TWI660627B - 在多媒體連結上進行壓縮視訊傳輸之傳送裝置、接收裝置及非暫態電腦可讀媒體 - Google Patents

在多媒體連結上進行壓縮視訊傳輸之傳送裝置、接收裝置及非暫態電腦可讀媒體 Download PDF

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Abstract

一種用於透過多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置包含鏈結層電路，用以接收視訊資料及將上述視訊資料壓縮成壓縮視訊資料。上述傳送裝置亦包含一壓縮資訊電路，其產生視訊壓縮控制資訊，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述視訊資料之壓縮。上述傳送裝置更包含一介面，其透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與上述壓縮視訊資料對應之訊號，且透過上述多媒體通訊連結傳送與上述視訊壓縮控制資訊對應之訊號。

Description

在多媒體連結上進行壓縮視訊傳輸之傳送裝置、接收裝置及非暫 態電腦可讀媒體
本發明之實施例大體上係有關於電子元件之領域，特定而言係有關於在高解析度多媒體介面(HDMI)及行動高畫質連接(MHL)上進行之壓縮視訊內容傳輸。
高解析度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)(例如HDMI1及HDMI2)及行動高畫質連接(Mobile High-Definition Link，MHL)(例如MHL1、MHL2及MHL3)係設計成從來源裝置傳送未壓縮視訊(及音訊)內容至目的裝置。只要連結(例如HDMI及MHL)可支援所需要之總頻寬，則未壓縮視訊可提供最佳的視訊品質。顯示科技中最近的進展已提高對於高解析度視訊的需求(例如8k)。然而，由於頻寬限制，要橫跨習知之HDMI及MHL連結傳送如此高解析度的視訊係為困難。特別是，HDMI及MHL並非為了壓縮視訊內容傳輸所設計。因此，仍需要一個能夠在HDMI及MHL連結上傳送壓縮視訊內容之解決方案。
本發明之實施例大體上係指在高解析度多媒體介面(HDMI)及行動高畫質連接(MHL)上進行之壓縮視訊傳輸。於某些實施例中，傳送裝置、接收裝置或儲存有傳送裝置或接收裝置的表示之非暫態電腦可讀媒體係予以揭露以用於在高解析度多媒體介面(HDMI)及行動高畫質連接(MHL)上進行壓縮視訊傳輸。上述傳送裝置包含鏈結層電路，用以接收視訊資料及將上述視訊資料壓縮成壓縮視訊資料；一壓縮資訊電路，用以產生視訊壓縮控制資訊，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述視訊資料之壓縮；以及一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與上述壓縮視訊資料對應之訊號，且透過上述多媒體通訊連結傳送與上述視訊壓縮控制資訊對應之訊號。
於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊包含在壓縮上述視訊資料的期間所使用之壓縮參數。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係作為前置訊號或前導保護頻帶進行傳送，上述前置訊號或上述前導保護頻帶係處於上述壓縮視訊資料之視訊傳送期間之前。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係在遮沒期間內傳送於資料島中。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係透過上述多媒體通訊連結中之上述一或多個多媒體通道進行傳送。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係透過上述多媒體通訊連結之一控制通道進行傳送。
