專利名稱：保護視頻編碼器的方法及視頻同步保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻數(shù)據(jù)編碼，尤指一種于編碼視頻比特流時保護視頻編碼器免于接收不正常的視頻信號的視頻同步保護方法及其相關(guān)視頻同步保護器。
背景技術(shù)：
以最基本的運作來說，視頻壓縮包含了分析一輸入視頻序列并舍棄對于觀看者而言難以觀察到的信息，因此每一種視頻事件(video event)皆被指定給一種代碼，其中一般出現(xiàn)頻率高的視頻事件被指定給擁有較少位的代碼，而出現(xiàn)頻率低的視頻事件則被指定給擁有較多位的代碼，這些步驟分別稱為信號分析、量化以及可動長度編碼；另有四種壓縮方法為熟習此項技藝者所知，分別稱為離散余弦轉(zhuǎn)換(discrete cosine transform，DCT)，向量量化(vectorquantization，VQ)，碎形壓縮(fractal compression)以及離散小波轉(zhuǎn)換(discrete wavelet transform，DWT).
動畫專家群(Moving Picture Experts Group，MPEG)是國際標準化組織/國際電氣委員會(ISO/IEC)于1988年成立的工作團體，目的在于制定數(shù)字影音標準格式，目前已有5項標準格式已使用或正在發(fā)展中，雖然這些MPEG壓縮格式按位率而定，但其中每一種壓縮格式是依據(jù)一特定應(yīng)用以及一特定位率來設(shè)計。
MPEG-2是動態(tài)影像壓縮標準其中一種例子，此一規(guī)格修正許多先前的MPEG-1中既有的問題，例如分辨率、可擴充性以及交錯視頻的處理；此外，MPEG-2可產(chǎn)生品質(zhì)較好的影像(例如專業(yè)攝影品質(zhì)以及上達高分辨率電視品質(zhì)的等級)、允許不同的位率的多個頻道經(jīng)由多任務(wù)處理而成為單一數(shù)據(jù)流，并且亦支持交錯視頻(此規(guī)格為廣播電視系統(tǒng)(broadcast TV system)所使用)，目前，MPEG-2已正式被國際標準化組織以登錄號ISO 13818-1來加以采用，并廣泛地用于對廣播信號的影音進行編碼，其中該廣播信號包含有數(shù)字衛(wèi)星電視信號以及有線電視信號，另外，經(jīng)由某些調(diào)整后，MPEG-2亦適用于標準商業(yè)化的DVD電影以作為其編碼格式。
對于MPEG-2標準而言，輸入的視頻影像(圖幀)將分割成一個亮度信號(Y)以及兩個彩度信號(亦稱為色差信號U和V)，而此視頻影像亦切割成多個宏區(qū)塊(macroblock)，其是影像內(nèi)部(亦即圖幀內(nèi)部)進行編碼的基本單元，而每一宏區(qū)塊再切割成四個8×8的亮度區(qū)塊，而每一宏區(qū)塊中的8×8彩度區(qū)塊的數(shù)目是根據(jù)此影像來源的亮度格式而定，舉例來說，一般4:2:0格式中，對于每一彩度信號，每一宏區(qū)塊只有一個彩度區(qū)塊，因此每一宏區(qū)塊中總共有6個區(qū)塊(對應(yīng)亮度信號的四個亮度區(qū)塊以及分別對應(yīng)兩彩度信號的兩個彩度區(qū)塊)。
在一視頻比特流中，每一圖幀(frame)的所有宏區(qū)塊是在視頻編碼操作期間作處理，舉例來說，幀內(nèi)編碼(intra-coded，I)畫面的實際影像數(shù)據(jù)直接通過MPEG-2的編碼過程，而前向參考(forward predicted，P)畫面以及雙向參考(bi-directional predicted，B)畫面則先經(jīng)過移動補償(motion compensation)處理，這類畫面與前一影像相關(guān)(對B畫面而言亦與下一影像相關(guān))；找出P畫面或B畫面中每一宏區(qū)塊與前一影像或后一影像中最為相關(guān)的區(qū)域，而將宏區(qū)塊對應(yīng)至其相關(guān)區(qū)域的移動向量(motion vector)則會被編碼，然后兩區(qū)域的差將經(jīng)過編碼處理。
圖1為公知視頻壓縮裝置102的方塊圖。例如，視頻壓縮裝置102為一MPEG-2視頻編碼器，其通過視頻裝置100(如電視譯碼器)接收視頻信號。在視頻應(yīng)用中，圖1中的視頻信號通常為CCIR 656的格式，此CCIR 656格式定義為應(yīng)用于平行及串行接口，并且在專業(yè)攝影以及專業(yè)視頻的類應(yīng)用的設(shè)備之間，提供4:2:2YCbCr數(shù)字視頻的傳輸，另外有效的視頻分辨率為美規(guī)NTSC系統(tǒng)的720×486(每60Hz掃描525條線)，亦或是歐規(guī)PAL系統(tǒng)的720×576(每50Hz掃描625條線)。
圖2為公知CCIR 656視頻信號傳輸格式的示意圖。如圖2所示，有兩交錯圖場(interlaced field)f1與f2用以實現(xiàn)交錯功能，另有水平同步信號(Hsync)以及垂直同步信號(Vsync)用于指出在交錯圖場f1與f2中的有效視頻(activevideo)A1與A2，其中有效視頻A1與A2構(gòu)成此可見影像內(nèi)容并可由視頻壓縮裝置102予以編碼。
圖3為視頻同步時序改變的示意圖，假設(shè)第一頻道Ch1領(lǐng)先第二頻道Ch2且其間發(fā)生頻道的切換。在圖3中，第一頻道Ch1領(lǐng)先第二頻道Ch2，因此第一頻道Ch1以及第二頻道Ch2之間有一時序差。假設(shè)垂直同步Vsync發(fā)生于各頻道中圖場f1、f2的起始點，用以標示開始新的交錯圖場；如圖3所示，當圖1所示的視頻信號S由第一頻道Ch1切換至第二頻道Ch2，將產(chǎn)生4種可能的視頻信號R1、R2、R3以及R4，而根據(jù)此頻道切換的時間點，可產(chǎn)生不同的異常垂直同步信號Vsync(與水平同步信號Hsync)，舉例來說，第一與第三視頻信號R1、R3在Vsync信號到達第一頻道Ch1以前便從第二頻道Ch2收到新Vsync信號，因而形成長度較短的圖場，此外，第一與第三視頻信號R1、R3也有重復的圖場，換句話說，第一視頻信號R1在P1作頻道切換后將重復此第一圖場f1，而第三視頻信號R3在P3作頻道切換后將重復此第一圖場f2，最后，第二與第四視頻信號R2、R4因為等待Vsync信號到達第二頻道Ch2，故形成長度加長的圖場。
