CN101146232B - 在电视数字编码器中使用两个不同时钟的方法和装置 - Google Patents

在电视数字编码器中使用两个不同时钟的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供使用两个不同时钟频率对视频进行编码的方法和装置。该方法和装置将允许通过使用两个时钟频率对电子装置以非27MHz的输入时钟频率获取的视频进行编码以便在TV上重放。提供了一种能够使用两个时钟频率对视频捕捉装置捕捉的数字视频数据进行编码的示范方法。该方法包括在重新采样模块中重新采样亮度和色度数据，以将亮度和色度数据从27MHz时钟域转换为视频捕捉装置的非27MHz输入时钟的输入时钟域。该方法也包括通过输入时钟驱动的彩色副载波信号在输入时钟域调制重新采样的色度数据。该方法还包括将已调制重新采样的色度数据与重新采样的亮度数据组合，并将组合的已调制重新采样的色度数据和重新采样的亮度数据转换成模拟信号。

Description

在电视数字编码器中使用两个不同时钟的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请涉及与本申请在同一天提交的题为“使用26MHz时钟编码视频的方法和装置(Methods And Devices To Use A 26MHz ClockTo Encode Videos)”的美国专利申请No.＿＿(代理人案号No.VP226)。此相关申请的公开内容为了所有目的通过引用全部结合于本文中。
技术领域
本发明涉及视频编码，更具体地说，涉及使用两个不同的时钟频率对视频进行编码的方法和装置。
背景技术
电视(TV)是广泛使用的家电装置。当“场景”中不同光值的变化由摄像机转换成对应于光值的变化时，实现了TV广播过程。这些电压和电流变化形成了视频信号。视频信号形式的“场景”被发射到接收机。在接收机，视频信号变成电视屏幕上的重组图像。
电视信号以标准模拟格式发射。TV编码器将数字视频数据转换成标准模拟基带电视信号。TV编码器遵循三个标准。一个标准是国家电视标准委员会(NTSC)标准，在诸如美国和日本等国家/地区使用。第二个标准是逐行倒相(PAL)标准，在大多数欧洲国家/地区使用。第三个标准是顺序彩色传送与记忆(SECAM)标准，在欧洲和亚洲的一些国家/地区使用。大多数电视和录像机使用27MHz时钟，这是因为27MHz时钟对于PAL和NTSC制式均在电视屏幕上提供每行整数(或完整)的周期。27MHz时钟满足离散时间振荡器(DTO)和TV带宽的要求。
如上所述，TV编码器的输入时钟(或CLKI)一般以27MHz运行，这是因为此频率对于PAT和NTSC制式均提供每行整数(或完整)的周期，并满足DTO和TV带宽的要求。每行整数的周期简化了电路逻辑实现。逻辑电路可容易地生成精确的TV定时。然而，诸如蜂窝电话等新开发的视频捕捉装置正变得越来越普遍。这些视频捕捉装置不具有27MHz时钟的输入时钟。例如，蜂窝电话具有以26MHz而不是27MHz运行的输入时钟。用这些新装置捕捉的视频有时可能要在TV上重放。
要在TV上重放这些视频，首先需要对视频进行编码。因此，在新装置中需要一种TV编码器，它允许对新装置以非27MHz的输入时钟频率获取的视频进行编码并在TV上重放。
发明内容
从广义上而言，本发明通过提供使用两个不同时钟频率对视频进行编码的方法和装置满足了这些需要。该方法和装置将允许对电子装置以非27MHz的输入时钟频率获取的视频进行编码以便在TV上重放。应理解，本发明可以多种方式实施，包括作为过程、设备、系统、装置或方法。下面描述了本发明的几个发明实施例。