於一實施例中，上述作用中視訊資料包含複數個色彩分量，上述鏈結層電路係設置成將上述色彩分量之線條壓縮成具有相同長度之上述色彩分量之壓縮線條。於一實施例中，上述作用中視訊資料包含複數個色彩分量，上述鏈結層電路係設置成將上述色彩分量之線條壓縮成上述色彩分量之壓縮線條，且將一或多個填補位元填塞至上述色彩分量之上述壓縮線條上直到上述壓縮線條具有相同長度。於一實施例中，上述作用中視訊資料包含複數個色彩分量，上述鏈結層電路係設置成將上述色彩分量之線條壓縮成上述色彩分量之壓縮線條，且將上述色彩分量之上述壓縮線條按順序地加密成加密視訊資料，以及由上述介面所傳送之與上述壓縮視訊資料對應之上述訊號係為與上述加密視訊資料對應之訊號。
本發明之其他實施例係為用於透過多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置。上述接收裝置包含一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮視訊資料對應之訊號，且透過上述多媒體通訊連結接收與視訊壓縮控制資訊對應之訊號，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述壓縮視訊資料之壓縮；以及鏈結層電路，用以基於上述視訊壓縮控制資訊將上述壓縮視訊資料解壓縮成視訊資料，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述壓縮視訊資料之壓縮。
於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊包含在壓縮上述視訊資料的期間所使用之壓縮參數。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係作為前置訊號或前導保護頻帶進行接收，上述前置訊號或上述前導保護頻帶係處於上述壓縮視訊資料之視訊傳送期間之前。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係在遮沒期間內接收於資料島中。於一實施例中，上述視訊壓縮控制資訊係透過上述多媒體通訊連結中之上述一或多個多媒體通道進行接收。於一實施例中， 上述視訊壓縮控制資訊係透過上述多媒體通訊連結之一控制通道進行接收。
於一實施例中，上述壓縮視訊資料包含具有相同長度之色彩分量的壓縮線條。於一實施例中，上述壓縮視訊資料包含具有填補位元之色彩分量的壓縮線條，上述鏈結層電路在對上述壓縮視訊資料進行解壓縮時移除上述填補位元。於一實施例中，與上述壓縮視訊資料對應之上述訊號係為與加密視訊資料對應之訊號，上述鏈結層電路將上述加密視訊資料解密成經解密視訊資料，且將上述經解密視訊資料分成用於不同色彩分量之線條。
根據本發明之另一實施例，一種儲存有傳送裝置的表示之非暫態電腦可讀媒體係予以提供。上述傳送裝置包含鏈結層電路，用以接收作用中視訊資料及將上述作用中視訊資料壓縮成壓縮視訊資料；一壓縮資訊電路，用以產生視訊壓縮控制資訊，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述作用中視訊資料之壓縮；以及一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與上述壓縮視訊資料對應之訊號，且透過上述多媒體通訊連結傳送與上述視訊壓縮控制資訊對應之訊號。
根據本發明之又另一實施例，一種儲存有接收裝置的表示之非暫態電腦可讀媒體係予以提供。上述接收裝置包含一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮視訊資料對應之訊號，且透過上述多媒體通訊連結接收與視訊壓縮控制資訊對應之訊號，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述壓縮視訊資料之壓縮；以及鏈結層電路，用以基於上述視訊壓縮控制資訊將上述壓縮視訊資料解壓縮成視訊資料，上述視訊壓縮控制資訊係描述上述壓縮視訊資料之壓縮。
