DE69625858T2

DE69625858T2 - Loopback-Videovorschau für eine Computeranzeige

Info

Publication number: DE69625858T2
Application number: DE69625858T
Authority: DE
Inventors: Marc E. Klingelhofer
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: EP0752686B1; US5673204A; JPH09179537A; JP3166622B2; EP0752686A2; DE69625858D1; EP0752686A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Videoverarbeitungssysteme und insbesondere computerbasierte Videoverarbeitungssysteme, die eine Videovoransichtfunktion einschließen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Videoeditoren, Spezialeffektgeneratoren und andere Systeme, die Video verarbeiten, stellen einen Primärvideoausgangsstrom bereit, der letztendlich angezeigt wird. Ein Videosystem kann beispielsweise aufgefordert werden, einen Primärvideostrom zu kreieren, der eine Überblendung von einer Videoszene zu einer zweiten Videoszene einschließt. Die Ausgangsgröße von dem Videosystem kann dann zu anderen Videosystemen geliefert werden, vielleicht für Videoaufzeichnung, für Videoübertragung oder ähnliches.
Um sicherzustellen, dass die gewünschten Effekte zufriedenstellend erstellt und geliefert werden, ist es nützlich für den Systembenutzer, das verarbeitete Video zu sehen oder als Voransicht zu betrachten, bevor der Primärvideostrom ausgegeben wird. In konventionellen Videoverarbeitungssystemen wird eine Voransichtsfunktion erhalten durch Bereitstellen einer zusätzlichen Ausgangsverbindung (einem "Monitorausgang"), die einfach den Primärausgangsvideostrom dupliziert. Ein externer Fernsehbildschirm wird dann mit dem Monitorausgang gekoppelt.
Einige Videoverarbeitungssysteme sind in einem Universalcomputer oder einer Arbeitsstation bzw. Workstation implementiert. Der Ausgangsvideostrom wird erstellt innerhalb des dynamischen Speichers wahlfreien Zugriffs ("DRAM") und proprietäre Hardware wird verwendet zum Ausgeben des Videostroms an andere Videosysteme. In computerbasierten Systemen wird häufig ein Abschnitt der Computeranzeige zur Voransicht verwendet, obwohl das Implementieren der Voransichtsfunktion wesentliche Computersystemressourcen benötigt. Der Verlust dieser Ressourcen behindert die Fähigkeit der Zentralverarbeitungseinheit ("CPU") des Computers, Primärausgangsvideostrom zu generieren sowie die Fähigkeit, Primärvideogenerierungsaufgaben zu behandeln.
Das Generieren einer Voransicht in einem computerbasierten Videosystem bezieht üblicherweise einige Operationen an dem Ausgangsvideostrom ein, welcher Strom Halbbild für Halbbild im Speicher des Computers gespeichert ist. Insbesondere, sofern er nicht dem Computeranzeigeformat entspricht, ist es erforderlich, Farbraumwandlung am Ausgangsvideostrom vorzunehmen in das Farbformat der Computeranzeige. Dieser Farbraumwandlungsschritt ist rechenintensiv und erfordert üblicherweise eine 3 · 3-Matrixmultiplikation pro Anzeigepixel.
Abhängig von der Benutzeranwendung kann der Ausgangsvideostrom eine Größenneufestlegung erfordern, um an die Computeranzeige angepasst zu werden. Dieser Größenneufestlegungsschritt ist auch rechenintensiv und erfordert bilineare Interpolation und digitales Filtern bei Raten von annähernd 20 Millionen Pixel pro Sekunde. In einigen Systemen des Standes der Technik sind ein Spezialspeicher-Controller und/oder ein Grafik-Beschleuniger- Prozessor vorgesehen zum Reduzieren von Verschlechterung in der CPU-Performance, während die Größenneufestlegungsoperation ausgeführt wird.
Jeder dieser Schritte kann optional sein, aber wenn erforderlich, mag jeder Schritt zuerst ausgeführt werden. Schließlich wird der Computervideostrom zum Computeranzeige- Controller kopiert, üblicherweise einem Videospeicher mit wahlfreiem Zugriff ("VRAM"), von dem er an der Computeranzeigeeinheit angezeigt wird.
Demnach gibt es ein Bedürfnis für einen Mechanismus zum Bereitstellen einer Voransichtsfunktion in einem computerbasierten Videosystem, der keine exzessiven Ansprüche an die Computerressourcen stellt. Ein solcher Mechanismus sollte jede Videoskalierung und Farbraumwandlung bereitstellen, die erforderlich ist zum Bereitstellen eines Voransichtsbildes von der Computersystemanzeige.
Die vorliegende Erfindung stellt einen solchen Mechanismus bereit.