圖4為假設(shè)第一頻道Ch1落后第二頻道Ch2且其間發(fā)生頻道切換的視頻同步時序改變示意圖。類似于圖3所示，假設(shè)圖4中的垂直同步信號Vsync發(fā)生于各頻道中圖場f1、f2的起始點，用以標示新的交錯圖場，如圖4所示，當圖1的視頻信號S由第一頻道Ch1切換至第二頻道Ch2，將產(chǎn)生四種可能的視頻信號R5、R6、R7以及R8，而根據(jù)頻道切換的時間點，可產(chǎn)生不同的異常垂直同步信號Vsync(與水平同步信號Hsync)，舉例來說，第一與第三視頻信號R5、R7因在Vsync信號到達第一頻道Ch1前便從第二頻道Ch2收到新的Vsync信號，以至于形成長度較短的圖場，另外，第二與第四視頻信號R6、R8則有重復的圖場，換句話說，第二視頻信號R6在P2作頻道切換后，其第一圖場f1將會重復，而且第四視頻信號R8在P4作頻道切換后，其第二圖場f2亦將重復，最后，第二與第四視頻信號R6、R8因等待Vsync信號進入第二頻道Ch2，故形成長度加長的圖場。
前述因頻道切換所造成的異常同步信號與其對應(yīng)的圖場可能使圖1所示的視頻壓縮裝置102的運作產(chǎn)生問題，特別是圖3所示的較短的圖場308、310與圖4所示的較短的圖場408、410，可能會使視頻壓縮裝置102在開始下一個圖幀前沒有足夠的時間可以處理目前圖幀中所有宏區(qū)塊；若下一個圖幀在視頻編碼裝置102完成目前圖幀的編碼的前到達，則此視頻編碼裝置102可能發(fā)生不正常運作，在這種情形下，除非重新開機，否則此視頻編碼裝置102可能會當機而沒有反應(yīng)；另外，重復的圖幀也會產(chǎn)生類似系統(tǒng)不穩(wěn)的問題，而較長的圖幀312、314、412以及414則可能造成視頻編碼裝置102將錯誤的數(shù)據(jù)編碼成有效視頻數(shù)據(jù)，以至于在播放編碼數(shù)據(jù)時出現(xiàn)不想要的黑線或噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種保護視頻編碼器的方法及裝置，應(yīng)用于視頻編碼裝置對第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時，能夠保護該視頻編碼器免于接收異常的同步信號。
本發(fā)明的保護視頻編碼器的方法揭露一種用以保護對一第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時的視頻編碼器的方法。該方法包含有；接收第一視頻信號；檢測在該第一視頻信號中的一第一圖場的起始點；將該第一視頻信號之中對應(yīng)于該第一圖場的信息輸出，以作為一第二視頻信號的一第一圖場；以及在輸出該第二視頻信號中的一第二圖場的信息之前，從該第二視頻信號中的該第一圖場的起始點起，至少等候一最小圖場期間。
本發(fā)明的保護視頻編碼器的裝置揭露一種視頻同步保護器，用以保護對一第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時的視頻編碼器。該視頻同步保護器包含有一同步檢測單元、一圖場期間計數(shù)器以及一控制器，其中該同步檢測單元是耦接于該第一視頻信號，用來接收該第一視頻信號的該視頻數(shù)據(jù)并且檢測該第一視頻信號的該視頻數(shù)據(jù)中的一第一圖場的起始點，而該圖場期間計數(shù)器是耦接于該第一視頻信號，另外該控制器是耦接于該第一視頻信號、該同步檢測單元以及該圖場期間計數(shù)器，用來在該同步檢測單元檢測出該第一視頻信號中的該起始點之后，輸出該第一視頻信號中對應(yīng)該第一圖場的信息，以作為一第二視頻信號中的一第一圖場，并且在輸出該第二視頻信號中的一第二圖場的信息之前，等候該圖場期間計數(shù)器達到一最小圖場期間。


圖1為公知視頻編碼裝置(例如一MPEG-2的視頻編碼器，其通過視頻裝置(如電視譯碼器)接收視頻信號)的方塊圖。
圖2為公知CCIR 656視頻信號傳輸格式的示意圖。
圖3為假設(shè)第一頻道Ch1領(lǐng)先第二頻道Ch2且在期間發(fā)生頻道切換的視頻同步時序改變的示意圖。
圖4為假設(shè)第一頻道Ch1落后第二頻道Ch2且在期間發(fā)生頻道切換的視頻同步時序改變的示意圖。
圖5為本發(fā)明一實施例的視頻同步保護器的方塊圖。
圖6為可能造成視頻壓縮裝置產(chǎn)生問題的異常同步信號與相對應(yīng)圖場的示意圖。
圖7為本發(fā)明第一實施例的對第一視頻信號進行編碼時避免視頻壓縮裝置接收異常同步信號的流程圖。
圖8為視頻同步保護器針對圖6所示的異常視頻信號而根據(jù)圖7所描述的方法運作所輸出的受保護的第二視頻信號的示意圖。
圖9為描述圖7所示的步驟中等待圖場期間大于或等于臨界值的流程圖。
圖10為本發(fā)明第二實施例的對第一視頻信號進行視頻數(shù)據(jù)編碼時避免視頻編碼器接收異常圖場的流程圖。
圖11為視頻同步保護器針對圖6所示的異常視頻信號而依據(jù)圖10所描述的方法運作所輸出的受保護的第二視頻信號的示意圖。
圖12為本發(fā)明第三實施例的對第一視頻信號進行視頻數(shù)據(jù)編碼時避免視頻編碼器接收異常圖場的流程圖。
圖13為視頻同步保護器針對圖6所示的異常視頻信號而依據(jù)圖12所描述的方法運作所輸出的受保護的第二視頻信號的示意圖。
