CN102510487A - 一种图像信号的传输方法、接收终端和传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像信号的传输方法、接收终端、和传输系统，接收终端包括：物理层驱动芯片、可编程逻辑器件、同步处理模块、编码器、以及显示设备；所述物理层驱动芯片，用于按第一时钟频率接收图像数据；所述可编程逻辑器件，用于将接收的图像数据保存到内部的存储单元；所述编码器，用于按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示到显示设备上；所述同步处理模块，用于根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率；所述第一时钟频率为发送图像数据的源端的时钟频率。本发明能够使用较小存储空间，便可避免溢出或读空现象的发生。

Description

一种图像信号的传输方法、接收终端和传输系统

技术领域

本发明涉及图像传输领域，特别是涉及一种图像信号的传输方法、接收终端和传输系统。

背景技术

在图像信号的远距离传输过程中，通常源端基准时钟，其用于产生原始图像信号，无法和终端的基准时钟，其用于产生提供给显示器的图像信号，在频率上完全一致，使得通过这两个时钟产生和消耗的数据的速度不同。这个偏差随着系统运行时间的积累而导致终端接收的图像数据或者溢出或者被读空。

现有的技术方案一如图1所示。在源端，输入的图像数据先一帧一帧的写入本地帧缓冲，再一帧一帧的从帧缓冲中读取，并通过一对高速差分对，通常为光纤或同轴电缆介质，传输给远端的终端。源端的解码器可为AD采样，物理层驱动芯片同传输介质直接相关。终端将数据接收下来以后，一帧一帧的存到本地帧缓冲，用本地的基准时钟生产扫描时序，并从帧缓冲中一帧一帧的读取图像数据。终端的编码器可为DA，物理层驱动芯片同传输介质直接相关。由于其数据的速度适配通过帧缓冲实现，导致可编程逻辑器件(fpga)的程序复杂，延时较长，且如果输入快于输出导致一帧输入图像会被使用两次，如果输入慢于输出导致某一帧图像丢失。

现有的技术方案二如图2所示。输入的图像数据直接通过4对差分对，通常通过双绞线、专用电缆、光纤等介质，传输给远端的终端，终端把数据直接恢复过来提供给显示器，把图像呈现出来。如果距离较长，因为传输介质都用四根，就会导致消耗资源严重。而且很多时候布线已经完毕，光纤资源或电缆资源都已经严格限定，无法实现该技术方案。在进行长距离传输时，该技术方案也会导致系统项目价格昂贵，施工复杂。

本发明要解决的问题是避免溢出或读空现象的发生，并且在不使用4对差分对的情况下，避免重复用帧或丢帧。

发明内容

本发明提供了一种图像信号的传输方法，能够使用较小存储空间，便可避免溢出或读空现象的发生。

本发明还提供了一种图像信号的接收终端，能够使用较小存储空间，便可避免溢出或读空现象的发生。

本发明还提供了一种图像信号的传输系统，能够使用较小存储空间，便可避免溢出或读空现象的发生。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种一种图像信号的传输方法，包括：

步骤1，源端以第一时钟频率发送图像数据；

步骤2，终端将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示；

步骤3，终端根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率。

较佳的，所述步骤3进一步包括：

步骤21，当保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率大于所述第一时钟频率；

步骤22，当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率小于所述第一时钟频率。

较佳的，所述步骤21进一步为，

步骤31，当检查到保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，按预设的步长增加所述第二时钟频率；

步骤32，检查保存的图像数据的数量是否减少，如果是，则停止增加，否则，执行步骤33；

步骤33，按所述步长增加所述第二时钟频率，执行所述步骤32。

较佳的，所述步骤22进一步为，

步骤41，当检查到保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，按预设的步长减少所述第二时钟频率；

步骤42，检查保存的图像数据的数量是否增加，如果是，则停止减少，否则，执行步骤43；

步骤43，按所述步长减少所述第二时钟频率，执行所述步骤42。

较佳的，所述上限值为12行。

较佳的，所述下限值为4行。

本发明还公开了一种图像信号的接收终端，包括：物理层驱动芯片、可编程逻辑器件、同步处理模块、编码器、以及显示设备；

所述物理层驱动芯片，用于按第一时钟频率接收图像数据；

所述可编程逻辑器件，用于将接收的图像数据保存到内部的存储单元；

所述编码器，用于按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示到显示设备上；

所述同步处理模块，用于根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率；

所述第一时钟频率为发送图像数据的源端的时钟频率。

较佳的，所述同步处理模块进一步用于在存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率大于所述第一时钟频率；在所述存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率小于所述第一时钟频率。