RESÜMEE DER ERFINDUNG

Ein Videoadapter und ein Computer-/Videosystem geben ein Videosignal mit einem ersten Format aus, das von anderer Videoausrüstung verwendbar ist und schleifen dieses Signal durch den Videoadapter zurück zum Generieren eines Signals in einem zweiten Format, das geeignet ist, als Voransicht auf einem Monitor oder einer Anzeige betrachtet zu werden. Der Videoadapter schließt mindestens eine Hauptratenerhöhungseinheit ein, eine Hauptratenverringerungseinheit (vorzugsweise First-In-First- Out-Registereinheiten bzw. FIFOs), eine Steuereinheit und eine Schaltung zum Skalieren und zur Farbraumwandlung des computerverarbeiteten Videos in das zweite betrachtbare Format. Das Computersystem schließt eine CPU ein, einen Hauptspeicher, einen persistenten Speicher, eine IOSIMM- Einheit, eine VSIMM-Einheit sowie einen Speicher-Controller und eine Grafik-Beschleuniger-Einheit. Ein extern bereitgestelltes Videoeingangssignal wird dem Videoadapter präsentiert und wird zu einem Ratenerhöhungs-FIFO geschaltet, dessen Ausgang über einen Rückschleifenpfad an eine IOSIMM- Einheit in dem Computer-/Videosystem gekoppelt ist zur Videoverarbeitung. Die verarbeiteten Daten werden dann über den Rückschleifenpfad zu einem Hauptratenverringerungs-FIFO geleitet. Die Ausgangsgröße des FIFOs wird durch eine Ausgangssteuereinheit geleitet und dann verarbeitet zum Einfügen von Takt- und Synchronisationsinformation und zum Umwandeln in ein serielles Format.
Das Signal von der Ausgangssteuereinheit ist multiplexergekoppelt (MUX) mit dem Videoskalierer und Farbraumwandler und wird zu einem Hauptratenerhöhungs-FIFO geleitet. Die Ausgangsgröße dieses FIFOs wird über den Rückschleifenpfad zu der IOSIMM-Einheit gekoppelt. Die Daten werden über die Systembusse zu dem VSIMM gekoppelt, dessen Ausgangssignal im zweiten Format vorliegt und für eine Anzeige bereitgestellt wird zur Voransicht des Videos.
Alternativ können intern generierte oder gespeicherte Videoinformationen verarbeitet und als Voransicht betrachtet werden. Die Videodaten werden durch den Computersystemspeicherbus zu dem Speicher-Controller gekoppelt, durch einen SIMMBUS in den Hauptspeicher. Die Daten werden dann zum Eingang des Hauptratenerhöhungs-FIFOs geleitet. Wie oben beschrieben, wird die Ausgangsgröße dieses FIFOs verarbeitet und umgewandelt zum Bereitstellen des Ausgangsvideosignals im ersten Format, hier D-1-, Ausgabeformat. Das Ausgangsteuersignal wird durch die CPU veranlasst, multiplex gekoppelt zu werden oder geschaltet zu werden während des Rückschleifens zum Videoskalierer und Farbraumwandler, dessen Ausgangsgröße zum Hauptratenerhöhungs-FIFO geleitet wird. Wie zuvor ist die Ausgangsgröße dieses FIFOs über den Rückschleifenpfad in die IOSIMM-Einheit gekoppelt. Nach der Verarbeitung innerhalb des Videoadapters wird ein als Voransicht betrachtbares Signal im zweiten Format an einen Videomonitor oder eine Anzeige ausgegeben.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar, in der eine bevorzugte Ausführungsform detailliert dargelegt worden ist, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines computerbasierten Videoverarbeitungssystems, das einen Videoadapter einschließt gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Videoadapters gemäß der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung unterstützt das Generieren eines ersten Videosignals in einem gewünschten Videoausgabeformat, beispielsweise einem seriellen D-1-Format und verwendet dann dieses Signal zum Generieren eines zweiten Videosignals in einem an einem Computermonitor oder einer Workstation-Anzeige anzeigbaren Format. Das zweite Signal wird generiert durch Zurückschleifen des ersten Signals durch einen großen Teil der gleichen Hardware, die verwendet wird zum Generieren des ersten Signals. Das erste Videosignal kann innerhalb der Erfindung beispielsweise durch Ausführen eines Animations- Software-Programms generiert werden oder kann extern bereitgestellt werden, beispielsweise von einem Videoband.
Fig. 1 stellt einen Videoadapter 10 dar, der in einem computer- oder workstation-basierten Videosystem 20 verwendet wird zum Bereitstellen einer Voransichtdarstellung von verarbeiteter Videoinformation an der Computeranzeige 30, gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Anzeige 30 kann ein Computermonitor sein, aber ist vorzugsweise eine Workstation- Anzeige, die das verarbeitete Video als Voransicht darstellen kann zusätzlich zum Anzeigen anderer Fenster oder Information.
Ein Videoadapter 10 generiert einen Videoausgangsstrom, hier eine serielle D-1-Ausgangsgröße mit einem ersten Videoausgabeformat und stellt dieses Signal anderen Videosystemen oder peripheren Einrichtungen bereit. In der bevorzugten Ausführungsform hat das D-1-Ausgabeformat eine Übertragungsrate von etwa 27 MBytes/Sekunde. Ein Abschnitt dieses Videoausgangsstroms wird auch zurückgeschleift durch den Videoadapter 10 zur Verarbeitung und Generierung des Voransichts-Videoausgangsstroms. Der Voransichts- Ausgangsstrom hat ein zweites Videoausgabeformat, das geeignet ist für die Voransichtsanzeige an der Anzeige 30.
In der bevorzugten Ausführungsform war das Videosystem 20 auf einem Sun-SPARCStation 20 Computersystem (Modell SS20) implementiert, das von Sun-Microsystems in Palo Alto, Kalifornien, hergestellt worden ist. (Die Ausdrücke Videosystem 20 und Computersystem 20 werden hier austauschbar verwendet). Das Modell SS20 schließt eine Anzahl von SIMM- Schlitzen-ein und S-Bus-Schlitzen, in welche Speicher eingesteckt werden können oder Peripheriezubehör.
Das Videosystem 20 schließt eine Zentralverarbeitungseinheit ("CPU") ein, zwei Busse MBUS 50 und SIMBUS 60, DSIM 70, 70' (vorzugsweise dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff ("DRAM")), einen persistenten Speicher 80, einen Speicher- Controller 90, einen Grafik-Beschleuniger 100, eine Videoverarbeitungseinheit 110 (die Videospeicher VRAM und einen Halbbildpuffer FB (Frame Buffer) enthält) und eine IOSIMM-Einheit 120 (die einen Beschleuniger-DX einschließt und Videospeicher VRAM). Kollektiv schließt der Hauptspeicher für das Computer-/Videosystem 20 das indem IOSIMM 120 gebildete VRAM ein sowie das im DSIMM 70, 70' gefundene DRAM.
Aus der Sichtweise des Systems 20 funktionieren diese VRAM- und DRAM-Komponenten transparent und austauschbar. Jedoch, wie in Fig. 1 gezeigt, während im IOSIMM 120 das VRAM direkt mit dem Daten-Beschleuniger (DX) gekoppelt ist und dann zur Leitung 140, muss das DRAM im DSIMM 70, 70' über den SIMMBUS 60 durch das IOSIMM 120 und dann zur Leitung 140 gekoppelt werden zur Kommunikation mit dem Videoadapter 10. Aus diesem Grund wird vorzugsweise das VRAM im IOSIMM 120 verwendet, falls irgend möglich statt dem DRAM in den Einheiten 70, 70'.
Innerhalb des persistenten Speichers 80 können eines oder mehrere ausführbare Software-Programme 85 gespeichert sein. Ein solches Programm kann auf das Ausführen durch die CPU 40 hin verwendet werden zum Generieren von Videoinformation einschließlich Animationsvideo. Solche intern generierte Videoinformation kann als D-1-Ausgangsvideo ausgegeben werden und nach der Rückschleifenverarbeitung kann sie als Voransicht an der Anzeige 30 betrachtet werden. Alternativ kann als D-1-Ausgangsgröße auszugebendes und zu verarbeitendes und als Voransicht zu betrachtendes Video extern generiert werden. Extern generiertes Video wird als Eingangsgröße an den Videoadapter 10 bereitgestellt und ist üblicherweise in einem seriellen D-1-Eingangsformat.
Der Videoadapter 10 wurde auf einer Platinenkarte erstellt, die in einen S-Bus-Schlitz der SPARCStation 20 eingesteckt ist zur Vereinfachung der mechanischen Montage. Der Videoadapter 10 hat jedoch keine S-Bus Datenleitungen oder Steuerleitungen verwendet, obwohl der S-Bus-Schlitz Betriebsenergie und Zugang zu den Signalen BNC, DIN und den 80-Stift-Verbindern an der rückseitigen Zentralbefestigung des SS20-Chassis bereitstellt. Selbstverständlich kann der Videoadapter 10 mit anderen Computersystemen verwendet werden, die vielleicht als Zubehörkarte(n) die von der Sun- IOSIMM-Karte 120 bereitgestellten Funktionen einschließen können.
