CN1901678A - 保护视频编码器的方法及视频同步保护器 - Google Patents
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Abstract
一种保护视频编码器的方法及装置，用以保护对第一视频信号所对应的视频数据进行编码时的视频编码器。该方法包含有：接收第一视频信号；检测该第一视频信号的中第一图场的起始点；将该第一视频信号的中对应于该第一图场的信息输出，以作为第二视频信号的第一图场；以及在输出该第二视频信号之中第二图场的信息之前，从该第二视频信号的第一图场的起始点起，至少等候一最小图场期间。本方法及其装置可以增加视频编码器的稳定性，也可避免频道切换时，因第一视频信号中的同步时序差异而形成的错误数据输入至视频编码器。
Description
技术领域
本发明涉及视频数据编码，尤指一种于编码视频比特流时保护视频编码器免于接收不正常的视频信号的视频同步保护方法及其相关视频同步保护器。
背景技术
以最基本的运作来说，视频压缩包含了分析一输入视频序列并舍弃对于观看者而言难以观察到的信息，因此每一种视频事件(video event)皆被指定给一种代码，其中一般出现频率高的视频事件被指定给拥有较少位的代码，而出现频率低的视频事件则被指定给拥有较多位的代码，这些步骤分别称为信号分析、量化以及可动长度编码；另有四种压缩方法为熟习此项技艺者所知，分别称为：离散余弦转换(discrete cosine transform，DCT)，向量量化(vectorquantization，VQ)，碎形压缩(fractal compression)以及离散小波转换(discrete wavelet transform，DWT).
动画专家群(Moving Picture Experts Group，MPEG)是国际标准化组织/国际电气委员会(ISO/IEC)于1988年成立的工作团体，目的在于制定数字影音标准格式，目前已有5项标准格式已使用或正在发展中，虽然这些MPEG压缩格式按位率而定，但其中每一种压缩格式是依据一特定应用以及一特定位率来设计。
MPEG-2是动态影像压缩标准其中一种例子，此一规格修正许多先前的MPEG-1中既有的问题，例如分辨率、可扩充性以及交错视频的处理；此外，MPEG-2可产生品质较好的影像(例如专业摄影品质以及上达高分辨率电视品质的等级)、允许不同的位率的多个频道经由多任务处理而成为单一数据流，并且亦支持交错视频(此规格为广播电视系统(broadcast TV system)所使用)，目前，MPEG-2已正式被国际标准化组织以登录号ISO 13818-1来加以采用，并广泛地用于对广播信号的影音进行编码，其中该广播信号包含有数字卫星电视信号以及有线电视信号，另外，经由某些调整后，MPEG-2亦适用于标准商业化的DVD电影以作为其编码格式。
对于MPEG-2标准而言，输入的视频影像(图帧)将分割成一个亮度信号(Y)以及两个彩度信号(亦称为色差信号U和V)，而此视频影像亦切割成多个宏区块(macroblock)，其是影像内部(亦即图帧内部)进行编码的基本单元，而每一宏区块再切割成四个8×8的亮度区块，而每一宏区块中的8×8彩度区块的数目是根据此影像来源的亮度格式而定，举例来说，一般4:2:0格式中，对于每一彩度信号，每一宏区块只有一个彩度区块，因此每一宏区块中总共有6个区块(对应亮度信号的四个亮度区块以及分别对应两彩度信号的两个彩度区块)。
在一视频比特流中，每一图帧(frame)的所有宏区块是在视频编码操作期间作处理，举例来说，帧内编码(intra-coded，I)画面的实际影像数据直接通过MPEG-2的编码过程，而前向参考(forward predicted，P)画面以及双向参考(bi-directional predicted，B)画面则先经过移动补偿(motion compensation)处理，这类画面与前一影像相关(对B画面而言亦与下一影像相关)；找出P画面或B画面中每一宏区块与前一影像或后一影像中最为相关的区域，而将宏区块对应至其相关区域的移动向量(motion vector)则会被编码，然后两区域的差将经过编码处理。
图1为公知视频压缩装置102的方块图。例如，视频压缩装置102为一MPEG-2视频编码器，其通过视频装置100(如电视译码器)接收视频信号。在视频应用中，图1中的视频信号通常为CCIR 656的格式，此CCIR 656格式定义为应用于平行及串行接口，并且在专业摄影以及专业视频的类应用的设备之间，提供4:2:2YCbCr数字视频的传输，另外有效的视频分辨率为美规NTSC系统的720×486(每60Hz扫描525条线)，亦或是欧规PAL系统的720×576(每50Hz扫描625条线)。
