CN111464878A - 一种视频文字数据编码器、视频显示系统及方法 - Google Patents

一种视频文字数据编码器、视频显示系统及方法 Download PDF

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Abstract

本公开公开了一种视频文字数据编码器、视频显示系统及方法，文字插入控制逻辑与文字寄存器堆通过处理器接口接收处理器根据在VBI线上分配的业务按顺序排列的需要编码的数据，及通过视频码流接口接收输入的未嵌入文字的纯视频码流，产生数据帧的导入码与帧头码；频率产生器对所述文字插入控制逻辑与文字寄存器输出的数据帧的频率调制；多路选择器，对频率产生器的文字数据或者其余通道亮度信息的选通，进行在当前线路上嵌入调制文字数据的视频复合输出。既可以把调制处理后的嵌入文字数据传输出去，也可以把视频亮度数据传输出去，可以通过改变多路选择器的使能端，达到选通输出文字或者视频数据的目的。

Description

一种视频文字数据编码器、视频显示系统及方法
技术领域
本公开属于电路设计技术领域，尤其涉及一种视频文字数据编码器、视频显示系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着智能视频显示技术的发展，需要更加多视频标准格式支持，需要更加普适的，服务响应可编程的，嵌入位置很灵活的，可与外部处理器通信的独立文字嵌入IP。发明人发现，现有存在的视频显示文字数据嵌入处理都存在着一定的问题，主要体现在：服务不可编程，通信接口不规范，嵌入位置不灵活，无法完成独立文字嵌入视频码流的独立IP能力。
专利申请公开号的“CN 108228835 A”的百度公司的“用于处理视频的方法和装置”，是对视频序列中的关键帧提取后，进行复合预设目标多边形的帧基于训练提取后，然后再插入说明信息，该专利针对的是对帧的特征处理，也没有给出具体算法流程说明。
专利申请号为“201610184443.X”的“深圳TCL新技术有限公司”的发明专利申请“字幕显示方法及装置”，它本公开公开了一种字幕显示方法，包括：在终端播放视频前，获取所述视频的字幕文件中预设长度的文字数据；选取所述终端支持的编码格式来分别对所述文字数据进行解码；统计被各个编码格式解码后的所述文字数据与对应的字库内码表中的文字和/或标点符号的匹配度；及设定匹配度高于预设值的编码格式中匹配度最高的编码格式为所述字幕文件的默认解码格式，用以在所述终端播放所述视频时，解码所述字幕文件。该发明提高了字幕显示的准确率及便捷性，但是不具备文字嵌入多视频标准自适应能力。
专利申请号为“201510926203.8”的西安万像电子科技有限公司的发明专利申请“基于渐进式文字块压缩的屏幕视频编解码方法及编解码器”，它公开了基于渐进式文字块压缩的屏幕视频编解码方法及其编解码器，包括：获取屏幕视频中的一帧,并将其分成M×N的宏块；按类型将每个宏块分为文字块或者图像块；将每个文字块按照主颜色和非主颜色分为多个文字压缩码流。该发明针对传统文字编码器的局限和缺陷，实现多个质量层的渐进式文字编码技术，无需特殊设备支持，对所有需要对包含文字的屏幕图像进行压缩的场合都适用，但是不具备在视频垂直方向任意码流行位置灵活嵌入能力。
专利申请号为“200610059830.7”的华为技术有限公司的发明专利申请“一种视频节目中字幕的显示方法及系统”，它涉及流媒体技术领域中一种视频节目中字幕的显示方法及系统。该方法：首先,服务器端在字幕编码格式中增加文字方向信息；根据所述文字方向信息对字幕数据进行编码后传输到终端；终端根据字幕文字方向信息进行解码,获得每个字符的图像后,根据文字的方向进行合成获得字幕图像,再与视频图像合成后输出给显示设备显示。该发明通过在字幕编码格式中增加文字方向信息字段,使得视频播放时,字幕能够以不同的文字方向显示,丰富了视频播放时字幕的显示形式，但是不具备基于嵌入服务请求进行文字编程自适应处理嵌入能力。
专利申请号为“201210524295.3”的深圳TCL新技术有限公司的发明专利申请“电视显示多媒体文件信息的方法及装置”，它公开了一种电视显示多媒体文件信息的方法及装置，该方法包括以下步骤：检测到访问外部存储设备的请求后，判断外部存储设备中是否存在多媒体文件；是则对所述多媒体文件进行分析，获得多媒体文件的信息；将该多媒体文件与电视相应的信息标准比较，并显示比较结果。实现选择性地打开，提高了用户的体验，而且还减少了访问不支持的多媒体文件时的解码而给电视带来的负担，但是不支持多种码流格式，无法实现视频标准的自适应服务能力。