根據本發明之附加實施例，用於透過多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置係予以提供。上述傳送裝置包含壓縮電路，用以接收與視訊遮沒期間之遮沒狀態對應之遮沒期間資料，上述壓縮電路將上述遮沒期間資料壓縮成壓縮遮沒期間資料；以及一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與上述壓縮遮沒期間資料對應之訊號。
於一實施例中，上述壓縮電路產生遮沒壓縮資訊，上述遮沒壓縮資訊係描述壓縮遮沒期間資料之壓縮，上述介面透過上述多媒體通訊連結傳送上述遮沒壓縮資訊。於一實施例中，壓縮遮沒期間資料包含表示遮沒期間資料內之狀態改變的遮沒事件。於一實施例中，壓縮電路藉由對遮沒期間資料施加 遊程長度編碼而對遮沒期間資料進行壓縮，以產生壓縮遮沒期間資料。
於一實施例中，對於至少一視訊遮沒期間，上述壓縮電路藉由將遮沒期間資料分成由資料島分離的不同部份並分別對上述不同部份之每一者進行壓縮而對上述視訊遮沒期間用之上述遮沒期間資料進行壓縮。於一實施例中，對於包含資料島的至少一視訊遮沒期間，上述壓縮電路藉由將上述遮沒期間資料壓縮成單一組描述上述遮沒期間資料之狀態的時序資訊而對上述視訊遮沒期間用之上述遮沒期間資料進行壓縮。於一實施例中，上述傳送裝置將額外的視訊遮沒期間以壓縮視訊資料替代，上述介面透過上述多媒體通訊連結中之上述一或多個多媒體通道傳送與上述壓縮視訊資料對應之訊號。
根據本發明之再附加的實施例，用於透過多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置係予以提供。上述接收裝置包含一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮遮沒期間資料對應之訊號；以及解壓縮電路，用以將上述壓縮遮沒期間資料解壓縮成與視訊遮沒期間之狀態相對應之遮沒期間資料。
於一實施例中，上述介面亦透過上述多媒體通訊連結接收遮沒壓縮資訊，上述遮沒壓縮資訊係描述上述壓縮遮沒期間資料之壓縮，其中上述解壓縮電路係基於上述遮沒壓縮資訊對上述壓縮遮沒期間資料進行解壓縮。於一實施例中，上述壓縮遮沒期間資料包含表示上述遮沒期間資料內之狀態改變的遮沒事件。於一實施例中，上述壓縮遮沒期間資料係藉由對上述壓縮遮沒期間資料施加遊程長度解碼而加以解壓縮，以產生上述遮沒期間資料。
於一實施例中，對於至少一視訊遮沒期間，上述視訊遮沒期間用之上述壓縮遮沒期間資料包含由資料島分離的不同部份，上述解壓縮電路將上述數個部份解壓縮成上述遮沒期間資料。於一實施例中，對於包含資料島的至少一視訊遮沒期間，上述視訊遮沒期間用之上述壓縮遮沒期間資料包含單一組與上述遮沒期間資料之狀態相對應之時序資訊，上述解壓縮電路將上述單一組時序資訊解壓縮成上述遮沒期間資料。
根據本發明之另一實施例，一種儲存有傳送裝置的表示之非暫態電腦可讀媒體係予以提供。上述傳送裝置包含壓縮電路，用以接收與視訊遮沒期間之遮沒狀態對應之遮沒期間資料，上述壓縮電路將上述遮沒期間資料壓縮成壓縮遮沒期間資料；以及一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多 個多媒體通道傳送與上述壓縮遮沒期間資料對應之訊號。
於一實施例中，上述壓縮電路產生遮沒壓縮資訊，上述遮沒壓縮資訊係描述壓縮遮沒期間資料之壓縮，上述介面透過上述多媒體通訊連結傳送上述遮沒壓縮資訊。於一實施例中，壓縮遮沒期間資料包含表示遮沒期間資料內之狀態改變的遮沒事件。於一實施例中，壓縮電路藉由對遮沒期間資料施加遊程長度編碼而對遮沒期間資料進行壓縮，以產生壓縮遮沒期間資料。