圖14為本發(fā)明視頻同步保護器的一實施例的廣義方塊圖。
圖15為根據(jù)另一實施例的具有整合的視頻同步保護器的視頻壓縮裝置的方塊圖。
圖16為本發(fā)明第四實施例的對第一視頻信號進行視頻數(shù)據(jù)編碼時保護視頻編碼器的廣義流程圖。
100、502視頻裝置102、504、1500視頻壓縮裝置500、1502視頻同步保護器1400同步檢測單元1402圖場期間計數(shù)器1404控制器1504視頻接收單元1506結(jié)合視頻同步保護器與視頻接收單元的單一功能方塊1508視頻編碼器1510外部內(nèi)存
具體實施例方式
圖5為本發(fā)明一實施例的視頻同步保護器500的方塊圖。視頻同步保護器500是耦接于視頻壓縮裝置504與視頻裝置502(例如電視譯碼器)之間，舉例來說，視頻編碼裝置504為依據(jù)不同標準規(guī)格(例如MPEG-2/4、H.264以及VC-1)來壓縮視頻數(shù)據(jù)的編碼器，而視頻裝置502輸出第一視頻信號S1(CCIR 656格式)，另外視頻同步保護器500接收此第一視頻信號S1并輸出相對應(yīng)的第二視頻信號S2，并且視頻同步保護器500確保沒有任何有害的異常同步信號出現(xiàn)在第二視頻信號S2中，以保護視頻壓縮裝置504免于接收有問題的同步信號，因此，視頻壓縮裝置504在視頻裝置502的頻道切換期間內(nèi)，可以安全并適當?shù)赜涗浺曨l裝置502所輸出的視頻數(shù)據(jù)。
圖6為可能造成視頻壓縮裝置504產(chǎn)生問題的不正常同步信號(Ab1至Ab8)與相對應(yīng)圖場f2、f2的示意圖。亦即，太短的圖場與重復的圖場可能造成視頻壓縮裝置504缺乏穩(wěn)定性，并且太長的圖場亦可能造成視頻壓縮裝置504儲存不正確的數(shù)據(jù)，而在本實施例中，重要的是圖5所示的視頻同步保護器500可保證若有圖6所示的任何造成缺乏穩(wěn)定性問題的異常同步信號及相對應(yīng)圖場存在于第一視頻信號S1，則其將被移除而不會存在于第二視頻信號中，因此，視頻壓縮裝置504便不會因異常的同步信號(Ab1至Ab8)而引起周期性地當機，而可以安全地對第二視頻信號S2編碼。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例所繪的流程圖，其描述了避免視頻壓縮裝置504在對第一視頻信號S1所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時收到異常同步信號的運作。倘若可達到大體上相同的結(jié)果，并不需要一定照圖7所示的流程圖中的步驟順序來進行，且圖7所示的步驟不一定要連續(xù)進行，亦即其它步驟亦可插入于其中；在本實施例中，保護視頻壓縮裝置504免于接收有問題同步信號的操作方式包含以下步驟步驟700通過設(shè)定一圖場變量F等于0以激活同步信號保護運作，此圖場變量F相對于第一視頻信號S1中的一交錯圖場(亦即F＝0表示第一圖場f1，而F＝1表示第二圖場f2)。
步驟702圖場變量F是否等于0？若是，進行步驟704；否則，跳到步驟708。
步驟704找出第一視頻信號S1中第一圖場f1的垂直同步信號Vsync，亦即接收第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)并且檢測出所接收的視頻數(shù)據(jù)中的第一同步信號；若尋找不到第一圖場f1的垂直同步信號Vsync，持續(xù)步驟704，而一旦檢測到第一視頻信號S1中第一圖場f1的垂直同步信號Vsync，進行步驟706。
步驟706于第二視頻信號S2中插入第一圖場f1的垂直同步信號Vsync，在此步驟中，第一圖場f1的垂直同步信號Vsync即為第二視頻信號S2的視頻數(shù)據(jù)的中受保護的同步信號(protected sync signal)。
步驟708找出第一視頻信號S1中第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，亦即接收第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)并且檢測出所接收的數(shù)據(jù)中的第一同步信號；若尋找不到第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，持續(xù)步驟708，而一旦檢測到第一視頻信號S1中第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，進行步驟710。
步驟710于第二視頻信號S2中插入第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，在此步驟中，第二圖場f2的垂直同步信號Vsync即為第二視頻信號S2的視頻數(shù)據(jù)的中受保護的同步信號。
步驟712等候一段超過臨界值Th的圖場期間(field duration)，以確保第二視頻信號S2中所有圖場的圖場期間至少和臨界值Th一樣長，因此在第二視頻信號S2中將不再出現(xiàn)縮短的圖場，而此臨界值Th相當于允許視頻壓縮裝置504將目前圖場完全編碼的最小圖場期間；若圖場期間未達臨界值Th，持續(xù)步驟712；否則，當圖場期間計數(shù)器超過臨界值Th，跳到步驟714。在此需注意，在步驟712時，由第一視頻信號S1輸入的任何同步信號均會予以移除，因此在第一視頻信號S1中所接收到的異常同步信號并不被復制至第二視頻信號S2中。
步驟714切換圖場參數(shù)F以確保第二視頻信號S2不會存在任何重復的圖場垂直同步信號Vsync，最后，針對切換后的圖場參數(shù)，回到步驟702以重復同步信號保護的操作。