在一个实施例中，提供一种能够使用两个时钟频率对数字视频数据进行编码的编码装置。该装置包括工作在非27MHz时钟频率的输入时钟、以及配置为从输入时钟生成27MHz时钟的锁相环(PLL)。该装置也包括重新采样模块，以将表示数字视频数据的亮度和色度数据从27MHz时钟域转换为输入时钟的时钟域。该装置还包括由输入时钟驱动以生成彩色副载波信号的彩色副载波生成器，来自重新采样模块的色度数据由彩色副载波信号调制，其中已调制色度数据最终与来自重新采样模块的亮度数据组合。另外，该装置包括数模转换器(DAC)，以将最终与来自重新采样模块的亮度数据组合的已调制色度数据转换成模拟信号。
在另一实施例中，提供一种能够使用两个时钟频率对视频捕捉装置捕捉的数字视频数据进行编码的方法。该方法包括在重新采样模块中重新采样亮度和色度数据，以将亮度和色度数据从27MHz时钟域转换为视频捕捉装置的非27MHz输入时钟的输入时钟域。该方法也包括通过输入时钟驱动的彩色副载波信号在输入时钟域调制重新采样的色度数据。该方法还包括将已调制重新采样色度数据与重新采样亮度数据组合，并将组合的已调制重新采样色度数据和重新采样亮度数据转换成模拟信号。
结合以示例方式示出本发明原理的附图，从下面的详细说明中将明白本发明的优点。
附图说明
结合附图，通过下面的详细说明将容易理解本发明，图中类似的标号表示类似的结构元件。
图1是TV数字编码器的示意图。
图2是用多个时钟频率对视频进行编码的TV编码器的示范实施例的示意图。
图3示出用于图2的TV编码器的视频重新采样方法的示范实施例的示意图。
图4是用26MHz时钟频率对视频进行编码的TV编码器的示范实施例的示意图。
图5示出用于图4的TV编码器的视频重新采样方法的示范实施例的示意图。
具体实施方式
在下面的说明中，为了提供本发明的详尽理解而陈述了多个具体细节。然而，本领域的技术人员将明白，本发明可以在这些具体细节中的一些细节不存在的情况下实践。其它情况下，未详细描述熟知的过程操作和实现细节，以免不必要地模糊本发明。
图1示出根据NTSC和PAL TV标准的需要对输入亮度和色度(YUV)数据进行编码的典型电视(TV)数字编码器的示范图100。编码器的输出数据为驱动10位数模转换器(DAC)以产生模拟视频信号的10位S视频(单独视频)或复合视频。
输入的Y(亮度)分量首先通过陷波滤波器(用于复合信号)或低通滤波器(用于S视频)101。陷波滤波器阻止窄频带并通过高于和低于该频带的频率。它可用于去除从亮度数据范围的彩色副载波频率的信号，并最终为复合视频改进解码的视频质量。低通滤波器可用于阻止由于用于NTSC和PAL制式的2x过采样而生成的高频分量(大于6MHz)。UV(色度或彩色)分量首先通过低通滤波器102、103，这些滤波器将振荡和过冲降到最低，并避免在陡沿上生成可见假像。UV分量滤波到大约1.3MHz。用于色度分量的低通滤波器102和103一般为高斯滤波器。低通滤波器102和103也可组合成一个滤波器。
来自定时/控制生成器105的定时信息随后通过加法器106插入已滤波的Y数据中。插入的定时信息允许编码器视频数据在TV屏幕上精确的重组。来自控制器107的色同步信号信息通过多路复用器(MUX)108、109加到已滤波的UV数据中，以提供彩色基准。色度数据的色同步信号通过连接111与亮度数据同步。通过在每个扫描行的开始处将色同步信号与输入时钟(CLKI)158同步，电视接收机能够恢复色度信号的抑制载波，并接着决定彩色信息。在NTSC中，色同步信号频率为3.579545MHz，相位为180°，而PAL使用4.43361875MHz的频率，其行到行的相位在135°与225°之间交变。
