CN209982615U - 用于色彩空间4:4:4传输的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于色彩空间4:4:4高速保真传输的设备，其包括：依次通信连接的图像输入单元、第一图像转换单元、图像传输单元、第二图像转换单元、图像输出单元；图像输入单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输入接口；第一图像转换单元用于将色彩空间4:4:4采样格式的图像数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据；第二图像转换单元用于将多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据转换为色彩空间4:4:4采样格式的图像数据；图像输出单元包括支持支持色彩空间4:4:4采样格式的输出接口。基于本实用新型的设备可以实现色彩空间4:4:4采样格式的图像数据的高速保真传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及多媒体技术领域，特别涉及一种用于色彩空间4:4:4传输的设备。
背景技术
由于色彩空间4:4:4是全带宽与全色度最高采样录制与输出方式，其带宽与色域范围都比色彩空间4:2:2或者4:2:0等方式存在质的优越。在大部分应用场合，特别是会议，大屏幕显示等要求对单像素图像进行细节还原的场合，必须使用色彩空间4:4:4的采集处理系统。然而，虽然色彩空间4:4:4的采样方式能保证最高的图像品质，但却要占用巨大带宽，直接采用色彩空间4:4:4的数据格式进行传输，其传输效率低下，无法满足大众需要。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于色彩空间4:4:4传输的设备。本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型提供一种用于色彩空间4:4:4传输的设备，包括：依次通信连接的图像输入单元、第一图像转换单元、图像传输单元、第二图像转换单元、图像输出单元；所述图像输入单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输入接口；所述第一图像转换单元用于将色彩空间4:4:4采样格式的源数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据；所述第二图像转换单元用于将多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据还原为色彩空间4:4:4采样格式的源数据；图像输出单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输出接口。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述设备还包括编码芯片和解码芯片；所述编码芯片的输入端与所述第一图像转换单元的输出端通信连接；所述编码芯片的输出端与所述图像传输单元的输入端通信连接；所述解码芯片的输入端与所述图像传输单元的输出端通信连接；所述解码芯片的输出端与所述第二图像转换单元的输出端通信连接；所述编码芯片具体为用于编码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2编码芯片，所述解码芯片具体为用于解码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2解码芯片；或者所述编码芯片具体为用于编码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0编码芯片，所述解码芯片具体为用于解码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0解码芯片。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述第一图像转换单元还包括信号转换芯片；所述信号转换芯片用于将色彩空间4:4:4采样格式的图像数据转换为与所述第一图像转换单元的输入端相兼容的色彩空间4:4:4采样格式的图像数据输出格式。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述第一图像转换单元具体为转换电路；FPGA芯片串接于所述转换电路中。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述信号转换芯片的输出接口包括RGB、LVDS、BT.1120、MIPI中的任一种或多种。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述信号转换芯片的输入接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述图像传输单元包括以太网。
本实用新型提供的用于色彩空间4:4:4传输的设备，优选地，所述图像输出单元的输出接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。
本实用新型具有的优点或者有益效果：
本实用新型提供了一种用于色彩空间4:4:4传输的设备，其包括：依次通信连接的图像输入单元、第一图像转换单元、图像传输单元、第二图像转换单元、图像输出单元；图像输入单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输入接口；第一图像转换单元用于将色彩空间4:4:4采样格式的源数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据；第二图像转换单元用于将多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据转换为色彩空间4:4:4采样格式的源数据；图像输出单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输出接口。基于本实用新型的设备可以实现色彩空间4:4:4采样格式的图像数据的高速保真传输。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是本实用新型的实施例1的用于色彩空间4:4:4的传输的设备简图；
