TW423249B - HDTV video frame synchronizer that provides clean digital video without variable delay - Google Patents

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Robert Nemiroff
Vicky B Kaku
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A7 B7 4^3249 五、發明說明（ 發明背f 、本發明與-種在同步失敗期間’在資料編碼器處理連續 視訊或其他資料訊框的方法及裝置有關。债測到同步失敗 時，則會用與同步前損失之訊框同步的方式提供黑色或預 先儲存之訊框，直到建立重新同步。若同步後損失的訊框 與同步前損失的訊框不同步，必要時會提供空値資料。本 發明特別適合配合編碼高解析度電視（High Definiti〇n Television ; HDTV)的數位視訊編碼器一起使用。 2由於改善了有關類比信號之數位信號的保眞度、頻寬效 益、及多功能性，使得數位視訊、音訊、及其他資料的通 訊日益普遍。例如，許多有線電視（CATV^路經由同轴電 境，、或光纖輿同軸電纜線網路將數位電視信號傳送到用 尸家中。另外，除了電視信號以外，尚有各種其他的信號 可提供給用户，包括只有音訊 '只有視訊（包括靜止晝面視 訊）、及資料服務（包括網際網路資料、股票或天氣資料、 電腦遊戲、等等）。 電視或其他資料從有線網路的頭端傳輸到用户家中的解 碼器，或直接傳送到用户家中（例如，經由衛星或或陸上廣 播），並藉由解碼器處理來提供相容於用户電視、電腦、或 其他設備之格式的輸出信號。 電視或其他資料可透過各種方法由頭端取得。例如，頭 崎可具有數位電視節目或其他資料的本地儲藏庫，其儲存 在像是磁帶之類的磁性儲存媒介、或像是光碟（CD)、數位 影音光碟（DVD)、或電射影像片之類的光學儲存媒介。頭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 x 297公釐） "14 "裝----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 Ο 49 A7 0 Ο 49 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（2 ) 端也可接收來自傳輸源的數位電視或其他資料，例如，衛 星發射網路、陸上廣播網路、或微波發射網路。 視訊中的每個訊框或其他資料信號都包括計時或時鐘資 訊，允許要與信號同步的視訊编碼器正確壓縮及編碼。但 是’可能會固爲一些因素，而造成視訊編碼器遇到同步失 敗。例如’資料源中的變更（如，從現場電視播放變更成預 先錄影的電影）可能導致同步失敗，而造成傳輸之資料流中 顯示雜訊訊框或其他的後生現象。此外，因資料儲存媒介 中的缺陷或傳輸通道中的雜訊所造成的資料漏脈衝可能導 致同步失敗。 另外，資料源中的變更可能隨著視訊時鐘頻率中的變更 一起發生。例如，1920水平像素X 1080活動視訊線X 3 0每 秒交叉掃描場數（如，每掃描場540條活動視訊線）的高解析 度電視（HDTV)格式具有74.25 MHz的時鐘脈衝，而1920水平 像素X 1080活動視訊線X 29.97每秒交叉掃描場數（如，每掃 描場540條活動視訊線）的高解析度電視（HDTV)格式具有 74.175 MHz的時鐘脈衝。這些高解析度電視（HDTV)格式在 文件 SMPTE 274M，文件名稱"Proposed SMPTE Standard for Television-1920 x 1080 Scanning and Analog and Parallel Digital Interfaces for Multiple-Picture Rates"中論述。對於編碼器同言 將難以重新與新的視訊時鐘脈衝同步化。 此外，在同步失敗期間，因爲無法編碼及傳輸收到之資 料，而造成接收輸入資料信號的資料緩衝器可能溢出。 因此，在同步失敗期間，非常適合提供一系統來處理輸 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^ <1 -----—--訂 *------1-^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明（3) 入到資料編碼器/壓縮器的連續視訊或其他資料訊框。在重 新建工同步之前，冑系統應將像是黑色或預先儲存的資料 (類的代用資料提供給-資料壓縮器，其中該代用資料與 同步前損失之資料訊框同步1如，針對視訊資料的訊框 ，可將黑色訊框提供給該壓縮器。 該系統應適應同步後損失訊框相對於同步前損失訊框的 時鐘頻率中的變化。 該系統應進一步適應與同步前損失訊框同步或非同步的 失敗後訊框。 ^要時’在建立重新时化之後及新資料訊框傳遞到壓 縮器I前的期間’該系統應將空値信號提供给壓縮器。 本系統應管理資料編碼器中缓衝器全滿程度，以預防同 步失敗期間發生溢出。 本發明提供一具有上述及其他優點的系統。 發明總結 本發明與-種用以在同步失敗期間在資料編碼器處理連 續視訊或其他資科訊框的方法及裝置有關。 在視訊或其他資料編碼器上之輸入資料的同步失敗期間 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 ，本發明藉由必要時產生代用資料的方式，只將完整的資 料訊框提供給編碼器中的壓縮器。藉由只提供完整的資料 訊框’可㈣後生現象^切朗碼器的資料源 時，可能會發生同步失敗。 例如’如果在輸入到編碼器的特定資料訊框的中間偵測 到同步失敗，則會使用與訊框中先前之資料同步的代用資 本紙張尺度翻中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 a7 ----------- 五、發明說明（4 ) 料來完成其餘的訊框。