於一實施例中，對於至少一視訊遮沒期間，上述壓縮電路藉由將遮沒期間資料分成由資料島分離的不同部份並分別對上述不同部份之每一者進行壓縮而對上述視訊遮沒期間用之上述遮沒期間資料進行壓縮。於一實施例中，對於包含資料島的至少一視訊遮沒期間，上述壓縮電路藉由將上述遮沒期間資料壓縮成單一組描述上述遮沒期間資料之狀態的時序資訊而對上述視訊遮沒期間用之上述遮沒期間資料進行壓縮。
根據本發明之又另一實施例，一種儲存有接收裝置的表示之非暫態電腦可讀媒體係予以提供。上述接收裝置包含一介面，用以透過上述多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮遮沒期間資料對應之訊號；以及解壓縮電路，用以將上述壓縮遮沒期間資料解壓縮成與視訊遮沒期間之狀態相對應之遮沒期間資料。
於一實施例中，上述介面亦透過上述多媒體通訊連結接收遮沒壓縮資訊，上述遮沒壓縮資訊係描述上述壓縮遮沒期間資料之壓縮，其中上述解壓縮電路係基於上述遮沒壓縮資訊對上述壓縮遮沒期間資料進行解壓縮。
本發明之實施例係敘述如何在一連結例如HDMI或MHL上傳送壓縮視訊資料。如此將使MHL3及HDMI2能夠以現行的實體層(PHYs)攜帶更高解析度的內容(例如8K)，並使得對於相同解析度能夠有更低的功率消耗。
100‧‧‧系統
110‧‧‧來源裝置
112、142、172‧‧‧通訊埠
115‧‧‧目的裝置
117、147、177‧‧‧通訊埠
120、150、180‧‧‧介面纜線
121‧‧‧data0+線路
122‧‧‧data0-線路
123‧‧‧data1+線路
124‧‧‧data1-線路
125‧‧‧data2+線路
126‧‧‧data2-線路
127‧‧‧clock+
128‧‧‧clock-
129‧‧‧消費型電子控制控制匯流排
130‧‧‧顯示資料通道匯流排
131‧‧‧電源
132‧‧‧接地
133‧‧‧熱插拔偵測
134‧‧‧屏蔽線
151‧‧‧data0+線路
152‧‧‧data0-線路
159‧‧‧控制匯流排
160‧‧‧電源
161‧‧‧接地
200‧‧‧計算裝置
201‧‧‧匯流排
202‧‧‧處理器
203‧‧‧記憶體
204‧‧‧儲存模組
205‧‧‧傳送器或接收器
206‧‧‧輸入模組
207‧‧‧顯示模組
302‧‧‧作用中視訊資料
303‧‧‧壓縮
304‧‧‧壓縮視訊資料
305‧‧‧加密
306‧‧‧加密視訊資料
307‧‧‧封包化
308‧‧‧封包化視訊
312‧‧‧遮沒期間資料及資料島
313‧‧‧壓縮
314‧‧‧具有資料島之壓縮遮沒期間資料
316‧‧‧具有加密資料島之壓縮遮沒期間資料
318‧‧‧封包化遮沒期間
400‧‧‧傳送器
401‧‧‧視訊資料
402‧‧‧視訊壓縮電路
403‧‧‧壓縮視訊資料
404a‧‧‧視訊高頻寬數位內容保護加密電路
404b‧‧‧資料島高頻寬數位內容保護加密電路
405‧‧‧加密視訊資料
406‧‧‧最小轉換差動訊號編碼電路
407‧‧‧最小轉換差動訊號符元
408‧‧‧遮沒壓縮電路
410‧‧‧壓縮資訊電路
411‧‧‧視訊壓縮控制資訊
412‧‧‧傳送介面電路
421‧‧‧資料島
423‧‧‧壓縮參數用之資料島
425‧‧‧遮沒期間資料
427‧‧‧壓縮遮沒期間
430‧‧‧顯示資料通道
450‧‧‧接收器
452‧‧‧接收介面電路
454‧‧‧壓縮控制電路
456‧‧‧最小轉換差動訊號解碼電路
457‧‧‧經解碼視訊資料
458a‧‧‧視訊高頻寬數位內容保護解密電路
458b‧‧‧資料島高頻寬數位內容保護解密電路
459‧‧‧經解碼資料島
460‧‧‧視訊解壓縮電路
461‧‧‧經解密視訊資料
463‧‧‧經解碼資料島
464‧‧‧遮沒解壓縮電路
465‧‧‧壓縮遮沒期間資料
469‧‧‧遮沒期間資料
471‧‧‧視訊資料
500‧‧‧原始視訊
501、511‧‧‧R
503、513‧‧‧G
