CN101098213A - 数据传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法及系统。其中，该数据传输方法包括以下步骤：S202，通过位于数据发送端的嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收端；S204，通过位于数据接收端的解嵌器，解嵌出扩展行附属数据中的净荷数据，以接收扩展行附属数据中的净荷数据。通过本发明，可以充分利用空闲空间，从而可以提高系统带宽的利用率。

Description

数据传输方法及系统

技术领域

本发明涉及视频通信领域，更具体地涉及一种数据传输方法及系统。

背景技术

在模拟视频中存在行、场消隐期，用于电子束回扫。在行、场消隐期内并不存在有效图像信号。模拟视频经过数字化之后，按照相关标准(标准清晰度SD按照ITU-R BT.601和ITU-R BT.656等、高清晰度HD按照SMPTE274M和SMPTE296M等)形成一定的数字序列。行场消隐期同样也要进行采样，并且其数据是数字序列的一部分，这部分数据除了很少一部分用于定时基准码、行序号字、和CRC校验字外，其余大量空间都未被使用，所以可以用这部分未被使用的数据空间来传送附属数据，该区域被称为附属数据区。在单纯的数字视频传输系统中，对这部分数据空间不做任何处理。为了充分利用这部分数据空间，运动图像与电视工程师协会(TheSociety of Motion Picture and Television Engineers，简称SMPTE)制定了一系列标准用以传输非视频数据，因此这部分空间又被称为附属数据空间。

在行、场消隐区中，除了少量用于同步标识字有效视频终止(End of Active Video，简称EAV)和有效视频起始(Start of ActiveVideo，简称SAV)序列以及HD中用于行序号和CRC信息的数据之外，其余均可用于传输辅助数据。根据消隐区的不同，辅助数据区可以分为两类：行辅助数据(Horizontal Auxiliary data，简称HANC)区和场辅助数据(Vertical Auxiliary data，简称VANC)区，前者用来传递音频数据，后者用于传递图文信息。其中，行附属数据区除了传输音频数据外，还剩余大量的有效数据空间。以PAL制SD为例，每行采样点数目为864，其中，行附属数据区占据140个采样点(共280字)，根据所传音频通道的不同，音频数据需要占据25～238字的行附属数据空间，也就是说剩余的有效空间为255～42字。在高清720p24中甚至有多达5661字的剩余有效空间。

数字视频传输系统不包含任何视频自身格式及内容的信息，行附属数据区的音频数据也仅仅提供了诸如采样率等简单的码流格式信息，同样不提供内容信息。

从上面的表述可以看出，行附属数据区有数量可观的剩余部分可以利用。但是，如何对这部分数据空间进行利用仍然是个问题。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明公开了一种数据传输方法及系统。

根据本发明的数据传输方法，包括以下步骤：S202，通过位于数据发送端的支持行扩展数据的嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收端；S204，通过位于数据接收端的支持行扩展数据的解嵌器，解嵌出扩展行附属数据中的净荷数据，以接收扩展行附属数据中的净荷数据。其中，扩展行附属数据包括以下字段：保护边带、同步头、长度指示、可变长度信息表、净荷数据、以及校验码。

其中，步骤S202包括：S2022，在行附属数据空间的音频数据占用空间之后，嵌入保护边带；S2024，根据有效视频起始位置和有效视频终止位置之间的距离、以及音频数据长度指示，计算行附属数据空间的可用长度；S2026，在保护边带之后嵌入同步头；S2028，判断行附属数据空间的可用长度是否够用；S2030，在够用的情况下，将待传输数据填入行附属数据空间的净荷数据段中，否则对待传输数据进行分割，以依次填入在多个行附属数据空间的净荷数据段中；S2032，将有关净荷数据的相关信息填入可变长度信息表中，并将可变长度信息表嵌在指示净荷数据长度的长度指示之后；S2034，按照特定规则对净荷数据进行映射；以及S2036，将净荷数据的校验码嵌入在净荷数据之后。

其中，步骤S204包括：S2042，根据有效视频起始位置和有效视频终止位置之间的距离、以及音频数据长度指示，计算扩展行附属数据的位置；S2044，对扩展行附属数据的同步头进行匹配；S2046，在匹配成功的情况下，根据扩展行附属数据的长度指示提取净荷数据；S2048，根据可变长度信息表判断净荷数据的包计数是否连续；以及S2050，在连续的情况下，根据校验码对净荷数据进行校验，以接收正确的净荷数据。

其中，保护边带的长度为1个字、同步头的长度为4个字、长度指示的长度为2个字、并且校验码的长度为1个字。扩展行附属数据至少包括以下数据中的任意一种：命令控制数据、状态信息数据、用户信息数据。

根据本发明的数据传输系统包括：数据发送装置，用于通过支持行扩展数据的嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收装置；数据接收装置，用于通过支持行扩展数据的解嵌器，解嵌出扩展行附属数据中的净荷数据，以接收扩展行附属数据中的净荷数据。其中，扩展行附属数据包括以下字段：保护边带、同步头、长度指示、可变长度信息表、净荷数据、以及校验码。