图2为公知CCIR 656视频信号传输格式的示意图。如图2所示，有两交错图场(interlaced field)f1与f2用以实现交错功能，另有水平同步信号(Hsync)以及垂直同步信号(Vsync)用于指出在交错图场f1与f2中的有效视频(activevideo)A1与A2，其中有效视频A1与A2构成此可见影像内容并可由视频压缩装置102予以编码。
图3为视频同步时序改变的示意图，假设第一频道Ch1领先第二频道Ch2且其间发生频道的切换。在图3中，第一频道Ch1领先第二频道Ch2，因此第一频道Ch1以及第二频道Ch2之间有一时序差。假设垂直同步Vsync发生于各频道中图场f1、f2的起始点，用以标示开始新的交错图场；如图3所示，当图1所示的视频信号S由第一频道Ch1切换至第二频道Ch2，将产生4种可能的视频信号R1、R2、R3以及R4，而根据此频道切换的时间点，可产生不同的异常垂直同步信号Vsync(与水平同步信号Hsync)，举例来说，第一与第三视频信号R1、R3在Vsync信号到达第一频道Ch1以前便从第二频道Ch2收到新Vsync信号，因而形成长度较短的图场，此外，第一与第三视频信号R1、R3也有重复的图场，换句话说，第一视频信号R1在P1作频道切换后将重复此第一图场f1，而第三视频信号R3在P3作频道切换后将重复此第一图场f2，最后，第二与第四视频信号R2、R4因为等待Vsync信号到达第二频道Ch2，故形成长度加长的图场。
图4为假设第一频道Ch1落后第二频道Ch2且其间发生频道切换的视频同步时序改变示意图。类似于图3所示，假设图4中的垂直同步信号Vsync发生于各频道中图场f1、f2的起始点，用以标示新的交错图场，如图4所示，当图1的视频信号S由第一频道Ch1切换至第二频道Ch2，将产生四种可能的视频信号R5、R6、R7以及R8，而根据频道切换的时间点，可产生不同的异常垂直同步信号Vsync(与水平同步信号Hsync)，举例来说，第一与第三视频信号R5、R7因在Vsync信号到达第一频道Ch1前便从第二频道Ch2收到新的Vsync信号，以至于形成长度较短的图场，另外，第二与第四视频信号R6、R8则有重复的图场，换句话说，第二视频信号R6在P2作频道切换后，其第一图场f1将会重复，而且第四视频信号R8在P4作频道切换后，其第二图场f2亦将重复，最后，第二与第四视频信号R6、R8因等待Vsync信号进入第二频道Ch2，故形成长度加长的图场。
前述因频道切换所造成的异常同步信号与其对应的图场可能使图1所示的视频压缩装置102的运作产生问题，特别是图3所示的较短的图场308、310与图4所示的较短的图场408、410，可能会使视频压缩装置102在开始下一个图帧前没有足够的时间可以处理目前图帧中所有宏区块；若下一个图帧在视频编码装置102完成目前图帧的编码的前到达，则此视频编码装置102可能发生不正常运作，在这种情形下，除非重新开机，否则此视频编码装置102可能会当机而没有反应；另外，重复的图帧也会产生类似系统不稳的问题，而较长的图帧312、314、412以及414则可能造成视频编码装置102将错误的数据编码成有效视频数据，以至于在播放编码数据时出现不想要的黑线或噪声。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保护视频编码器的方法及装置，应用于视频编码装置对第一视频信号所对应的视频数据进行编码时，能够保护该视频编码器免于接收异常的同步信号。
本发明的保护视频编码器的方法揭露一种用以保护对一第一视频信号所对应的视频数据进行编码时的视频编码器的方法。该方法包含有；接收第一视频信号；检测在该第一视频信号中的一第一图场的起始点；将该第一视频信号之中对应于该第一图场的信息输出，以作为一第二视频信号的一第一图场；以及在输出该第二视频信号中的一第二图场的信息之前，从该第二视频信号中的该第一图场的起始点起，至少等候一最小图场期间。
本发明的保护视频编码器的装置揭露一种视频同步保护器，用以保护对一第一视频信号所对应的视频数据进行编码时的视频编码器。该视频同步保护器包含有：一同步检测单元、一图场期间计数器以及一控制器，其中该同步检测单元是耦接于该第一视频信号，用来接收该第一视频信号的该视频数据并且检测该第一视频信号的该视频数据中的一第一图场的起始点，而该图场期间计数器是耦接于该第一视频信号，另外该控制器是耦接于该第一视频信号、该同步检测单元以及该图场期间计数器，用来在该同步检测单元检测出该第一视频信号中的该起始点之后，输出该第一视频信号中对应该第一图场的信息，以作为一第二视频信号中的一第一图场，并且在输出该第二视频信号中的一第二图场的信息之前，等候该图场期间计数器达到一最小图场期间。
