CN103384335A - 一种视频格式转换方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于视频格式转换领域，提供了一种视频格式转换方法，所述视频格式转换方法包括：将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。所述视频格式转换方法实现了RGB视频格式转换为HD-SDI视频格式，扩大了HD-SDI的应用范围。

Description

一种视频格式转换方法、系统及装置
技术领域
本发明属于视频领域，尤其涉及一种视频格式转换方法、系统及装置。
背景技术
RGB视频显示模式是工业界广泛采用的方式，该方式通过红、绿和蓝三种颜色的变化和叠加组合形成色彩画面，目前的显示器大都采用RGB颜色标准。目前，在工业生产、小区安全监视、医疗监护和军事安防监控中，广泛采用计算机的显示器作为监视器。由于计算机显示器的接口信号传输距离短，传输RGB视频信号和控制信号需要的通道多，对系统的配置和安装带来了不便。
SDI标准由电影电视工程协会（Society of Motion Pictures and TelevisionEngineers，SMPTE）制定。HD-SDI视频监控产品具有高清、图像无压缩和无传输延时等优点。基于上述的优点，在平安校园、平安社区、城市交通监控和银行等对图像清晰度、实时性和安全系数要求比较高的场合，HD-SDI视频监控产品受到了青睐。
但是，目前还不存在一种方法和设备能够直接实现RGB视频格式到HD-SDI视频格式的转换，大大地限制了更多视频接口与HD-SDI的相互兼容，也限制了HD-SDI视频监控产品的应用范围。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种视频格式转换方法，旨在解决RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种视频格式转换方法，所述视频格式转换方法包括：
将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；
将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；
将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
本发明实施例的另一目的在于提供一种视频格式转换系统，所述视频格式转换系统包括：
FIFO处理单元，用于将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号进行异步时钟域数据同步；
色彩空间变换处理单元，用于将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；
数据格式处理单元，用于将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
本发明实施例的另一目的在于提供一种视频格式转换装置，所述视频格式转换装置包括：
视频格式转换器，包括上述视频格式转换系统，用于将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；
RGB视频输入接口，用于接收外部RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号，并转换为正确的数据格式发送给视频格式转换器；
HD-SDI视频输出接口，用于视频格式转换器中的HD-SDI视频信号的输出；
晶体振荡器，用于给视频格式转换器提供时钟信号；
配置模块，用于对视频格式转换器进行配置；
电源，用于给视频格式转换器、RGB视频输入接口、HD-SDI视频输出接口、晶体振荡器和配置模块提供电压信号或电流信号。
本发明实施例通过将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。本发明实施例提供了一种实现RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号的方法、系统及装置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的视频格式转换方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的视频格式转换系统的组成模块图；
图3是本发明实施例提供的视频格式转换装置的组成结构图；
图4是本发明实施例提供的具有视频格式转换功能的FPGA装置的组成结构图。
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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的视频格式转换方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
所述视频格式转换方法的具体步骤包括：
在步骤S101中，将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步。
在步骤S102中，将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号。
在步骤S103中，将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
优选的是，在进行所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号步骤之前，还需进行以下步骤：将Y信号和CbCr信号的输入格式转换为分时复用的输入格式。
本实施例提供了一种视频格式转换方法，实现了将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；所述视频格式转换方法还可实现将RGB视频信号转换为SD-SDI视频信号或3G-SDI视频信号。
实施例二：
图2示出了本发明实施例二提供的视频格式转换系统，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
所述视频格式转换系统适用于第一实施例的视频格式转换方法。例如在FPGA上采用所述视频格式转换方法实现RGB视频信号转换成HD-SDI视频信号。
所述视频格式转换系统包括：
FIFO处理单元12对RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号进行异步时钟域数据同步。
在FPGA上实现将存储的RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步处理，避免RGB视频格式转换为HD-SDI视频格式后出现图像不稳定现象。
色彩空间变换处理单元13将FIFO处理单元12中的异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号。
在FPGA上采用特定的色彩空间变换矩阵将上述异步时钟域数据同步后的RGB视频信号转换成YCbCr视频信号格式。
数据格式处理单元14将色彩空间变换处理单元13中的YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用FIFO处理单元12中的异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
优选的是，所述视频格式转换系统还包括输入格式转换单元17，用于将Y信号和CbCr信号的输入格式转换为分时复用的输入格式。
在FPGA上实现将YCbCr视频信号的输入格式转换为采用分时复用的输入格式，并在上述异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制下，进行HD-SDI视频信号的输出并存储。
本实施例提供了一种视频格式转换系统，FIFO处理单元对RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号进行异步时钟域数据同步；色彩空间变换处理单元对FIFO处理单元中的异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；数据处理单元将色彩变换处理单元中的YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用FIFO处理单元中的异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