综上所述，发明人发现，现有技术中对于视频显示文字数据嵌入处理输出数据电路实现复杂，不兼容多个视频标准，文字嵌入处理灵活性差，不具有视频终端显示普适的应用价值等问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种视频文字数据编码器，文字嵌入处理灵活性好，具有视频终端显示普适的应用价值。
为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一方面，一种视频文字数据编码器，其特征是，包括：文字插入控制逻辑与文字寄存器堆、频率产生器及多路选择器；
所述文字插入控制逻辑与文字寄存器堆接收分配的需要编码的数据；
所述频率产生器对所述文字插入控制逻辑与文字寄存器输出的文本数据进行调制处理；
所述多路选择器，将调制处理后的文本数据根据同步信号插入到亮度码流中，与原来的视频信息复合。
第二方面，公开了一种视频文字数据编码器的编码方法，包括：
接收根据在VBI线上分配的业务按顺序排列的需要编码的数据，及接收输入的未嵌入文字的纯视频码流，产生数据帧的导入码与帧头码；
对数据帧的频率进行调制，形成文字数据，满足不同视频播放输出标准的频率要求；
对文字数据或者其余通道亮度信息的选通，进行在当前线路上嵌入调制文字数据的视频输出。
第三方面，公开了视频显示系统，包括视频处理模块、FIFO存储器及处理器；
所述处理器根据在VBI线上分配的业务，将需要编码的数据按顺序排列并传输至FIFO存储器；
所述FIFO存储器将存储的需要编码的数据发送至VBI视频处理模块；
所述VBI视频处理模块包括视频文字数据编码器，所述视频文字数据编码器插入文字内容，与原来的视频信息复合后，再进行显示输出。
第四方面，公开了视频显示系统的显示方法，包括：
接收根据在VBI线上分配的业务按顺序排列的需要编码的数据，及接收输入的未嵌入文字的纯视频码流，产生数据帧的导入码与帧头码；
对数据帧的频率进行调制，形成文字数据，满足不同视频播放输出标准的频率要求；
对文字数据或者其余通道亮度信息的选通，进行在当前线路上嵌入调制文字，与原来的视频信息复合后，再进行显示输出。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本公开视频文字数据编码器可与码流混合后，文字内容嵌入到视频内容的处理,复合输出，为视频图文输出提供了普适的终端显示解决方案。该技术通过添加多路选择器电路，既可以把调制处理后的嵌入文字数据传输出去，也可以把视频亮度数据传输出去，可以通过改变多路选择器的使能端，达到选通输出文字或者视频数据的目的。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开VBI文字数据编码器结构的示意图；
图2是本公开VBI编码器的输入，输出信号示意的示意图；
图3是本公开图文电视数据通过FIFO存储器传输的示意图；
图4是计数器初始化信号和数据窗口生成；
图5是时钟导入码、起始码生成；
图6是本公开VBI文字数据编码器控制部分与频率调制存储器的数据通信格式。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
针对现有技术不具备本实施例子的针对视频场的任意垂直行的编程服务响应能力、文本信息编码调制处理后插入到原来码流能力，也不具有任意垂直行的样本位置的插入能力，不具备本实施例子的多视频标准的多场景应用普适性，也没有给出本实施例子的具体硬件实现电路实现说明。因此，提出了视频文字数据编码器。
实施例一
参见附图1、2所示，本实施例公开了视频文字数据编码器，包括：文字插入控制逻辑与文字寄存器堆、频率产生器及多路选择器；
文字插入控制逻辑与文字寄存器堆接收分配的需要编码的数据；
频率产生器对所述文字插入控制逻辑与文字寄存器输出的文本数据进行调制处理；
多路选择器，将调制处理后的文本数据根据同步信号插入到亮度码流中，与原来的视频信息复合。
本公开实施例中，定义了寄存器堆和外部FIFO数据存储器之间的接口。
FIFO存储器为8位同步FIFO，带有2个时钟输入，连接到CO.MOD。
CPU进行文本数据重新排序，CPU通过FIFO通信接口，向VBI编码器进行服务分配，VBI编码器响应CPU服务后，由VBI编码器的控制逻辑进行分析，对从CPU通过FIFO接口传输来的或由VBI内部寄存器文件传输来的teletext文本数据进行调制处理，比如基于预ROM表的频率调制文本数据，再根据行与样本同步信号插入到原来的亮度码流中，完成对于任意行的文本插入处理，满足不同视频播放输出标准的频率要求。
在该实施例子中，文字插入控制逻辑与文字寄存器堆即VBI文字编码器,负责产生编码器的参数配置、VBI外部文字数据请求、响应外部CPU的数据访问、内部配置及文字数据缓存、时序控制的逻辑，负责产生数据帧的导入码与帧头码，以及负责参数配置、嵌入文字数据的对应内部寄存器堆。