附图说明
图1为公知视频编码装置(例如一MPEG-2的视频编码器，其通过视频装置(如电视译码器)接收视频信号)的方块图。
图2为公知CCIR 656视频信号传输格式的示意图。
图3为假设第一频道Ch1领先第二频道Ch2且在期间发生频道切换的视频同步时序改变的示意图。
图4为假设第一频道Ch1落后第二频道Ch2且在期间发生频道切换的视频同步时序改变的示意图。
图5为本发明一实施例的视频同步保护器的方块图。
图6为可能造成视频压缩装置产生问题的异常同步信号与相对应图场的示意图。
图7为本发明第一实施例的对第一视频信号进行编码时避免视频压缩装置接收异常同步信号的流程图。
图8为视频同步保护器针对图6所示的异常视频信号而根据图7所描述的方法运作所输出的受保护的第二视频信号的示意图。
图9为描述图7所示的步骤中等待图场期间大于或等于临界值的流程图。
图10为本发明第二实施例的对第一视频信号进行视频数据编码时避免视频编码器接收异常图场的流程图。
图11为视频同步保护器针对图6所示的异常视频信号而依据图10所描述的方法运作所输出的受保护的第二视频信号的示意图。
图12为本发明第三实施例的对第一视频信号进行视频数据编码时避免视频编码器接收异常图场的流程图。
图13为视频同步保护器针对图6所示的异常视频信号而依据图12所描述的方法运作所输出的受保护的第二视频信号的示意图。
图14为本发明视频同步保护器的一实施例的广义方块图。
图15为根据另一实施例的具有整合的视频同步保护器的视频压缩装置的方块图。
图16为本发明第四实施例的对第一视频信号进行视频数据编码时保护视频编码器的广义流程图。
100、502视频装置
102、504、1500视频压缩装置
500、1502视频同步保护器
1400同步检测单元
1402图场期间计数器
1404控制器
1504视频接收单元
1506结合视频同步保护器与视频接收单元的单一功能方块
1508视频编码器
1510外部内存
具体实施方式
图5为本发明一实施例的视频同步保护器500的方块图。视频同步保护器500是耦接于视频压缩装置504与视频装置502(例如电视译码器)之间，举例来说，视频编码装置504为依据不同标准规格(例如MPEG-2/4、H.264以及VC-1)来压缩视频数据的编码器，而视频装置502输出第一视频信号S1(CCIR 656格式)，另外视频同步保护器500接收此第一视频信号S1并输出相对应的第二视频信号S2，并且视频同步保护器500确保没有任何有害的异常同步信号出现在第二视频信号S2中，以保护视频压缩装置504免于接收有问题的同步信号，因此，视频压缩装置504在视频装置502的频道切换期间内，可以安全并适当地记录视频装置502所输出的视频数据。
图6为可能造成视频压缩装置504产生问题的不正常同步信号(Ab1至Ab8)与相对应图场f2、f2的示意图。亦即，太短的图场与重复的图场可能造成视频压缩装置504缺乏稳定性，并且太长的图场亦可能造成视频压缩装置504储存不正确的数据，而在本实施例中，重要的是图5所示的视频同步保护器500可保证若有图6所示的任何造成缺乏稳定性问题的异常同步信号及相对应图场存在于第一视频信号S1，则其将被移除而不会存在于第二视频信号中，因此，视频压缩装置504便不会因异常的同步信号(Ab1至Ab8)而引起周期性地当机，而可以安全地对第二视频信号S2编码。
图7是根据本发明第一实施例所绘的流程图，其描述了避免视频压缩装置504在对第一视频信号S1所对应的视频数据进行编码时收到异常同步信号的运作。倘若可达到大体上相同的结果，并不需要一定照图7所示的流程图中的步骤顺序来进行，且图7所示的步骤不一定要连续进行，亦即其它步骤亦可插入于其中；在本实施例中，保护视频压缩装置504免于接收有问题同步信号的操作方式包含以下步骤：
步骤700：通过设定一图场变量F等于0以激活同步信号保护运作，此图场变量F相对于第一视频信号S1中的一交错图场(亦即F＝0表示第一图场f1，而F＝1表示第二图场f2)。
步骤702：图场变量F是否等于0？若是，进行步骤704；否则，跳到步骤708。
步骤704：找出第一视频信号S1中第一图场f1的垂直同步信号Vsync，亦即接收第一视频信号S1的视频数据并且检测出所接收的视频数据中的第一同步信号；若寻找不到第一图场f1的垂直同步信号Vsync，持续步骤704，而一旦检测到第一视频信号S1中第一图场f1的垂直同步信号Vsync，进行步骤706。
步骤706：于第二视频信号S2中插入第一图场f1的垂直同步信号Vsync，在此步骤中，第一图场f1的垂直同步信号Vsync即为第二视频信号S2的视频数据的中受保护的同步信号(protected sync signal)。