Die IOSIMM-Einheit 120 ist eine Zubehörkarte, die von Sun Microsystems, Mountain View, Kalifornien, hergestellt worden ist, und die in einen der SIM-Speicherschlitze in der SPARCStation-20-Hauptplatine (Motherboard) einsteckbar sind.
Die IOSIMM-Einheit 120 stellt eine sehr hohe Geschwindigkeit bereit (z. B. 50 MHz), einen 128 Bit breiten Datenpfad zu und von dem dynamischen Hauptspeicher wahlfreien Zugriffs ("DRAM") 70, 70' in dem Computer-/Videosystem 20. Das IOSIMM 120 überträgt Daten burstweise in Bursts von 4 Kilobytes mit einer Rate von etwa 80 MBytes/Sekunden. In der bevorzugten Ausführungsform sind VRAM-Puffer des IOSIMM 120 NEC uPD482444-Video-RAM-ICs, die eine Speicherkapazität von etwa 0,5 Megabyte haben und eine Zugriffszeit von etwa 70 ns.
Im Zusammenhang der Fig. 1 funktioniert das IOSIMM 120 zum Annehmen von Videoeingangsdatenströmen von dem Videoadapter 10 und zum Anordnen solcher Ströme im Hauptspeicher des Systems 20. Umgekehrt nimmt das IOSIMM 120 auch Ströme von Videoausgangsdaten vom Hauptspeicher des Blocks 20 und stellt solche Ströme dem Videoadapter 10 bereit. Beispielsweise kann das IOSIMM 120 solche Videoströme über das den DSIMM- Einheiten 70, 70' zugeordnete DRAM schreiben.
Selbstverständlich könnte stattdessen ein äquivalenter andersherum implementierter Mechanismus für die IOSIMM- Einheit 120 verwendet werden.
Wenn die Videostromdaten einmal im Hauptspeicher des Systems 20 enthalten sind, verwendet das Computer-/Videosystem 20 den Speicher-Controller 90, den Grafik-Beschleuniger 100 und die VSIMM-Einheit 110 zum Unterstützen der Verarbeitung und der Übertragung von Eingabe- und Rückschleifungsvideodaten zu der VSIMM-Einheit 110. Im allgemeinen umfassen der Speicher- Controller 90, der Grafik-Beschleuniger 100 und die VSIMM- Einheit 110 kollektiv ein spezialisierteres Subsystem als in einem generischeren Computersystem zu finden wäre.
In der bevorzugten Ausführungsform war der Halbbildpuffer FB in der Videoverarbeitungseinheit 110 ein Sun-SX-Grafik- Halbbildpuffer (Sun-SX-Graphics-Framebuffer), der das Betrachten von qualitativ hochwertigem Video in der Anzeige 30 in Echtzeit bei voller Auflösung ermöglicht. Diese Einheit ist speziell nützlich für Anwendungen, die das Anzeigen von Videoinformation vom Videoadapter an der Primäranzeige 30 des Host-Computersystems erfordern. Während ein S-Bus- Anzeigeadapter stattdessen verwendet werden könnte, würden Auflösung und Bildaktualisierungsrate darunter leiden.
Von dem System 20 zu verarbeitende extern generierte Videoinformation wird zuerst in den Videoadapter 10 eingegeben. Die verschiedenen externen Videoeingangssignale können Rundfunkqualität haben und können als kontinuierliche Echtzeiteingangsgröße ankommen. Diese Signale können beispielsweise von peripheren Einrichtungen kommen wie Videokameras, Videobandrecordern, gegebenenfalls einem anderen Videoverarbeitungssystem oder von anderen Videoquellen.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform empfängt der Videoadapter 10 bis zu drei extern generierte Eingangssignale und gibt ein serielles D-1-Ausgangssignal ab. Der Videoadapter 10 gibt auch verschiedene Signale an die Sun- IOSIMM-Einheit 120 ab und empfängt solche von dieser über einen 80-Stift-Verbinder mit Signalleitungen 140. Signalleitungen 140 können bis zu einem Meter lang sein, was ein Installieren des Videoadapters 20 in irgendeinem verfügbaren S-Bus-Schlitz in einem Host SS20 ermöglicht oder in einem externen S-Bus-Erweiterungs-Chassis.
Wie derzeit implementiert, kann der Videoadapter 10 eine sogenannte S-Videoanalog-Eingangsgröße empfangen und zwei unabhängige Kanäle von seriellen D-1-Digital-Eingangsvideos. Das S-Video-Eingangssignal schließt separate Luminanz und Chrominanz ein und wird durch einen Sieben-Stift-DIN- Verbinder bereitgestellt. Jeder Kanal des seriellen D-1- Videos besteht vorzugsweise aus 4 : 2 : 2-Komponentenvideo konform mit dem vorgeschlagenen SMPTE-259M-Format-Standard und wird durch einen BNC-Verbinder bereitgestellt. In der Praxis wird extern bereitgestelltes zu verarbeitendes und als Voransicht zu betrachtendes Video in dem seriellen D-1- Eingabeformat bereitgestellt.
Unter Verwendung von dem Videoadapter 100 extern bereitgestellten Videos führt die CPU 40 üblicherweise ein Anwendungsprogramm 130 im Hauptspeicher 70/70' aus zum Produzieren der gewünschten Videoeffekte. Alternativ kann der unter Steuerung des Speicher-Controllers 90 arbeitende Grafik-Beschleuniger 100 verwendet werden zum Erstellen der gewünschten Videoeffekte und kann zum Aktualisieren von Information auf der Anzeige 30 von zwei ankommenden Videoströmen verwendet werden.
Von dem System 20 verarbeitetes Video wird von einem BNC- Verbinder über den Videoadapter 10 ausgegeben. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Videoausgang ein serielles D-1-Ausgangssignal, das vorzugsweise 4 : 2 : 2- Komponentenvideo ist im SMPTE-259M-Format. Obwohl das Ausgangsvideosignal in einem Format vorliegt, das für andere Videosysteme einschließlich Videobandaufzeichnungen geeignet ist, ist es nicht in einem Format, das zum Darstellen als Voransicht auf der Anzeige 30 geeignet ist.
Der Videoadapter 10 kommuniziert bilateral über Signalleitungen 140 mit der IOSIMM-Karte 120. Innerhalb des IOSIMM 120 führt ein Hardware-Beschleuniger ("DX") irgendwelche erforderlichen Farbraumwandlungen für das verarbeitete Video durch (aber nicht zum Zwecke des Anzeigen des verarbeiteten Videos an der Anzeige 30). In der bevorzugten Ausführungsform ist der Hardware-Beschleuniger DX ein Xilinx-4013-feldprogrammierbares Gate-Array-IC ("FPGA" vom englischsprachigen Ausdruck Field Programmable Gate Array).
Die VRAM-Puffer innerhalb des IOSIMM 120 können Halbbilder von RGB-Video (Rot-Grün-Blau-Video) speichern, die der Videoadapter 10 über die Leitungen 140 ausgibt. Wie bemerkt, können diese Videodaten von dem VRAM des IOSIMM kopiert werden über den SIMMBUS 60 in das VSIMM 110 VRAM. Diese IOSIMM 120 VRAMs können auch von dem Computersystem 20 verarbeitete Videodaten empfangen und speichern. Vorzugsweise sind diese VRAM-Puffer des IOSIMM 120 durch die Software- Anwendung 130, die von dem System 20 ausgeführt wird, konfiguriert. Eine geeignete Anwendung, beispielsweise Videoüberblenden, kann dynamisch eine Zuordnung so vieler VRAM-Puffer ermöglichen, dass sie die erforderliche Speichergröße für die vorliegende Videoverarbeitungsaufgabe haben.
Sobald Videodaten in dem VRAM des IOSIMM 120 sind, können die Datenbehandelt werden, als ob sie Systemspeicherdaten wären, die in den in dem Motherboard des Systems 20 eingesteckten DSIMM-VRAM-Speichermodulen gespeichert werden. Videodaten vom VRAM des IOSIMM 120 können über den SIMMBUS 60 und in die Video-RAM-Puffer ("VRAM") im Videosubsystem VSIMM 110 kopiert werden. Beispielsweise können die CPU 40 und der Grafik- Beschleuniger 100 die Daten über den Speicher-Controller 90 kopieren und verarbeiten. Kommunikation in der bevorzugten Ausführungsform hat über den Bus SIMMBUS 60 innerhalb des Computersystems 20 stattgefunden, obgleich ähnliche Datenpfade bereitgestellt sind in anderen Computersystemen.
Doppelpufferung ist bevorzugt in dem VRAM des IOSIMM 120 und in dem VRAM des VSIMM-Subsystems 110 bereitgestellt zum Vermeiden von Bildzeilenreißen. Speziell, wenn ein Videohalbbild im IOSIMM 120 vom Videoadapter 10 empfangen worden ist, wird der VRAM-Puffer des IOSIMM festgehalten bzw. eingefroren und der Pufferinhalt wird in den unbenutzten VRAM-Puffer im VSIMM 130 kopiert. Während des Kopierens wird neu ankommende Videoinformation vom Videoadapter 10 in den zweiten VRAM-Puffer des IOSIMM 120 für diesen Videoeingang gespeichert. Während der nächsten Vertikalrücklaufzeit des VSIMM 110 werden die Inhalte des VSIMM 110-VRAMs, sobald das Videokopieren abgeschlossen ist, ausgetauscht.