此外，代用資料的完整「清晰」訊 框會接在特定資料訊框之後以提供給壓縮器，所以仍然在 特定訊框之中，直到偵測到同步恢復，並且在同步後損失 的新資料上執行掃描場或訊框檢查，以增加同步恢復的可 信度。 如果同步後損失之資料與同步前損失之資料不同步（即， 有不同的時鐘脈衝基準），則可能需要在最後的代用訊框之 後、及掃描場或訊框檢查中出現訊框後之同步後損失的訊 框I前將-g値信號提供給壓縮器1步後損失之訊框也 稱爲檢查後訊框。同步前與同步後損失訊框之不同的訊框 與視訊時鐘频率的差異會自動計入。 依照本發明，偵測到輸入資料訊框與編碼器之間同步失 敗時，處理輸入到資料編碼器之資料訊框的—種方法，其 包括下列步驟：監控輸入資料訊框來偵測同步失敗；在偵 測同步失敗之前，將輸入資料訊框的同步前損失之輸入資 料提供给編碼器的壓繪器；以及，在偵測到同步失敗時， 以與同步前損失之輸入資料同步的方式，將代用資料提供 給壓縮器。 持續監控輸入資料訊框，以偵測同步恢復；並且，在偵 測到同步恢復後，將輸入資料訊框的同步後損失輸入資料 提供給資料壓縮器，以及將最後訊框之後所納入的代用資 料提供給資料壓縮器。 輸入資料訊框可包括視訊資料，而若有代用資料則可包 括黑色視訊資料，必要時會即刻產生該代用資料。 本纸張疋度適用t關家標準（CNS)A4規格⑵G X 297公髮~7 -----------^ ^--------^0---------I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 B7 423249 五、發明說明（5 該代用資料可預先儲存在記憶體中^例如，最後的同步 前損失訊框可預先儲存，並傳遞到該壓縮器。例如，針對 視訊應用’這將使觀看者可以看到最後良好的視訊框，或 其他預設的視訊框，而不是黑色訊框。但是，需要額外的 記憶體。 可藉由監把同步前損失輸入資料的視訊線的活動視訊開 始（Start of Active Video ; SAV)及 / 或活動視訊結束（End of
Active Video ; EAV)掃描場的方式來偵測同步失敗。 該方法可包括監控有關同步前損失輸入資料的輸入時鐘 脈衝信號來偵測同步失敗的步驟^ 當訊框的中間發生同步失敗時（如，在訊框開始之後及訊 框結東之前）’可將含有同步前損失輸入資料及代用資料的 第一完整訊框提供給資科壓縮器。該第一完整訊框後接著 一個或多個包括取代輸入資料之代用資料的完整訊框，直 到偵測到同步恢復且可使用新的同步後損失訊框。 一掃描場或訊框檢查可在同步恢復後訊框上執行，其中 同步恢復後訊框是最初偵測到同步恢復後之同步後損失輸 入資料的第一個或後來的完整訊框；然後，稱爲v檢查後 訊框”的接續訊框可提供給資料壓縮器，該檢查後訊框 "是同步恢復後訊框之後的同步後損失輸入資料的第—個 訊框。此外，將最後一個代用訊框提供給資料壓縮器後， 可將空値資料序列提供給資料壓縮器，直到將檢查後訊框 提供給資料壓縮器。 該方法可進一步包括缓衝該輸入資料訊框的步驟；以及 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公沒） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
AT 423249 __________B7______ 五、發明說明（6 ) ’在偵測到同步恢復後及檢查後訊框開始前，提供一緩衝 器重設信號。該緩衝器重設信號用於重設緩衝器指標，將 系統重新初始化。 該方法可進一步包括監控有關同步後損失輸入資料的輸 入時鐘脈衝信號來偵測同步恢復的步驟。 當同步恢復後訊框的第一個完整訊框或掃描場包括許多 的视訊線時，至少部份的視訊線具有活動視訊開始（Sav) 或活動視訊結束（EAV)掃描場，該方法進一步包括：藉由 監控活動視矾開始（SAV)或活動視訊結束（EAV)掃描場的方 式，在同步恢復後訊框的第一完整訊框上執行掃描場或訊 框檢查^ 也將描述一對應的裝置。 圖式簡單説明 圖1顯示依照本發明之一種視訊編碼器的圖式。 圖2顯示依照本發明，同步失敗期間—種交又掃描視訊輸 入及一種壓縮器輸入時鐘脈衝線的圖式。 圖3顯示依照本發明，同步失敗期間一種順序掃描視訊輸 入及一種壓縮器輸入時鐘脈衝線的圖式。 圖4顯示依照本發明，在同步失敗期間之處理流程的圖式。 圖5顯示依照本發明，沒有訊框計時變化之多重短期同步 失敗期間，—#交叉掃描減輸入及—種壓縮器輸入時鐘 脈衝線的圖式。 圖6顯示與本發明一起使用之樣本視訊枢的圖式。 圖7顯示與本發明一起使用之樣本視訊線的圖式。 -9- 本紙張尺度適用中i家標準f NS〉A4規格⑵0 x 297公3) -------------------訂 *--------^V {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 249
五、發明說明（ 明之詳細説明_ 本發明係關於—種在同步損失期間，在資料 連續视訊或其他資料框之方法及裝置。 、馬益處理 圖1顯示依照本發明之—種視訊編碼 示的一視訊編碼s^ + 團式。在100顯 的數位像素樣本。梦 輸通道接收 ，然後量化及編碼，以利㈣㈣户㈤補償及估計壓输 ’以利傳輸或儲存。圖1的範例中，祕t 不的編碼器⑽根據開關120的位置，接收來自顯 訊源《訊源A 11G或視訊源Β Π5)的像素樣本。例如，' = 器100可在有線電视系統的 扁馬 可句衽德關頻场便用，並且，視訊源Α及Β 像疋磁帶或光碟之類的數位資料儲存媒介。 另外編碼器可從像是衛星網路之類㈣輸通道接收 位資料。此外，該收到的資料可包括視訊、音訊、及/或 其他的資料。本發明特別適合配合視訊資料—起使用，也 可以與任何訊框式資料格式一起使用。 一上文所述，收到之訊框式資料流及資料編碼器之間的 同步失敗可能是因-些因素所造成，包括，如圖所顯示 的視訊源冑更’ 4資料漏脈衝。編碼器1〇〇所收到的像素資 料可具有符合SMPTE 274M或260 Μ標準（即，192〇 X 1〇8〇像 素又叉掃描）、或SMPTE 2 96Μ(即，ΐ28〇 X 720像素順序掃 描）的高解析度電视（HDTV)格式。