步骤708：找出第一视频信号S1中第二图场f2的垂直同步信号Vsync，亦即接收第一视频信号S1的视频数据并且检测出所接收的数据中的第一同步信号；若寻找不到第二图场f2的垂直同步信号Vsync，持续步骤708，而一旦检测到第一视频信号S1中第二图场f2的垂直同步信号Vsync，进行步骤710。
步骤710：于第二视频信号S2中插入第二图场f2的垂直同步信号Vsync，在此步骤中，第二图场f2的垂直同步信号Vsync即为第二视频信号S2的视频数据的中受保护的同步信号。
步骤712：等候一段超过临界值Th的图场期间(field duration)，以确保第二视频信号S2中所有图场的图场期间至少和临界值Th一样长，因此在第二视频信号S2中将不再出现缩短的图场，而此临界值Th相当于允许视频压缩装置504将目前图场完全编码的最小图场期间；若图场期间未达临界值Th，持续步骤712；否则，当图场期间计数器超过临界值Th，跳到步骤714。在此需注意，在步骤712时，由第一视频信号S1输入的任何同步信号均会予以移除，因此在第一视频信号S1中所接收到的异常同步信号并不被复制至第二视频信号S2中。
步骤714：切换图场参数F以确保第二视频信号S2不会存在任何重复的图场垂直同步信号Vsync，最后，针对切换后的图场参数，回到步骤702以重复同步信号保护的操作。
图7所示的步骤可确定没有任何缩短的图场以及没有任何重复的图场垂直同步信号Vsync出现于第二视频信号S2，其中能够避免缩短的图场出现的原因是由于视频同步保护器500于输出第二视频信号S2(步骤706以及步骤710)的视频数据中受保护的第二同步信号的前会等候最起码的图场期间，而避免重复的图场垂直同步信号Vsync出现的原因是由于视频同步保护器500针对图场变量F目前状态所对应的图场，来输出第二视频信号S2中视频数据的受保护同步信号，而每当受保护的同步信号输出时，图场变量F将改换到另一状态(步骤714)；如前所述，异常的缩短图场以及重复图场可能造成视频压缩装置504产生不稳定问题，而经由如图7所示的运作，视频压缩装置504总是能够安全地对第二视频信号S2的中交错图场f1、f2的有效视频内容进行编码。
图8是视频同步保护器500针对图6所示的异常视频信号(Ab1到Ab8)根据图7描述的方法处理而输出的受保护的第二视频信号S2的示意图。在本实施例中，此视频同步保护器500接收第一视频信号S1的有效视频数据A1、A2，并输出第二视频信号S2，其所具有的有效视频数据A1、A2是对应于第一视频信号S1的有效视频数据A1、A2，如图8所示，当第一视频信号S1为异常视频信号(Ab1到Ab8)的其中之一时，则此视频同步保护器500便根据图7所示的运作来输出经过保护的第二视频信号S2，亦即，这些第二视频信号S2(图8中标号801至808所标示)分别对应于异常视频信号(Ab1至Ab8)经过保护的信号，举例来说，若第一视频信号S1是第三异常视频信号Ab3时，则视频同步保护器500将缩短的第一图场f1(如标号810所标示)延长至临界值Th的长度并且等候第一视频信号S1中第二图场f2的垂直同步信号Vsync，然后产生第二视频信号803中的延长的图场812，如此一来，便使视频压缩装置504有充裕时间以将该图场的视频数据进行编码，因而可避免视频压缩装置504当机。
图9是描述图7所示的步骤712中等待图场期间大于或等于临界值Th的流程图。在本实施例中，此临界值检测操作包含有下列步骤：
步骤900：将一扫描线计数变量(line count variable)初始化为0。
步骤902：由输入的第一视频信号S1中找出水平同步信号Hsync；若未找到水平同步信号Hsync，持续步骤902，否则，当找出水平同步信号Hsync后，跳到步骤904。
步骤904：将扫描线计数变量递增1。
步骤906：扫描线计数变量是否大于或等于第二临界值Th2？若是，跳到步骤714；否则跳到步骤902。在本实施例中，第二临界值Th2相当于让视频压缩装置504有足够时间将一图场的有效视频A1、A2中所有宏区块予以编码所需的最少扫描线数目，举例来说，第二临界值Th2对于NTSC视频信号可以设定为240条扫描线，或对于PAL视频信号可以设定为288条扫描线。
虽然图7所描述的运作可避免视频压缩装置504接收到有问题的同步信号，因而可预防不稳定的问题，但是在异常视频信号Ab1到Ab8中，较长的图场却可能造成错误的数据被编码成有效视频数据A1、A2，并且也可能在播放编码数据时形成恼人的黑线或噪声。