圖7所示的步驟可確定沒有任何縮短的圖場以及沒有任何重復的圖場垂直同步信號Vsync出現(xiàn)于第二視頻信號S2，其中能夠避免縮短的圖場出現(xiàn)的原因是由于視頻同步保護器500于輸出第二視頻信號S2(步驟706以及步驟710)的視頻數(shù)據(jù)中受保護的第二同步信號的前會等候最起碼的圖場期間，而避免重復的圖場垂直同步信號Vsync出現(xiàn)的原因是由于視頻同步保護器500針對圖場變量F目前狀態(tài)所對應(yīng)的圖場，來輸出第二視頻信號S2中視頻數(shù)據(jù)的受保護同步信號，而每當受保護的同步信號輸出時，圖場變量F將改換到另一狀態(tài)(步驟714)；如前所述，異常的縮短圖場以及重復圖場可能造成視頻壓縮裝置504產(chǎn)生不穩(wěn)定問題，而經(jīng)由如圖7所示的運作，視頻壓縮裝置504總是能夠安全地對第二視頻信號S2的中交錯圖場f1、f2的有效視頻內(nèi)容進行編碼。
圖8是視頻同步保護器500針對圖6所示的異常視頻信號(Ab1到Ab8)根據(jù)圖7描述的方法處理而輸出的受保護的第二視頻信號S2的示意圖。在本實施例中，此視頻同步保護器500接收第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2，并輸出第二視頻信號S2，其所具有的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2是對應(yīng)于第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2，如圖8所示，當?shù)谝灰曨l信號S1為異常視頻信號(Ab1到Ab8)的其中之一時，則此視頻同步保護器500便根據(jù)圖7所示的運作來輸出經(jīng)過保護的第二視頻信號S2，亦即，這些第二視頻信號S2(圖8中標號801至808所標示)分別對應(yīng)于異常視頻信號(Ab1至Ab8)經(jīng)過保護的信號，舉例來說，若第一視頻信號S1是第三異常視頻信號Ab3時，則視頻同步保護器500將縮短的第一圖場f1(如標號810所標示)延長至臨界值Th的長度并且等候第一視頻信號S1中第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，然后產(chǎn)生第二視頻信號803中的延長的圖場812，如此一來，便使視頻壓縮裝置504有充裕時間以將該圖場的視頻數(shù)據(jù)進行編碼，因而可避免視頻壓縮裝置504當機。
圖9是描述圖7所示的步驟712中等待圖場期間大于或等于臨界值Th的流程圖。在本實施例中，此臨界值檢測操作包含有下列步驟步驟900將一掃描線計數(shù)變量(line count variable)初始化為0。
步驟902由輸入的第一視頻信號S1中找出水平同步信號Hsync；若未找到水平同步信號Hsync，持續(xù)步驟902，否則，當找出水平同步信號Hsync后，跳到步驟904。
步驟904將掃描線計數(shù)變量遞增1。
步驟906掃描線計數(shù)變量是否大于或等于第二臨界值Th2？若是，跳到步驟714；否則跳到步驟902。在本實施例中，第二臨界值Th2相當于讓視頻壓縮裝置504有足夠時間將一圖場的有效視頻A1、A2中所有宏區(qū)塊予以編碼所需的最少掃描線數(shù)目，舉例來說，第二臨界值Th2對于NTSC視頻信號可以設(shè)定為240條掃描線，或?qū)τ赑AL視頻信號可以設(shè)定為288條掃描線。
雖然圖7所描述的運作可避免視頻壓縮裝置504接收到有問題的同步信號，因而可預(yù)防不穩(wěn)定的問題，但是在異常視頻信號Ab1到Ab8中，較長的圖場卻可能造成錯誤的數(shù)據(jù)被編碼成有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2，并且也可能在播放編碼數(shù)據(jù)時形成惱人的黑線或噪聲。
圖15為本發(fā)明另一實施例的方塊圖，其顯示了具有整合的視頻同步保護器1502的視頻壓縮裝置1500。如圖15所示，視頻壓縮裝置1500是耦接于視頻裝置502，并包含有視頻同步保護器1502、一視頻接收單元1504、一視頻編碼器1508以及一外部內(nèi)存1510，而在本實施例中，無論視頻來源502為何，視頻壓縮裝置1500將能夠安全地將視頻來源502所輸出的視頻信號S1編碼；另外，在此應(yīng)注意到，在其它實施例中，此同步保護器1502也可以與視頻接收單元1504結(jié)合成為單一功能方塊1506，因此在這些實施例中，結(jié)果是此視頻接收單元1504將只針對可讓視頻編碼器1508有足夠時間將有效視頻中圖幀內(nèi)所有的宏區(qū)塊予以編碼所需的最起碼掃描線數(shù)目，輸出有效視頻數(shù)據(jù)至外部內(nèi)存1510，由此，視頻編碼器1508便能夠安全并正確地將對應(yīng)于視頻裝置502所輸出的視頻數(shù)據(jù)(包含頻道切換的期間的視頻數(shù)據(jù))進行編碼。
圖10為根據(jù)本發(fā)明第二實施例所繪的流程圖，其描述了避免視頻編碼器1508在對第一視頻信號S1進行編碼時收到異常的圖場。倘若可達成大體上同樣的結(jié)果，則圖10所示的流程圖中的步驟不需要遵從圖標順序且不必連續(xù)執(zhí)行，亦即其它步驟可以插入于其中，而在此實施例中，保護視頻編碼器1508免于接收有問題圖場的運作包含有下列步驟步驟1000通過將一圖場變量F設(shè)定為0以激活同步信號保護運作。此圖場變量F相對于第一視頻信號S1中的交錯圖場其中之一(亦即F＝0表示第一圖場f1而F＝1表示第二圖場f2)。
步驟1002圖場變量F是否等于0？若是，進行步驟1004；否則，跳到步驟1010。