在定时控制和色同步信号控制数据加到YUV数据后，通过将U分量乘以“正弦”值(U×正弦)并将V分量乘以“余弦”值(V×余弦)，然后通过加法器141加在一起，UV数据由彩色副载波进行调制。彩色副载波的正弦和余弦值由单级(32位)离散时间振荡器(DTO)130生成。DTO包括32位累加器(ACC)135和正弦和余弦ROM 131、132。32位ACC对于NTSC制式每2帧或者对于PAL制式每4帧便进行复位，以避免累加误差。“正弦”与“余弦”值由包含正弦和余弦表的正弦ROM(只读存储器)132和余弦ROM131生成。ROM131、132从32位累加器135接收正弦和余弦ROM的11位输入值，以生成精确的正弦和余弦值。
累加器135从寄存器140接收参数，该寄存器可由主机随时初始化，或者可在上电期间根据TV标准设为默认值。参数等于(fsc/fclkDto)*232，其中fsc是彩色副载波的频率，并且fclkDto是在DTO中使用的时钟频率。fsc对于NTSC为3.579545MHz，而对于PAL为4.43361875MHz。累加器135通过可利用触发器或其它存储单元的数据缓冲器136和加法器137生成11位输入值。数据缓冲器获取输入并在时钟被选通时传送到输出。“相位AdjSel”134来自于“定时控制生成”，并用于为副载波相位调整选择某个相移。调整取决于TV标准和定时。表1示出了用于NTSC和PAL的调整。
NTSC  PAL
 开关＝0 开关＝1
有效视频 180°  225° 135°
非有效视频 0°  0° 90°
表1用于NTSC和PAL的相位调整
通过相位调整，NTSC中的色同步信号具有相对于U的180°相移，而PAL中的色同步信号具有相对于U的行到行在135°与225°之间交变的相移。
用于NTSC或PAL的相位调整133与相位AdjSel 134一起输入到MUX138，以生成正弦和余弦ROM的总相位调整。MUX138产生总相位调整，并将它提供到加法器139，该加法器也获取由累加器135生成的11位间隔值的输入。32位累加器中的11位用于生成正弦和余弦ROM132、131的精确输入值。
加法器139产生正弦和余弦ROM132、131的总输入值，以便生成精确的正弦和余弦值，从而通过使用乘法器141、142调制UV数据。正弦和余弦值可由用于正弦和余弦波的四分之一(π/2)的9位值和伴随符号位表示。9位值和伴随符号位可用于表示整个正弦和余弦波(2π)。已调制UV数据随后通过加法器142加在一起，以产生总的已调制色度数据，该数据提供到数据缓冲器146和加法器144，以便与亮度数据产生复合数据。可实现触发器或其它存储单元的数据缓冲器146为DAC148留出一个完整时钟，以将数字数据转换成模拟信号。亮度数据、复合数据和S视频或复合视频选择一起馈入MUX145，然后到数据缓冲器147。类似地，数据缓冲器147为DAC149留出一个完整时钟，以将数字数据转换成模拟信号。色度数据和亮度数据与复合数据由DAC148、149转换成模拟信号120、125，以便传输到TV解码器。
彩色副载波直接来源于由诸如振荡器等时钟模块生成的输入时钟(CLKI)150，并且对于TV编码器一般在27MHz。输入时钟150(或CLKI)的任何时钟抖动或频偏都将直接传送到彩色副载波，这将在彩色副载波上导致色调噪声。周期性或相干色调噪声可导致差分相位误差，从而在解码图像中引起噪声。在TV内，一般有PLL模块以“锁定”输入的副载波信号。该PLL具有有限的“锁定”范围。如果输入信号在范围之外，则PLL无法锁定该输入信号。CLKI较大的频偏可使TV接收机失去对解码图像中副载波信号和彩色的锁定。因此，CLKI应十分精确，且几乎无抖动。
如上所述，用于TV编码器的输入时钟(或CLKI)一般在27MHz运行。此频率对于PAL和NTSC制式均提供每行整数(或完整)的周期，并满足DTO和TV带宽的要求。每行整数的周期简化了电路逻辑实现。逻辑电路可容易地生成精确的TV定时。然而，诸如蜂窝电话等新开发的视频捕捉装置不具有27MHz时钟的输入时钟。例如，蜂窝电话具有以26MHz而不是27MHz运行的输入时钟。