本实施例提供了一种视频格式转换系统，实现了将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；所述视频格式转换系统还可实现将RGB视频信号转换为SD-SDI视频信号或3G-SDI视频信号。
实施例三：
图3示出了本发明实施例三提供的视频格式转换装置的组成结构图。
所述视频格式转换装置包括视频格式转换器31、RGB视频输入接口32、HD-SDI视频输出接口33、晶体振荡器34、配置模块35和电源36，详述如下：
视频格式转换器31包括实施例二中所述的视频格式转换系统，实现将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号。
RGB视频输入接口32接收外部RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号，并转换为正确的数据格式发送给视频格式转换器31。
HD-SDI视频输出接口33用于视频格式转换器31中的HD-SDI视频信号的输出。
晶体振荡器34给视频格式转换器31提供时钟信号。
配置模块35对视频格式转换器31进行配置。
电源36给视频格式转换器31、RGB视频输入接口32、HD-SDI视频输出接口33、晶体振荡器34和配置模块35提供电压信号或电流信号。
为了帮助理解，以具有视频格式转换器功能的FPGA模块为例进行进一步的解释。
图4示出了基于FPGA的具有视频格式转换功能的装置，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
上述基于FPGA的具有视频格式转换功能的装置包括：FPGA模块41、RGB视频输入接口42、HD-SDI视频输出接口43、晶体振荡器44、配置模块45和电源46，各模块功能详述如下：
FPGA模块41实现RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；所述FPGA模块41包括RGB、DE、HS和VS存储器411、数据重组器412和SDI收发器413。
数据重组器412具有实施例二中的FIFO处理单元12和色彩空间变换处理单元13对应的功能；SDI收发器413具有实施例二中的输入格式转换单元17和数据格式处理单元14对应的功能。
具体地，
RGB、DE、HS和VS存储器411存储RGB视频输入接口42接收的外部RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号。
数据重组器412将RGB、DE、HS和VS存储器411中的RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；并将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号。
SDI收发器413将数据重组器412中的YCbCr视频信号采用分时复用的方式输入，并转换成HD-SDI视频信号；在进行转换成HD-SDI视频信号的同时，利用数据重组器412中的异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
RGB视频输入接口42接收外部RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号，并转换为正确的数据格式发送给FPGA模块41中的RGB、DE、HS和VS存储器411。
HD-SDI视频输出接口43用于FPGA模块41中的HD-SDI视频信号的输出。
晶体振荡器44给FPGA模块41提供时钟信号。
配置模块45对FPGA模块41进行配置，即将配置文件从配置模块45下载到FPGA模块41进行配置。
根据规格和需要，电源46给FPGA模块41、RGB视频输入接口42、HD-SDI视频输出接口43、晶体振荡器44和配置模块45提供相应的电压信号或电流信号。
本实施例提供了一种基于FPGA的视频格式转换装置，所述FPGA模块包括采用视频格式转换方法的视频格式转换系统，所述FPGA模块在添加了RGB视频输入接口、HD-SDI视频输出接口、晶体振荡器、配置模块和电源等外围设备后，实现了将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号。所述基于FPGA的视频格式转换装置，可向下兼容实现将RGB视频信号转换为SD-SDI视频信号，可向上兼容实现将RGB视频信号转换为3G-SDI视频信号。
综上所述，本发明实施例提供了一种视频格式转换方法，具体地：将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。本发明实施例还提供了采用所述视频格式转换方法的视频格式转换系统，和包括所述视频格式转换系统的视频格式转换装置。上述视频格式转换方法、系统及装置实现将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；扩大了HD-SDI视频监控的应用范围，比如：校园、社区、交通和银行等对安全要求高的场合。
本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读取存储介质中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，然而性能或用途相同，都应当视为属于由本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种视频格式转换方法，其特征在于，所述视频格式转换方法包括：
将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号采用FIFO进行异步时钟域数据同步；
将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；
将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
2.如权利要求1所述视频格式转换方法，其特征在于，在进行所述将YC-bCr视频信号转换成HD-SDI视频信号步骤之前，还包括以下步骤：
将Y信号和CbCr信号的输入格式转换为分时复用的输入格式。
3.一种视频格式转换系统，其特征在于，所述系统包括：
FIFO处理单元，用于将RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号进行异步时钟域数据同步；
色彩空间变换处理单元，用于将异步时钟域数据同步后的RGB视频信号采用色彩空间变换矩阵变换为YCbCr视频信号；
数据格式处理单元，用于将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号，同时，利用异步时钟域数据同步后的有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号控制所述将YCbCr视频信号转换成HD-SDI视频信号过程的同步。
4.如权利要求3所述视频格式转换系统，其特征在于，所述系统还包括输入格式转换单元，用于将Y信号和CbCr信号的输入格式转换为分时复用的输入格式。
5.一种视频格式转换装置，其特征在于，所述装置包括：
视频格式转换器，包括如权利要求3或4所述视频格式转换系统，用于将RGB视频信号转换为HD-SDI视频信号；
RGB视频输入接口，用于接收外部RGB视频信号、有效数据选通信号、行同步信号和场同步信号，并转换为正确的数据格式发送给视频格式转换器；
HD-SDI视频输出接口，用于视频格式转换器中的HD-SDI视频信号的输出；
晶体振荡器，用于给视频格式转换器提供时钟信号；
配置模块，用于对视频格式转换器进行配置；
电源，用于给视频格式转换器、RGB视频输入接口、HD-SDI视频输出接口、晶体振荡器和配置模块提供电压信号或电流信号。
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Granted publication date: 20160406

Termination date: 20200816

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