图2是本实用新型的实施例2的信号转换芯片至编码芯片的数据流示意简图；
图3为编码芯片6内部数据存储示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
实施例1
虽然色彩空间4:4:4的采样方式能保证最高的图像品质，但却要占用巨大带宽，直接采用色彩空间4:4:4的数据格式进行传输，其传输效率低下，无法满足大众需要，亟需开发一种用于色彩空间4:4:4高保真高码率的传输设备。
如图1所示，本实用新型的实施例1提供一种用于色彩空间4:4:4的传输设备，包括：依次通信连接的图像输入单元、第一图像转换单元、图像传输单元、第二图像转换单元、图像输出单元；图像输入单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输入接口；第一图像转换单元用于将色彩空间4:4:4采样格式的源数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据；第二图像转换单元用于将多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据还原为色彩空间4:4:4采样格式的源数据；图像输出单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输出接口。
该用于色彩空间4:4:4的传输设备的具体使用步骤包括：由图像输入单元采集色彩空间4:4:4格式的源数据，并将源数据输入第一图像转换单元；第一图像转换单元将源数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式和多路色彩空间4:2:0采样格式中任一种采样格式的第二中间数据，并输出至图像传输单元；第二中间数据通过图像传输单元进行数据传输，然后输入第二图像转换单元；第二图像转换单元将第二中间数据还原成色彩空间4:4:4采样格式的源数据，然后由图像输出单元输出色彩空间4:4:4采样格式的源数据。基于本实用新型的设备可以实现色彩空间4:4:4采样格式的图像数据的高速保真传输，避免了直接采用色彩空间4:4:4的数据格式进行传输，其传输效率低下，无法满足大众需要的问题。
为了进一步提高色彩空间4:2:2格式的图像数据的码率的同时满足一定质量(信噪比的要求)，本实用新型的实施例1提供的用于色彩空间4:4:4的传输设备，优选地，设备还包括编码芯片和解码芯片；编码芯片的输入端与第一图像转换单元的输出端通信连接；编码芯片的输出端与图像传输单元的输入端通信连接；解码芯片的输入端与图像传输单元的输出端通信连接；解码芯片的输出端与第二图像转换单元的输入端通信连接；
应当注意的是，编码芯片为用于编码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2编码芯片，解码芯片为用于解码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2解码芯片；或者编码芯片为用于编码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0编码芯片，解码芯片用于解码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0解码芯片。
上述编码芯片包括但不限于海思公司生产的Hi3531型号芯片、Hi3507型号芯片，上述解码芯片包括但不限于海思公司生产的Hi3515型号的芯片。
其相对前述用于色彩空间4:4:4的传输设备的区别在于，将第一图像转换单元的输出端输出的第二中间数据通过编码芯片进行编码后再输入图像传输单元进行数据传输；然后，由图像传输单元的输出端输入解码芯片内部；经解码芯片解码后再输入至第二图像转换单元的输入端。
编码(解码)的具体实现过程包括通过修改编码芯片(或解码芯片)的编码参数配置(或解码参数配置)，包括但不限于修改图像分辨率，实现通过大面积色彩空间4:2:2或4:2:0采样格式图像数据编码(或解码)，实际完成对小面积色彩空间4:4:4的图像编码(或解码)。通过数据重组，对色彩空间4:2:2格式的第二中间数据进行编码，能够满足一定质量(信噪比的要求或主观评价得分)的条件下，以较少比特数表示图像数据包含的信息，从而进一步提高色彩空间4:2:2格式或色彩空间4:2:0格式的图像数据的码率。与之相应地，通过数据反向重组，对编码后的色彩空间4:2:2格式的图像数据进行解码，对从而利于后续设备的正常运行。
上述数据重组或反向数据重组的具体实现方式包括但不限于地址连续，数据移动或者数据拷贝等方式，其目的是让编码芯片或者解码芯片能够识别且正常工作。
为了进一步扩大用于色彩空间4:4:4传输的方法所适用的源数据的适用范围，减少因输出格式不兼容导致的方法无法实施的问题，本实用新型的实施例1提供的用于色彩空间4:4:4的传输设备，优选地，第一图像转换单元还包括信号转换芯片；信号转换芯片用于将色彩空间4:4:4采样格式的图像数据转换为与第一图像转换单元的输入端相兼容的色彩空间4:4:4采样格式的图像数据输出格式。通过信号转换芯片的转换功能将源数据的输出格式转换为能与第一图像转换单元的输入端相兼容的色彩空间4:4:4采样格式的图像数据输出格式，进一步扩大用于色彩空间4:4:4传输的方法所适用的源数据的适用范围，减少因输出格式不兼容导致的上述方法无法顺利实施的现象发生。现有技术中，大众最常用的图像数据的输出格式为HDMI或VGA，而对于图像数据的运算和传输而言，HDMI或VGA的格式却不是最佳。为了适应大众对于图像数据的最普遍的使用需求，同时便于图像的运算和传输。本实用新型的实施例1提供的用于色彩空间4:4:4的传输设备，优选地，信号转换芯片的输出接口包括RGB、LVDS、BT.1120、MIPI中的任一种或多种；信号转换芯片的输入接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。RGB、LVDS、BT.1120、MIPI能够很好地与转换电路适应，从而进一步提高用于色彩空间4:4:4的传输设备的工作效率和稳定性。
为了满足大部分应用场合，特别是会议，大屏幕显示等要求对单像素图像进行细节还原的场合，本实用新型的实施例1提供的用于色彩空间4:4:4的传输设备，优选地，图像输出单元的输出接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。HDMI、VGA输出接口是现有技术中最常见的大屏幕显示的输入接口，其能够满足大部分应用场合，特别是会议，大屏幕显示等要求对单像素图像进行细节还原的场合。
