CN1310164C

CN1310164C - 使用握手来使色度和亮度同步的设备和方法

Info

Publication number: CN1310164C
Application number: CNB028235908A
Authority: CN
Inventors: 保罗·迪安·菲利曼
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: Thomson Licensing SAS; RCA Licensing Corp
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: MXPA04004889A; AU2002365353A8; JP2005510948A; EP1452040A2; JP3999201B2; WO2003047151A2; US7145605B2; KR20040082378A; AU2002365353A1; US20040257468A1; WO2003047151A3; EP1452040A4; CN1606884A; KR100930607B1

Abstract

一种使亮度和色度数据同步的设备，包括：用于亮度数据的第一握手块(104)；用于色度数据第二握手块(148)；以及一个装置(330、350)，该装置至少部分地基于第一块(104)和第二块(148)均作好传输数据的准备的判断，用来为第一块(104)和第二块(148)提供一个握手信号，并进一步至少部分地基于第一块(104)和第二块(148)中至少一个未作好传输数据的准备的判断，来抑制该握手信号的提供。

Description

使用握手来使色度和亮度同步的设备和方法

优先权要求：

本申请要求于2001年11月27日申请的题目为“使用握手的亮度和色度同步(SYNCHRONIZATION OF CHROMA AND LUMA USINGHANDSHAKING)”的美国临时专利申请NO.60/333435的优先权，并将该美国申请并入本文中作为参考。

技术领域：

本发明涉及数字视频信号处理，更具体地涉及一种利用握手来使色度和亮度数据同步的装置和方法。

背景技术：

一种典型的数字视频广播是以一系列的帧来传输的，其中每一帧包含多行，每一行包括多个像素。一个像素的颜色可作为一组颜色的精确组合来表示，在一些系统中，一个像素的颜色作为三维色彩空间的一个点位置来处理。一个传统的色彩模型被称为YUV彩色空间，其中色彩表示被分成两种类型的数据，即亮度(也就是整体亮度或1uma)数据(“Y”)和色度(也就是颜色或chroma)数据(“U”和“V”)。在YUV系统中，色度数据(U，V)以这样的方式来传输，以便：仅利用亮度数据(Y)来显示黑白图像的黑白接收机可将色度数据忽略，而彩色接收机可对亮度和色度数据进行解码来显示彩色图像。另一种典型的、类似的彩色模型是YCbCr彩色空间，其中亮度用Y数据来表示而色度用Cb和Cr数据来表示。

一些数字视频信号处理集成电路具有两个主数据通路，一个用于色度信号而一个用于亮度信号。这样的集成电路大部分的操作将这两个通道作为独立的通道来处理。然而，一些处理的操作需要色度和亮度数据在每一视频行的第一像素同步。但是传统的同步亮度和色度数据的方式需要大量逻辑门和/或存储装置，这是不希望的，这些大量逻辑门和/或存储装置提高了视频处理电路的尺寸和价格和/或降低了处理的速度。

本发明目的在于克服传统的同步亮度和色度数据的方法的缺点。

发明内容：

一种在数字视频信号处理系统中对下游处理所需的色度数据和亮度数据进行同步的设备，包括一个接收亮度数据的第一发送准备就绪和接收准备就绪(“RTS/RTS”)握手块(104)；一个接收色度数据的第二发送准备就绪和接收准备就绪握手块(148)以及一个耦合到该第一握手块(104)和第二握手块(148)的装置(330、350)，该装置至少部分基于一个第一握手块(104)传输亮度数据准备就绪同时第二握手块(148)传输色度数据准备就绪的判断，来为该第一握手块(104)和该第二握手块(148)提供接收准备就绪握手信号，并进一步至少部分地基于一个第一握手块(104)和第二握手块(148)中至少一个未做好传输数据的准备的判断来抑制接收准备就绪握手信号的提供。

一种在数字视频信号处理系统中使色度和亮度数据同步的方法，其中数字视频信号处理系统包括：一个耦合到一个亮度数据源的第一发送准备就绪和接收准备就绪(“RTS/RTR”)握手块(104)；一个耦合到一个色度数据源的第二发送准备就绪和接收准备就绪握手块(148)；以及一个耦合到一个亮度数据和色度数据的下游接收站的第三发送准备就绪和接收准备就绪握手块(450)，该方法包括如下步骤：至少部分地基于一个该第一握手块(104)传输亮度数据准备就绪同时该第二握手块(148)传输色度数据准备就绪的判断，来为该第一交换信息块(104)和该第二交换信息块(148)提供接收准备就绪(RTR)信号；并至少部分地基于一个该第一交换信息块(104)和该第二握手块(148)中的至少一个未做好传输数据的准备的判断，来抑制提供接收准备就绪的握手信号的步骤。