图15为本发明另一实施例的方块图，其显示了具有整合的视频同步保护器1502的视频压缩装置1500。如图15所示，视频压缩装置1500是耦接于视频装置502，并包含有视频同步保护器1502、一视频接收单元1504、一视频编码器1508以及一外部内存1510，而在本实施例中，无论视频来源502为何，视频压缩装置1500将能够安全地将视频来源502所输出的视频信号S1编码；另外，在此应注意到，在其它实施例中，此同步保护器1502也可以与视频接收单元1504结合成为单一功能方块1506，因此在这些实施例中，结果是此视频接收单元1504将只针对可让视频编码器1508有足够时间将有效视频中图帧内所有的宏区块予以编码所需的最起码扫描线数目，输出有效视频数据至外部内存1510，由此，视频编码器1508便能够安全并正确地将对应于视频装置502所输出的视频数据(包含频道切换的期间的视频数据)进行编码。
图10为根据本发明第二实施例所绘的流程图，其描述了避免视频编码器1508在对第一视频信号S1进行编码时收到异常的图场。倘若可达成大体上同样的结果，则图10所示的流程图中的步骤不需要遵从图标顺序且不必连续执行，亦即其它步骤可以插入于其中，而在此实施例中，保护视频编码器1508免于接收有问题图场的运作包含有下列步骤：
步骤1000：通过将一图场变量F设定为0以激活同步信号保护运作。此图场变量F相对于第一视频信号S1中的交错图场其中之一(亦即F＝0表示第一图场f1而F＝1表示第二图场f2)。
步骤1002：图场变量F是否等于0？若是，进行步骤1004；否则，跳到步骤1010。
步骤1004：找出第一视频信号S1中第一图场f1的垂直同步信号Vsync；亦即接收第一视频信号S1的视频数据并且由所接收的视频数据中找出第一同步信号，若找不到第一图场f1的垂直同步信号Vsync，继续步骤1004；当找出第一视频信号S1中的第一图场f1的垂直同步信号Vsync时，跳到步骤1006。
步骤1006：将第一视频信号S1的有效视频数据A1输出，-以作为第二视频信号S2的第一图场f1的视频数据。
步骤1008：图场期间是否大于或等于临界值Th？此步骤用以确定第二视频信号S2中所有图场的期间至少等于临界值Th的长度，因此没有任何缩短的图场会出现于第二视频信号S2；若是图场期间尚未达到临界值Th，跳到步骤1006，否则当图场时间超过临界值Th时，跳到步骤1016。
步骤1010：找出第一视频信号S1中第二图场f2的垂直同步信号Vsync，亦即接收此第一视频信号S1的视频数据并于所接收的视频数据中找出第一同步信号；若找不到第二图场f2的垂直同步信号Vsync，继续步骤1010，当找出第一视频信号S1中第二图场f2的垂直同步信号Vsync时，跳到步骤1012。
步骤1012：将第一视频信号S1的有效视频数据A2输出，以作为第二视频信号S2中第二图场f2的视频数据。
步骤1014：图场期间是否大于或等于临界值Th？此步骤用以确定第二视频信号S2的所有图场的期间至少等于临界值Th的长度，因此在第二视频信号S2中将不存在有缩短的图场；若是图场期间尚未达到临界值Th，跳到步骤1012，否则当图场时间超过临界值Th时，跳到步骤1016。
步骤1016：切换图场变量F以确保第二视频信号S2不会存在重复的图场垂直同步信号，最后，针对切换后的图场变量F，跳到步骤1002以重复同步信号保护的操作。
图10所示的步骤不仅确定没有任何缩短的图场以及重复的图场存在于第二视频信号S2，并且亦避免可能存在于延长的图场其延伸区中任何错误视频数据被储存于外部内存1510中或被视频编码器1508所编码，亦即，视频同步保护器1502接收第一视频信号S1的有效视频数据A1、A2，在输出第二视频信号S2时等候其中每一图场的期间达到临界值Th，其所具有的有效视频数据A1、A2是对应于第一视频信号S1的有效视频数据A1、A2(步骤1006与步骤1012)，因此，经由图10所示的运作，视频编码器1508将总是能够安全地对第二视频信号S2的中交错图场f1、f2的有效视频数据A1、A2进行编码，并且避免在临界值Th的后去编码错误的数据。
图11是视频同步保护器1502针对图6所示的异常视频信号(Ab1至Ab8)依据图10描述的方法处理而输出的受保护的第二视频信号S2的示意图。如图11所示，当第一视频信号S1是异常视频信号(Ab1至Ab8)其中之一时，视频同步保护器1502依据图10所描述的方法输出经过保护的第二视频信号S2，亦即，这些第二视频信号S2(图11中标号1100至1108所标示)分别对应于异常信号(Ab1至Ab8)经过保护后的信号，举例来说，在本实施例中，当第一视频信号S1是第三异常视频信号Ab3时，此视频同步保护器1502将缩短的图场1110延长至临界值Th的长度，而在缩短的图场1110的延长部分，输出第一视频信号S1的数据作为第二视频信号S2中第一图场f1的视频数据(如图11中视频信号1103所示)，然后便舍弃第一视频信号S1的输入视频数据，直到在步骤1010检测到第二图场f2的垂直同步信号Vsync为止；因此，视频编码器1508便有足够时间将图场的视频数据编码并且将会丢弃临界值Th之后的错误数据。
