标记位生成单元输出的标记位将外部的辅助数据***至数据抽样单元22输出的20bit的视频信号中以供输出。
本发明实施例还提供了一种视频信号转换方法，包括下述步骤：
S1：将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号输出；具体地，根据上述多种数据格式发出的时钟频率不同，来判断是那一种格式的视频数据，知道了是哪一种视频数据之后，就可以把这种数据格式的视频信号还原成24bit的视频数据，以供下一级使用；
S2：将外部的辅助数据***至24bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；
S3：将20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至20bit的视频信号以供输出。
其中，步骤S2进一步包括：
S21：查找24bit的视频信号的消隐期；
S22：根据消隐期生成行场消隐期的标记位；
S23：将24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；
S24：根据标记位将外部的所述辅助数据***至20bit的视频信号中以供输出。
本发明实施例提供的视频信号转换方法是一套能够自适应并行输入多种分辨率的YCbCr信号将其抽样并转换成串行的标清270M SDI总线信号的芯片级算法；应用视频信号转换方法后，当输入并行YCbCr视频信号的采样比和分辨率改变时，无需重置转换芯片，可自动将该YCbCr视频信号进行SDI接口的转换，省去了在操作设备中人为切换视频信号属性的操作。
图3示出了输入的视频信号中亮度分量、蓝色色度分量以及红色色度分量之间的采样比；其中图3A表示8比特Y:Cb:Cr＝4:2:2的视频信号；图3B表示为16比特Y:Cb:Cr＝4:4:4的视频信号；图3C表示16比特Y:Cb:Cr＝4:2:2的视频信号；图3D表示24比特的视频信号；Y表示亮度分量，Cb表示蓝色色度分量，Cr表示红色色度分量；而4:2:2表示抽样4次Y信号时只抽样2次Cb信号和2次Cr信号，因此，Cb信号和Cr信号的精度就比Y信号要低一倍，但由于人眼对色度不敏感，对亮度较敏感，所以这种压缩也是可以接受的。当DVI(Digital VisualInterface，数字视频接口)信号进入视频数据还原模块1时，输入信号的位宽可以为8比特和16比特两种，输入信号的时钟频率可以为27MHZ、108MHZ或74.25MHZ三种。
在本发明实施例中，根据探测到的信号时钟频率确定信号的属性信息(包括位宽等)及配置抽样方法，并将其还原成24位的原始数据，产生原始数据时钟，原始数据是标准的24比特的YCbCr视频信号。其中YCbCr是在DVD、摄像机、数字电视等消费类视频产品中比较常用的色彩编码方案，Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，Cr指红色色度分量；人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化；主要的子采样格式有YCbCr＝4:2:0，YCbCr＝4:2:2和YCbCr＝4:4:4；其中4:2:0表示每4个像素有4个亮度分量，2个色度分量，仅采样奇数扫描线，是便携式视频设备(MPEG-4)以及电视会议(H.263)最常用格式；4:2:2表示每4个像素有4个亮度分量，4个色度分量，是DVD、数字电视、HDTV以及其它消费类视频设备的最常用格式；4:4:4表示全像素点阵，用于高质量视频应用、演播室以及专业视频产品中。
在本发明实施例中，接口转换装置将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号，将24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至20bit的视频信号中，同时将时钟信息***至20bit的视频信号以供输出；实现了在输入的并行YCbCr视频信号的采样比和分辨率发生改变时自适应性的调整并进行SDI接口的转换，无需重置转换芯片，无需人为切换视频信号的属性；操作简单方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种接口转换装置，其特征在于，包括：
视频数据还原模块，将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号输出；
辅助数据***模块，将所述24bit的视频信号抽样生成20bit的视频信号，根据行场消隐期的标记位将外部的辅助数据***至所述20bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；
SDI接口模块，将所述辅助数据***模块输出的20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至所述20bit的视频信号以供输出；
所述辅助数据***模块包括：
消隐期查找单元，查找所述24bit的视频信号的消隐期；
标记位生成单元，根据所述消隐期查找单元的输出生成行场消隐期的标记位；
数据抽样单元，将所述24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；
辅助数据输入单元，根据所述标记位生成单元输出的所述标记位将外部的所述辅助数据***至所述数据抽样单元输出的所述20bit的视频信号中以供输出。
2.如权利要求1所述的接口转换装置，其特征在于，所述不同数据格式的视频信号包括：
时钟频率为108MHZ的视频信号、时钟频率为74.25MHZ的视频信号和时钟频率为27MHZ的视频信号。
3.如权利要求2所述的接口转换装置，其特征在于，所述视频信号包括:16bitY:Cb:Cr=4:4:4的信号、16bitY:Cb:Cr=4:2:2的信号或8bitY:Cb:Cr=4:2:2的信号；所述Y表示亮度分量，所述Cb表示蓝色色度分量，所述Cr表示红色色度分量。
4.一种视频信号转换方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1：将不同数据格式的视频信号还原成24bit的视频信号输出；
S2：将外部的辅助数据***至所述24bit的视频信号中，输出行场消隐期有辅助数据的20bit的视频信号；
S3：将所述20bit的视频信号进行并串转换，将时钟信息***至所述20bit的视频信号以供输出；
所述步骤S2进一步包括：
查找所述24bit的视频信号的消隐期；
根据所述消隐期生成行场消隐期的标记位；
将所述24bit的视频信号抽样并生成20bit的视频信号；
根据所述标记位将外部的所述辅助数据***至所述20bit的视频信号中以供输出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述不同数据格式的视频信号包括：
时钟频率为108MHZ的视频信号、时钟频率为74.25MHZ的视频信号和时钟频率为27MHZ的视频信号。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视频信号包括:16bitY:Cb:Cr=4:4:4的信号、16bitY:Cb:Cr=4:2:2的信号或8bitY:Cb:Cr=4:2:2的信号；所述Y表示亮度分量，所述Cb表示蓝色色度分量，所述Cr表示红色色度分量。
7.一种包括权利要求1-3任意一项所述的接口转换装置的音视频设备。
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