其中，保护边带的长度为1个字、同步头的长度为4个字、长度指示的长度为2个字、并且校验码的长度为1个字。其中，扩展行附属数据至少包括以下数据中的任意一种：命令控制数据、状态信息数据、用户信息数据。

通过本发明，可以充分利用空闲空间，提高系统带宽的利用率。并且由于本发明在行附属数据之后或独占行附属数据空间内添加了利用空闲空间的附加信息，所以原有不支持扩展行附属数据的系统透明处理，不会影响原有系统的设计。另外，由于本发明采用了与视频同源的时钟，提供的额外音视频相关信息对于改变解嵌器的解嵌行为迅速可靠，所以降低了采用别的命令途径带来的响应延迟；而且本发明通过扩展行附属数据包的同步头和所带信息，增加了解嵌器自适应匹配的能力以及匹配行为的独立性，为用户提供了获取源端音视频数据的内容信息的途径，增加了系统的友好性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是数字视频格式中的辅助数据分布示意图；

图2是根据本发明实施例的数据传输方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的扩展行附属数据的分布及格式示意图；

图4是图2所示的方法的步骤S202的详细流程图；

图5是图2所示的方法的步骤S204的详细流程图；以及

图6是根据本发明实施例的数据传输系统的示意图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，说明行附属数据空间在数字视频采样数据中所处的位置，其中，行附属数据空间的前段用来传送音频数据，占每行采样点的16％强。扩展行附属数据占据每行行附属数据后段的剩余部分。

参考图2，说明根据本发明实施例的数据传输方法。如图2所示，该数据传输方法包括以下步骤：S202，通过位于数据发送端的支持行扩展数据的嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收端；S204，通过位于数据接收端的支持行扩展数据的解嵌器，解嵌出扩展行附属数据中的净荷数据，以接收扩展行附属数据中的净荷数据。

其中，为了有效识别扩展行附属数据，其必须符合一定的格式要求。具体格式要求如图3所示：在音频数据之后，依次安排1个字的保护边带、4个字的同步头、2个字的长度指示、可变长度的信息表、扩展行附属数据净荷、1个字的校验码，最后是1个字的保护边带，如果本行附属数据空间用不完，剩余部分可以不管或填入填充码。其中，扩展行附属数据至少包括以下数据中的任意一种：命令控制数据、状态信息数据、用户信息数据。

如图4所示，步骤S202具体包括以下步骤：S2022，在行附属数据空间的音频数据占用空间之后，嵌入保护边带；S2024，根据EVA和SAV之间的距离以及音频数据长度指示，计算行附属数据空间的可用长度；S2026，在保护边带之后嵌入同步头，作为扩展行附属数据的开始点，其中，该同步头有别于任何数据和其他同步头；S2028，判断行附属数据空间的可用长度是否够用；S2030，在够用的情况下，将待传输数据填入行附属数据空间的净荷数据段中，否则对待传输数据进行分割，以依次填入在多个行附属数据空间的净荷数据段中；S2032，将有关净荷数据的相关信息(比如，对于多行才能填完的净荷数据来说，需要更新包计数、包连续性等字段，再如对扩展行附属数据净荷类型的指示等)填入可变长度信息表中，并将可变长度信息表嵌在指示净荷数据长度的长度指示之后；S2034，按照特定规则对净荷数据进行映射，以避免其与同步头重码；以及S2036，将净荷数据的校验码嵌入在净荷数据之后。

其中，嵌入器将某次需要传送的扩展行附属数据记为某次计数行为。在每个有效行上重复步骤S2022～步骤S2036，直至所需数据全部填充完成，才视为该次计数行为结束。

其中，如图5所示，步骤S204包括以下步骤：S2042，根据EAV和SAV之间的距离以及音频数据长度指示，计算扩展行附属数据的位置；S2044，对扩展行附属数据的同步头进行匹配；S2046，在匹配成功的情况下，根据扩展行附属数据的长度指示提取净荷数据；S2048，根据可变长度信息表判断净荷数据的包计数是否连续；以及S2050，在连续的情况下，根据校验码对净荷数据进行校验，以接收正确的净荷数据。

参考图6，说明根据本发明实施例的数据传输系统。如图6所示，该数据传输系统包括支持行扩展数据的嵌入器602和支持行扩展数据的解嵌器604。作为对比，系统中还画出了传统的解嵌器。支持行扩展的嵌入器用于将数字音频数据和行扩展数据嵌入到数字视频采样数据中的行附属数据空间。用户可以自行定义扩展行附属数据的含义，可以涵盖命令控制、状态信息、用户信息等数据类别。例如，前端数字视音频数据的格式如果发生改变，可以通过命令控制扩展行附属数据通知支持行扩展数据的解嵌器，前端数字视音频数据自身的信息如节目内容介绍，可以通过状态信息扩展行附属数据通知支持行扩展数据的解嵌器。