步驟1004找出第一視頻信號S1中第一圖場f1的垂直同步信號Vsync；亦即接收第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)并且由所接收的視頻數(shù)據(jù)中找出第一同步信號，若找不到第一圖場f1的垂直同步信號Vsync，繼續(xù)步驟1004；當找出第一視頻信號S1中的第一圖場f1的垂直同步信號Vsync時，跳到步驟1006。
步驟1006將第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A1輸出，-以作為第二視頻信號S2的第一圖場f1的視頻數(shù)據(jù)。
步驟1008圖場期間是否大于或等于臨界值Th？此步驟用以確定第二視頻信號S2中所有圖場的期間至少等于臨界值Th的長度，因此沒有任何縮短的圖場會出現(xiàn)于第二視頻信號S2；若是圖場期間尚未達到臨界值Th，跳到步驟1006，否則當圖場時間超過臨界值Th時，跳到步驟1016。
步驟1010找出第一視頻信號S1中第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，亦即接收此第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)并于所接收的視頻數(shù)據(jù)中找出第一同步信號；若找不到第二圖場f2的垂直同步信號Vsync，繼續(xù)步驟1010，當找出第一視頻信號S1中第二圖場f2的垂直同步信號Vsync時，跳到步驟1012。
步驟1012將第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A2輸出，以作為第二視頻信號S2中第二圖場f2的視頻數(shù)據(jù)。
步驟1014圖場期間是否大于或等于臨界值Th？此步驟用以確定第二視頻信號S2的所有圖場的期間至少等于臨界值Th的長度，因此在第二視頻信號S2中將不存在有縮短的圖場；若是圖場期間尚未達到臨界值Th，跳到步驟1012，否則當圖場時間超過臨界值Th時，跳到步驟1016。
步驟1016切換圖場變量F以確保第二視頻信號S2不會存在重復的圖場垂直同步信號，最后，針對切換后的圖場變量F，跳到步驟1002以重復同步信號保護的操作。
圖10所示的步驟不僅確定沒有任何縮短的圖場以及重復的圖場存在于第二視頻信號S2，并且亦避免可能存在于延長的圖場其延伸區(qū)中任何錯誤視頻數(shù)據(jù)被儲存于外部內(nèi)存1510中或被視頻編碼器1508所編碼，亦即，視頻同步保護器1502接收第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2，在輸出第二視頻信號S2時等候其中每一圖場的期間達到臨界值Th，其所具有的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2是對應(yīng)于第一視頻信號S1的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2(步驟1006與步驟1012)，因此，經(jīng)由圖10所示的運作，視頻編碼器1508將總是能夠安全地對第二視頻信號S2的中交錯圖場f1、f2的有效視頻數(shù)據(jù)A1、A2進行編碼，并且避免在臨界值Th的后去編碼錯誤的數(shù)據(jù)。
圖11是視頻同步保護器1502針對圖6所示的異常視頻信號(Ab1至Ab8)依據(jù)圖10描述的方法處理而輸出的受保護的第二視頻信號S2的示意圖。如圖11所示，當?shù)谝灰曨l信號S1是異常視頻信號(Ab1至Ab8)其中之一時，視頻同步保護器1502依據(jù)圖10所描述的方法輸出經(jīng)過保護的第二視頻信號S2，亦即，這些第二視頻信號S2(圖11中標號1100至1108所標示)分別對應(yīng)于異常信號(Ab1至Ab8)經(jīng)過保護后的信號，舉例來說，在本實施例中，當?shù)谝灰曨l信號S1是第三異常視頻信號Ab3時，此視頻同步保護器1502將縮短的圖場1110延長至臨界值Th的長度，而在縮短的圖場1110的延長部分，輸出第一視頻信號S1的數(shù)據(jù)作為第二視頻信號S2中第一圖場f1的視頻數(shù)據(jù)(如圖11中視頻信號1103所示)，然后便舍棄第一視頻信號S1的輸入視頻數(shù)據(jù)，直到在步驟1010檢測到第二圖場f2的垂直同步信號Vsync為止；因此，視頻編碼器1508便有足夠時間將圖場的視頻數(shù)據(jù)編碼并且將會丟棄臨界值Th之后的錯誤數(shù)據(jù)。
然而在某些頻道切換中，仍有微小機會造成錯誤數(shù)據(jù)被編碼成有效視頻數(shù)據(jù)A1以及A2，舉例來說，在圖11所示的第一圖場1110到第二圖場1111的轉(zhuǎn)換期間，黑線將會出現(xiàn)在視頻編碼器1508所編碼的數(shù)據(jù)中，而此黑線的產(chǎn)生是因為被編碼的圖場依據(jù)臨界值Th而延長時，第二圖場1111的垂直同步信號信息被當成是有效視頻。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實施例所繪的流程圖，其描述了避免視頻編碼器1508在對第一視頻信號S1進行視頻數(shù)據(jù)編碼時收到異常的圖場。倘若可達成大體上相同的結(jié)果，圖12所示流程圖中的步驟不需要依據(jù)所示順序執(zhí)行且不必連續(xù)執(zhí)行，亦即其它的步驟可以插入于其中；在本實施例中，保護視頻編碼器1508以避免接收有問題圖場的操作包含如圖10所示的相同步驟以及下列附加步驟步驟1200是否在第一視頻信號S1中檢測到垂直同步信號Vsync？若是，則表示在圖場期間達到臨界值Th的前垂直同步信號Vsync便已到達，因此圖場實際上太短并且會因為將垂直同步信號Vsync編碼為視頻數(shù)據(jù)而使得編碼后的數(shù)據(jù)包含黑線。若檢測到垂直同步信號Vsync，為避免黑線產(chǎn)生，跳到步驟1204，否則，照例繼續(xù)步驟1008。