附图说明：

在附图中：

图1是传统同步的发送准备就绪和接收准备就绪(RTS/RTR)握手块的方框图；

图2是根据本发明的一个使用握手来同步色度和亮度数据的示例性电路方框图；

图3是图2所示电路的示例性运行情况的时序图；

图4是图2所示电路的另一个示例性运行情况的时序图。

具体实施方式：

通过给出示例的下列说明，本发明的特征和优点将变得更加显而易见。

图1是传统同步的发送准备就绪和接收准备就绪握手块10的方框图。在握手块10中，第一握手信道14将上游块18连接到下游块22。第一握手信道14被配置成携带一个发送准备就绪握手信号，该发送准备就绪握手信号被激活从而代表上游块18准备通过数据总线26向下游块22发送数据的至少一个字。同时，一个第二握手信道30进一步将上游块18连接到下游块22。第二握手信道30被配置成携带接收准备就绪(RTR)握手信号，该接收准备就绪握手信号被激活从而代表下游块22准备通过数据总线26从上游块18接收数据的至少一个字。当控制器(未示出)在一个时钟周期探测到两个握手信号时那么认为已经产生了一个握手。在发生握手的每一时钟周期期间，控制器使数据的一个字通过数据总线26从上游块18传输到下游块22。按照类似的方式，可将辅助握手通道34和辅助握手通道38配置成分别携带辅助RTS握手信号和辅助RTR握手信号，以促使数据通过数据总线26从另一个上游块(未示出)传输到块18；并且辅助握手信道42和辅助握手信道46可被配置成分别携带辅助RTS握手信号和辅助RTR握手信号，以促使数据通过数据总线26从块22传输到另一个下游块(未示出)。

图2是根据本发明应用握手来同步色度和亮度信号的示例性电路100的方框图。电路100包括传统同步的发送准备就绪和接收准备就绪(RTS/RTR)握手块104。握手块104包括数据输入108并被配置成在输入108通过数据总线112从上游亮度数据源接收亮度数据(“Ydata_in”)。另外，握手块104包括发送准备就绪握手输入端116，并被配置成在输入端116处通过导体120从上游亮度数据源接收RTS握手信号(“Yinput_rts”)。握手块104还包括接收准备就绪(RTR)握手输出端124，并被配置成通过导体128将RTR握手信号(“Yinput_rtr”)从输出端124发送到上游亮度数据源。另外，握手块104还包括RTS握手输出端132，并被配置成从输出端132发送rts握手信号(“Youtput_rts”)；握手块104包括数据输出端140，并被配置成从输出端140传输亮度数据(“Ydata_out”)；握手块104包括RTR握手输入端144，并被配置成在输入端144接收RTR握手信号(”Youtput_rtr”)。

电路100还包括传统同步的RTS/RTR握手块148。握手块148包括数据输出端152，并被配置成在输入端152通过数据总线156从色度数据上游源接收多个色度数据(“CbCrdata_in”)。另外，握手块148包括RTS握手输入端160，并被配置成在输入端160通过导体164从色度数据上游源接收RTS握手信号(“CbCrinput_rts”)。握手块148还包括RTR握手输出端168，并被配置成从输出端168通过导体172将RTR握手信号(“CbCrinput_rtr”)发送到色度数据上游源。另外，握手块148还包括RTS信号输出端176，并被配置成从输出端176发送RTS握手信号(“CbCroutput_rts”)；握手块148包括数据输出端180，并被配从输出端180传输多路色度数据(“CbCrdata_out”)；并且握手块148包括RTR握手输入端184，并被配置成在输入端184接收RTR握手信号(“CbCroutput_rtr”)。

电路100进一步包括亮度处理和缓冲块200。块200被配置成(以各种已知的方式中任何一种)提供字长L的整体先进先出(FIFO)缓冲器；并视需要进一步配置成对亮度数据进行滤波、重新格式化和/或其他处理，以便赋予亮度数据一个预定的格式，用于进行进一步的下游处理。块200包括接收亮度(“YINPUT”)的数据输入端204、接收启动信号(SAMP)的启动输入端208、输出经处理的亮度数据(yout)的数据输出端212以及像素计数输入端214。