Das Videosystem 20 ermöglicht es zwei Videoeingangsgrößen, in Echtzeit zusammengeführt zu werden zum Produzieren von visuellen Effekten wie zum Beispiel Mischen, Wischen, Einblenden und Mattieren. Die videoverarbeiteten Effekte können über den SIMMBUS 60 zum VRAM des VSIMM 130 kopiert werden zum Betrachten an der Anzeige 30. Auch kann der videoverarbeitete Effekt über den seriellen D-1-Ausgang des Videoadapters 10 an andere Videosysteme, einen Videobandrecorder oder andere periphere Einrichtungen gesendet werden. Videobilder können eingefroren werden in dem Assistentenspeicher 80 und später in Nicht-Echtzeit gemalt oder verzerrt werden.
Fig. 2 stellt ein detailliertes Blockdiagramm des Videoadapters 10 bereit. Wie beschrieben werden wird, ist ein Abschnitt des Videoadapters 10 darauf gerichtet, einen Signalpfad für ankommende Videoinformation bereitzustellen, die in das IOSIMM 120 eingegeben wird zur Videoverarbeitung durch die CPU 80. Dieses ankommende Video wird gegebenenfalls als verarbeitetes Video D-1 ausgegeben, z. B. als ersten Videostrom in einem ersten Format. Ein anderer Abschnitt des Videoadapters 10 ist auf das Bereitstellen einer farbraumgewandelten und skalierten Darstellung des verarbeiteten Videos gerichtet für die Betrachtung an einer Anzeige 30 durch einen Benutzer, z. B. als ein zweiter Videostrom in einem zweiten Format. Die vorliegende Erfindung stellt vorteilhafter Weise den zweiten Videostrom durch Zurückschleifen eines Teils des ersten Videostroms durch einen Teil derselben Hardware bereit, die verwendet wurde zum Verarbeiten des ersten Eingabestroms.
Wie erwähnt, kann der Videoadapter 10 drei unabhängige Videokanäle oder Eingangsdaten empfangen: S-Video und zwei Kanäle seriellen D-1-Videos. Irgendein ankommendes analoges S-Videosignal erhält Synchronisations- und Taktinformation regeneriert und der aktive Videostrom wird umgewandelt in einen Digitalstrom durch die Digitalisiereinheit 200. In der bevorzugten Ausführungsform war der S-Video-Digitalisierer 200 ein Philips SAA7110-Videodecoder-IC, obschon andere Schaltungen stattdessen verwendet werden könnten.
Die beiden seriellen D-1-Digitalvideosignale werden in Parallelformat umgewandelt durch seriell-zu-parallel- Wandlereinheiten 210, 210', vorzugsweise Sony SBX 1602A-ICs. Die dann parallel formatierten D-1-Signale, die eine Datenrate von 27 MBytes/Sekunde haben, werden in eine Steuereinheit 220 eingegeben. Die Steuereinheit 220 ist vorzugsweise implementiert unter Verwendung eines Xilinx- 4013-FPGA-IC. Die Einheit 220 schließt Untereinheiten 230, 230', 240, 250, 270, 300, 360, 370 und 390 ein, die alle auch innerhalb desselben Xilinx-4013-FPGA-ICs implementiert sind. Die Einheit 390 erleichtert die Kommunikation zwischen den anderen Einheiten innerhalb der Steuerung 220 einschließlich dem Bereitstellen von Rücksetz- und Initialisierungsfunktionen.
Innerhalb der Steuereinheit 220 wird in den 27 MBytes/Sekunden-D-1-Signalströmen Synchronisations- und Taktinformation regeneriert und aktive Videodaten werden durch jeweilige Eingangsverarbeitungsschaltungen 230, 230' extrahiert. Weil die Takt- oder Synchronisationsinformation extrahiert worden ist, ist die nominelle Datenrate am Ausgang der Einheit 230 oder der Einheit 230' reduziert auf näherungsweise 20 MBytes/Sekunde.
Die Ausgangsgröße der Einheit 230 ist als Eingangsgröße an Multiplexer 240, 250 und 260 gekoppelt und die Ausgangsgröße der Einheit 230' ist auch als Eingangsgröße an Multiplexer 240 und 250 gekoppelt. (Wenn kein serielles D-1- Eingangssignal als Eingangsgröße vorliegt, arbeitet ein empfangender MUX (Multiplexer) einfach als Durchreicheinheit.) Die Multiplexer 240 und 250 sind auch an den Ausgang der Ausgangssteuereinheit 270 gekoppelt. Die Einheit 270 ist eine Schnittstellenausgangssteuereinheit, die das Abziehen von Daten von einer First-In-First-Out- Registereinheit (FIFO) 350 unterstützt. Daten gelangen bei 20 MBytes/Sekunde in die Steuereinheit 270 und aus ihr heraus.
Obschon der Begriff "Multiplexer" hier verwendet wurde, werden die Einheiten 240, 250, 260 und 280 eigentlich als Schalter verwendet. Zur Erleichterung des nachfolgenden Signalflusses sind die Eingänge dieser Multiplexer oder Schalter alphabetisch gekennzeichnet. Tabelle 1 und Tabelle 2, die später gezeigt werden, beziehen sich auf diese alphabetischen Anschlusskennzeichnungen.
Das FIFO 350 ist vorzugsweise (wie die FIFOs 310, 330 und 340) ein Integrated Devices Technology IDT 72831 Dual-2- Kilobytes, 9-Positions-Synchron-FIFO-IC. Die verschiedenen FIFO-Einheiten ändern die Rate der Datenübertragung vom FIFO- Eingangs zum FIFO-Ausgang. Wie beschrieben wird, wird das FIFO 350 als Hauptdatenratenverringerungs-FIFO bezeichnet, das den Datenfluss von 80 MBytes/Sekunde auf 20 MBytes/Sekunde reduziert. Das FIFO 310 wird als Hauptratenerhöhungs-FIFO bezeichnet, das die Datenrate von etwa 40 MBytes/Sekunde auf 80 MBytes/Sekunde erhöht und die FIFOs 330 und 340 erhöhen jeweils die Datenrate von 20 MBytes/Sekunde auf 80 MBytes/Sekunde. Es ist verständlich, dass diese Datenraten nominelle Größen sind.
Der Signalpfad von der Einheit 270 zu den beiden MUX 240 und 250 ist in Fig. 2 durch eine kräftigere Linie dargestellt zum Kennzeichnen, das Signale von der Einheit 270 immer auf diesem Pfad vorliegen. Im Gegensatz hierzu werden Signale von 230 oder 230', falls vorhanden, nicht durch den MUX 240 oder den MUX 250 oder den MUX 260 verwendet während der Signalrückschleifung, wobei das Rückschleifen von der CPU 40 gesteuert ist.
Die Multiplexer 250 und 260 (sowie MUX 280) sind vorzugsweise unter Verwendung der einzelnen Xilinx 4013-FPGA-Einheit implementiert, die zum Implementieren von Controller-Einheit 220 und Ausgangssignalen bei näherungsweise 20 MBytes/Sekunde verwendet wird. Zum Reduzieren der Teileanzahl waren in der bevorzugten Ausführungsform MUX 260 und MUX 280 Drei- Zustands-Ausgänge von dem Xilinx-4013-FPGA mit 8-Bit-Drei- Zustands-Registern vom Typ 74574 in Serie mit dem Ausgang des S-Video-Digitalisierers 200.
Die Ausgangsgröße der Einheit 270 ist an eine D-1- Ausgangsverarbeitungseinheit 370 gekoppelt, die Format- und Takteinfügungen zum Bilden von D-1-formatiertem Video behandelt. Obwohl Daten in die Einheit 370 mit 20 MBytes/Sekunden eintreten, werden nach dem Einfügen von Takt- und Synchronisationsinformation Daten von der Einheit 270 bei 27 MBytes/Sekunde ausgegeben, z. B. bei einer D-1- Ausgangsstromrate.
Wie erwähnt, ist die Einheit 370 vorzugsweise ein Teil von dem Xilinx 4013-FPGA, das verwendet wird zum Implementieren der Einheit 220. Die Einheit 370 behandelt einige Anpassungen zum Liefern von Videostrom zu anderen Videoverarbeitungssystemen oder Einrichtungen. Der Parallelausgang von der Einheit 270 wird umgewandelt in serielles Format durch die Einheit 380, vorzugsweise ein Sony SBX1601A D-1-Video-parallel-zu-seriell-Wandler-IC. Die Ausgangsgröße der Einheit 270 wird als D-1-Ausgangssignal an irgendwelche Peripherieeinrichtungen, Videorecorder, andere Videosysteme etc. ausgegeben, die das videoverarbeitete Signal benötigen mögen.
Die Multiplexausgangsgröße des Multiplexers 240 und die Ausgangsgröße des S-Video-Digitalisierers 200 werden beide dem Multiplexer ("MUX") 280 zugeführt, dessen Ausgangsgröße in eine Video-Skalier- und Farbraumwandlereinheit 290 eingegeben wird, vorzugsweise ein Philips SAA7186- Videoskalier- und Farbraumwandler-IC. Eine Steuerlogikeinheit 300 stellt Signale bereit, die die Taktung und den Betrieb für Videoskalierung und Farbraumwandlung durch die Einheit 290 steuern. Die Ausgangsgröße von der Einheit 290 hat eine Datenrate von 40 MBytes/Sekunde.
Die Ausgangsgröße des Multiplexers 250 wird als Eingangsgröße an ein FIFO 340 gekoppelt, dessen FIFO-Ausgangsgröße an den Rückschleifenpfad 320 gekoppelt wird. Der Pfad oder Bus 320 arbeitet bei einer nominellen Datenrate von 80 MBytes/Sekunde und überträgt Videopixelinformation, aber keine Synchronisationsinformation.
Wie in Fig. 2 weiter gezeigt, sind sowohl die Ausgangsgröße des S-Video-Digitalisierers 200 als auch die Ausgangsgröße der Einheit 230 in einen Multiplexer 260 eingegeben, dessen Ausgangsgröße als Eingangsgröße einem FIFO 330 bereitgestellt wird. Die Ausgangsgröße des FIFOs 330 ist an den Rückschleifenpfad 320 gekoppelt und demnach über die Leitung 140 zu dem IOSIMM 120.