步驟1202在第一視頻信號S1中是否檢測到垂直同步信號Vsync？若是，則表示在圖場期間達到臨界值Th的前垂直同步信號Vsync便已到達，因此圖場實際上太短并且會因為將垂直同步信號Vsync編碼為視頻數(shù)據(jù)而使得編碼后的數(shù)據(jù)內(nèi)包含黑線。若找到垂直同步Vsync信號，為避免黑線產(chǎn)生，跳到步驟1204，否則，照例繼續(xù)步驟1014。
步驟1204丟棄整個的目前圖幀(current frame)，亦即不將目前圖幀中第一圖場f1或第二圖場f2的已編碼數(shù)據(jù)儲存至外部內(nèi)存1510中，反而將圖場變量F重設(shè)為0并且跳到步驟1206。已儲存于外部內(nèi)存1510中的目前圖幀的任何數(shù)據(jù)在接下來的寫入操作可被覆寫。
步驟1206是否于步驟1200或步驟1202檢測到第一視頻信號S1中第一圖場f1的垂直同步信號Vsync？若是，回到步驟1002；否則，直接跳到步驟1006。
圖13是視頻同步保護器1502針對圖6所示的異常視頻信號(Ab1至Ab8)依據(jù)圖12描述的方法處理而輸出的受保護的第二視頻信號S2的示意圖。如圖13所示，當?shù)谝灰曨l信號S1是異常視頻信號(Ab1至Ab8)其中之一時，此視頻同步保護器1502依據(jù)圖12所描述的操作來輸出經(jīng)過保護的第二視頻信號S2，亦即，這些第二視頻信號S2(圖13中標號1301至1308所標示)分別對應(yīng)于異常視頻信號Ab1至Ab8經(jīng)過保護后的信號，舉例來說，于本實施例中，當?shù)谝灰曨l信號S1是第三異常視頻信號Ab3時，此視頻同步保護器1502將縮短的圖場1310延長至臨界值Th的長度，然而，在達到臨界值Th之前，步驟1200已接收第二圖場1311，因此包含第一圖場f1以及第二圖場f2的整個圖幀將在圖13中視頻信號1303所示的第二視頻信號S2中被丟棄。
圖12的額外步驟是用以避免任何錯誤數(shù)據(jù)被視頻編碼器所編碼，當正等候一最小圖場期間時，若在第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)中檢測到第二同步信號，則視頻同步保護器1502通過不輸出對應(yīng)于第二視頻信號S2中目前圖幀的任何視頻數(shù)據(jù)至外部內(nèi)存1510，以舍棄第二視頻信號S2中的目前圖幀，因此確保在編碼數(shù)據(jù)的播放過程中不會出現(xiàn)任何黑線或其它噪聲，如此一來，視頻編碼器1508便有足夠時間將此圖幀的視頻數(shù)據(jù)編碼，并且在頻道切換期間內(nèi)，于臨界值Th之前或之后都不會編碼到錯誤數(shù)據(jù)。
請注意，仍有其它實施例是可行的，舉例來說，雖然以上描述注重于具有交錯圖場f1、f2的第一與第二視頻信號S1、S2，然而其它只具有單一圖場或兩個以上圖場的視頻信號S1、S2的實施例也是可行的，另外，在不同實施例中，也可以保護不同于垂直同步信號的其它同步信號，舉例來說，圖14為本發(fā)明視頻同步保護器1401的一實施例的廣義方塊圖。如圖中所示，視頻同步保護器1401包含有一同步檢測單元1400、一圖場期間計數(shù)器1402以及一控制器1404，其中同步檢測單元1400是耦接于第一視頻信號S1，用以接收第一視頻信號S1的視頻數(shù)據(jù)并檢測第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中的第一同步信號，圖場期間計數(shù)器1402是耦接于第一視頻信號S1，而控制器1404則耦接于第一視頻信號S1、同步檢測單元1400以及圖場期間計數(shù)器1402；當同步檢測單元1400檢測出第一視頻信號中的第一同步信號時，控制器1404輸出第二視頻信號S2的視頻數(shù)據(jù)中受保護的同步信號，接著，控制器1404等候圖場期間計數(shù)器1402達到一最小圖場期間，而因為第二視頻信號S2是耦接至視頻壓縮裝置504，所以只有經(jīng)過保護的同步信號將可抵達視頻壓縮裝置504。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第四實施例所繪的廣義流程圖，其描述了對第一視頻信號S1進行視頻數(shù)據(jù)編碼時保護視頻編碼器的運作。倘若可達到大體上相同的結(jié)果，則圖16所示的流程圖中的步驟不需要依圖標順序執(zhí)行且不必連續(xù)執(zhí)行，亦即其它的步驟也可以插入于其中，而在本實施例中，保護視頻編碼器的操作包含有以下步驟步驟1600自視頻裝置接收第一視頻信號S1。
步驟1602檢測第一視頻信號S1中第一圖場的起始點，舉例來說，檢測第一視頻信號S1中第一垂直同步信號。
步驟1604將第一視頻信號S1之中對應(yīng)于第一圖場的信息輸出，以標示或作為第二視頻信號S2中第一圖場，亦即，在前述第一實施例中，是輸出第二視頻信號S2的第一同步信號，而在其它實施例中，輸出第二視頻信號S2中第一圖場的有效視頻。
步驟1606在輸出第二視頻信號S2中第二圖場的信息前，從第二視頻信號的第一圖場的起始點起，至少等候一最小圖場期間；此步驟將確保視頻編碼器有足夠時間以將第二視頻信號S2中第一圖場完整地進行編碼。
本發(fā)明揭露一種方法以及其相關(guān)視頻同步保護器，應(yīng)用于視頻編碼裝置對第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時，能夠保護該視頻編碼器免于接收異常的同步信號。通過以上實施例所揭示的運作接收第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)、檢測第一視頻信號中視頻數(shù)據(jù)的第一同步信號、當檢側(cè)到第一視頻信號的第一同步信號時輸出第二視頻信號中視頻數(shù)據(jù)的受保護的同步信號、等候一最小圖場期間并且將第二視頻信號提供給視頻編碼器，本發(fā)明方法以及相關(guān)的視頻同步保護器可以確定沒有任何異常視頻信號會抵達視頻編碼器，因而增加視頻編碼器的穩(wěn)定性，亦可避免頻道切換時，因第一視頻信號中的同步時序差異而產(chǎn)生的錯誤數(shù)據(jù)被輸入至視頻編碼器。