电路100进一步包括一个色度处理和缓冲块220。块220被配置成(以各种已知方式中任一种)提供字长L(与块200的长度相同)的整体先进先出(FIFO)缓冲器，并视需要进一步配置成对色度数据进行滤波、重新格式化和/或其他处理，以便赋予色度数据一个预定的格式，用于进行进一步的下游处理。块220包括接收多路色度数据(“CBCR_INPUT”)的数据输入端224、用于接收SAMP启动信号的启动输入端228、输出已处理的多路色度数据(“CbCrout”)数据输出端232以及像素计数输入端236。

电路100还包括一个多路分离和转换块250。块250被配置成(以各种已知方式的任一种)对“CbCrout”数据进行多路分离，并视需要进一步配置成对色度数据进行滤波、重新格式化和/或其他处理，以便赋予色度数据一个预定的格式，该预定格式是用于进行进一步的下游处理的。因此，块250包括接收多路“CbCrout”数据的数据输入端254、接收多路分离控制信号(CbCr_sel)的控制输入端258、提供Cb数据(“Cbout”)的数据输出端262以及提供Cr数据(“Crout”)的数据输出端266。

另外，电路100包括一个多路分离逻辑块270。块270被配置成(以各种已知方式的任一种)为多路分离和转换块250提供CbCr_sel控制信号。块270包括启动输入端274、复位输入端278以及提供CbCr_sel控制信号的控制信号输出端282。

电路100还包括像素计数器290。像素计数器290被配置成(以各种已知方式的任一种)：在亮度和色度数据达到和通过电路100时，为每一视频行(“P_count”)提供像素计数；并提供与每一行的尾部相应的复位信号(rst)。计数器290包括启动输入端294、复位信号输出端298以及像素计数输出端302。

电路100进一步包括缓冲计数器310。缓冲计数器310被配置成(以各种已知方式的任一种)通过在启动L时钟周期后(在加电启动后)使状态信号(all_full)为逻辑1，否则为逻辑0来显示亮度处理和缓冲块200以及色度处理和缓冲块220是否已经填充数据。计数器310包括启动输入端314以及状态信号输出端318。

电路100还包括与门330。与门330包括输入端334、输入端338以及输出端342。另外，电路100包括与门350。与门350包括输入端354、输入端358以及输出端362。电路100还包括与门370。与门370包括输入端374、输入端378以及输出端382。电流100还包括或门390。或门390包括输入端394、输入端398以及输出端402。另外，电路包括倒相器410。倒相器410包括输入端414和输出端418。

此外，电路100包括传统的同步RTS/RTR握手块450。握手块450包括数据输入端454，并被配置成在输入端454从块200接收“yout”亮度数据。握手块450还包含RTS握手输入端458，并被配置成在输入端458从与门370接收RTS握手信号(“output_rts”)。握手块450还包括RTR握手输出端462，并被配置成将RTR握手信号(“输出_rtr”)从输出端462发送到或门390。此外，握手块450包括RTS握手输出端468，并被配置成将“output_rts”握手信号从输出端468传输到下游块；握手块450包括数据输出端472，并被配置成将“yout”亮度数据(Y)从输出端472传输到下游块；握手块450包括RTR握手输入端476，并被配置成在输入端476从下游块接收“output_rtr”RTR握手信号。

电路100还包括传统的同步RTS/RTR握手块500。握手块500包括数据输入端504，并被配置成在输入端504从块250接收“Cbout”色度数据；握手块500还包括数据输出端506，并被配置成将“Cbout”数据(Cb)从输出端506传输到下游块。握手块500还包括RTS握手输入端508，并被配置成在输入端508从与门370接收“output_rts”RTS握手信号。握手块500进一步包括RTR握手输入端512，RTR握手输入端512被耦合到逻辑1。

电路100还包括传统的同步RTS/RTR握手块550。握手块550包括数据输入端554，并被配置成在输入端554从块250接收“Crout”色度数据；握手块550还包括数据输出端556，并被配置成将“Crout”数据(Cr)从输出端556传输到下游块。握手块550还包括RTS握手输入端558，并被配置成在输入端558从与门370接收握手信号。握手块550进一步包括RTR握手输入端562，RTR握手输入端562被耦合到逻辑1。