如下文中所説明的圖6及 圖7，每個像素資料的訊框都包括一些視訊線，並1，每條 視訊線都包括一活動視訊開始（SAV)掃描場和一活動視訊 結束（EAV)掃描場。這些掃描場或資料序列的指定格式在 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（Cns)A4規格（210x297公釐） -------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- Λ 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 A/ B7 __________ 五、發明說明（8 ) 上述的SMPTE標準中論述β 在輸入視訊處理器125偵測活動視訊開始（SAV)和活動視 訊結束（EAV)序列（同時偵測或偵測其中之一），以便與收 到之資料訊框同步。活動視訊開始（SAV)和活動視訊結束 (EAV)掃描場出現的頻率基本上與收到之資料的線頻率一 致。如果在預期的時間沒有偵測到活動視訊開始（SAV)及/ 或活動視訊結束（EAV)序列，或者，如果活動視訊開始 (SAV)和活動視訊結束（EAV)掃描場的位元數錯誤，則輸入 視訊處理器125可宣告同步失敗。如果偵測到同步失敗，則 輸入視訊處理器125將一控制信號SYNC_LOSS提供給格式器 135。無論是否已宣告同步失敗，輸入資料也會從處理器 125提供給先進先出（First-Iti First_Out ; FIFO)緩衝器 130。 如下文中所詳細討論的圖2、3、及5，處理器125也將控制 資料及一先進先出（FIFO)重設信號FIFO-RST提供給緩衝器 130。 輸入視訊處理器1 2 5也接收有關輸入視訊的時鐘脈衝信 號CLK，並將CLK提供給鎖相環路（Phase-Locked Loop ; PLL) 145。CLK的連續脈衝形成一視訊樣本時鐘脈衝，例如 ，74.175 MHz或74.25 MHz。該鎖相環路（PLL) 145以傳統方 法運作，以利與CLK同步，如此可偵測到鎖定狀況。鎖相 環路（PLL) 145將一控制信號PLL_L0SS傳送到格式器135，來 指定是否有出現鎖定狀況，並傳送對應到CLK的視訊時鐘 脈衝信號VIDEO_CLK>如果鎖相環路（PLL) 145未鎖定，則 PLL一LOSS將具有一邏輯眞（ture)値，如果鎖相環路（PLL)145 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂---------γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 A； _ B7 --I 丨 ·η 五、發明說明（9 ) 被鎖疋，則PLL_LOSS將具有一邏輯偽（false)値。 格式器135接收來自緩衝器i3〇的輸入資料、來自處理器 125的SYNC—LOSS信號、以及來自鎖相環路（PLL) 145的 PLL_LOSS信號。格式器135也將一控制信號提供給緩衝器 130，以及啓動開關140的選擇信號。開關140可選擇在141端 的輸入視訊資料或142端的黑色視訊信號、或是在143端的 空値（如，零）視訊信號。請注意，例如，142端（必要時替 代產生之黑色視訊即時）提供的任何預先儲存之資料包括同 步失敗之如最近的視訊框。但是’需要不同的記憶體結構 來提供預先儲存之資料。此處所使用的II代用資料"代表在 同步失敗期間提供給壓縮器的黑色或預先儲存的資料。此 處所使用的”預先儲存"指定需要之前所儲存的資料，而不 是需要即時產生的資料。 來自開關140的資料輸出從格式器135提供給資料壓縮器 150，該資料壓縮器實施傳統的壓縮技術來提供壓縮之 資料流，例如，經由有線電視（CATV)網路傳輸到用户家中 的壓縮之資料流。 格式器135可包括已知的電路元件，用以在142端提供與輸 入視訊框同步的黑色視訊框。連續的黑色訊框（又稱爲黑色 脈衝串）不包含任何活動的視訊資訊。例如，針對Nuc视 訊，可使用0.357V的黑色量。黑色視訊框與同步失敗之前 的輸入視訊框同步，並且使用同步前損失的定時將黑色視 訊框提供給㈣器，直到可使用新的同步後損失訊框。必 要時可即時產生黑色訊框。 -12- 本紙張尺度·帽_標準<CNS)A4規格⑽x 297公爱）
------------^ 麵裳--------訂---------^ (靖先聞讀背面之注意事項再填窝本頁J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 at ____B7___ 五、發明說明（1〇) 圖2顯示依照本發明，同步失敗期間一種交叉掃描視訊輸 入及一種壓縮器輸入時鐘脈衝線的圖式。在200所顯示的一 種時鐘脈衝線以第一連續方法從參考點0、t!、及2tl延伸 ，以及從0，、12、2 12、及3 12延伸。一視訊輸入時間線210 包括連續的垂直同步（VSYNC)信號、訊框同步（FSYNC)信 號、及水平同步（HSYNC)信號。訊框同步（FSYNC)指定視 訊框的開始，而垂直同步（VSYNC)指定交叉視訊之每個掃 描場的開始，以及水平同步（HSYNC)指定每條視訊線的開 始。例如，針對1920 X 1080像素交叉掃描，每掃描場有540 條活動視訊線，以及每訊框有兩個掃描場。水平同步 (HSYNC)掃描場的實際數量大於所顯示的數量。 時問線230顯示信號PLL_LOSS的狀態，其中高電位値指出 PLL_LOSS在僞（false)狀態，而低電位値指出PLL_ LOSS在眞 (ture)狀態。時間線240顯示SYNC_L0SS掃描場的狀態，其 中高電位値指出SYNC_L0SS在僞（false)狀態，而低電位値 指出SYNC_L0SS在眞（ture)狀態。時間線260顯示FIF0—RST 信號的狀態，其中高電位値指出FIF0_RST在僞（false)狀態 ，而低電位値指出FIF0—RST在眞（ture)狀態。