Leitungen 140 und der Bus 320 übertragen Zeitmultiplex- Signale bei nominell 80 MBytes/Sekunde und Kommunizieren mit nur einem der FIFOs 310, 330, 340 und 350 zur selben Zeit. Zumindest müssen FIFOs 310 und 350 vorhanden sein zum Bereitstellen von Rückschleifung. Wenn jedoch gewünscht würde, die vorliegende Erfindung wirtschaftlich zu verbessern durch Eliminieren irgendwelcher oder aller der drei extern bereitgestellten Videoeingangsports, könnten die FIFOs 330 und 340 eliminiert werden. Das resultierende wirtschaftlichere System würde jedoch beschränkt sein auf das Erstellen von Videoeffekten und das Betrachten einer Voransicht für von oder durch Software 85 generierte Bilder oder auf andere Weise in den persistenten Speicher 80 geladene (oder den flüchtigen Speicher im System 20).
Der Wandler 290 stellt D-1-(YCRCB)-zu-RGB-Wandlung für signalverarbeitete Videoinformation (z. B. für an dem D-1- Ausgangsport bereitzustellende Videoinformation) bereit und für als Voransicht an dem Monitor 30 zu betrachtende Videoinformation. Der Wandler 290 stellt auch Bildgrößenskalierung bereit, wenn notwendig, zum Anzeigen von signalverarbeiteter Videoinformation an dem Monitor 30 und generiert das als Voransicht anzeigbare Videosignal. In der vorliegenden Ausführungsform ist die maximale Fenstergröße, die als D-1-Ausgangsinformation bereitgestellt wird, 720 Pixel horizontal mal 585 Pixel vertikal und das Minimum sind 16 Pixel horizontal mal 16 Pixel vertikal. Der Wandler 290 skaliert abwärts und kann der Anzeige 30 ein Fenster bereitstellen, das das kleinere ist von der Eingangsfenstergröße oder 16 Pixel horizontal mal 16 Pixel vertikal.
Die Ausgangsgröße des Konverters 290 wird in ein FIFO- Register 310 eingegeben, welches eine Datenratenänderungsfunktion bereitstellt. Insbesondere hat die von der Einheit 290 ausgegebene Datenrate eine RGB- Ausgabeformatrate von etwa 40 MBytes/Sekunde, wohingegen die Datenrate am Ausgang des FIFOs 310 auf 80 MBytes/Sekunde festgelegt worden ist. Dieses resultierende 80 MBytes/Sekunde Signal wird auf einen Rückschleifenpfad 320 gekoppelt, von dem eine Verlängerung die Leitung 140 ist (wie in Fig. 1 gezeigt) und demnach zurückgeführt zum IOSIMM 120.
Wie erwähnt, müssen zumindest die FIFOs 310 und 350 vorhanden sein, damit die vorliegende Erfindung funktionieren kann. Der Eingang des FIFOs 310 ist bei 40 MBytes/Sekunde und der Ausgang des FIFO 350 ist bei 20 MBytes/Sekunde, was impliziert, dass die minimale Datenraten für den Bus 320 mindestens 40 + 20 = 60 MBytes/Sekunde sein muss. Indirekt, wenn die CPU 40 über das IOSIMM 120 arbeitet, kann der Videoadapter 10 veranlasst werden, diese Rate zu erhöhen und in der bevorzugten Ausführungsform wird eine nominelle 80 MBytes/Sekunde-Rate verwendet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, koppelt der Rückschleifenpfad 320 die Ausgangsgrößen von den FIFOs 310, 330, 340 an den Eingang eines Eingangs-FIFO 350. Die Steuerung 220 schließt eine Übertragungssteuereinheit 260 ein, vorzugsweise implementiert in derselben FPGA, die die Einheit 220 umfasst. Die Einheit 360 unterstützt Datenkommunikation mit dem IOSIMM 120, dem Bus 320 und der Leitung 140. Die Einheit 360 steuert gemeinsam mit dem IOSIMM 120, wie die verschiedenen FIFOs mit dem Bus 320 und der Leitung 140 interagieren und lernen, wenn Daten auf dem Bus speziell für sie sind.
Die Ausgangsgröße des FIFO 350 ist an die Ausgangssteuereinheit 270 gekoppelt, deren Ausgangsgröße im Gegenzug an die Multiplexer 240 und 250 gekoppelt ist und an eine D-1-Ausgangsverarbeitungseinheit 370.
Insgesamt ist der Betriebsablauf der vorliegenden Erfindung folgendermaßen. Das System 20 verarbeitet Videoinformation und die verarbeitete Videoinformation wird in den Computerhauptspeicher DSIMM 70, 70' eingebracht. Diese Videodaten werden dann über den SIMMBUS 60 zum IOSIMM 120 gekoppelt zum Kopieren in die VRAM-Puffer des IOSIMM. Die Daten werden dann aus der Einheit 120 über die Leitung 140 einschließlich des Pfades 320 in den Videoadapter 10 gekoppelt, insbesondere in das FIFO 350. Die Steuerung bzw. der Controller 220 veranlasst dann die Übertragung des Ausgangsvideostroms vom FIFO 350 durch die Ausgangssteuerung 270 in die D-1-Ausgangsverarbeitung 370. Die Ausgangsgröße der Einheit 370 wird dann durch die D-1-parallel-zu-seriell- Wandlereinheit 380 geleitet und zu dem D-1-Ausgangsverbinder, der die verarbeitete Videoinformation der Außenwelt zur Verfügung stellt. Dieselbe Ausgangsgröße von der Einheit 270 wird auch in den Multiplexer 240 eingegeben, welcher der Beginn der Rückschleifenkonfiguration ist.
Der Controller 220 überträgt den Videoausgangsstrom durch den Multiplexer 240 und durch den Multiplexer 280 zum Videoskalierer und Farbraumwandler 290. Nachdem der Wandler 290 irgendwelche Farbraumwandlung und erforderliche Neugrößenfestlegung durchgeführt hat, wird das Voransichtsanzeigeausgangsbild in das FIFO 310 eingegeben.
Das Voransichtsanzeigevideo vom FIFO 310 wird dann zu der Rückschleifenleitung 320 ausgegeben (eine der Leitungen 140) und wird zu dem VRAM der IOSIMM-Einheit 120 übertragen (siehe Fig. 1). Das Voransichtsausgangsvideo wird von dem VRAM des IOSIMM 120 über den SIMMBUS 60 zu dem Videospeicher VRAM im VSIMM 110 kopiert. Die Ausgangsgröße des VSIMM 110 wird dann an den Eingang der Computeranzeige 30 gekoppelt zur Betrachtung als Voransicht durch den Systembenutzer.
Tabelle 1 stellt Multiplexer-Schaltereinstellungen für alle möglichen Rückschleifenvoransichtsmodi dar. Tabelle 2 stellt einen Unter-Satz der Multiplexer-Schaltereinstellungen für nicht rückgeschleiften Voransichtsmodusbetrieb dar. Einträge in Großbuchstaben innerhalb der Tabellen 1 und 2 beziehen sich auf Eingangsgrößen der Multiplexer MUX 240, MUX 250, MUX 260 und MUX 280. TABELLE 1
Die dritte und vierte Zeile in Tabelle 1 kennzeichnen die beiden akzeptablen Konfigurationen für Video ausschließlich am D-1-Eingang#1. TABELLE 2
¹ Basis-S-Video-Eingang
² S-Video-Eingang mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
³ Eine von zwei akzeptablen Konfigurationen für Basis-D-1- Eingang #1
&sup4; Andere akzeptable Konfiguration für Basis-D-1-Eingang #1
&sup5; D-1-Eingang #1 mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
&sup6; Basis-D-1-Eingang #2
&sup7; D-1-Eingang #2 mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
&sup8; Basis-S-Video-Eingang und D-1-Eingang #1
&sup9; Basis-S-Video-Eingang und D-1-Eingang #1 mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
¹&sup0; Eine von zwei akzeptablen Konfigurationen für Basis-D-1- Eingang #1 und S-Video-Eingang mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
¹¹ Andere akzeptable Konfiguration für Basis D-1-Eingang #1 und S-Video mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
¹² Basis-S-Video-Eingang, Basis-D-1-Eingang #1 und D-1-Eingang #2 mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
¹³ Basis-S-Video-Eingang, Basis-D1-Eingang #2 und D-1-Eingang #1 mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
¹&sup4; Basis-D-1-Eingang #1, Basis-D-1-Eingang #2 und S-Video- Eingang mit Skalierung und/oder Farbraumwandlung
Nachdem der Gesamtbetriebsablauf der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird nun der Betrieb jedes der beiden Videoeingangsszenarien beschrieben: Videoinformation generiert durch oder verfügbar innerhalb des Systems 20 und extern bereitgestellt der Videoinformation.
Zuerst wird angenommen, dass die zu verarbeitende Videoinformation und die als Voransicht zu betrachtende Videoinformation von dem System 20 generiert wird, beispielsweise durch die CPU 40 beim Ausführen einer Softwareroutine 85, vielleicht gespeichert im persistenten Speicher 80 oder im flüchtigen Hauptspeicher. Die von der Routine 85 generierte Videoinformation schließt Animationssequenzen ein, auf die hin Videoeffekte auszuführen sind. Alternativ könnte die Software 85 woanders generierte Bilder einschließen (einschließlich Bilder von anderen Systemen) und in den Speicher für Nicht-Echtzeit- Effektverarbeitung geladen. Demnach kann die Software 85 Bilder generieren oder existierende Bilder manipulieren. Wenn gewünscht, könnte die Software 85 eine Routine zum Steuern des IOSIMM 120 einschließen, um einen Rückschleifen- Voransichtsmodus zu befehlen.