支持行扩展数据的解嵌器用于将数字视频采样数据中的行附属数据空间内的数字音频数据和行扩展数据解嵌出来。对于传统的解嵌器由于无法识别行扩展数据，因而不对其进行任何处理。解嵌出来的行扩展数据送微处理器作进一步处理，其中，命令控制类数据可以用来控制视音频D/A。

也就是说，对于每一种格式的视频，其对应的行附属数据空间大小是固定的，在此空间传递的音频数据大小在每行是固定的。由于行附属数据采用的编码格式中有音频数据长度的指示，所以每行采用的扩展行附属数据大小也是确定的。

在音频数据之后，保留1个字的隔离保护带，之后以一定编码格式加入扩展的行附属数据，编码时需避免出现与音频数据以及视频内嵌同步头相同的码字。可以通过使用特殊的同步头，来识别扩展行附属数据，这种加入同步头的方式丰富了同步方式，提高了识别扩展行附属数据的准确性和独立性。同步字之后是数据长度的指示以及其它的相关信息即信息表，比如提供包计数、视频格式和分辨率等信息，再之后是数据净荷，数据的结尾是校验字。

传统的解嵌器，由于不支持扩展行附属数据会忽略这部分数据。改进的在搜索完音频数据之后，通过搜索匹配同步头就可以识别扩展行附属数据包，根据数据长度指示提取出有效数据，最后根据校验字验证数据的有效性。也可以在EAV之后通过直接搜索匹配同步头，进而进行扩展行附属数据提取的工作。

传统的嵌入器解嵌器是匹配使用的，即收发两侧所采用的视频格式必须一致，否则会造成解嵌器时钟的不匹配。换句话说当嵌入器侧视频格式发生变化时解嵌器并不知道，由此会导致解嵌器解不出正确的数据来。而本发明提供了在扩展行附属数据中加入视频格式和分辨率等相关信息的方法，在格式发生变化时同步发出了改变信息，所以解嵌器可以根据相关信息迅速地调整解嵌行为，从而突破了匹配的限制。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S202，通过位于数据发送端的嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将所述扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收端；

S204，通过位于所述数据接收端的解嵌器，解嵌出所述扩展行附属数据中的净荷数据，以接收所述扩展行附属数据中的净荷数据。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述扩展行附属数据包括以下字段：保护边带、同步头、长度指示、可变长度信息表、净荷数据、以及校验码。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤S202包括：

S2022，在所述行附属数据空间的音频数据占用空间之后，嵌入所述保护边带；

S2024，根据有效视频起始位置和有效视频终止位置之间的距离、以及音频数据长度指示，计算所述行附属数据空间的可用长度；

S2026，在所述保护边带之后嵌入所述同步头；

S2028，判断所述行附属数据空间的可用长度是否够用；

S2030，在够用的情况下，将待传输数据填入所述行附属数据空间的净荷数据段中，否则对所述待传输数据进行分割，以依次填入在多个所述行附属数据空间的净荷数据段中；

S2032，将有关所述净荷数据的相关信息填入所述可变长度信息表中，并将所述可变长度信息表嵌在指示所述净荷数据长度的长度指示之后；

S2034，按照特定规则对所述净荷数据进行映射；以及

S2036，将所述净荷数据的所述校验码嵌入在所述净荷数据之后。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤S204包括：

S2042，根据所述有效视频起始位置和所述有效视频终止位置之间的距离、以及所述音频数据长度指示，计算所述扩展行附属数据的位置；

S2044，对所述扩展行附属数据的所述同步头进行匹配；

S2046，在匹配成功的情况下，根据所述扩展行附属数据的所述长度指示提取所述净荷数据；

S2048，根据所述可变长度信息表判断所述净荷数据的包计数是否连续；以及

S2050，在连续的情况下，根据所述校验码对所述净荷数据进行校验，以接收正确的所述净荷数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，所述保护边带的长度为1个字、所述同步头的长度为4个字、所述长度指示的长度为2个字、并且所述校验码的长度为1个字。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的数据传输方法，所述扩展行附属数据至少包括以下数据中的任意一种：命令控制数据、状态信息数据、用户信息数据。

7.一种数据传输系统，其特征在于，包括：

数据发送装置，用于通过嵌入器，在行附属数据空间的音频数据占用空间以外的空间中嵌入特定格式的扩展行附属数据，以将所述扩展行附属数据中的净荷数据传输至数据接收装置；

所述数据接收装置，用于通过解嵌器，解嵌出所述扩展行附属数据中的净荷数据，以接收所述扩展行附属数据中的净荷数据。

8.根据权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于，所述扩展行附属数据包括以下字段：保护边带、同步头、长度指示、可变长度信息表、净荷数据、以及校验码。

9.根据权利要求8所述的数据传输系统，其特征在于，所述保护边带的长度为1个字、所述同步头的长度为4个字、所述长度指示的长度为2个字、并且所述校验码的长度为1个字。

10.根据权利要求8或9所述的数据传输系统，所述扩展行附属数据至少包括以下数据中的任意一种：命令控制数据、状态信息数据、用户信息数据。

Images