因此，圖2、 3、及 5 中的 PLL_L0SS、SYNC_L0SS、及 FIF0_RST屬於低 電位啓用信號。 時間線280顯示圖1中壓縮器150的輸入。因爲傳送到格式 器Π5及壓縮器150之前將輸入視訊儲存到緩衝器13〇中，所 以壓縮器輸入280與處理器125的視訊輸入210之間有一個掃 描場的延遲。在虛線201及202所指出的時間内，壓縮器輸 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） T. _ L *4^·. m ^^1 ^^1 n 1^1 n ^^1 I n n n n n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 A7 B7 五、發明說明（11) 入280對應到延遲的視訊輸入。也就是説，視訊輸入21〇上 從時間0開始的訊框對應到壓縮器輸入280上時間0.5 11的訊 框0
在虚線202所指出的時間，：PLL_LOSS 230及SYNC__LOSS 240從僞（false)轉變成眞（ture)，指出視訊輸入21〇中的鎖相 環路（PLL)失敗及同步失敗。同時，啓動格式器13 5的開關 MO，將黑色視訊輸入到壓縮器。 在虛線202與203之間的時間内停止視訊輸入21〇。鎖相環 路（PLL)恢復後接著視訊輸入的下—個訊框開始的時間（在 時間0 ’）掃描場檢查開始《掃描場檢查期間，將監控每條視 訊線中的活動視訊開始（SAV)及/或活動視訊結束（EAV)掃 描場，以確保視訊掃描場持續時間正確（如，54〇條活動視 訊線）。可根據需要，掃描場檢查可持續一個掃描場以下或 以上。但是，掃描場檢查的持續時間應具有以恢復同步作 爲結束的十足把握。在虛線204所指定的時間，一旦成功完 成掃描場檢查，則8丫>^-1^沾從眞（加〇轉變成僞（加岣^ 掃描場檢查正好在時間0‘5t2之前成功完成。如pLL_L〇ss 所指出，因爲0,到0.5 4期間内的掃描場是同步恢復之後第 一個全掃描場’所以稱爲”同步恢復後掃描場,，。 在虛線204的SYNC_L0SS轉變之後，FlF〇—RST從高電位轉 變成低電位，然後又回到高電位，藉此指出緩衝器13〇的重 設狀況，此時，緩衝器指標被初始化，雖然，fif〇尺叮轉 變正好在SYNC_L0SS轉變之後發生，但是，nF〇膽轉變 通常可在SYNC_L0SS轉變之後（正好在時間〇々A 在 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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'3249 五、發明說明（12) 下一個訊框開始之前（在時間t 2 )内的任何時間出現。 再者，SYNC_LOSS從低電位轉變成高電位時，停止將黑 色視訊框傳遞到壓縮器，此時，啓動格式器135中的開關 140，將空値視訊信號輸出到壓縮器。在此方法中，於同步 失敗及同步恢復時間提供給壓縮器的任何資料是作爲完整 訊框提供給壓縮器。或者，如果因完整黑色訊框將與同步 後損失輸入视訊框重疊而無法提供時，則會在黑色訊框結 束及同步後損失輸入視訊框之前提供空値信號。 訂 器135可取得緩衝器重設之後的第一輸入视訊框（例如，^ 時間h開始的輸入視訊框），否則將繼續選取空値輸入。當 格式器135可取得此項檢查後城時啓動開關⑽，將輸入 視訊資料傳遞到壓縮器。因此，在虛線2〇8(即，i所 指出的時間，壓縮器接收並開始壓縮對應到時間“之^見訊 輸入210的視訊框。 請注意，同步後損失訊框與同步前損失訊框之間可能且 有不同的訊框速率，及/或不同的視訊時鐘頻率。另外，同 步後損失訊框可能與同步前損失訊框时（使用相同的時間 基準)或非同步(使用不同的時間基準卜針對同步性，〇、 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 L、及2tl所表示的時間線部份連續到〇,、h ' 2卜、及“ 所表示的時間線部份。因此，與由枯α 2 ^ θ 刀口此將空値輸入到壓縮器的持續 時間可能改變’或是根本不存在。針對使用相同時間基J 的同步後損失訊框與同步前損失訊框，因爲檢查後訊框奋 即刻接在最後-個黑色訊框之後，所以不需要空値輸入/ 圖3顯示依照本發明’同步失敗期間—種順序掃描視訊輸 本紙張尺度適用中關家標準格⑵〇 χ 297公笼 -15- 423249 A7 B7 五、發明說明（13) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 入及一種壓縮器輸入時鐘脈衝線的圖式。_時間線3⑼包括 0、ti、及2ti所指定的第—連續部份，及〇，、t2、2t2 '及 3 t2所“疋的第一連續部份β 一視訊輸入時間線3〇包括— 些訊框，其中每個訊框的開始是藉由FSYNC信號指示，而 一訊框中的每條線都具有一對應的HSYNC信號。圖3中也顯 示 PLL—LOSS 時間線 330、SYNC—LOSS 時間線 340 ' FIFO—LOSS時間線360、及壓縮器輸入時間線38〇。因爲傳送 到格式器135及壓縮器150之前將輸入視訊儲存到緩衝器13〇 中’所以該壓縮器輸入380與視訊輸入310之間有一個訊框 的延遲。例如，在時間卜的壓縮器輸入訊框38〇對應到在時 間0的視訊輸入框。 在虛線303所指出的時間，PLL_L〇SS及sync—LOSS從高 電位轉變成低電位，藉此指出視訊輸入中的同步失敗。同 時’啓動格式器135的開關140，選擇將黑色视訊輸入到壓 縮器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在虛線304所指出的時間，pll_L0SS從低電位轉變成高電 位，指出鎖相環路（PLL) 145已恢復CLK。然後，在時間0 1開 始（該時間對應到鎖相環路（PLL)恢復之後下一個訊框的開 始’即’一"同步恢復後訊框執行訊框檢查。在虚線305 所指出的時間，也就是在時間t2之訊框開始之前，成功完 成訊框檢查。