Die Videodaten können über den MBUS 50 durch den Controller 90 zum SIMMBUS 60 gekoppelt sein und in das VRAM im IOSIMM 120. Alternativ könnten Videodaten zuerst in dem DRAM gespeichert werden, das dem DSIMM 70 und/oder 70' zugeordnet ist. Wie durch Fig. 1 dargestellt, werden Daten dann durch die Leitung 140 in den Videoadapter 10 geleitet, insbesondere in den Eingang des FIFO 350 (siehe Fig. 2). Das FIFO 350 liegt immer vor und funktioniert aktiv während der Rückschleifung und stellt eine Datenratenänderungsfunktion bereit, wobei die Eingangsdatenrate 80 MBytes/Sekunde sei und das FIFO 350 eine Ausgangsdatenrate hat von 20 MBytes/Sekunde. Die Ausgangssteuerung 270 nimmt dann die reduzierte Datenrate, die vom FIFO 350 ausgegeben wird und die Einheit 370 verarbeitet die Daten in Parallel-D-1-Format, welches sie ausgibt bei 27 MBytes/Sekunde. Nach der Parallel- zu-seriell-Wandlung durch die Einheit 380 wird computergenerierte Videoinformation als D-1-Ausgangsgröße bei 27 MBytes/Sekunde abgegeben.
Wie in Tabelle 1, Zeile 1 gezeigt, wird kein extern bereitgestelltes Video eingegeben in diesem ersten Szenario, die Multiplexer 350 und 360 sind nicht in Betrieb, da sie den FIFOs 330 und 340 zugeordnet sind. Der Multiplexer 260 ist nicht in Betrieb, weil an beiden Eingängen kein Signal vorliegt. Obwohl der Multiplexer 250 eine aktive Eingangsgröße hat (z. B. die Ausgangsgröße von der Einheit 270), wird dem Multiplexer 250 befohlen, nicht operativ zu sein, da es redundant wäre, dieses Signal zurückzuschleifen, weil seine Daten noch nicht von der Einheit 290 verarbeitet worden sind. Der Multiplexer 240 leitet das Ausgangssignal von der Einheit 270 durch den Multiplexer 280 zur Verarbeitung durch die Einheit 290.
Das resultierende Ausgangssignal der Einheit 290 ist ratengewandelt durch das FIFO 310 von 40 MBytes/Sekunde auf 80 MBytes/Sekunde und ist zurückgeschleift über den Pfad 320 durch die Leitung 140 und in das IOSIMM 120. Der SIMMBUS 60 koppelt dann die Daten von dem VRAM im IOSIMM 120 zum VRAM in der VSIMM-Einheit 110 und dann zur Anzeige 30 für die Voransichtsbetrachtung. Wie erwähnt, spielen in diesem Szenario weder das FIFO 330 noch das FIFO 340 eine Rolle beim Ausgeben oder bei der Betrachtung der von dem Computer bereitgestellten Videoinformation als Voransicht.
Überlege nun das Szenario, bei dem die zu verarbeitende und als Voransicht darzustellende Videoinformation extern bereitgestellt wird vom S-Video-Eingang, vom seriellen D-1- Eingang#1 oder #2 oder durch eine Kombination von zweien dieser drei Videoeingänge für den Videoadapter 10. Wenn es gewünscht ist, simultan drei Videoeingangsquellen unterzubringen, würde es erforderlich sein, einen zusätzlichen FIFO zum Videoadapter 10 hinzuzufügen in dem Rückschleifen-Voransichtsmodus.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigen die Spalten für MUX 240 und MUX 280 immer Positionen C und H. Demnach verhindert ungeachtet der externen Videoquelle während der Rückschleifenoperation die CPU 40, dass der MUX 240 irgendeine Ausgangsgröße von der Einheit 230 oder von der Einheit 230' verwendet. Außerdem veranlasst während des Rückschleifenbetriebs die CPU 40 den MUX 280, die Ausgangsgröße vom MUX 240 auszuwählen, der im Gegenzug durch die CPU 40 veranlasst wird, die 20 MBytes/Sekunde- Ausgangsgröße von der Einheit 270 auszuwählen.
Zuerst sei angenommen, dass S-Video-Eingangsinformation die einzige Videoeingangsgröße ist zum Videoadapter 10. Wie in Fig. 2 in Tabelle 1, Zeile 3 gezeigt, verläuft innerhalb des Videoadapters 10 die Ausgangsgröße vom S-Video-Digitalisierer 200 durch den MUX 260 bei 20 MBytes/Sekunde zum FIFO 330, dessen 80 MBytes/Sekunde Ausgangsgröße zum Pfad 320 zu den Leitungen 140 zum IOSIMM 120 im System 20 gekoppelt ist.
Vom VRAM innerhalb des IOSIMM 120 kommen Daten in den SIMMBUS 60, wo sie kopiert werden können zum DRAM im DSIMM 70, 70' zur Verarbeitung durch den Speicher-Controller 90, durch den Grafik-Beschleuniger 100 und/oder durch die CPU 40. Über den SIMMBUS 60 und den MBUS 50 werden die verarbeiteten Daten zurückgeführt und als neue Folge verarbeiteter Videoinformation im Hauptspeicher des Systems 20 gespeichert, z. B. im VRAM des IOSIMM 120 und/oder im DRAM 70 im DSIMM 70, 70'. Die Daten werden dann von Leitungen 140 über den Bus 320 in das FIFO 350 bei 80 MBytes/Sekunde übertragen. Das FIFO 350 gibt einen 20 MBytes/Sekunde-Strom aus an die Steuereinheit 270, deren Ausgangsgröße durch die Einheit 370 geleitet wird, welche Takt- und Synchronisationssignale einfügt. Dann wird der 27 MBytes/Sekunde-Strom von der Einheit 370 gewandelt in serielles Format durch den Wandler 380 und wird als D-1-Ausgangsgröße bereitgestellt.
Die Ausgangsgröße der Einheit 270 wird auch zum MUX 240 gekoppelt, zum MUX 280, dessen Ausgangsgröße, wenn nötig durch die Einheit 290 skaliert wird und farbraumgewandelt. Die 40 MBytes/Sekunde Ausgangsgröße von der Einheit 290 wird ratengewandelt auf 80 MBytes/Sekunde durch das FIFO 310 und zum Pfad 320 gekoppelt zu den Leitungen 140 zum IOSIMM 120, zum SIMMBUS 60, zur VSIMM-Einheit 110 für die Darstellung an der Anzeige 30 als Voransicht.
Überlege nun das Szenario, in dem die extern bereitgestellte Videoinformation serielle Videoinformation am D-1-Eingang#1 ist. Wie in Tabelle 1 erwähnt, gibt es zwei akzeptable Konfigurationspfade für das Weiterleiten von Videoinformation des D-1-Eingang#1 zum Bus 320 und zum IOSIMM 120. In der ersten Konfiguration ist der MUX 250 offen und der MUX 260 empfängt Eingangsinformation J, die dann ausgegeben wird von der D-1-Eingangsverarbeitung 230. Der 20 MBytes/Sekunde- Ausgang des MUX 260 ist mit dem Eingang des Ratenwandlers FIFO 330 verbunden, dessen 80 MBytes/Sekunde-Ausgangsgröße an den Bus 320 gekoppelt wird. Inder zweiten Konfiguration ist MUX 260 offen und MUX 250 empfängt am Eingang D die Ausgangsgröße von der D-1-Eingangsverarbeitung 230. Die 20 MBytes/Sekunde-Ausgangsgröße des MUX 250 ist an den Eingang des Ratenwandler-FIFOs 340 gekoppelt, dessen 80 MBytes/Sekunde-Ausgangsgröße zum Bus 320 gekoppelt wird.
Wie oben für die S-Video-Eingangsgröße beschrieben, fließen die Daten über die Leitungen 240 zum Videoadapter 10 und treten in das VRAM im IOSIMM 120 ein und fließen über den SIMMBUS 60 zur Verarbeitung durch den Controller 90, den Grafik-Beschleuniger 100 und/oder durch die CPU 40. Die verarbeiteten Daten werden über den SIMMBUS 60 zum VRAM im IOSIMM 120 zurückgeführt, über Leitungen 140, den Pfad 320 und in das FIFO 350 bei 80 MBytes/Sekunde. Das FIFO 350 gibt einen 20 MBytes/Sekunde-Strom aus an die Steuereinheit 270, deren Ausgangsgröße durch die Einheit 370 geleitet wird, welche Takt- und Synchronisationssignale hinzufügt. Der 27 MBytes/Sekunde-Strom von der Einheit 370 wird durch den Wandler 380 in serielles Format gewandelt und wird als D-1- Ausgangsgröße bereitgestellt. Auf diese Weise wird die serielle D-1-Eingang#1-Videoinformation, wie sie von der Software 85 verarbeitet worden ist, umgewandelt worden sein in D-1-Ausgabeformat zur Verwendung durch andere Ausrüstungsgegenstände oder Systeme.
Die Ausgangsgröße von der Einheit 270 wird auch zu dem MUX 240 gekoppelt und zum MUX 280, dessen Ausgangsgröße bedarfsweise skaliert und farbraumgewandelt wird durch die Einheit 290. Die 40 MBytes/Sekunde-Ausgangsgröße von der Einheit 290 wird ratengewandelt in 80 MBytes/Sekunde durch das FIFO 310 und auf den Pfad 320 gekoppelt zu den Leitungen 140 zum IOSIMM 120, zum SIMMBUS 60 und zur VSIMM 110. Auf diese Weise wird serielle D-1-Ausgangsvideoinformation, die serielle D-1-Eingang#1-Videoinformation nach Verarbeitung durch die Software 85 ist, an der Anzeige 30 als Voransicht betrachtet.
Modifikationen und Variationen können an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. System zum internen Bereitstellen von Videodaten zum Ausgeben in einem von anderer Videoausrüstung benutzbaren ersten Format und zum Verarbeiten der Daten zur Ausgabe in einem als Voransicht betrachtbaren zur Voransicht an einem Monitor oder einer Anzeige geeigneten zweiten Format, wobei das System zu verwenden ist mit einem Computerverarbeitungs-Subsystem (20) einschließlich

