CN1666500A - 检测滤波系数ram并执行自动存储体切换的方法和系统 - Google Patents

检测滤波系数ram并执行自动存储体切换的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种便于双存储体滤波系数RAM设计用于在电视应用中、在垂直消隐间隔期间自动切换存储体的方法。在电视应用的垂直消隐间隔期间，本发明的方法和系统允许微型控制器对当前未使用的存储体中的新滤波系数组进行编程，当所有系数已经被写入时自动检测，然后自动切换存储体。

Description

检测滤波系数RAM并执行自动存储体切换的方法和系统
优先权声明
本申请要求2002年6月27日递交的题为“METHOD AND SYSTEM FORDETECTING AND PERFORMAING AUTOMATIC BANK SWITCHING FOR A FILTERCOEFFICIENT RAM”的美国临时专利申请No.60/392,293的权益，其内容在此一并作为参考。
技术领域
本发明涉及视频处理系统中的数据传送和存储。
背景技术
随着数字和高清晰电视广播调制解调器的出现，电视信号处理系统需要接收和显示多种格式的电视广播。每一种格式具有唯一的信号质量，并且由唯一的滤波结构来最优地处理。在广播过程期间，需要节目广播者能够在格式之间进行切换。因此，需要电视信号处理系统能够识别广播格式的改变并改变滤波结构以最优地处理新格式。
在广播期间改变滤波结构可能会在画面中导致不需要的干扰，例如，视频闪烁、交织信号的配对、画面同步的丢失或音频干扰。有利地，估计这些不需要的干扰，并平滑地执行节目格式的切换，这样，观看者不会察觉任何改变。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及一种管理视频信号处理设备中的存储器的方法，包括：禁用第一存储器和第二存储器；响应部分视频信号，将输出从第一存储器切换到第二存储器，并且启用第一存储器和第二存储器。
在另一方面中，本发明还涉及一种用于选择多个视频滤波系数之一的设备，包括第一存储器，用于存储第一视频滤波系数组；第二存储器，用于存储第二视频滤波系数组；开关，用于选择第一存储器或第二存储器；以及存储体切换设备，用于检测部分视频信号，并改变开关的状态。
附图说明
图1是多格式电视信号处理系统的方框图；
图2是数字视频接收系统的视频格式转换器的典型实现的方框图；
图3是存储体切换电路的典型实现的方框图；
图4是示出了检测节目格式改变的处理、检测垂直消隐间隔的处理和切换视频滤波系数的处理的流程图。
具体实施方式
从作为示例给出的以下描述中，本发明的特征和优点将变得更加明显。本发明的一个实施例可以包括在集成电路内。本发明的另一实施例可以包括形成电路的离散元件。
图1是根据本发明的典型数字视频接收系统(10)的方框图。系统(10)包括天线(20)和输入处理器(22)，用于一起接收和数字化利用承载音频、视频和相关数据的信号调制的广播载波。系统(10)还包括解调器(24)，用于接收并解调来自输入处理器(22)的数字输出。另外，系统(10)包括遥控单元(26)，用于接收用户输入命令。系统(10)还包括一个或多个数字输入到数字输出或数字输入到模拟输出显示驱动器(28)和各个数字输入或模拟输入显示器(30)，用于一起将数字视频画面数据转换为可视显示。在优选实施例中，显示器(30)是多格式电视显示单元，因此，显示驱动器(28)是适当的多格式输入到数字输出设备。尽管针对其中包括显示设备的图1的典型实施例来描述本发明，但是本发明还可应用于不包括显示设备的系统，如机顶盒、视频盒式录像机和DVD播放器等。
系统(10)还包括视频处理器(32)。通常，视频处理器(32)根据用户输入命令，接收来自遥控单元(26)的用户输入命令，接收来自解调器(24)的解调数据，并且将解调后的数据转换为用于显示驱动器(28)的视频画面数据。因此，视频处理器(32)包括远程接口(34)和控制器(36)。远程接口(34)接收来自遥控单元(26)的用户输入命令。控制器(36)解译输入命令，并适当控制针对处理器(32)的各种组件的设置以执行这些命令(例如，信道和/或屏幕上显示(“OSD”)选择)。视频处理器(32)还包括解码器(38)用于接收来自解调器(24)的解调数据，并输出经过格子解码(trellis decode)、映射到字节长度数据段、解交织和理德-所罗门纠错的数字信号。来自解码器(38)的校正后的输出数据具有运动画面专家组(“MPEG”)标准兼容传输数据流的形式，包含表示复用音频、视频和数据成分的节目。