然而在某些频道切换中，仍有微小机会造成错误数据被编码成有效视频数据A1以及A2，举例来说，在图11所示的第一图场1110到第二图场1111的转换期间，黑线将会出现在视频编码器1508所编码的数据中，而此黑线的产生是因为被编码的图场依据临界值Th而延长时，第二图场1111的垂直同步信号信息被当成是有效视频。
图12是根据本发明第三实施例所绘的流程图，其描述了避免视频编码器1508在对第一视频信号S1进行视频数据编码时收到异常的图场。倘若可达成大体上相同的结果，图12所示流程图中的步骤不需要依据所示顺序执行且不必连续执行，亦即其它的步骤可以插入于其中；在本实施例中，保护视频编码器1508以避免接收有问题图场的操作包含如图10所示的相同步骤以及下列附加步骤：
步骤1200：是否在第一视频信号S1中检测到垂直同步信号Vsync？若是，则表示在图场期间达到临界值Th的前垂直同步信号Vsync便已到达，因此图场实际上太短并且会因为将垂直同步信号Vsync编码为视频数据而使得编码后的数据包含黑线。若检测到垂直同步信号Vsync，为避免黑线产生，跳到步骤1204，否则，照例继续步骤1008。
步骤1202：在第一视频信号S1中是否检测到垂直同步信号Vsync？若是，则表示在图场期间达到临界值Th的前垂直同步信号Vsync便已到达，因此图场实际上太短并且会因为将垂直同步信号Vsync编码为视频数据而使得编码后的数据内包含黑线。若找到垂直同步Vsync信号，为避免黑线产生，跳到步骤1204，否则，照例继续步骤1014。
步骤1204：丢弃整个的目前图帧(current frame)，亦即不将目前图帧中第一图场f1或第二图场f2的已编码数据储存至外部内存1510中，反而将图场变量F重设为0并且跳到步骤1206。已储存于外部内存1510中的目前图帧的任何数据在接下来的写入操作可被覆写。
步骤1206：是否于步骤1200或步骤1202检测到第一视频信号S1中第一图场f1的垂直同步信号Vsync？若是，回到步骤1002；否则，直接跳到步骤1006。
图13是视频同步保护器1502针对图6所示的异常视频信号(Ab1至Ab8)依据图12描述的方法处理而输出的受保护的第二视频信号S2的示意图。如图13所示，当第一视频信号S1是异常视频信号(Ab1至Ab8)其中之一时，此视频同步保护器1502依据图12所描述的操作来输出经过保护的第二视频信号S2，亦即，这些第二视频信号S2(图13中标号1301至1308所标示)分别对应于异常视频信号Ab1至Ab8经过保护后的信号，举例来说，于本实施例中，当第一视频信号S1是第三异常视频信号Ab3时，此视频同步保护器1502将缩短的图场1310延长至临界值Th的长度，然而，在达到临界值Th之前，步骤1200已接收第二图场1311，因此包含第一图场f1以及第二图场f2的整个图帧将在图13中视频信号1303所示的第二视频信号S2中被丢弃。
图12的额外步骤是用以避免任何错误数据被视频编码器所编码，当正等候一最小图场期间时，若在第一视频信号S1的视频数据中检测到第二同步信号，则视频同步保护器1502通过不输出对应于第二视频信号S2中目前图帧的任何视频数据至外部内存1510，以舍弃第二视频信号S2中的目前图帧，因此确保在编码数据的播放过程中不会出现任何黑线或其它噪声，如此一来，视频编码器1508便有足够时间将此图帧的视频数据编码，并且在频道切换期间内，于临界值Th之前或之后都不会编码到错误数据。
请注意，仍有其它实施例是可行的，举例来说，虽然以上描述注重于具有交错图场f1、f2的第一与第二视频信号S1、S2，然而其它只具有单一图场或两个以上图场的视频信号S1、S2的实施例也是可行的，另外，在不同实施例中，也可以保护不同于垂直同步信号的其它同步信号，举例来说，图14为本发明视频同步保护器1401的一实施例的广义方块图。如图中所示，视频同步保护器1401包含有一同步检测单元1400、一图场期间计数器1402以及一控制器1404，其中同步检测单元1400是耦接于第一视频信号S1，用以接收第一视频信号S1的视频数据并检测第一视频信号的视频数据中的第一同步信号，图场期间计数器1402是耦接于第一视频信号S1，而控制器1404则耦接于第一视频信号S1、同步检测单元1400以及图场期间计数器1402；当同步检测单元1400检测出第一视频信号中的第一同步信号时，控制器1404输出第二视频信号S2的视频数据中受保护的同步信号，接着，控制器1404等候图场期间计数器1402达到一最小图场期间，而因为第二视频信号S2是耦接至视频压缩装置504，所以只有经过保护的同步信号将可抵达视频压缩装置504。