505、515‧‧‧B
510‧‧‧壓縮視訊
610‧‧‧具有填補之壓縮視訊
611、613、615‧‧‧分量
617a、617b‧‧‧0s
710‧‧‧壓縮視訊
710a、710b、710c‧‧‧邊界標記
720‧‧‧列
810‧‧‧加密視訊
811、821‧‧‧R
813、823‧‧‧G
815、825‧‧‧B
900‧‧‧比對表
920‧‧‧遮沒期間
920a、920b、920c‧‧‧部份
921a、921b‧‧‧資料島
922、924‧‧‧壓縮遮沒期間
926‧‧‧遮沒時序資訊
970‧‧‧(水平)遮沒期間
971‧‧‧前廊
972‧‧‧水平同步脈衝
973‧‧‧後廊
980‧‧‧(垂直)遮沒期間
981‧‧‧前廊
982‧‧‧垂直同步脈衝
983‧‧‧後廊
1002、1004、1006、1008‧‧‧列
1010‧‧‧視訊資料
1012‧‧‧遮沒期間
1012x‧‧‧資料致能(DE)
1012y‧‧‧水平同步(HS)
1012z‧‧‧垂直同步(VS)
1020‧‧‧壓縮視訊資料
1022a‧‧‧遮沒期間起始(BS)
1022b‧‧‧水平同步起始(HSS)
1022c‧‧‧水平同步結束(HSE)
1024‧‧‧方塊
1102‧‧‧原始架構
1104‧‧‧第二個架構
1106‧‧‧第三個架構
1108‧‧‧第四個架構
此處所揭露之實施例的教示可藉由思考下述詳細敘述並配合後附圖式而得以快速瞭解。
第一圖係根據一實施例之用於資料通訊的系統之高階方塊示意圖。
第二圖係為根據一實施例適合用作為第一圖之來源裝置或目的裝置之計算裝置之詳細示意圖。
第三圖係為根據一實施例顯示用以在HDMI及MHL上傳輸壓縮資料之資料路徑的流程圖。
第四A圖係為根據一實施例顯示用以在HDMI上傳送壓縮資料之傳送器的電路示意圖。
第四B圖係根據一實施例顯示用以對傳送於HDMI上之經接收之壓縮資料進行解壓縮之接收器之電路示意圖。
第五圖係根據一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料之第一方法的示意圖。
第六圖係根據一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的第二方法之示意圖。
第七圖係根據一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的第三方法之示意圖。
第八圖係根據一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的第四方法之示意圖。
第九圖係根據一實施例顯示將遮沒期間壓縮成遮沒事件。
第九D圖係根據一實施例顯示遮沒事件之間的時序壓縮。
第九A圖至第九C圖係根據一實施例顯示遮沒期間壓縮之三個實例之示意圖。
第十圖係根據一實施例顯示遮沒期間壓縮之優點的示意圖。
第十一圖係根據一實施例顯示遮沒期間壓縮對於4K視訊方案所需頻寬的影響之示意圖。
第十二圖係根據一實施例顯示具有壓縮資料之HDMI資料流之示意圖。
第十三圖係根據一實施例顯示MHL3資料流封包之封包標頭位元組之圖表。
圖式及下述敘述係有關於僅作為例示之若干實施例。應注意者為，從下述討論，此處所揭露之結構及方法的替代實施例將可快速地被理解為可在不超出此處所討論之原則範圍下利用之可行替代物。現在將詳細參照若干實施例，其實例係繪製於後附圖式中。應注意者為，不管可實行的類似或相似元件符號用在圖式中的何處，其可象徵類似或相似的功能。
本發明之實施例係使用壓縮來橫跨多媒體通訊連結傳送視訊資料及遮沒(blanking)資料，其具有若干優點。第一，以相同的連結科技(例如以相同之頻寬)，可支援較高的解析度，例如對於現行的1080p連結利用四倍壓縮4K的解析度係為可能。第二，對於相同解析度，壓縮可能達到較低的功率消耗。 第三，對於相同解析度，相較於未壓縮資料，傳送壓縮資料需要更少之實體針腳或線路。特定而言，第一個優點特別對消費型電子產品有利，而第二及第三個優點對於行動裝置係為重要。下述敘述及圖式顯示壓縮視訊資料及遮沒資料如何可在多媒體通訊連結上傳送。