要将装置以非27MHz的输入时钟捕捉的数字视频数据转换成标准模拟基带(NTSC/PAL)电视信号，一个可能的解决方案是在装置的印刷电路板(PCB)上加新的基于晶体的27MHz时钟。然而，加新的基于晶体的27MHz时钟增加了生产成本，并在诸如蜂窝电话等具有有限空间的视频捕捉装置上占用了宝贵的空间。另一个解决方案是使用芯片上锁相环(PLL)以从非27MHz时钟生成27MHz时钟，来对视频进行编码。该PLL是维持已生成信号与基准信号固定相位关系的闭环反馈控制系统。该PLL可将具有诸如26MHz频率的时钟转换成27MHz时钟，并充当时钟生成器。然而，该PLL会放大时钟抖动，这可在解码图像上引起严重的色调噪声。
如上所述，时钟的任何抖动或频偏都将直接传送到彩色副载波。时钟周期间隔内的大抖动将在彩色副载波上导致色调噪声。因此，用于彩色副载波的时钟需要十分精确，且具有极小的抖动。对于消费者和工业应用，彩色副载波的时钟最大总偏移对于NTSC制式应限于50ppm，或对于PAL制式应限于25ppm。因此，用于彩色副载波的时钟不应为由放大时钟抖动的PLL所生成的时钟。用于彩色副载波的时钟应为具有低抖动的时钟，诸如由时钟模块(例如晶体)生成的输入时钟。与此相反，用于定时控制和色同步信号控制的时钟可容忍一定程度的时钟抖动。
图2示出TV编码器的示范实施例图，该编码器对通过输入时钟频率非27MHz的装置获取的数字视频进行编码。TV编码器可以在蜂窝电话的图形引擎芯片(或处理单元)上，或者在单独的芯片上。此实施例提供了一种在TV编码器中使用具有两个不同频率的时钟的简单方式。一个时钟用于离散时间振荡器(DTO)T30，该振荡器是彩色副载波生成器。另一时钟用于定时生成和色同步信号控制。用于DTO的时钟称为ClkDto156，来自于具有高精确度和极小抖动的输入时钟(CLKI)150。因此，ClkDto156可生成极精确的彩色副载波。用于定时生成和色同步信号控制的时钟称为ClkTiming157，来自于由输入时钟(CLKI)150驱动的PLL155。该PLL155生成27MHz时钟。该PLL155生成的27MHz时钟不像ClkDto156一样精确，并具有比ClkDto156更大的抖动，其直接来自于输入时钟CLKI150。如上所述，用于水平同步的定时可容忍更大的时钟抖动，而不牺牲图像质量。使用PLL生成27MHz频率简化了定时设计，这是因为可使用现有的定时设计逻辑。本文所述实施例可支持从大约18MHz到小于27MHz或高于27MHz范围的CLKI150频率。最小时钟频率必须大于或等于副载波频率的4倍。对于NTSC，最小时钟频率为3.579545×4(或14.31818)MHz，而对于PAL，最小时钟频率为4.43361875×4(或17.734475)MHz。在蜂窝电话的情况下，用于ClkDto的输入时钟(CLKI)具有26MHz频率。
已滤波YUV数据与在一个时钟(ClkTiming157)生成的定时控制和色同步信号控制加在一起，该时钟不同于正弦/余弦调制的彩色副载波数据的时钟(ClkDto156)。ClkTiming在27MHz，并由PLL155生成。单级DTO130由直接使用输入时钟(CLKI150)的ClkDto156驱动。对于诸如蜂窝电话等视频捕捉装置，输入时钟(CLKI150)具有26MHz的时钟频率。加重新采样模块170用于将YUV数据从ClkTiming域(27MHz)传递到ClkDto域(例如用于蜂窝电话的26MHz)。在重新采样模块170中实现有许多重新采样方法，诸如线性内插、带限内插和多相滤波。图3示出对Y数据实现重新采样的一个实施例。对于U和V数据，可得出类似的重新采样实施例和图形。图3所示实施例利用线性内插。已滤波Y数据185和定时与色同步信号控制一起馈入重新采样模块170。Y数据(10位数据)185属于ClkTiming域，该域使用由PLL155生成的27MHz时钟。Y数据185由重新采样模块170进行重新采样，以变成ClkDto域中的Y数据195，该域为非27MHz的时钟频率(如用于蜂窝电话的26MHz)。在一个实施例中，重新采样模块具有分别和同时处理亮度数据、色度数据的U分量和色度数据的V分量的电路。