(i) einer zentralen Verarbeitungseinheit CPU (40) und einem an die CPU gekoppeltem Speicher (120) zum Speichern der Videodaten und einer Videopuffereinheit (110), die gekoppelt ist zum Empfangen der Videodaten und zum Ausgeben eines Signals in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format, wobei das System einschließt:

(ii) einen Videoadapter (10), der an die CPU gekoppelt ist und einschließt:

- eine Steuereinheit (220);

- eine Hauptdatenratenverringerungseinheit (350) mit einem an einen Eingang der Steuereinheit gekoppelten Ausgang;

- eine Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit (290) zum Generieren des zur Voransicht betrachtbaren zweiten Videoformats, mit einem Eingang gekoppelt an einen Ausgang der Steuereinheit;

- eine Hauptdatenratenerhöhungseinheit (310) mit einem Eingang gekoppelt an einen Ausgang der Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit;

wobei die CPU die Videodaten veranlasst, an den Videoadapter gekoppelt zu werden durch die Hauptdatenratenverringerungseinheit zum Verringern der Datenrate der Videodaten vor ihrem Weiterleiten zu der Steuereinheit, wobei die Steuereinheit ein Videosignal in dem ersten Format ausgibt;

wobei die Steuereinheit außerdem ein Signal zu der Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit bereitstellt, dessen Ausgangsgröße erhöht ist in der Datenrate durch die Hauptdatenratenerhöhungseinheit und das als eine Eingangsgröße an das Computerverarbeitungs- Subsystem gekoppelt ist zum Speichern und Koppeln an die Videopuffereinheit, wobei die Videopuffereinheit ein Signal in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format ausgibt.

2. System nach Anspruch 1, wobei der Speicher mindestens einen Datensatz speichert, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) einer Animationssequenz, auf die hin Videoeffekte ausgeführt werden können, (ii) extern generiertem Bildmaterial, auf das hin Nicht- Echtzeiteffektverarbeitung ausgeführt werden kann, (iii) einer einen Schleifenvoransichtsmodus des Systems befehlenden Routine, (iv) intern bereitgestellten Videodaten, und (v) von der ein in dem Speicher gespeichertes Programm ausführenden CPU generierten Videodaten.

3. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eine von der Hauptdatenratenerhöhungseinheit und der Hauptdatenratenverringerungseinheit eine First- In-First-Out-Registereinheit (FIFO) ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit eine D1-Ausgangsprozesseinheit einschließt, die Format- und Zeitabstimmungskomponenten in eine Signalausgangsgröße einfügt durch die Hauptdatenratenverringerungseinheit und wobei das Videosignal in dem ersten Format D1-Format-Ausgangsvideo ist.

5. System zum Empfangen von mindestens einem extern bereitgestellten Videosignal, das auszugeben ist in einem ersten von anderer Videoausrüstung benutzbaren Format in einem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format, das geeignet ist zum Betrachten als Voransicht auf einem Monitor oder einer Anzeige, wobei das System umfasst:

i) ein Computerverarbeitungs-Subsystem einschließlich:

- einer zentralen Verarbeitungseinheit CPU (40);

- einem an die CPU gekoppelten Speicher (129, 70, 70').

- einer Videopuffereinheit (110), die gekoppelt ist zum Empfangen von Videodaten von dem Speicher und zum Ausgeben eines Videosignals in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format.

(ii) einen Videoadapter (10), der an die CPU gekoppelt ist zum Empfangen des extern bereitgestellten Videosignals und zu dessen Weiterleiten an das Computerverarbeitungs-Subsystem, wobei der Videoadapter einschließt:

- eine Hauptdatenratenverringerungseinheit (350) zum Verringern der Datenrate der von dem Computerverarbeitungs-Subsystem empfangenen Rückführungsvideodaten

- eine Steuereinheit (220) mit einem an einen Ausgang der Hauptdatenratenverringerungseinheit gekoppelten Eingang zum Empfangen der Rückkopplungsvideodaten mit einer reduzierten Datenrate, ein Ausgang der Steuereinheit zum Ausgeben eines Videosignals in dem ersten Format;

- eine Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit (290) zum Generieren eines Videosignals in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format und mit einem Eingang gekoppelt an einen anderen Ausgang der Steuereinheit; und

- eine Hauptdatenratenerhöhungseinheit (310) zum Erhöhen der Datenrate des generierten Videosignals, wobei die Hauptdatenratenerhöhungseinheit einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit (290) und einen Ausgang gekoppelt hat an das Computerverarbeitungs-Subsystem um das Videosignal in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format in die Lage zu versetzen, weitergeleitet zu werden zu der Videopuffereinheit (110).