处理器(32)还包括解码分组标识符(“PID”)选择器(40)和传输解码器(42)。PID选择器(40)识别传输流中的所选分组，并将其从解码器(38)路由到传输解码器(42)。传输解码器(42)将所选分组数字地解复用为音频数据、视频数据和其他数据，以便由处理器(32)进一步处理，如以下进一步详细描述的。
提供给处理器(32)的传输流包括数据分组，所述数据分组包含节目频道数据、辅助系统定时信息和节目专用信息，例如节目内容分级和节目指南信息。利用节目专用信息，传输解码器(42)识别并组装包括用户所选的节目频道的各个数据分组。传输解码器(42)将辅助信息分组引导到控制器(36)，控制器(36)解析、对比并将所述辅助信息组装为分层排列表。
系统定时信息包含时间参考指示符和相关校正数据(例如，夏令时指示符和为时间漂移、闰年等进行调节的偏移信息)。该定时信息足以使内部解码器(例如，MPEG解码器(44)，如下所讨论的)将时间参考指示符转换为时钟(例如，美国东部标准时间和日期)，用于建立节目的广播者对节目的未来传输的时间和日期。时钟可用于启动调度节目处理功能，例如，节目播放、节目记录和节目回放。
同时，节目专用信息包含条件访问、网络信息和标识和链接数据，使系统(10)能够调谐到所需信道，并组装数据分组以形成完整节目。节目专用信息还包含辅助节目内容分级信息(例如，基于年龄的适宜性分级)、节目指南信息(例如，电子节目指南(“EPG”))、与广播节目有关的描述文本、以及支持该辅助信息的识别和组装的数据。
系统(10)还包括MPEG解码器(44)。传输解码器(42)向MPEG解码器(44)提供MPEG兼容视频、音频和子画面流。视频和音频流包含表示所选的频道节目内容的压缩视频和音频数据。子画面数据包含与频道节目内容相关的信息，例如分级信息、节目描述信息等。MPEG(44)解码并解压缩来自传输解码器(42)的MPEG兼容打包的音频和视频数据，并从中获得解压缩的节目表示数据。
MPEG解码器(44)还组装、对比和解译来自传输解码器(42)的子画面数据，以产生用于输出到内部OSD模块(未示出)的格式化节目指南数据。OSD模块处理子画面数据和其他信息以产生像素映射数据，表示字幕、控制和信息菜单显示，包括可选菜单项和用于显示在显示器(30)上的其他项。在控制器(36)的指导下，以重叠像素映射数据的形式来产生包括由OSD模块产生的文本和图形的控制和信息显示。在控制器(36)的指导下，对来自OSD模块的重叠像素映射数据进行组合，并与来自解码器(38)的像素表示数据同步。由MPEG解码器(44)编码与相关子画面数据一起表示所选信道上的视频节目的组合像素映射数据。
系统(10)还包括一个或多个显示处理器(46)。通常，显示处理器将来自MPEG解码器(44)的已编码节目和子画面数据变换为与显示驱动器(28)兼容的形式。在典型实施例中，显示处理器(46)包括根据本发明的视频格式转换器(“VFC”)(60)(见图2)，如以下更详细讨论的。
图2是根据本发明的数字视频接收系统中的视频格式转换器(“VFC”)(60)的典型实现的方框图。VFC(60)包括多个并行视频行存储器(62)、VFC控制器(64)、VFC滤波器(66)、滤波系数RAM(70)和先入先出(“FIFO”)数据缓冲器68。VFC(60)接收来自MPEG解码器(44)的输入视频流(61)，并将输出视频流(69)传送到显示处理器(46)。通常，VFC控制器64控制视频行存储器(62)和VFC滤波器(66)来存储或排队来自输入视频流(61)的数据。另外，视频滤波系数RAM(70)配置用于响应VFC控制器(64)来进行操作，针对由显示处理器(46)处理的显示格式，对可用于VFC滤波器(66)的视频滤波系数进行最佳设置。
输入视频流的显示格式的改变需要正在由VFC滤波器(66)使用的视频滤波系数的改变以产生最佳可能画面。然而，改变视频滤波系数可能会导致输出视频流和随后的画面中的不需要的干扰，例如视频闪烁、交织信号的配对、画面同步的丢失或音频干扰。有利地，消除这些不需要的干扰并平滑地执行节目格式的切换，从而使观看者不察觉任何改变。当VFC控制器(64)确定已经发生了输入视频流的显示格式的改变时，VFC控制器(64)将针对新显示格式的视频滤波系数的地址传送到视频滤波系数RAM(70)。在从VFC控制器(64)接收到针对新显示格式的视频滤波系数的整个地址组之后，则滤波系数RAM(70)在随后的垂直消隐间隔期间，在前一个显示格式和新显示格式的视频滤波系数组之间进行过渡。
电视视频信号包括与消隐间隔交替的视频间隔，从而显示器(30)扫描束能够快速地返回到开始随后扫描的点。存在两种类型的消隐间隔：水平消隐间隔，针对视频图像的每一行发生一次并包含单一水平同步脉冲；以及垂直消隐间隔，在每场视频信息之后发生。所述垂直消隐间隔通常包括六个相对较宽的垂直同步脉冲，前面有六个相对较窄的预均衡脉冲，后面有六个相对较窄的后均衡脉冲。在滤波系数RAM(70)感知到垂直同步脉冲之后，其启动前一个显示格式和新显示格式的视频滤波系数组之间的过渡。由于在不存在视频的输出的垂直消隐间隔期间进行过渡，因此，按照防止画面中不需要的干扰的方式来过渡。