在图3中，Y数据185馈入重新采样模块170的DeMUX171。DeMUX171具有8个数据地址0、1、2、3、4、5、6和7。DeMUX171将0-7地址中的Y数据185顺序地放入构成缓冲器172的对应8个缓冲器地址0-7。缓冲器172从DeMUX171接收Y数据185，并且也从PLL155接收27MHz时钟信号，并产生到MUX173具有定时的Y数据185t。DeMUX171、缓冲器172和MUX173中的地址数可以为4、8、16等，这可表示为2m(m≥2)。来自PLL155的抖动越大，需要的缓冲地址将越多(或m值更高)。MUX173组合来自缓冲器172的数据和来自32位累加器174的3位整数部分。在一个实施例中，32位累加器174的29位用于提供大的整数(229或536870912)与fClkTiming/fClkDto的比相乘，以便前移对应于26MHz、要馈入线性内插模块(或线性内插器)190的采样间隔值。每次时钟ClkDto通过，32位累加器就增加fClkTiming/fClkDto*229。在一个实施例中，fClkTiming＝27MHz且fClkDto＝26MHz，累加器中的加法器177每个时钟增加557519793，这有助于累加器在每个时钟信号通过时前移557519793/536870912。在一个实施例中，间隔根据26MHz时钟从0前移到第1间隔，该间隔为557519793/536870912(或1.03846153)。对应于此第1间隔的数据线性内插在对应于n＝1与n+1＝2的Y数据之间。要获得精确的内插值和精确的间隔，需要大的整数，以确保获得精确的间隔值(例如1.03846153和2.07692307等)。因此，229用于生成大的整数。MUX173将数据“n”和“n+1”输出到数据缓冲器188、189。数据缓冲器188、189接收对应于“n”和“n+1”的Y数据和26MHz时钟信号。数据“n”和“n+1”馈入线性内插模块190，以执行线性内插。来自线性内插模块190的输出Y数据195在ClkDto156域，并馈入图2的MUX145和加法器144。
图3的ResetA181和ResetB182用于复位整数计数器175和累加器174。为确保8个缓冲器中的数据在用于线性内插前保持稳定，设计了具有时钟间隙的两个复位信号ResetA181和ResetB182。复位计数器175的ResetA181比复位32位累加器174的ResetB182早2个或3个时钟出现，以确保数据在由MUX173读取之前写入DeMUX171。3位计数器总是比32位累加器174的整数部分早2个或3个时钟。时钟间隙受可用的缓冲器172数量限制。在一个实施例中，时钟间隙小于缓冲器数量的一半(2m/2或2m-1)。对于8个缓冲器，时钟间隙应小于4(或1到3)。ResetA181和ResetB182同步以与DTO的复位信号出现在同一行。ResetA181和ResetB182对于NTSC每4场出现，而对于PAL每8场出现。在一个实施例中，所有复位都发生在垂直非显示期(VNDP)开始时以避免累加误差。