较佳的，所述同步处理模块在检查到存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时进一步用于按预设的步长增加所述第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量减少时停止增加；

所述同步处理模块在检查到存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时进一步用于按预设的步长减少所述第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量增加时停止减少。

本发明还公开了一种图像信号的传输系统，包括源端和终端，所述源端和所述终端通过远距离传输介质连接，

所述源端，用于以第一时钟频率发送图像数据；

所述终端，用于将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示；并根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率。

由上述可见，本发明通过按存储的图像数据的数量调整第二时钟频率，使第二时钟频率的均值等于第一时钟频率，能够使用较小存储空间，便可避免溢出或读空现象的发生；进一步地，同现有技术方案一相比省略了外部存储器件，降低了成本，并使得生产更加简单，电路面积更小，而且在编程上逻辑更为简单，提高了稳定性，由于无需使用帧缓冲，同时，本发明无须在源端和终端进行帧缓存，有效的减少图像传输延时，同现有技术方案一的3-4帧时延相比，本发明的时延基本可被忽略，并且不会出现丢帧或重复用帧现象；同现有技术方案二相比，本发明占用传输资源更少，单板可以用于传输4路信号。

附图说明

图1是现有技术方案一的示意图；

图2是现有技术方案二的示意图；

图3是本发明具体实施例中调整时钟频率的效果示意图；

图4是本发明图像信号的接收终端的结构图；

图5是本发明图像信号的传输系统的实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明的一种图像信号的传输方法如下所述。

步骤S100，源端以第一时钟频率发送图像数据。

步骤S200，终端将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示。

步骤S300，终端根据保存的图像数据的数量调整第二时钟频率，使第二时钟频率的均值等于第一时钟频率。

具体而言，所述步骤S300进一步包括如下步骤。

步骤S310，当保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率大于第一时钟频率。

步骤S320，当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率小于第一时钟频率。

如此调整使得终端所用的第二时钟频率保持变动，围绕源端的第一时钟频率上下浮动，并在长时间内，第二时钟频率的均值等于第一时钟频率。这样，存储数据的单元无需具有太多存储空间，通常可编程逻辑器件的内部存储单元便可完成存储，例如，可编程逻辑器件的内部RAM(Random Access Memory，随机存储器)。

所述步骤S300的一种具体实施方式如下所述。

步骤S310的实现如下所述。

步骤S311，当检查到保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，按预设的步长增加第二时钟频率。

当第二时钟频率小于第一时钟频率时，终端存储的图像数据不断增加。当保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，对第二时钟频率进行调整，使第二时钟频率大于第一时钟频率。

调整所用的步长直接影响到第二时钟频率围绕第一时钟频率上下浮动的范围。因而通常设置较小，例如，小于等于第一时钟频率的万分之一，以减少浮动范围。

步骤S312，检查保存的图像数据的数量是否减少，如果是，则停止增加，否则，执行步骤S313。

当保存的图像数据的数量开始减少时，能够确定此时第二时钟频率大于第一时钟频率，因而终止调整。

步骤S313，按预设的步长增加第二时钟频率，执行步骤S312。

步骤S320的实现如下所述。

步骤S321，当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，按预设的步长减少第二时钟频率。

当第二时钟频率大于第一时钟频率时，终端存储的图像数据不断减少。当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，对第二时钟频率进行调整，使第二时钟频率小于第一时钟频率。

步骤S322，检查保存的图像数据的数量是否增加，如果是，则停止减少，否则，执行步骤S323。

当保存的图像数据的数量开始增加时，能够确定此时第二时钟频率小于第一时钟频率，因而终止调整。

步骤S323，按预设的步长减少第二时钟频率，执行步骤S322。

所述步骤S300的另一具体实施方式如下所述。当保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整第二时钟频率到第一预设频率。第一预设频率大于第一时钟频率。当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整第二时钟频率到第二预设频率。第二预设频率小于第一时钟频率。第一预设频率和第二预设频率可通过前述第一种具体实施方式确定，也可以依据源端的第一时钟频率直接设置。