上述具體實施方式
僅用于說明本發(fā)明，而非限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用以保護對一第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時的視頻編碼器的方法，其特征在于，包含有接收第一視頻信號；檢測在第一視頻信號中一第一圖場的起始點；將第一視頻信號之中對應(yīng)于第一圖場的信息輸出，以作為一第二視頻信號的一第一圖場；以及在輸出第二視頻信號中的一第二圖場的信息之前，從第二視頻信號的第一圖場的起始點起，至少等候一最小圖場期間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二視頻信號耦接至視頻編碼器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有檢測第一視頻信號的一第一同步信號，該第一同步信號為第一視頻信號的第一圖場的起始點；以及當檢測出第一視頻信號中第一同步信號時，輸出一受保護的同步信號以作為第二視頻信號中第一圖場的起始點。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一同步信號為第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中所接收的一垂直同步信號，并且受保護的同步信號為輸出于第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)的一垂直同步信號。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，等候最小圖場期間包含有初始化一掃描線計數(shù)值；找出第一視頻信號中一水平同步信號；每當從第一視頻信號的中找出一水平同步信號時，將掃描線計數(shù)值遞增1；以及等候到掃描線計數(shù)值等于或大于一預(yù)定臨界值為止。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，等候最小圖場期間另包含有在為第二視頻信號中的第二圖場輸出一第二受保護的同步信號之前，等候所述最小圖場期間。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，另包含有提供一圖場變量，該圖場變量具有多個可能狀態(tài)；若第一同步信號是對應(yīng)于第一視頻信號中的一圖場且該圖場符合圖場變量的目前狀態(tài)，則輸出受保護的同步信號給第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中對應(yīng)于圖場變量目前狀態(tài)的圖場；以及在輸出第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中的受保護的同步信號之后，改變圖場變量的目前狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，圖場變量有兩種可能狀態(tài)，其分別代表第一與第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)的交錯圖場中的一第一圖場以及一第二圖場；且所述改變圖場變量的目前狀態(tài)的步驟另包含有切換至圖場變量的另一狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有當?shù)群蜃钚D場期間時，接收第一視頻信號的第一圖場的有效視頻數(shù)據(jù)，并且輸出第二視頻信號的第一圖場，其中第二視頻信號所具有的有效視頻數(shù)據(jù)是對應(yīng)于第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有當?shù)群蜃钚D場期間時，若檢測到第一視頻信號中一第二圖場的一起始點，則通過不輸出第二視頻信號中一圖幀所對應(yīng)的任何視頻數(shù)據(jù)，以舍棄第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中一目前圖幀。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，另包含有當?shù)群蜃钚D場期間時，若未檢測到第一視頻信號中一第二圖場的一起始點，則在該等候期間，接收第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)，并且輸出第二視頻信號的第一圖場，其中第二視頻信號所具有的有效視頻數(shù)據(jù)是對應(yīng)于第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)。
12.一種視頻同步保護器，用以保護對一第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時的視頻編碼器，其特征在于，該視頻同步保護器包含有一同步檢測單元，耦接于第一視頻信號，用以接收第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)，并檢測第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中一第一圖場的一起始點；一圖場期間計數(shù)器，耦接于第一視頻信號；以及一控制器，耦接于第一視頻信號、同步檢測單元以及圖場期間計數(shù)器，用來在同步檢測單元檢測到第一視頻信號中該起始點之后，輸出第一視頻信號之中對應(yīng)第一圖場的信息，以作為一第二視頻信號的一第一圖場，并且在輸出第二視頻信號中的一第二圖場的信息之前，等候圖場期間計數(shù)器達到一最小圖場期間。