SYNC_L0SS從低電位轉變成高電位，指出已 重新恢復同步。因爲必須在時間12之下一個訊框開始之前 執行重設’所以FIF0_RST 360指出在時間305的SYNC_LOSS 轉變之後即刻重設^ FIF0_RST將緩衝器指標重新初始化。 16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 A7 ____B7___ 五、發明說明（14) 再者，SYNC_ LOSS從低電位轉變成高電位時傳遞到壓縮器 之黑色視訊框結束，此時，啓動格式器135中的開關開關 140選擇空値視訊輸出，直到時間2 12。只要壓縮器可取得 檢查後訊框，就可啓動開關140將輸入視訊傳遞到壓縮器。 尤其，在時間2 t2開始之視訊輸入310的檢查後訊框是作爲 在時間2t2的壓縮器輸入308傳遞。 圖4顯示依照本發明，在同步失敗期間之處理流程的圖式 。請同時參考圖1，在方塊4〇5中，視訊時鐘脈衝CLK藉由 輸入視訊處理器125偵測，並提供給鎖相環路（PLL) 145來偵 測鎖相環路（PLL)失敗。該鎖相環路（PLL) 145設定對應的控 制字？1^_1^088。在方塊415中，如果PLL_LOSS在眞（true)狀 態，則處理流程回到方塊405。但是，如果PLL_LOSS不在 眞（true)狀態，則在方塊420將SYNC_L0SS設成眞（true)狀態 ，藉此指出編碼器中的同步失敗。 在方塊410中，鎖相環路（PLL)145正在監控與輸入視訊信 號有關的時鐘脈衝信號，輸入視訊處理器125也正在監控活 動視訊開始（SAV) /活動視訊結束（EAV)掃描場，以便债測 同步失敗。在方塊425，如果SYNC—L0SS在眞（true)狀態， 則會在方塊440選取黑色輸入作爲壓縮器的輸入。如果 SYNC_LOSS不在眞（true)狀態，則會在方塊430繼續選取輸 入視訊，且在方塊410中繼續監控活動視訊開始（SAV) /活動 視訊結束（E A V)掃描場。因此，本發明提供兩種決定輸入 視訊信號中同步失敗的方法。在方塊445中，如果 PLL_ LOSS仍然在眞（true)狀態，則會在方塊44〇繼續選取黑 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^1 ^^1 ^1 1* —i tf I Bn ^^1 I 一 I an «1· n t · {請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) A7 B7 23249 五、發明說明（15) 色輸入°但是’在方塊445中，如果PLL_ LOSS不再是眞 (true)狀態，則在輸入視訊下—個訊框開始時執行掃描場或 訊框檢査。尤其’針對順序掃描輸入視訊，會在PLL_LOSS 轉變之後下一個訊框開始時執行视框檢查，而針對交叉掃 描輸入視訊，則是在PLL_ LOSS轉變之後下—個訊框開始時 執行掃描場檢查。在方塊408中’如果掃描場或訊框檢查成 功，則會將SYNC_L0SS設成僞（false)狀態。 或者，也可以在PLL_L0SS轉變之後下一個緊接的掃描場 上執行掃描場檢査，而不論其是否是訊枢的第一個或第二 個掃描場。 在方塊450中，如果SYNC_L0SS不是在僞（false)狀態，則 會在方塊440繼續選取黑色輸入。請再次參考圖2及圖3，一 般而言，PLL_L0SS從低電位轉變成高電位後的時間與 SYNC—LOSS從低電位轉變成高電位的時間之間有一段時期 。此項時間説明CLK恢復及掃描場或訊框檢查完成之間的 延遲。尤其，在圖2中之虛線203與204之間的時間内，將沿 著從方塊450到方塊440的路徑行進。同樣地，在圖3中之虛 線304與305之間的時間内，將沿著方塊450與方塊440之間的 路控行進。 但是，在圖2中虚線204所指出的時間或圖3中虛線3〇5所 指出的時間，SYNC—L0SS將從眞（ture)轉變成僞（false)，且 處理流程將在方塊460及47〇繼續。在方塊460中，將繼續選 擇黑色輸入傳遞到壓縮器，直到目前的黑色訊框結束。在 方塊490，最後一個完整黑色訊框結束之後將選取空値輸入 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------『 ！裝·-----丨丨訂---------『八 (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423249 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16) ’直到將檢查後訊框（即，出現掃描場或訊框檢查中，接在 同步恢復後掃描場或訊框之後的訊框）傳遞到壓縮器。啓動 格式器135的開關140，開始將此第一個掃描場檢查後或訊 框檢查後之視訊框傳遞到壓縮器，在方塊47〇中，於 SYNC一LOSS 24〇轉變成僞（false)後，及輸入視訊的下一個 訊框開始之前，設定FIF〇_ RES。 |青注意’在方塊490中，選取一空値視訊輸入的期間可能 會改變。請參考圖2及圖3，壓縮器輸入包括輸入視訊、黑 色視訊 '輸入及黑色視訊組合、或空値輸入的完整訊框。 凊再注意，在方塊410中，活動視訊開始（sav)及/或活動 視訊結束（EAV)掃描場是在輸入视訊信號中監控。活動视 訊開始（S AV)及活動視訊結東（EAV)掃描場包括可辨識之預 先決足的位元序列，並且，該掃描場位於每條視訊線中的 特定位置。因此，如果活動视訊開始（SAV)及活動視訊結 束（EAV)位兀不符合預期的位元，或活動視訊開始（SAV)及 活動視訊結束（EAV)掃描場不是在每條視訊線中預期的位 置’則輸入視訊處理器125可將掃描場SYNC—L0SS設爲眞 (ture)。請再參考下面有關圖6及圖7的論述。 圖5顯示依照本發明，沒有訊框計時變化之多重短期同步 失敗期間，一種义又掃描視訊輸入及一種壓縮器輸入時鐘 脈衝線的圖式=> 鑑於圖2顯示鎖相環路（PLL)失敗之交叉輸 入視訊的情況，及圖3顯示順序掃描視訊及鎖相環路（pLL) 失敗的清況，圖5顯示同步失敗’但沒有鎖相環路（pLL)失 敗之幺叉掃描視訊的清況。