一般情况下，录像机具有在27 MHz运行的输入时钟(CLKI)。此频率对于PAL(1728个时钟周期)和NTSC(1716个时钟周期)均提供每行整数的周期，并满足DTO和TV带宽的要求。每行整数的周期使逻辑电路实现较易于生成精确的TV定时。然而，如上所述，对于诸如蜂窝电话等一些视频捕捉装置，输入时钟不在27MHz运行。这些装置上的非27MHz时钟，诸如用于蜂窝电话的26MHz时钟，已经可供使用。因此，需要具有利用现有非27MHz时钟的编码器。我们将使用用于蜂窝电话的26MHz时钟作为下述实施例的非27MHz输入时钟示例，但本发明并不仅限于具有26MHz时钟的装置。
实现具有用于蜂窝电话的26MHz时钟的PAL-TV更简单，这是因为它已经具有每行整数(1664)的时钟周期。但对于NTSC-TV，大约每行有1652.444(实际值：1652+4/9)个时钟周期。如果直接使用26MHz，则需要解决实现每行非整数周期的问题。
下述实施例提供了在TV数字编码器中使用诸如26MHz而不是27MHz时钟等x MHz时钟(x不等于27)的简单方式。此实施例适用于在装置上不具有PLL生成27MHz时钟信号的视频捕捉装置。图4示出了具有重新采样模块170′的TV编码器400。PLL在此实施例中无需将26MHz转换成27MHz时钟。此实施例的概念集中在扩展要在TV上显示的由具有26MHz时钟的装置捕捉的视频数据。此实施例省下了一个在视频捕捉装置上消耗功率并占用空间的PLL。TV编码器可以在蜂窝电话的图形引擎芯片上，或者在单独的芯片上。
这些实施例提供了在TV数字编码器中实现每行非整数周期的简单方式。首先，编码器基于整数部分(每行1652个周期)生成行定时。但是在每9行，时钟停止4个周期，这在9行中提供了额外的4个时钟周期。平均每行大约有1652.444(精确地说1652 4/9)个时钟。然而，TV解码器无法容忍突然的行长度变化。因此，需要一个重新采样模块490使该变化平滑。
图4示出TV编码器400的示范实施例图，该编码器对用输入时钟频率非27MHz的装置获取的数字视频进行编码。适用于图4所示实施例的时钟频率范围从大约18MHz到小于27MHz或高于27MHz。此实施例提供了一种在视频捕捉装置中使用诸如用于蜂窝电话的26MHz等现有输入时钟的简单方式。用于离散时间振荡器(DTO)130和定时生成与色同步信号控制的时钟为输入时钟(CLKI)150。
具有定时控制和色同步信号控制的已滤波YUV数据与正弦/余弦调制值在同一时钟生成。要将数据从每行1652个周期扩展到大约每行1652.444(精确地说1652 4/9)个周期，需要一个重新采样模块170′。图5示出重新采样模块170′的示意图。图5示出对于Y数据实现的一个实施例。对于U和V数据，可得出类似的图。重新采样模块具有分别和同时处理亮度数据、色度数据的U分量和色度数据的V分量的电路。
图5所示实施例利用线性内插。在滤波器数据进入重新采样模块170′前，有一个开关180。对于PAL制式，整个重新采样模块170′被旁路。PAL制式具有每行整数个周期，因而无需数据重新采样。对于NTSC制式，已滤波Y数据185′馈入重新采样模块170′的DeMux171。DeMuX171具有8个数据地址0、1、2、3、4、5、6和7。DeMUX171将DeMUX171中0-7地址中的Y数据185′顺序放入构成缓冲器172的对应8个缓冲器地址0-7。从DeMUX171接收Y数据185′并且也从CLKI接收26MHz时钟信号的缓冲器地址0-7将数据185′t传送到MUX173。MUX173组合来自缓冲器172的数据和来自32位累加器174′的3位整数部分(n)。如上所述，32位累加器的29位用于提供大的整数(229或536870912)，以提供1652.444/1652(或1652 4/9/1652)的精确比。每次时钟CLKI通过，32位累加器就增加1652.444/1652*229(或1652 4/9/1652*229)，以便生成精确的小数馈入线性内插模块(或线性内插器)170′。MUX173产生到数据缓冲器188、189的数据“n”和“n+1”。数据缓冲器188、189接收Y数据“n”和“n+1”及其对应的26MHz时钟信号，以便将Y数据n和n+1馈入线性内插模块(或线性内插器)190。馈入线性内插模块190′的Y数据“n”和“n+1”用于执行线性内插。从线性内插模块190输出的Y数据195′馈入图4的MUX145和加法器144。