此外，电路100包括：一个数据总线600，该数据总线600将握手块104的输出端140耦合到块200的输入端204；一个导体604，其将握手块104的输出端132耦合到与门330的输入端334；一个导体608，该导体608将握手块104的输入端144耦合到握手块148的输入端184、块200的启动输入端208、与门370的输入端378、与门350的输出端362、计数器310的启动输入端314、块220的启动输入端228、块270的启动输入端274和计数器290的启动输入端294；一个导体612，该导体612将握手块148的输出端176耦合到与门330的输入端338；一个数据总线616，该数据总线616将握手块148的输出端180耦合到块220的输入端224；以及一个导体620，该导体620将与门330的输出端342耦合到与门350的输入端354。

电路100包括：一个导体624，该导体624将与门350的输入端358耦合到或门390的输出端402；一个导体628，该导体628将倒相器410的输出端418耦合到或门390的输入端394；一个导体632，该导体632将计数器310的输出端318耦合到倒相器410的输入端414、与门370的输入端374；一个数据总线636，该数据总线636将块220的输出端232耦合到块250的输入端254；一个导体640，该导体640将块270的输出端282耦合到块250的输入端258；一个导体644，该导体644将计数器290的输出端298耦合到块270的输入端278；以及一个导体648，该导体648将计数器290的输出端302耦合到块200的输入端214和块220的输入端236。

电路100还包括：一个数据总线652，该数据总线652将块200的输出端212耦合到握手块450的输入端454；一个导体656，该导体656将与门370的输出端382耦合到握手块450的输入端458、握手块500的输入端508以及握手块550的输入端558；一个导体660，该导体660将握手块450的输出端462耦合到或门390的输入端398；一个导体664，该导体664将块250的输出端262耦合到握手块500的输入端504；以及一个导体668，该导体668将块250的输出端266耦合到握手块550的输入端554。

在电路100(见图2)的操作中，分别从上游亮度信道和上游色度信道传来未同步的亮度数据(“ydata_in”)和色度数据(多路，“CbCrdata_in”)。只有在：1)亮度数据的上游源准备好发送亮度数据(“youtput_rts”信号变成逻辑1)，并且2)色度数据的上游源准备好发送色度数据(“CbCroutput_rts”信号变成逻辑1)时，信号“INPUT_RTS”才变成逻辑1。同时，在“INPUT_RTS”不是逻辑1时(也就是当亮度和色度数据传输不同步时)，阻止上游亮度信道和上游色度信道传输数据，因为任何输入到与门350的逻辑0都使得信号“youtput_rtr”和信号“CbCroutput_rtr”均为逻辑0。

当：1)下游处理准备好接收数据(“output_rtr”信号变成逻辑1)，或者2)需要更多数据来填充亮度处理和缓冲200以及色度处理和缓冲220的长度时，RTR信号变成逻辑1。

与门350对“INPUT_RTS”信号和RTR信号产生影响，以便提供SAMP信号。当SAMP信号变成逻辑1时，信号“Y_INPUT”和“CBCR_INPUT”具有同步的亮度和色度数据。这时，电路100启动亮度处理和缓冲200、色度处理和缓冲220、缓冲计数器310、像素计数器290以及多路分离器块270，并因此同步地将数据锁存到亮度处理和缓冲200以及色度处理和缓冲220中。

当SAMP变成逻辑0时，有如下情况：1)在输入端108或输入端152没有亮度或色度数据(并相应地“INPUT_RTS”为逻辑0)，或者2)亮度和色度数据没有同步(“INPUT_RTS”为逻辑0)，或者3)下游处理未做好接收数据的准备(RTR为逻辑0)以及亮度处理和缓冲200以及色度处理和缓冲220是满的(ALL_FULL为逻辑1，其依次又使RTR为逻辑0)。在任何情况下，当SAMP为逻辑0时，传输到电路100和/或从电路100传输出去的所有数据都中止。

这样，当下游处理做好接收数据的准备时，电路100分别在输出端472、506和556提供了同步的亮度和色度数据。应理解：由于数据是同步提供的，完全握手仅在握手块450中需要，并且，对握手块5500和握手块550(见图2)来说，一些传统握手信号不是必要的。

图3是图2所示电路100的一个示范性运行情况的时序图。在第2时钟周期，色度数据到达电路100(在亮度数据到达之前)。电路100中止进一步的色度数据流，直到在第3时钟周期时获得亮度数据。在得到亮度数据和色度数据后，电路100提供同步的数据流(第3时钟周期及其以后)。然而，应理解：图3仅是示范性的，电路100存在大量其他的运行情况。