當輸入視訊處理器丨25無法在預 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） -----------(.· ！聚--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 423249 A7 ......... ........ B7 五、發明說明（17) 期位置偵測到活動視訊開始（SAV)及活動視訊結束（eav)掃 描場，而鎖相環路（PLL) 145繼續偵測CLK時，則會形成此 狀況。所顯示的時間線5〇〇具有三個分開的連續部份。第— 冲伤包括時間指數0及t!延長，第一部份包括時間指數〇 ,及 U，而第三部份包括時間指數〇"、、2卜、及3^。因爲 沒有訊框計時的變化，所以每一項時間線選擇彼此之間同 步〇 清汪意，圖2、3、及5中分開的連續時間線可代表不同 的訊框速率、或相同的訊框速率β本發明自動説明訊框速 率的變化。 圖5中顯击一視訊輸入510、PLL—L〇ss時間線53〇、 SYNC_LOSS時間線540、FIFO—LOSS時間線56〇、及壓縮器輸
入時間線580。 D S 在虛線502所指出的時間，SYNC-L〇ss從高電位轉變成低 電位，藉此指出同步失敗，JL依照格式器135的開關14〇， 將壓縮器輸入即刻從輸入視訊切換成黑色輸入。在虛線5〇4 所指出的時間，輸入視訊處理器125重新偵測视訊輸入中的 活動視訊開始（SAV)及活動視訊結束（EAv)掃描場。但是， 不會立即宣告重新同步。而是’時間0,之下—個視訊=開 始時開始掃描場檢查。從〇,到0.5t2期間中的掃描場是同步 恢復後的掃描場。在虚線506所指出的時間，只有成功+成 掃描場檢查後，SYNC_L〇SS才會從低電位轉變成高電:， 藉此指出具有輸入視訊信號之編碼器重新同步。 SYNC_L0SS轉變之後’及在時間t2之下-個视訊框開始之 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之沒意事項再缜寫本頁) 裝 __ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 3249 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（π) 前，FIFO—RST指示緩衝器指標重設。根據啓動的開關14〇, 從時間t2開始之輸入視訊框在經由一個掃描場的延遲後（巧 ’ 1 _ 5 t 2 )傳遞到壓縮器。 只要沒有偵測到進一步的同步失敗，則會繼績將輸入韻 訊提供給壓縮器。但是，在本範例中，在虛線512所指出试 時間，輸入視訊處理器125偵測到另一個同步失敗。此時， 將重新啓動開關140,開始傳遞黑色视訊到壓縮器。再次期 黑色视訊輸入到壓縮器，直到像是偵測到重新同步、已成 功執行掃描場檢查、已執行先進先出（FIF〇)緩衝器重設、 及壓縮器可取得第一個完整掃描場檢查後訊框等之類的時 間，即，時間1 . 5 t3。在時間t3之視訊輸入51〇的訊框（即， 另一個檢查後訊框）對應到在時間〗.5 之壓縮器輸入的訊 框。 特別是，在另一個同步恢復後掃描場中，從時間〇”開始 之另一個掃描場檢查正好在0‘5 h前之虛線514所指出的時 間元成° FIF0_RST#號在SYNC—LOSS從低電位轉變成高電 位及t3之前指定重設。 根據本發明’通常傳遞到壓縮器的輸入與最新可靠之同 步化輸入視訊同步。另外，無論同步後損失訊框是否與视 訊輸入的同步前損失訊框同步，壓縮器都會接收一同步化 輸入視訊或黑色視訊，或是沒有任何資料。因此，因爲壓 縮器不會收到不完整的訊框，所以可避免壓縮之視訊中出 現後生現象。此外，本發明適合配合資料的非視訊框—起 使用，包括音訊及其他資料。 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） n n i I * ----- In n 11 - ] n i n HR 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 423249 A7 B7 五、發明說明（19) 圖6顯示與本發明一起使用之樣本視訊框的圖式。在6〇〇 中所顯示的一視訊框包括第一及第二掃描場垂直消隱線 (vertical blanking line) 605及650。每個掃描場具有一此梘部 線。例如，訊框600中的每個掃描場可具有54〇活動視訊線 。第一掃描場垂直消隱線6〇5包括一活動视訊結束（EAV)掃 描場及接在其之後的附屬資料。然後，第一掃描場6〇5的第 一活動視訊線610包括一活動視訊結束（e A V)掃描場、接著 是附屬資料、一活動視訊開始（SAV)掃描場、及像素資料 。例如’一行的像素資料可具有高解析度電視（HDtV)格式 之1280或1920活動像素樣本。接在線610之後有539條與線 610相似的附加線。 第一掃描場垂直消隱線650包括--活動視訊結東（EAV) 掃描場、接著是附屬資料、一活動視訊開始（SAV)掃描場 、及更多的附屬資料。然後，第二掃描場的第—活動視訊 線655包括一活動視訊結束（eAV)掃描場 '接著是附屬資料 、一活動視訊開始（SAV)掃描場、及像素資料。接在線655 之後有539條與線655相似的附加線。訊框600中的最後—條 線爲線670，其包括一活動視訊結束（EAV)掃描場、接著是 附屬資料、一活動視訊開始（SAV)掃描場 '及更多的附屬 資料。 如圖1中的相關論述，該活動視訊結束（EAV)及/或活動視 訊開始（SAV)掃描場可由輸入視訊處理器125偵測，以便偵 測輸入視訊的同步失敗或同步恢復。 圖7顯示與本發明一起使用之樣本視訊線的圖式。