如上所述，为了确保8个缓冲器中的数据在用于线性内插前保持稳定，设计了具有时钟间隙的两个复位信号ResetA181和ResetB182。复位计数器175的ResetA181比复位32位累加器174的ResetB早2个或3个时钟出现，以确保在MUX173中读取数据前数据已写入DeMux171。3位计数器总是比32位累加器174的整数部分提前2个或3个时钟。时钟间隙受可用的缓冲器172数量限制。在一个实施例中，时钟间隙小于缓冲器地址数量的一半。对于8个缓冲器，时钟间隙应小于4(或1到3)。ResetA181和ResetB182同步以与用于DTO的复位信号出现在同一行。ResetA181和ResetB182对于NTSC每4场出现，而对于PAL每8场出现。在一个实施例中，所有复位发生在垂直非显示期(VNDP)开始时，以避免累加误差。
图4和图5所示的x MHz时钟具有大约26MHz的时钟频率。然而，具有非26MHz和27MHz并且范围从大约18MHz到小于27MHz(或高于27MHz)时钟频率的视频捕捉装置也可利用实施例的概念。另外，上述实施例利用线性内插，但也可使用其它内插方法，如带限内插和多相滤波。
上述实施例提供了允许对诸如蜂窝电话等装置捕捉的视频进行编码，而不使用将生成低抖动输入时钟频率的附加时钟模块的方法和装置。上述装置和方法间接使用PLL生成27MHz时钟频率以处理对时钟抖动不敏感的定时控制和色同步信号控制，或者直接使用非27MHz的输入时钟对视频进行编码。不使用非27MHz频率的附加输入时钟对视频进行编码节省了视频捕捉装置上的功率和地方。不使用PLL对视频进行编码进一步节省了视频捕捉装置上的功率和空间。
虽然为了清楚理解而相当详细地描述了上述实施例，但可理解，在随附权利要求书的范围内可实践某些更改和修改。相应地，所述实施例应视为说明性的而不是限制性的，并且本发明并不限于本文给定的细节，而是可在随附权利要求书的范围和等同物内进行修改。

Claims (20)

1.一种能够使用两个时钟频率对视频捕捉装置捕捉的数字视频数据进行编码的编码装置，所述编码装置包括：
输入时钟，工作在非27MHz的时钟频率；
锁相环PLL，配置为从所述输入时钟生成27MHz时钟；
多个滤波器，对表示所述数字视频数据的亮度和色度数据进行滤波；
定时控制生成器，通过所述PLL生成的时钟信号将定时控制加到所述亮度数据；以及
色同步信号控制生成器，将色同步信号控制加到所述色度数据，其中所述色同步信号与所述亮度数据的定时控制同步；
重新采样模块，将所述亮度数据和所述色度数据从27MHz时钟域转换为所述输入时钟的时钟域；
彩色副载波生成器，由所述输入时钟驱动以生成彩色副载波信号，来自所述重新采样模块的色度数据由所述彩色副载波信号调制，其中已调制色度数据最终与来自所述重新采样模块的亮度数据组合；以及
数模转换器(DAC)，将最终与来自所述重新采样模块的亮度数据组合的所述已调制色度数据转换成模拟信号。
2.如权利要求1所述的编码装置，其中所述重新采样模块还包括：
多路分解器，具有2m个地址，其中m≥2，其中所述多路分解器从m位整数计数器接收亮度或色度数据和地址信号，并且所述m位整数计数器由所述PLL驱动；
2m个缓冲器，连接到所述多路分解器以存储写在所述多路分解器的2m个地址中的数据，其中所述2m个缓冲器由触发器或其它存储单元构成，并且每个缓冲器从所述PLL接收时钟信号；