本发明的具体实施例如下所述。

步骤S301，源端以第一时钟频率，表示为a，发送图像数据。

本实施例中a＝100MHz。

步骤S302，终端将接收的图像数据写到可编程逻辑器件的内部双口RAM。

因为并不需要保存完整的帧，所以不需要很大的RAM，因而能够直接保存在内部RAM中。RAM的容量为能容纳16行的图像数据。其中写入的时钟频率为a。

步骤S303，终端按第二时钟频率，表示为b，读取保存的图像数据，编码后显示。

终端本地产生扫描时序的时钟的初始频率为b，可以将b和a控制在相差较小范围内，以b的时钟频率从可编程逻辑器件的内部双口RAM中读数据。

由于b和a并不相等，如果不做处理，会导致读空或者溢出，因此需要加入同步处理。

处理方法实现如下所述。

检测双口RAM中图像数据的数量，如果多于12行，则确定a＞b，输入大于读取，并且需要调整b。使b以一个预设的较小的步长增加。步长表示为c，通常c小于等于a的万分之一，比如c＝0.01MHz。继续检查RAM中的图像数据，如果检查到的图像数据的数量比前一次检查到的多，即数量增加，例如前一次是12.3行，本次是12.5行，则说明a依然大于b，继续按步长增加b，直到呈现相反趋势，检查到RAM中的数据比前一次检查的数据减少，例如前一次是12.5行，本次是12.4行，说明b大于a，则不再做调整。

由于b＞a，RAM中的数据不断减少，如此持续一定时间，则检查到RAM中的数据少于4行，这时再调整b。使b以上述步长减少。继续检查RAM中的图像数据，如果检查到的图像数据的数量比前一次检查到的少，即数量减少，例如前一次是3.6行，本次是3.5行，则说明b依然大于a，继续按步长减少b，直到呈现相反趋势，检查到RAM中的数据比前一次检查的数据增加，例如前一次是3.5行，本次是3.6行，说明b小于a，则不再做调整。

一直如此循环往复，可使b表现为一个变动的值，且变动范围保持在步长范围内，并且b的均值等于a。

本实施例中a＝100MHz，具体调整的变化如图3所示。

左边的纵坐标表示写入和读出的时钟频率，写入的时钟频率a，为恒定100MHz，读时钟频率b，在99.99MHz和100.01MHz之间跳变。

右边的纵坐标表示RAM中存储的图像数据的行数，初始值假定为8，横坐标为时间值。

一开始a＞b，读取的速度较慢，导致RAM中的数据越来越多，当RAM中的数据多于12行时，调整b，使得b＞a，导致RAM中的数据越来越少，一直等少于4行，又调整b使得b＜a，一直如此循环往复。

本发明的一种图像信号的接收终端如图4所示。接收终端包括：物理层驱动芯片100、可编程逻辑器件200、同步处理模块300、编码器400、以及显示设备500。

物理层驱动芯片100，用于按第一时钟频率接收图像数据。

可编程逻辑器件200，用于将接收的图像数据保存到内部的存储单元。

编码器400，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示到显示设备500上。

同步处理模块300，用于根据保存的图像数据的数量调整第二时钟频率，使第二时钟频率的均值等于第一时钟频率。

第一时钟频率为发送图像数据的源端的发送时钟频率。

在较佳的实施方案中，同步处理模块300进一步用于在检查到存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率大于第一时钟频率；在检查到存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率小于第一时钟频率。

进一步地，同步处理模块300在检查到存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时进一步用于按预设的步长增加第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量减少时停止增加。

同步处理模块300在检查到存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时进一步用于按预设的步长减少第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量增加时停止减少。

一种图像信号的传输系统，包括源端和终端，源端和终端通过远距离传输介质连接。

源端，用于以第一时钟频率发送图像数据。

终端，用于将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示；并根据保存的图像数据的数量调整第二时钟频率，使第二时钟频率的均值等于第一时钟频率。

终端在调整第二时钟频率时进一步用于在存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率大于第一时钟频率；在存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整第二时钟频率，使第二时钟频率小于第一时钟频率。

具体而言，终端在检查到存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时进一步用于按预设的步长增加第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量减少时停止增加。终端在检查到存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时进一步用于按预设的步长减少第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量增加时停止减少。

本发明图像信号的传输系统的实施例的示意图如图5所示。

源端包括信号源设备、解码器、可编程逻辑器件、和物理层驱动芯片。其中，解码器为AD采样，物理层驱动芯片和传输介质直接相关。源端按第一时钟频率，表示为a，产生并发送图像数据。本实施例中a＝100MHz。