13.如權(quán)利要求12所述的視頻同步保護器，其特征在于，第二視頻信號耦接至視頻編碼器。
14.如權(quán)利要求12所述的視頻同步保護器，其特征在于，同步檢測單元檢測第一視頻信號的一第一同步信號，而第一同步信號為第一視頻信號的第一圖場的起始點，并且控制器在同步檢測單元檢測到第一視頻信號中第一同步信號時，輸出一受保護的同步信號以作為第二視頻信號中第一圖場的起始點。
15.如權(quán)利要求14所述的視頻同步保護器，其特征在于，第一同步信號為第一視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中所接收的一垂直同步信號，并且受保護的同步信號為輸出于第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)的一垂直同步信號。
16.如權(quán)利要求15所述的視頻同步保護器，其特征在于，圖場期間計數(shù)器包含用來初始化一掃描線計數(shù)值；找出第一視頻信號中一水平同步信號；每當從第一視頻信號之中找出一水平同步信號時，將掃描線計數(shù)值遞增1；以及等候到掃描線計數(shù)值大于或等于一預(yù)定臨界值為止。
17.如權(quán)利要求14所述的視頻同步保護器，其特征在于，控制器在為第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)輸出一第二受保護的同步信號之前，等候圖場期間計數(shù)器達到最小圖場期間。
18.如權(quán)利要求14所述的視頻同步保護器，其特征在于，另包含有一圖場變量，耦接于控制器，該圖場變量具有多個可能狀態(tài)；其中若同步檢測器所檢測的第一同步信號是對應(yīng)于第一視頻信號中的一圖場且該圖場符合圖場變量的目前狀態(tài)，則控制器輸出受保護的同步信號給第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中對應(yīng)于圖場變量目前狀態(tài)的圖場，以及在輸出第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中的受保護的同步信號之后，改變圖場變量的目前狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求18所述的視頻同步保護器，其特征在于，圖場變量具有兩種可能狀態(tài)，其分別代表第一與第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)的交錯圖場中的一第一圖場以及一第二圖場；并且控制器在輸出第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中的受保護的同步信號之后，將圖場變量切換至另一狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求12所述的視頻同步保護器，其特征在于，當?shù)群驁D場期間計數(shù)器達到最小圖場期間時，控制器接收第一視頻信號的第一圖場的有效視頻數(shù)據(jù)，并且輸出第二視頻信號的第一圖場，其中第二視頻信號所具有的有效視頻數(shù)據(jù)是對應(yīng)于第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求12所述的視頻同步保護器，其特征在地，當?shù)群驁D場期間計數(shù)器達到最小圖場期間時，若檢測到第一視頻信號中一第二圖場的一起始點，則控制器不輸出第二視頻信號中一圖幀所對應(yīng)的任何視頻數(shù)據(jù)，以舍棄第二視頻信號的視頻數(shù)據(jù)中一目前圖幀。
22.如權(quán)利要求21所述的視頻同步保護器，其特征在于，當?shù)群驁D場期間計數(shù)器達到最小圖場期間時，若未檢測到第一視頻信號中一第二圖場的一起始點，則控制器接收第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)，并且輸出第二視頻信號的第一圖場，其中第二視頻信號所具有的有效視頻數(shù)據(jù)是對應(yīng)于第一視頻信號的有效視頻數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種保護視頻編碼器的方法及裝置，用以保護對第一視頻信號所對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)進行編碼時的視頻編碼器。該方法包含有接收第一視頻信號；檢測該第一視頻信號的中第一圖場的起始點；將該第一視頻信號的中對應(yīng)于該第一圖場的信息輸出，以作為第二視頻信號的第一圖場；以及在輸出該第二視頻信號之中第二圖場的信息之前，從該第二視頻信號的第一圖場的起始點起，至少等候一最小圖場期間。本方法及其裝置可以增加視頻編碼器的穩(wěn)定性，也可避免頻道切換時，因第一視頻信號中的同步時序差異而形成的錯誤數(shù)據(jù)輸入至視頻編碼器。
文檔編號H04N7/26GK1901678SQ200610106270
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者郭志輝, 何鎮(zhèn)在, 徐志瑋 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司