多路复用器，具有2m个地址，连接到所述2m个缓冲器以合并存储在所述2m个缓冲器中的2m个数据，并从累加器接收3位整数n，以产生存储在地址n和n+1中的两个连续数据；以及
线性内插器，连接到32位累加器以便内插在所述输入时钟域的亮度或色度数据，所述累加器连接到所述多路复用器。
3.如权利要求2所述的编码装置，其中所述重新采样模块还包括：
两个数据缓冲器，连接到所述多路复用器，所述两个数据缓冲器配置为接收所述两个连续数据，其中所述两个数据缓冲器由所述输入时钟的时钟信号驱动，所述两个数据缓冲器将输入数据提供到所述线性内插器。
4.如权利要求1所述的编码装置，其中所述重新采样模块具有分别和同时处理亮度数据、所述色度数据的U分量和所述色度数据的V分量的电路。
5.如权利要求1所述的编码装置，其中所述彩色副载波生成器是单级离散时间振荡器(DTO)，其生成基于输入时钟频率的正弦和余弦值，以调制来自所述重新采样模块的色度数据的U与V分量。
6.如权利要求1所述的编码装置，其中所述编码装置包含在图形处理单元中。
7.如权利要求1所述的编码装置，其中所述输入时钟具有在大约18MHz与大约26MHz之间的时钟频率。
8.如权利要求1所述的编码装置，其中所述输入时钟频率为26MHz。
9.如权利要求1所述的编码装置，其中所述编码装置支持NTSC和PAL两种标准。
10.一种能够使用两个时钟频率对视频捕捉装置捕捉的数字视频数据进行编码的方法，所述方法包括：
对表示所述数字视频数据的亮度和色度数据进行滤波；
用27MHz时钟将定时控制加到所述亮度数据；
将色同步信号控制加到所述色度数据，其中所述色同步信号与所述亮度数据的定时控制同步；
在重新采样模块中重新采样所述亮度数据和所述色度数据，以将所述亮度数据和所述色度数据从27MHz时钟域转换为所述视频捕捉装置的非27MHz输入时钟的输入时钟域；
通过所述输入时钟驱动的彩色副载波信号调制在所述输入时钟域的重新采样色度数据；
组合已调制的重新采样色度数据和重新采样亮度数据；以及
将组合的已调制重新采样色度数据和重新采样亮度数据转换成模拟信号。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述27MHz时钟由所述输入时钟驱动的锁相环(PLL)生成。
12.如权利要求10所述的方法，其中通过从由线性内插、带限内插和多相滤波组成的组中选择的方法，执行重新采样所述亮度和色度数据。
13.如权利要求10所述的方法，其中通过多路分解器、2m个缓冲器、连接到32位累加器的多路复用器以及线性内插器执行重新采样所述亮度和色度数据，以将亮度和色度数据从所述27MHz时钟域转换到所述输入时钟域，其中m≥2。
14.如权利要求13所述的方法，其中m等于3。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述缓冲器的数量随抖动的程度而增大。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述多路分解器连接到3位整数计数器，并且所述多路复用器连接到所述32位累加器的3位整数生成器，并且其中所述3位整数计数器超前于连接到所述多路复用器的所述32位累加器3个时钟周期。
17.如权利要求10所述的方法，其中重新采样所述亮度和色度数据分别和同时处理亮度数据、所述色度数据的U分量以及所述色度数据的V分量。
18.如权利要求10所述的方法，其中所述彩色副载波信号是用于调制来自所述重新采样模块的色度数据的U与V分量的正弦和余弦值。
19.如权利要求10所述的方法，其中所述输入时钟频率为大约26MHz。
20.如权利要求10所述的方法，其中所述方法支持NTSC和PAL两种标准。
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