图3是包括用于控制存储视频滤波系数的存储体的切换的设备的滤波系数RAM(70)的典型实施例的方框图。图3所示的系统包括寄存器总线(370)、系数地址检测器(310)、存储体切换状态机(340)、第一输入复用器(410)和第二输入复用器(411)、第一RAM(418)和第二RAM(419)、以及输出复用器(422)。寄存器总线(370)的一部分包括地址总线(403、404、408、409)。寄存器总线(370)可以由VFC控制器(64，图2)、系数地址检测器(310)、VFC滤波器(66，图2)、第一输入复用器(410)和第二输入复用器(411)来访问，并且用于读取和写入由VFC滤波器(66，图2)使用的滤波系数的存储体。
VFC滤波器(66，图2)将地址写入在写入模式时所选的RAM(418、419)。从存储体切换状态机(340)经由存储体选择线(350)进行选择。应该注意，在任一时刻仅一个输入复用器(410、411)能够配置在写模式下，由于另一输入复用器(410、411)操作在存储体选择线(350)的反相。因此，当存储体选择线为高电位时，例如，第一输入复用器(410)处于写模式，同时第二输入复用器(411)处于读模式。当存储体选择线(350)的状态改变状态时，每一个输入复用器(410、411)的功能作为响应发生改变，因此，第一输入复用器(410)处于读模式，而第二输入复用器(411)处于写模式。因此，可以一次仅写入一个RAM(418、419)，并且在任一时刻可以从中仅读出一个RAM(418、419)，这取决于存储体选择线(350)的状态。
VFC滤波器(66，图2)通过当前处于读模式的输入复用器(410、411)的读地址线(403、408)，请求当前从RAM(418、419)中获得的视频滤波系数的地址。然后，通过与VFC滤波器(66，图2)相连的存储体数据线(424)，读取所请求的地址信息。
地址检测器(310)监视寄存器总线(370)上的数据，以通过VFC控制器(64，图2)来确定将地址写入到RAM的状态。当地址检测器(310)检测到正在写入RAM(418、419)的滤波系数的地址，其表示输入视频流(61，图2)的格式变化时，地址检测器(310)通过对写入的地址数量进行计数并将该数量与已知数量进行比较，或者通过可代替的方法，确定滤波系数的最后一个地址什么时候被写入，然后，将last_addr_written标记设置到存储体切换电路(340)。通过改变连接系数地址检测器(310)和存储体切换电路(340)的最后一个标记已写入线(320)的状态，来设置last_addr_written标记。在观察到“last_addr_written”标记之后，存储体切换电路(340)监视针对下一个消隐间隔的垂直消隐线(330)，其由与如先前所描述的输入视频流相关的垂直同步脉冲来表示。
在表示垂直消隐间隔之后，存储体切换电路(340)通过芯片使能/禁用线(350)来禁用RAM(418、419)，以防止错误读取或写入的发生。当正在从RAM(418、419)中读取信息并同时写入RAM(418、419)时，错误读取或错误写入可能会发生。在该示例中，VFC滤波器(66，图2)可能会从正在被写入的新视频滤波系数组和正在被重写的滤波系数组中错误地读取视频滤波系数，从而导致不正确的视频滤波系数组。另外，当正在同时读取和写入单一地址时，可能会发生类似错误。在禁用RAM(418、419)之后，如先前所描述的，存储体切换电路(340)通过存储体选择线来切换要读取的RAM(418、419)。存储体选择线(350)同时用于切换输入复用器(410、411)的状态。切换输入复用器(410、411)的状态将读时钟(401)和读地址(403)线与预先设置为写的RAM(418、419)相连，并且将写时钟和写地址线(416)与预先设置为读的RAM(418、419)相连。这些输入复用器通过导线(414、416)与RAM(418、419)相连。在存储体切换电路(340)改变存储体选择线(350)的状态之后，其通过芯片使能/禁用线(350)来启用RAM(418、419)。针对新视频格式的视频滤波系数能够通过存储体数据线(424)和输出复用器(422)由VFC滤波器(66，图2)读取。
图4是示出了根据本发明的以下典型存储器管理技术的检测节目格式变化的处理、检测垂直消隐间隔的处理和切换视频滤波系数的处理的流程图：
1.系数地址检测器(310)监视寄存器总线以确定新地址是否正在由VFC控制器(64)写入到RAM(418、419)。