在该实施例子中，VBI编码器的控制逻辑响应处理CPU通过FIFO接口发送的服务分配，进行服务特定标准分析与控制：调制频率、调制幅度的信息获取。
在该实施例子中，VBI编码器的文字寄存器存储来自FIFO接口的需要编码的文本数据，或者VBI编码器的文字寄存器向VBI编码器传入需要被调制的文本数据。
在该实施例子中，VBI编码器的频率产生器：基于ROM预存储，负责产生对需要调制的文字数据的频率调制，以灵活的满足不同视频播放输出标准的特定频率要求。
在该实施例子中，通过插入处理电路，把编码调制的文本插入到原来的4：2：2亮度码流中。
在该实施例子中，CPU处理器接口,负责从CPU到VBI文字编码器内部寄存器进行访问，以及数据的配置写入数据接口格式。
在该实施例子中，视频码流(无文字)接口；负责对于未嵌入文字的纯视频码流的输入。多路选择器，负责文字数据或者其余通道亮度信息的选通。
时钟与复位输入，负责提供编码器的时钟、复位信号。输出混合视频总线，其余通信接口等。
VBI(Vertical Blanking Interval：垂直消音间隔)视频文字数据编码器是在行垂直消音间隔内，在可编程线路上产生和嵌入文字等数据等的一种调制器。
参见附图3所示，视频文字数据编码器在整个视频处理系统中，VBI编码器响应CPU传送来的可以编程的服务分配，进行来自内部VBI编码器移位寄存器或者外部FIFO的teletext文本数据，使用VBI编码器进行调制处理，再根据同步信号(行同步、样本同步)，插入到原来的4:2:2亮度码流，完成插入文字内容，即插入teletext内容，与原来的视频信息复合后，再进行后续的显示输出。
要调制的数据来自视频文字数据编码器的内部寄存器堆或外部FIFO存储器。
编码器的调制频率、信号幅度和比特流编码取决于当前VBI线路的服务需求，根据VBI_数据请求与VBI_数据输入决定。
本公开的视频文字数据嵌入处理的电路核支持多种视频显示标准，此技术通过配置文字编码器内部的配置寄存器来实现。
根据表格3的要求，CPU进行服务分配。
本公开的视频文字数据嵌入处理的电路核具有灵活的文字嵌入服务响应编程能力，此技术通过对显示的每一视频帧的垂直行位置编程设置实现，设置时，根据VBI编码器响应CPU的服务分配要求实现。
本公开视频文字数据嵌入处理的电路核使用VBI编码器模块具有垂直视频行任意位置的可编程嵌入能力。
本公开视频文字数据嵌入处理的电路核具有内部文字数据基于帧格式的同步能力。实现原来的任意行的4：2：2码流与需要被进行编码插入的文本teletext数据，进行行同步；样本同步即文本插入到行的码流位的具体位置。
为了在当前线路上的正确时间嵌入调制文字数据，VBI编码器或VBI编码器块应在4:2:2视频输入码流上同步。
插入文本到原来亮度码流过程为：将来自VBI编码器的调制信号添加到亮度信号中，以进入亮度处理块。两个信号之间根据同步信号加上亮度处理的延迟来完成。
而调制文字数据还取决于输入的视频频率和视频标准。
VBI数据编码器可以支持以下服务或标准：
(1)世界系统图文电视(WST)，625/50赫兹标准；
(2)625/50hz标准的宽屏信号(WSS)；
(3)视频节目系统(VPS)又称编程交付控制PDC(Programming DeliveryControl)，采用625/50Hz标准；
(4)北美基本图文规范(NABTS)，采用525/60Hz标准；
(5)闭路字幕在两个标准中；(6)透明模式，原始数据，DVITC(数码独立电视委员会)在两个标准中。
参见附图3所示，本实施例公开了视频显示系统，包括视频处理模块、FIFO存储器及处理器；
CPU处理器根据在VBI线上分配的业务，将需要编码的数据按顺序排列并传输至FIFO存储器；
所述FIFO存储器将存储的需要编码的数据发送至视频处理模块；
所述视频处理模块包括视频文字数据编码器，所述视频文字数据编码器插入文字内容，与原来的视频信息复合后，再进行显示输出。
通常服务数据块由3个字段组成：时钟导入码、帧起始码位和数据字节。时钟导入码与帧起始码，根据数据计数器产生，图4、5所示。对于每个视频标准，时钟导入码与起始码由VBI编码器生成，如图4、5所示；VBI编码器可以对于由3个字段组成的服务数据块进行操作处理。
VBI文字数据编码器应与包含要编码和调制的文字数据字节的外部FIFO存储器通信；
VBI线路应可编程，并可接收上述任何服务。作为参考信息，VBI块包含在视频输入上同步的行计数器和样本计数器。
VBI编码器从CPU获得分配的服务参数，以及需要被编码的文本teletext数据。VBI编码器进行根据分配的服务要求，进行编码，包括行同步、样本同步，插入到原来的4:2:2输入码流。
图2定义了VBI文字数据编码器的内部图文数据移位寄存器和外部FIFO数据存储器之间的接口连接关系。VBI编码器的输入、输出的方向以及描述见表1.