一訊框 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 423249 A7 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 B7 五、發明說明（2〇) 中的每條像素資料線74〇都包括連續的像素取樣掃描場a另 外’一相關的時鐘脈衝信號705包括分別對應到像素樣本掃 描場 715、72 5、735、745、及 755的時鐘脈衝CLK 710、720 、730、740、及750。CLK脈衝由圖2的時鐘脈衝偵測器208 所偵測’以決定輸入視訊信號的時鐘頻率。 每個像素樣本掃描場715、725、735 ' 745、及755都包括 luma像素資料及插入式色度像素資料。 如有關圖1的論述，該CLK信號可由鎖相環路（PLl)電路 145偵測，以便偵測輸入視訊的同步失敗或同步恢復。另外 ’針對同步失敗或同步恢復偵測，除了 CLK信號以外，也 可以使用活動視訊開始（S A V) /活動視訊結束（e A V)掃描場 。同時運用這兩種技術增加同步恢復的可信度。 如所知，本發明提供在同步失敗期間，在資料編碼器處 理連續視訊或其他資料訊框的方法及裝置。偵測到同步失 敗時，則會用與同步前損失之訊框同步的方式提供黑色或 預先儲存之訊框，直到建立重新同步。若同步後損失的訊 框與同步前損失的訊框不同步，必要時會提供空値資料。 只將作爲完整视訊框的資料提供給壓縮器，以避免使用不 完整訊框所引起的後生現象。 該系统可適應同步後損失訊框相對於同步前損失訊框的 時鐘頻率及訊框速率中的變化。該系統也可適應同步後損 失訊框與同步前損失訊框使用相同的時間基準（即，同步） 或使用不同的時間基準（即，非同步）。 雖然本發明以各種特定具體實施例説明，但是對於熟知 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 -23- 423249 A7 _B7_ 五、發明說明（21) 此項技藝之人士來説顯而易見，本發明可以作出各種的調 整與修改，而不背離本發明的精神與範疇。 例如，本發明是針對視訊資料框方面説明，但是，本發 明適合配合任何訊框式資料一起使用。另外，同步失敗期 間提供給壓縮器之代用資料的特定類型可包括黑色视訊、 預先儲存之視訊、或任何其他類型的資料，針對音訊資料 ，該代用資料可包括一固定式撥號音或靜音。此外，可提 供一空値信號來取代該代用資料。 ----------「！ ---------訂—丨 -------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 9 4 2 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 一種偵測到輪入資料訊框與编碼器之間同步損失時，處 理輸入到一資料編碼器之資料訊框的方法，其包含下列 的步驟： 監控該等輸入資料訊框，以福測同步損失； 在偵測同步損失之前，將輸入資料訊框的同步前損失 之輸入資料提供給編碼器的壓縮器； 在偵測到同步損失時，以與同步前損失之輸入資料同 步的方式，將代用資料提供給資料壓縮器； 監控輸入資料訊框，以偵測同步恢復；以及 在-偵測到同步恢復後，以及包含該代用資料之最後— 個t框提供給資料壓縮器之後，將輸入資料訊框的同步 後損失之輸入資料提供給資料壓縮器。 2.如申請專利範圍第！項之方法，其中： β輸入資料訊框包含視訊資料；以及該代用資料包含 黑色視訊資料。 3_如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該輸入資料訊框包含音訊資料。 4-如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該代用資料是預先儲存之資料。 5.如中請專利^園第1項之方法，其中該同步前損失輸入 資料包括許多的視訊線時，至少部份的視訊線具有活動 視訊開始（SAV)或活動视訊結束（EAV)掃描場，該方法 進一步包括下列步驟： 監控活動視訊開始（SAV)或活動視訊結束（EAv)掃描 國國家標準（C㈣Γνΐ規格⑵〇 x 297 ------ , '— II —--- I ^ J- t --------« — — — — — — I— f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 423249 A8 R8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 場，以便偵測同步損失。 如申請專利範圍第i項之方法， 疋步包括下列步驟： 監控有關同步前損失輪人I i u 7 ”貝天褕入貪科的輸入時鐘脈衝信號， 以便偵測同步失敗。 ' 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 將含有同步前損失輸人資料及代用資料的—第一完整 訊框提供給資料壓縮器。 如申請專利範圍第7項之方法，其中： 該第-完整訊框之後至少接著一個包含取代輸入資料 之代用資料的完整訊框。 如申請專利範圍第！項之方法，進一步包括下列步驟： 在同步恢復後訊框上執行一掃描場或訊框檢查，該同 步恢復後訊框是最初偵測到同步恢復後之同步後損失輸 入資料的第一個完整訊框；以及 將檢查後訊框提供給資料壓縮器，該檢查後訊框是同 步恢復後訊框之後的同步後損失輸入資料的第一個訊框。 1 〇.如申請專利範圍第9項之方法，進一步包括下列步碟： 在該最後一個訊框提供給資料壓縮器後，將一空値資 料序列提供給資料壓縮器，直到該檢查後訊樞提供給資 料壓縮器。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之方法》其中： 該同步前損失輸入資料與該同步後損失輸入資料同步。 1 2 ·如申請專利範固第9項之方法，進一步包括下列步驟： 緩衝該輸入資料訊框；以及 6. 7 8. 9. 26 - 本紙張尺度適用尹國國家標準（CNS)/\.l規格（210 X 297公釐） ------------V·!