2.在系数地址检测器(310)确定新地址正在被写入之后，表示输入视频格式的变化，则系数地址检测器(310)监视正在被写入的地址以确定最后一个地址什么时候被写入。
3.在最后一个地址已经由VFC控制器写入之后，系数地址检测器(310)设置last_addr_written标记(320)。
4.当存储体切换状态机(340)观察到该last_addr_written标记时，其监视垂直消隐线(330)以确定下一垂直消隐周期的开始。
5.在通过垂直消隐线(330)表示下一垂直消隐周期之后，存储体切换状态机(340)通过使能/禁用线(350)来禁用RAM(418、419)。
6.然后，存储体切换状态机(340)通过存储体选择线(350)来切换RAM(418、419)的读/写功能。
7.然后，存储体切换状态机(340)通过使能/禁用线(350)来启用RAM(418、419)。
8.然后，地址检测器返回到监视寄存器总线的初始状态以确定新地址是否正在由VFC控制器(64)写入RAM(418、419)。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是，明显地，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例进行各种改变。

Claims (19)

1.一种管理视频信号处理设备中的存储器的方法，包括：
禁用第一存储器和第二存储器；
响应部分视频信号，将输出从所述第一存储器切换到所述第二存储器；以及
启用所述第一存储器和所述第二存储器。
2.根据权利要求1所述的管理存储器的方法，其特征在于所述部分视频信号是视频消隐间隔。
3.根据权利要求2所述的管理存储器的方法，其特征在于所述视频消隐间隔是垂直视频消隐间隔。
4.根据权利要求1所述的管理存储器的方法，其特征在于所述输出与视频滤波器相连。
5.根据权利要求4所述的管理存储器的方法，其特征在于所述第一存储器和所述第二存储器存储视频滤波器系数数据。
6.根据权利要求5所述的管理存储器的方法，其特征在于所述视频滤波器系数数据是视频滤波器系数的存储器地址数据。
7.根据权利要求1所述的管理存储器的方法，其特征在于禁用所述第一存储器和所述第二存储器包括禁用所述第一存储器和所述第二存储器的读和写功能的步骤。
8.一种改变视频信号处理设备中的视频滤波器系数的方法，包括：
检测视频信号的视频显示格式的变化；
将视频滤波系数的存储体的至少一个地址写入第一存储器；
禁用所述第一存储器；
响应部分视频信号，将第二存储器的输出切换到所述第一存储器；以及
启用所述第一存储器。
9.根据权利要求8所述的改变视频信号处理设备中的视频滤波系数的方法，其特征在于所述部分视频信号是视频消隐间隔。
10.根据权利要求9所述的改变视频信号处理设备中的视频滤波系数的方法，其特征在于所述视频消隐间隔是垂直视频消隐间隔。
11.根据权利要求8所述的改变视频信号处理设备中的视频滤波系数的方法，其特征在于所述输出与视频滤波器相连。
12.根据权利要求11所述的改变视频信号处理设备中的视频滤波系数的方法，其特征在于所述第一存储器和所述第二存储器存储视频滤波系数数据。
13.一种用于选择多个视频滤波系数之一的设备，包括：
第一存储器，用于存储第一视频滤波数据组；
第二存储器，用于存储第二视频滤波数据组；
开关(422)，用于选择所述第一存储器或所述第二存储器；以及
存储体切换装置，用于检测部分视频信号，并改变所述开关的状态。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述部分视频信号是视频消隐间隔。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于所述视频消隐间隔是垂直视频消隐间隔。
16.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述第一视频滤波数据组和所述第二视频滤波数据组是视频滤波器系数的多个存储器地址位置。
17.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述第一视频滤波数据组和所述第二视频滤波数据组是多个视频滤波系数。
18.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述开关是复用器。
19.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述设备包括在集成电路内。
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