图16是根据本发明第四实施例所绘的广义流程图，其描述了对第一视频信号S1进行视频数据编码时保护视频编码器的运作。倘若可达到大体上相同的结果，则图16所示的流程图中的步骤不需要依图标顺序执行且不必连续执行，亦即其它的步骤也可以插入于其中，而在本实施例中，保护视频编码器的操作包含有以下步骤：
步骤1600：自视频装置接收第一视频信号S1。
步骤1602：检测第一视频信号S1中第一图场的起始点，举例来说，检测第一视频信号S1中第一垂直同步信号。
步骤1604：将第一视频信号S1之中对应于第一图场的信息输出，以标示或作为第二视频信号S2中第一图场，亦即，在前述第一实施例中，是输出第二视频信号S2的第一同步信号，而在其它实施例中，输出第二视频信号S2中第一图场的有效视频。
步骤1606：在输出第二视频信号S2中第二图场的信息前，从第二视频信号的第一图场的起始点起，至少等候一最小图场期间；此步骤将确保视频编码器有足够时间以将第二视频信号S2中第一图场完整地进行编码。
本发明揭露一种方法以及其相关视频同步保护器，应用于视频编码装置对第一视频信号所对应的视频数据进行编码时，能够保护该视频编码器免于接收异常的同步信号。通过以上实施例所揭示的运作：接收第一视频信号的视频数据、检测第一视频信号中视频数据的第一同步信号、当检侧到第一视频信号的第一同步信号时输出第二视频信号中视频数据的受保护的同步信号、等候一最小图场期间并且将第二视频信号提供给视频编码器，本发明方法以及相关的视频同步保护器可以确定没有任何异常视频信号会抵达视频编码器，因而增加视频编码器的稳定性，亦可避免频道切换时，因第一视频信号中的同步时序差异而产生的错误数据被输入至视频编码器。
上述具体实施方式仅用于说明本发明，而非限定本发明。
Claims (22)
1.一种用以保护对一第一视频信号所对应的视频数据进行编码时的视频编码器的方法，其特征在于，包含有：
接收第一视频信号；
检测在第一视频信号中一第一图场的起始点；
将第一视频信号之中对应于第一图场的信息输出，以作为一第二视频信号的一第一图场；以及
在输出第二视频信号中的一第二图场的信息之前，从第二视频信号的第一图场的起始点起，至少等候一最小图场期间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二视频信号耦接至视频编码器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有：
检测第一视频信号的一第一同步信号，该第一同步信号为第一视频信号的第一图场的起始点；以及
当检测出第一视频信号中第一同步信号时，输出一受保护的同步信号以作为第二视频信号中第一图场的起始点。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，第一同步信号为第一视频信号的视频数据中所接收的一垂直同步信号，并且受保护的同步信号为输出于第二视频信号的视频数据的一垂直同步信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，等候最小图场期间包含有：
初始化一扫描线计数值；
找出第一视频信号中一水平同步信号；
每当从第一视频信号的中找出一水平同步信号时，将扫描线计数值递增1；以及
等候到扫描线计数值等于或大于一预定临界值为止。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，等候最小图场期间另包含有：
在为第二视频信号中的第二图场输出一第二受保护的同步信号之前，等候所述最小图场期间。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，另包含有：
提供一图场变量，该图场变量具有多个可能状态；
若第一同步信号是对应于第一视频信号中的一图场且该图场符合图场变量的目前状态，则输出受保护的同步信号给第二视频信号的视频数据中对应于图场变量目前状态的图场；以及
在输出第二视频信号的视频数据中的受保护的同步信号之后，改变图场变量的目前状态。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，图场变量有两种可能状态，其分别代表第一与第二视频信号的视频数据的交错图场中的一第一图场以及一第二图场；且所述改变图场变量的目前状态的步骤另包含有：切换至图场变量的另一状态。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有：