图4是图2所示电路100的另一个示范性运行情况的时序图。在第1时钟周期，亮度数据到达电路100(在色度数据到达之前)。电路100中止进一步的亮度数据流，直到在第2时钟周期时获得色度数据。当在第2时钟周期时获得亮度和色度数据，电路100提供同步的数据流，直到在第3时钟周期时没有从上游数据源获得亮度数据。然后，电路100再次中断色度数据流，直到在第5时钟周期再次获得亮度数据，然后电路100再次提供同步的亮度和色度数据流。然而，应理解：图4仅是示范性的，电路100可存在大量其他运行情况。

Claims

1、一种在数字视频信号处理系统中对下游处理所需的色度数据和亮度数据进行同步的设备，该设备包括：

一个第一发送准备就绪和接收准备就绪握手块(104)，该握手块被配置成接收亮度数据；

一个第二发送准备就绪和接收准备就绪握手块(148)，该握手块被配置成接收色度数据；以及

一个第一逻辑装置(330、350)，该装置被耦合到该第一握手块(104)和该第二握手块(148)，至少部分地基于该第一握手块(104)作好传输亮度数据的准备的同时该第二握手块(148)作好传输色度数据的准备的判断，来为该第一握手块(104)和该第二握手块(148)提供一个接收准备就绪握手信号，并进一步至少部分地基于该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中至少一个未作好传输数据准备的判断，来抑制接收准备就绪握手信号的提供。

2、如权利要求1所述的设备，进一步包括：

一个第三发送准备就绪和接收准备就绪握手块(450)，被配置成将亮度数据和色度数据中的至少一个发送到下游处理；以及

一个第二逻辑装置(390)，该装置被耦合到第一逻辑装置(330、350)，并被耦合到该第三握手块(450)，至少部分地基于该第三握手块(450)未作好接收数据准备的判断，来抑制接收准备就绪握手信号的提供。

3、如权利要求2所述的设备，进一步包括：

一个第三逻辑装置(330、350、370)，该装置被耦合到该第一握手块(104)、该第二握手块(148)和该第三握手块(450)，至少部分地基于该第一握手块(104)作好传输亮度数据的准备的同时该第二握手块(148)作好传输色度数据的准备的判断，来为该第三握手块(450)提供一个发送准备就绪(RTS)握手信号，并进一步至少部分地基于该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中至少一个未作好传输数据准备的判断，来抑制发送准备就绪握手信号的提供。

4、如权利要求1所述的设备，其中用于提供接收准备就绪握手信号、并进一步抑制接收准备就绪握手信号的提供的该第一逻辑装置(330、350)包括一个用于判断该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中所述的至少一个未作好传输数据的准备的第四逻辑装置(330)。

5、如权利要求4所述的设备，其中用于判断该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中所述的至少一个未作好传输数据的准备的第四逻辑装置(330)执行逻辑与功能(330)。

6、一种在数字视频信号处理系统中使色度数据和亮度数据同步的方法，该数字视频信号处理系统包括：一个被耦合到亮度数据源的第一发送准备就绪和接收准备就绪握手块(104)，一个被耦合到色度数据源的第二发送准备就绪和接收准备就绪握手块(148)，一个被耦合到亮度数据和色度数据的下游目的地的第三发送准备就绪和接收准备就绪握手块(450)；该方法包括步骤：

至少部分地基于该第一握手块(104)作好传输亮度数据的准备同时该第二握手块(148)作好传输色度数据的准备的判断，来为该第一握手块(104)和该第二握手块(148)提供一个接收准备就绪(RTR)握手信号；以及

至少部分地基于该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中至少一个未作好传输数据的准备的判断，来抑制提供接收准备就绪握手信号的步骤。

7、如权利要求6所述的方法，进一步包括：该提供接收准备就绪握手信号的步骤的抑制步骤至少部分地基于该第三握手块(450)未作好接收数据的准备的判断。

8、如权利要求7所述的方法，进一步包括步骤：

至少部分地基于该第一握手块(104)作好传输亮度数据的准备同时该第二握手块(148)作好传输色度数据的准备的判断，来为该第三握手块(450)提供一个发送准备就绪(RTS)握手信号；以及

至少部分地基于该第一握手块(104)和该第二握手块(148)中至少一个未作好传输数据的准备的判断，来抑制提供该发送准备就绪握手信号的步骤。