为了利于转换电路的简化和集成，本实用新型的实施例1提供的用于色彩空间4:4:4的传输设备，优选地，第一图像转换单元具体为转换电路；FPGA芯片或其他ASIC芯片串接于转换电路中。FPGA芯片或其他ASIC芯片作为发展最为成熟的可编程电路元件，其在将色彩空间4:4:4格式的图像数据(源数据)转换为色彩空间4:4:4格式的图像数据(第二中间数据)的研究已经十分成熟。采用基于FPGA芯片或其他ASIC芯片的转换电路，有利于用于色彩空间4:4:4的传输设备的高效稳定的运行。
需要注意的是上述转换电路也可以不包括FPGA芯片或其他ASIC芯片，仅仅通过总线复用或者扩展实现。例如，通过扩展和重新排序，将色彩空间4:4:4格式的源数据分配到多路色彩空间4:2:2格式或者多路色彩空间4:2:0格式的数据格式中，且分配转换的过程中没有色彩损失。
为了实现图像数据的远程高速传输，本实施例1提供的用于色彩空间4:4:4传输的方法，优选地，图像数据的数据传输具体通过高可靠性，高性能和高适用性的以太网进行传输，有利于实现图像数据的远程高速传输，同时使得用于色彩空间4:4:4传输的方法在远程环境下能够得到更好更广泛的应用。
实施例2
以输入1920x1080的HDMI，YUV4:4:4信号为例。
按照图2所示，HDMI信号1通过信号转换芯片2，转换成24-bit具有分离时序输出的YUV4:4:4的TTL数据3，输入给FPGA芯片4。
FPGA芯片4将24-bit具有分离时序输出的YUV4:4:4的TTL数据3转换成2组YUV4:2:2的数据并按照BT.1120格式(16-bit具有内嵌时序)数据5输入给4:2:2/4:2:0编解码芯片6。其中关键在于通过合理设计(包括但不限于将图像按列进行奇数偶数分割，1路采样奇数列，1路采样偶数列)，使用2倍的数据量，将原始色彩空间4:4:4的所有信息放入2路色彩空间4:2:2的BT.1120的数据中。
按照图3所示，2组YUV4:2:0的数据并按照BT.1120格式(16-bit具有内嵌时序)数据5，在4:2:2编码芯片6内部进行排列。
将4:2:2编码芯片6配置成为对数据1920x2160进行色彩空间4:2:2的编码，得到两路色彩空间4:2:2的采样格式的图像数据；从而保留了完整的色彩空间4:4:4的所有数据。
两路色彩空间4:2:2的采样格式的图像数据由图像传输单元传输至4:2:2解码芯片；4:2:2解码芯片解码后将两路色彩空间4:2:2的采样格式的图像数据还原成色彩空间4:4:4采样格式的源数据，然后由图像输出单元输出色彩空间4:4:4采样格式的源数据。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，包括：依次通信连接的图像输入单元、第一图像转换单元、图像传输单元、第二图像转换单元、图像输出单元；
所述图像输入单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输入接口；
所述第一图像转换单元用于将色彩空间4:4:4采样格式的源数据转换为多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据；
所述第二图像转换单元用于将多路色彩空间4:2:2采样格式或者多路色彩空间4:2:0采样格式的图像数据还原为色彩空间4:4:4采样格式的源数据；
图像输出单元包括支持色彩空间4:4:4采样格式的输出接口。
2.根据权利要求1所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述设备还包括编码芯片和解码芯片；
所述编码芯片的输入端与所述第一图像转换单元的输出端通信连接；所述编码芯片的输出端与所述图像传输单元的输入端通信连接；
所述解码芯片的输入端与所述图像传输单元的输出端通信连接；所述解码芯片的输出端与所述第二图像转换单元的输出端通信连接；
所述编码芯片具体为用于编码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2编码芯片，所述解码芯片具体为用于解码色彩空间4:2:2采样格式的4:2:2解码芯片；或者所述编码芯片具体为用于编码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0编码芯片，所述解码芯片具体为用于解码色彩空间4:2:0采样格式的4:2:0解码芯片。
3.根据权利要求1所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述第一图像转换单元还包括信号转换芯片；
所述信号转换芯片用于将色彩空间4:4:4采样格式的图像数据转换为与所述第一图像转换单元的输入端相兼容的色彩空间4:4:4采样格式的图像数据输出格式。
4.根据权利要求1所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述第一图像转换单元具体为转换电路；FPGA芯片串接于所述转换电路中。
5.根据权利要求3所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述信号转换芯片的输出接口包括RGB、LVDS、BT.1120、MIPI中的任一种或多种。
6.根据权利要求3所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述信号转换芯片的输入接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。
7.根据权利要求1所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述图像传输单元包括以太网。
8.根据权利要求1所述的用于色彩空间4:4:4传输的设备，其特征在于，所述图像输出单元的输出接口包括HDMI或VGA中的任一种或两种。
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| CN113473144A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-01 | 无锡思朗电子科技有限公司 | 一种yuv4:4:4图像传输的方法 |
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