当等候最小图场期间时，接收第一视频信号的第一图场的有效视频数据，并且输出第二视频信号的第一图场，其中第二视频信号所具有的有效视频数据是对应于第一视频信号的有效视频数据。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含有：
当等候最小图场期间时，若检测到第一视频信号中一第二图场的一起始点，则通过不输出第二视频信号中一图帧所对应的任何视频数据，以舍弃第二视频信号的视频数据中一目前图帧。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，另包含有：
当等候最小图场期间时，若未检测到第一视频信号中一第二图场的一起始点，则在该等候期间，接收第一视频信号的有效视频数据，并且输出第二视频信号的第一图场，其中第二视频信号所具有的有效视频数据是对应于第一视频信号的有效视频数据。
12.一种视频同步保护器，用以保护对一第一视频信号所对应的视频数据进行编码时的视频编码器，其特征在于，该视频同步保护器包含有：
一同步检测单元，耦接于第一视频信号，用以接收第一视频信号的视频数据，并检测第一视频信号的视频数据中一第一图场的一起始点；
一图场期间计数器，耦接于第一视频信号；以及
一控制器，耦接于第一视频信号、同步检测单元以及图场期间计数器，用来在同步检测单元检测到第一视频信号中该起始点之后，输出第一视频信号之中对应第一图场的信息，以作为一第二视频信号的一第一图场，并且在输出第二视频信号中的一第二图场的信息之前，等候图场期间计数器达到一最小图场期间。
13.如权利要求12所述的视频同步保护器，其特征在于，第二视频信号耦接至视频编码器。
14.如权利要求12所述的视频同步保护器，其特征在于，同步检测单元检测第一视频信号的一第一同步信号，而第一同步信号为第一视频信号的第一图场的起始点，并且控制器在同步检测单元检测到第一视频信号中第一同步信号时，输出一受保护的同步信号以作为第二视频信号中第一图场的起始点。
15.如权利要求14所述的视频同步保护器，其特征在于，第一同步信号为第一视频信号的视频数据中所接收的一垂直同步信号，并且受保护的同步信号为输出于第二视频信号的视频数据的一垂直同步信号。
16.如权利要求15所述的视频同步保护器，其特征在于，图场期间计数器包含用来：初始化一扫描线计数值；找出第一视频信号中一水平同步信号；每当从第一视频信号之中找出一水平同步信号时，将扫描线计数值递增1；以及等候到扫描线计数值大于或等于一预定临界值为止。
17.如权利要求14所述的视频同步保护器，其特征在于，控制器在为第二视频信号的视频数据输出一第二受保护的同步信号之前，等候图场期间计数器达到最小图场期间。
18.如权利要求14所述的视频同步保护器，其特征在于，另包含有：
一图场变量，耦接于控制器，该图场变量具有多个可能状态；
其中若同步检测器所检测的第一同步信号是对应于第一视频信号中的一图场且该图场符合图场变量的目前状态，则控制器输出受保护的同步信号给第二视频信号的视频数据中对应于图场变量目前状态的图场，以及在输出第二视频信号的视频数据中的受保护的同步信号之后，改变图场变量的目前状态。
19.如权利要求18所述的视频同步保护器，其特征在于，图场变量具有两种可能状态，其分别代表第一与第二视频信号的视频数据的交错图场中的一第一图场以及一第二图场；并且控制器在输出第二视频信号的视频数据中的受保护的同步信号之后，将图场变量切换至另一状态。
20.如权利要求12所述的视频同步保护器，其特征在于，当等候图场期间计数器达到最小图场期间时，控制器接收第一视频信号的第一图场的有效视频数据，并且输出第二视频信号的第一图场，其中第二视频信号所具有的有效视频数据是对应于第一视频信号的有效视频数据。
21.如权利要求12所述的视频同步保护器，其特征在地，当等候图场期间计数器达到最小图场期间时，若检测到第一视频信号中一第二图场的一起始点，则控制器不输出第二视频信号中一图帧所对应的任何视频数据，以舍弃第二视频信号的视频数据中一目前图帧。
22.如权利要求21所述的视频同步保护器，其特征在于，当等候图场期间计数器达到最小图场期间时，若未检测到第一视频信号中一第二图场的一起始点，则控制器接收第一视频信号的有效视频数据，并且输出第二视频信号的第一图场，其中第二视频信号所具有的有效视频数据是对应于第一视频信号的有效视频数据。
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