终端包括：物理层驱动芯片、可编程逻辑器件、同步处理模块、编码器、以及显示设备。

物理层驱动芯片，用于按时钟频率a接收图像数据。

可编程逻辑器件，用于将接收的图像数据保存到内部的存储单元。

编码器，按第二时钟频率，表示为b，读取保存的图像数据，编码后显示到显示设备上。

同步处理模块，用于根据保存的图像数据的数量调整b，使b的均值等于a。

其中，接收的图像数据保存到可编程逻辑器件的双口RAM中，写的时钟频率为a。

对于终端本地产生扫描时序的时钟b的初始值，可以将该初始值和a控制在相差较小范围内，以b的时钟频率从可编程逻辑器件的内部双口RAM中读数据。

由于b和a并不相等，如果不做处理，会导致读空或者溢出，因此需要同步处理模块进行同步处理。

本实施例的同步处理实现如下所述。

检测双口RAM中图像数据的数量，如果多于12行，则认为a＞b，即输入大于读取，并且需要调整b。使b以一个预设的较小的步长增加。步长表示为c，通常c小于等于a的万分之一，比如c＝0.01MHz。继续检查RAM中的图像数据，如果检查到的图像数据的数量比前一次检查到的多，即数量增加，例如前一次是12.3行，本次是12.5行，则说明a依然大于b，继续按步长增加b；直到呈现相反趋势，检查到RAM中的数据比前一次检查的数据减少，例如前一次是12.5行，本次是12.4行，说明b大于a，则不再做调整。

由于b＞a，如此持续一定时间，则检查到RAM中的数据少于4行，这时再调整b。使b以上述步长减少。继续检查RAM中的图像数据，如果检查到的图像数据的数量比前一次检查到的少，即数量减少，例如前一次是3.6行，本次是3.5行，则说明b依然大于a，继续按步长减少b，直到呈现相反趋势，检查到RAM中的数据比前一次检查的数据增加，例如前一次是3.5行，本次是3.6行，说明b小于a，则不再做调整。

一直如此循环往复，可使b表现为一个变动的值，且变动范围保持在步长范围内，并且b的均值等于a。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种图像信号的传输方法，其特征在于，包括：

步骤1，源端以第一时钟频率发送图像数据；

步骤2，终端将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示；

步骤3，终端根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率。

2.根据权利要求1所述的图像信号的传输方法，其特征在于，

所述步骤3进一步包括：

步骤21，当保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率大于所述第一时钟频率；

步骤22，当保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率小于所述第一时钟频率。

3.根据权利要求2所述的图像信号的传输方法，其特征在于，

所述步骤21进一步为，

步骤31，当检查到保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，按预设的步长增加所述第二时钟频率；

步骤32，检查保存的图像数据的数量是否减少，如果是，则停止增加，否则，执行步骤33；

步骤33，按所述步长增加所述第二时钟频率，执行所述步骤32。

4.根据权利要求2所述的图像信号的传输方法，其特征在于，

所述步骤22进一步为，

步骤41，当检查到保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，按预设的步长减少所述第二时钟频率；

步骤42，检查保存的图像数据的数量是否增加，如果是，则停止减少，否则，执行步骤43；

步骤43，按所述步长减少所述第二时钟频率，执行所述步骤42。

5.根据权利要求2所述的图像信号的传输方法，其特征在于，所述上限值为12行。

6.根据权利要求2所述的图像信号的传输方法，其特征在于，所述下限值为4行。

7.一种图像信号的接收终端，其特征在于，包括：物理层驱动芯片、可编程逻辑器件、同步处理模块、编码器、以及显示设备；

所述物理层驱动芯片，用于按第一时钟频率接收图像数据；

所述可编程逻辑器件，用于将接收的图像数据保存到内部的存储单元；

所述编码器，用于按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示到显示设备上；

所述同步处理模块，用于根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率；

所述第一时钟频率为发送图像数据的源端的时钟频率。

8.根据权利要求7所述的图像信号的接收终端，其特征在于，

所述同步处理模块进一步用于在存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率大于所述第一时钟频率；在所述存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时，调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率小于所述第一时钟频率。

9.根据权利要求8所述的图像信号的接收终端，其特征在于，

所述同步处理模块在检查到存储单元保存的图像数据的数量大于预设的上限值时进一步用于按预设的步长增加所述第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量减少时停止增加；

所述同步处理模块在检查到存储单元保存的图像数据的数量小于预设的下限值时进一步用于按预设的步长减少所述第二时钟频率，当检查到保存的图像数据的数量增加时停止减少。

10.一种图像信号的传输系统，其特征在于，包括源端和终端，所述源端和所述终端通过远距离传输介质连接，

所述源端，用于以第一时钟频率发送图像数据；

所述终端，用于将接收的图像数据保存，按第二时钟频率读取保存的图像数据，编码后显示；并根据保存的图像数据的数量调整所述第二时钟频率，使所述第二时钟频率的均值等于所述第一时钟频率。

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