裝 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ 9 4 2 3 38 8 8 ^BCD 16 、申請專利範圍 偵測到同步恢復後及檢查後訊框開始前，提供一緩衝 器重設信號。 1 3 .如申請專利範圍第9項之方法，進一步包括下列步驟： 監控有關同步恢復後訊框的輸入時鐘脈衝信號來偵測 同步恢復。 1 4 ·如申請專利範圍第9項之方法，其中該檢查後訊框包括 許多的視訊線，至少部份的視訊線具有活動視訊開始 (SAV)或活動視訊結束（EAV)掃描場，該方法進一步包 括下列步驟： 藉由監控其活動視訊開始（SAV)或活動視訊結束 (E A V)掃描場的方式，在同步恢復後訊框的上執行掃描 場或訊框檢查。 1 5 .如申請專利範圍第9項之方法，其中： 該同步恢復後訊框是最初偵測到同步恢復之後的同步 後損失輸入資料的第一個完整訊框。 一種偵測到輸入資料訊框與編碼器之間同步失敗時，處 理輸入到一資料编碼器之資料訊框的裝置，其包含： 用以監控該等輸入資料訊框的第一裝置，以偵測同步 失敗； 用以在偵測同步失敗之前，將輸入資料訊框的同步前 損失之輸入資料提供給编碼器的壓縮器的裝置； 用以在偵測到同步失敗時，以與同步前損失之輸入資 料同步的方式，將代用資料提供給資料壓縮器的裝置； 用以監控輸入資料訊框的第二裝置，以偵測同步恢復 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（21〇 x 297公釐 ---------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 27 Ο :； :249 AS ΙΪ8 CH 經濟部智.¾財產局員工消費合作社印製 :、申請專利範圍 ;以及 用以在偵測到同步恢復後，以及包含該代用資料之最 後一個訊框提供給資料壓縮器之後，將輸入資料訊框的 同步後損失之輸入賢料提供給資料壓縮器的裝置。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該輸入資料訊框包 含視訊資料，進—步包括： 用以產生作爲黑色視訊資料之該代用資料的裝置。 18. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中： 該輸入資料訊框包括音訊資料。 19. 如申請專利範圍第16项之裝置，進一步包括： 用以預先儲存該代用資料的裝置。 2 〇 ·如申凊專利範圍第1 6項之裝置，其中： 孩同步前損矢輸入資料包括許多的視訊線時，至少部 份的視訊線具有活動視訊開始（SAV)或活動視訊結束 (EAV)掃描場，以及： 琢第—裝置監控該等活動視訊開始（SAV)或活動視訊 結束（EAV)掃描場，以便偵測同步失敗。 2 1 .如申請專利範園第1 6項之裝置，其中： 該第一監控裝置監控有關同步前損失輸入資料的一輸 入時鐘脈衝信號，以便偵測同步失敗。 22.如申請專利範圍第16項之裝置，其中： 將含有同步前損失輸入資料及代用資料的_第—完整 訊框提供給資料壓縮器。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之裝置，其中： -28- S)A:1 規格（210x297 公釐> ------------^' — <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· _ .Ψ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ8 R8 C8 rw 六、申請專利範圍 該第-完整訊框之後至少接著-個包含取代輪入資料 之代用資料的完整訊框。 24.如申請專利範圍第16項之裝置，進一步包括， 用以在同步恢復後訊框上執行一掃描場或訊框檢查的 步驟，該同步恢復後訊框是最初偵測到同步恢復後之同 步後損失輸入資料的第一個完整訊框；以及 用以將檢查後訊框提供給資料壓縮器的裝置，該檢查 後訊框是同步恢復後訊框之後的同步後損失輸入資料的 第一個訊框。 25_如申請專利範圍第24項之装置，進一步包括： 在該最後一個訊框提供给資料壓縮器後，用以將一空 値資料序列提供給資料壓縮器的裝置，直到該檢查後訊 框提供給資料壓縮器。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項之裝置，其中： 該同^步前損失輸入資料與該同步後損失輸入資料同步。 27.如申ΐΐ專利範圍第24項之裝置，進一步包括： 用以緩衝該輸入資料訊框的缓衝器；以及 偵測到同步恢復後及檢查後訊框開始前，用以提供一 緩衝器重設信號的裝置。 2 8 ·如申請專利範園第2 4項之裝置，其中： 該第二監控裝置監控有關同步恢復後訊框的輸入時鐘 脈衝信號來偵測同步恢復。 29.如申請專利範園第24項之裝置，其中： 該檢查後訊框包括許多的視訊線，至少部份的視訊線 -29- t紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘l規格（210 X 297公.¾ ) 11 I — —------^---------丨訂------丨丨-* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 六 423249 μ 賴 C3 ____ DS申請專利範圍 具有活動视訊開始（SAV)或活動視訊結束（EAV)掃描 ;以及 場 該裝置藉由監控其活動視訊開始（SAV)或活動視訊結 束（EAV)择描場的方式，在同步恢復後訊枢的上執行择 描％或訊框檢查。 3 〇,如申請專利範圍第24項之裝置，其中： 該同步恢復後訊框是最初偵測到同步恢復之後的同步 後損失輸入資料的第一個完整訊框。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- Μ我張尺度適用中國國家標準（CNS)M規格（210>c 297公釐〉
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