6. System nach Anspruch 5, wobei das Computerverarbeitungs-Subsystem eine Workstation einschließt und eine IOSIMM-Einheit mit einem Beschleuniger und einem Videospeicher, wobei mindestens ein Abschnitt dieses Videospeichers als besagter Speicher dient für das Computerverarbeitungs-Subsystem.

7. System nach Anspruch 5 oder 6, wobei das extern bereitgestellte Videosignal ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus:

i) einem S-Videoeingangssignal, wobei die CPU im Voransichtsmodus das Videosignal veranlasst, einer Verarbeitung unterzogen zu werden und durch die Hauptdatenverringerungseinheit geleitet zu werden und durch die Steuereinheit, wobei die Steuereinheit ein Videosignal in dem ersten Format ausgibt;

wobei die Steuereinheit außerdem ein Ausgangssignal von der Hauptdatenratenverringerungseinheit bereitstellt an die Videoskalierungs- Farbraum-Wandlereinheit, deren Ausgangssignal in der Datenrate erhöht ist durch die Datenratenerhöhungseinheit und als Eingangsgröße gekoppelt ist an das zentrale Verarbeitungssystem zum Speichern und Koppeln an die Videopuffereinheit, wobei die Videopuffereinheit ein Signal in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format ausgibt; und

ii) ein Eingangssignal des D-1 #1-Eingangs, wobei die CPU im Voransichtsmodus das Videosignal veranlasst, einer Verarbeitung unterzogen zu werden und durch die Hauptdatenratenverringerungseinheit geführt zu werden und durch die Steuereinheit, wobei die Steuereinheit ein Videosignal ausgibt in dem ersten Format;

wobei die Steuereinheit außerdem ein Ausgangssignal bereitstellt von der Hauptdatenratenverringerungseinheit an die Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit, deren Ausgangsgröße erhöht ist in der Datenrate durch die Hauptdatenratenerhöhungseinheit und gekoppelt wird als eine Eingangsgröße an das zentrale Verarbeitungssystem zum Speichern und Koppeln zu der Videopuffereinheit;

wobei die Steuereinheit außerdem eine verarbeitete Version des Eingangssignals des D-1 #1-Eingangs an eine zweite Datenratenerhöhungseinheit koppelt, deren Ausgangsgröße gekoppelt ist als eine Eingangsgröße an das zentrale Verarbeitungs- Subsystem zum Speichern und Koppeln an die Videopuffereinheit;

wobei die Videopuffereinheit ein Signal in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format ausgibt.

8. System nach Anspruch 5 oder 6 oder 7, wobei die CPU im Nicht-Voransichtmodus das extern bereitgestellte Videosignal an eine zweite Datenratenerhöhungseinheit koppelt, deren Ausgangsgröße gekoppelt ist an einen Eingang der Hauptdatenratenverringerungseinheit und auch gekoppelt ist an den Speicher.

9. System nach Anspruch 5 oder 6 oder 7 oder 8, wobei ein erstes extern bereitgestelltes Videosignal ein S- Videoeingangssignal ist und ein zweites extern bereitgestelltes Videosignal ein D-1 #1-Eingangssignal; und wobei:

die CPU im Voransicht-Modus das D-1 #1- Eingangsvideosignal veranlasst, einer Verarbeitung unterzogen zu werden und durch die Hauptdatenratenverringerungseinheit geführt zu werden und durch die Steuereinheit, wobei die Steuereinheit ein Videosignal in dem ersten Format ausgibt;

die Steuereinheit außerdem ein Ausgangssignal bereitstellt von der Hauptdatenratenverringerungseinheit an die Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit, deren Ausgangsgröße erhöht ist in der Datenrate durch die Hauptdatenratenerhöhungseinheit und gekoppelt ist als eine Eingangsgröße an das zentrale Verarbeitungssystem zum Speichern und Koppeln an die Videopuffereinheit;

die Steuereinheit außerdem eine verarbeitete Version des S-Videoeingangssignals an eine zweite Datenratenerhöhungseinheit koppelt, deren Ausgangsgröße gekoppelt ist als eine Eingangsgröße an das zentrale Verarbeitungssystem zum Speichern und Koppeln zu der Videopuffereinheit;

die Videopuffereinheit ein Signal in dem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format ausgibt.

10. Verfahren zur Videoverarbeitung, ein Videosystem verwendend, das ein Gomputerverarbeitungs-Subsystem (20) umfasst, welches eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU (40) einschließt, einen Speicher (120, 70, 70') gekoppelt an die CPU, eine Videopuffereinheit (110) gekoppelt an den Speicher und ein Signal in einem als Voransicht betrachtbaren zweiten Format ausgebend, wobei das Videosystem außerdem einen Videoadapter (10) umfasst, der an die CPU gekoppelt ist, wobei dieses Verfahren Video verarbeitet, ob extern eingegeben in den Videoadapter, gespeichert in dem Speicher oder von dem Computerverarbeitungs-Subsystem generiert und zum Ausgeben dieses Videos in einem von anderer Videoausrüstung benutzbaren ersten Format und zum Ausgeben des als Voransicht betrachtbaren zur Voransicht an einem Monitor oder einer Anzeige geeigneten zweiten Formats, wobei das Verfahren die folgenden Schritte einschließt:

(a) Verarbeiten des Videos in dem Computerverarbeitungs-Subsystem und Speichern des verarbeiteten Videos in dem Speicher;

(b) Rückführen des verarbeiteten Videos von dem Speicher zu dem Videoadapter und innerhalb des Videoadapters Reduzieren einer Datenrate des rückgeführten Videos und Formatverarbeitung des Videos reduzierter Datenrate zur Ausgabe als das Signal im ersten Format;

(c) innerhalb des Videoadapters Größenskalierung und Farbraumwandlung des Videos reduzierter Datenrate wenn notwendig und Erhöhen einer Datenrate des resultierenden, als Voransicht anzeigbaren Videosignals in dem zweiten Format;

(d) Koppeln des resultierenden Videosignals an einen Eingang des Computerverarbeitungs-Subsystems zum Speichern darin; und

(e) Ausgeben des resultierenden als Voransicht betrachtbaren Videos aus dem Speicher in dem Computerverarbeitungs-Subsystem über die Videopuffereinheit.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Signal im ersten Format eine D-1-serielle Ausgangsgröße ist und wobei der Videoadapter als externe Eingangsgrößen Videosignale empfangen kann zumindest als S- Videoeingangssignal, ein erstes serielles D1- Eingangssignal und ein zweites serielles D1-Signal.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Videoadapter eine Steuereinheit einschließt, eine Hauptdatenratenverringerungseinheit mit einem Ausgang gekoppelt an einen Eingang der Steuereinheit, eine Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit mit einem Eingang gekoppelt an einen Ausgang der Steuereinheit und eine Hauptdatenratenerhöhungseinheit mit einem Eingang gekoppelt an einen Ausgang der Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit, und wobei Schritt (c) das Führen des verarbeiteten Videos durch die Videoskalierungs-Farbraum-Wandlereinheit einschließt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei mindestens einer von Schritt (b) und Schritt (c) das Variieren der Datenrate mit einem First-In-First-Out- Register (FIFO) einschließt.

14. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 oder 12 oder 13, wobei zu verarbeitendes, in dem Speicher gespeichertes oder von dem Computerverarbeitungs-Subsystem generiertes Video mindestens einen Typ von Video einschließt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) einer Animationssequenz auf die hin Videoeffekte ausgeführt werden können, (ii) extern generierten Bildmaterial, auf welches hin Nicht- Echtzeiteffektverarbeitung ausgeführt werden kann und (iii) einer einen Schleifenvoransichtsmodus des Systems befehlende Routine.