表1 VBI编码器的输入、输出的方向以及描述
Figure BDA0002492584520000091
Figure BDA0002492584520000101
FIFO存储器应为8位同步FIFO，带有2个时钟输入(连接到视频编码器)，工作频率和CPU频率)和读写启用信号激活低。
CPU应根据在VBI线上分配的业务，将需要编码的8位数据按正确的顺序排列。
VBI数据编码器应每8位编码读取一个FIFO存储器，并加载到一个8位移位寄存器。图6中的T0应等于8x Fs，其中Fs是当前线路上编码的数据服务频率。相关参数配置参见表2-表9。
表2配置Field 0(场0)的参数寄存器的位功能描述
Figure BDA0002492584520000102
表3 VBI文字数据编码器的行服务分配
Figure BDA0002492584520000103
Figure BDA0002492584520000111
表4要加载的WSS服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000112
表5要加载的CC服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000113
表6要加载的2xCC服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000114
表7要加载的WST服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000115
表8要加载的NABTS服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000121
表9要加载的VPS服务数据(从FIFO存储器中)
Figure BDA0002492584520000122
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种视频文字数据编码器，其特征是，包括：文字插入控制逻辑与文字寄存器堆、频率产生器及多路选择器；
所述文字插入控制逻辑与文字寄存器堆接收分配的需要编码的数据；
所述频率产生器对所述文字插入控制逻辑与文字寄存器输出的文本数据进行调制处理；
所述多路选择器，将调制处理后的文本数据根据同步信号插入到亮度码流中，与原来的视频信息复合。
2.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述分配的需要编码的数据在进行重新排序后通过通信接口传输至文字插入控制逻辑与文字寄存器堆。
3.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述文字插入控制逻辑与文字寄存器堆还对内部寄存器文件传输来的文本数据进行调制处理。
4.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述文字插入控制逻辑与文字寄存器堆用于产生编码器的参数配置、VBI外部文字数据请求、响应外部CPU的数据访问、内部配置及文字数据缓存、时序控制的逻辑，负责产生数据帧的导入码与帧头码，以及负责参数配置、嵌入文字数据的对应内部寄存器堆。
5.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述频率产生器基于ROM预存储，产生对需要调制的文字数据的频率调制，以满足不同视频播放输出标准的特定频率要求。
6.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述编码器的调制频率、信号幅度和比特流编码取决于当前VBI线路的服务需求，根据数据请求与数据输入决定。
7.如权利要求1所述的一种视频文字数据编码器，其特征是，所述多路选择器，将调制处理后的文本数据根据同步信号插入到亮度码流中：将调制信号添加到亮度信号中，以进入亮度处理块，两个信号之间根据同步信号加上亮度处理的延迟来完成。
8.一种视频文字数据编码器的编码方法，其特征是，包括：
接收根据在VBI线上分配的业务按顺序排列的需要编码的数据，及接收输入的未嵌入文字的纯视频码流，产生数据帧的导入码与帧头码；
对数据帧的频率进行调制，形成文字数据，满足不同视频播放输出标准的频率要求；
对文字数据或者其余通道亮度信息的选通，进行在当前线路上嵌入调制文字数据的视频输出。
9.视频显示系统，其特征是，包括视频处理模块、FIFO存储器及处理器；
所述处理器根据在VBI线上分配的业务，将需要编码的数据按顺序排列并传输至FIFO存储器；
所述FIFO存储器将存储的需要编码的数据发送至视频处理模块；
所述视频处理模块包括权利要求1-7任一所述的视频文字数据编码器，所述视频文字数据编码器插入文字内容，与原来的视频信息复合后，再进行显示输出。
10.权利要求9所述的视频显示系统的显示方法，其特征是，包括：
接收根据在VBI线上分配的业务按顺序排列的需要编码的数据，及接收输入的未嵌入文字的纯视频码流，产生数据帧的导入码与帧头码；
对数据帧的频率进行调制，形成文字数据，满足不同视频播放输出标准的频率要求；
对文字数据或者其余通道亮度信息的选通，进行在当前线路上嵌入调制文字，与原来的视频信息复合后，再进行显示输出。
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