第一圖係根據一實施例之用於資料通訊的系統100之高階方塊示意圖。系統100包含一來源裝置110，其透過一或多個介面纜線120、150、180與一目的裝置115通訊。來源裝置110透過介面纜線120、150、180將多媒體資料流(例如音訊/視訊資料流)傳送至目的裝置115，且亦與目的裝置115交換控制資料。於一實施例中，來源裝置110及/或目的裝置115可為中繼(repeater)裝置。
來源裝置110包含實體通訊埠112、142、172，其耦合至介面纜線120、150、180。目的裝置115亦包含實體通訊埠117、147、177，其耦合至介面纜線120、150、180。在來源裝置110與目的裝置115之間橫跨介面纜線交換的訊號係通過實體通訊埠。
來源裝置110與目的裝置115係利用各種協定交換資料。於一實施例中，介面纜線120代表高解析度多媒體介面(HDMI)纜線。HDMI纜線120支援經由data0+線路121、data0-線路122、data1+線路123、data1-線路124、data2+線路125及data2-線路126傳送之差動訊號。差動資料線路之每一對代表一單一多媒體通訊通道。HDMI纜線120可進一步包含差動時脈線路clock+127及clock-128；消費型電子控制(Consumer Electronics Control，CEC)控制匯流排129；顯示資料通道(Display Data Channel，DDC)匯流排130；電源131、接地132；熱插拔偵測133；以及四條屏蔽線844以用於差動訊號。於某些實施例中，目的裝置115可利用CEC控制匯流排129來將封閉迴路反饋(closed loop feedback)控制資料傳送至來源裝置110。
於一實施例中，介面纜線150代表行動高畫質連接(MHL)纜線。MHL纜線150支援經由data0+線路151及data0-線路152所傳送之差動訊號。於圖中所示的MHL之實施例中，僅有單一對之差動資料線路(例如data0+線路151及data0-線路152)。內嵌共膜時脈(Embedded common mode clocks)係透過差動資料線路傳送。MHL纜線150可進一步包含一控制匯流排(CBUS)159、電源160及接地161。控制匯流排(CBUS)159攜帶控制資訊例如搜尋資料、組態資料 及遠端控制指令。
本發明之實施例係有關於在多媒體通訊連結例如HDMI或MHL之多媒體通道上進行壓縮視訊資料及壓縮視訊遮沒期間資料之傳輸。如此將使MHL3及HDMI2能夠以現行之實體層(PHYs)攜帶更高解析度之內容(例如8K)，且使得對於相同解析度能夠有更低之功率消耗。
於一實施例中，來源裝置110、目的裝置115或來源裝置110或目的裝置115內之元件的一表示可儲存作為非暫態電腦可讀媒體(例如硬碟、快閃碟、光碟)內之資料。這些表示可為行為級(behavioral level)、暫存器傳輸級(register transfer level)、邏輯元件級(logic component level)、電晶體級及布局幾何級(layout geometry-level)描述。
第二圖係為根據一實施例適合用作為第一圖之來源裝置110或目的裝置115之計算裝置200之詳細示意圖。計算裝置200可例如為行動電話、電視、膝上型電腦、平板電腦等。計算裝置200包含若干元件例如處理器202、記憶體203、儲存模組204、輸入模組(例如鍵盤、滑鼠及其類似物)206、顯示模組207(例如液晶顯示器、有機發光顯示器及其類似物)以及傳送器或接收器205，上述各元件透過匯流排201彼此交換資料及控制訊號。
儲存模組204係實施為一或多個非暫態電腦可讀儲存媒體(例如硬碟、固態記憶體等)，且儲存由處理器202配合記憶體203所執行之軟體指令。作業系統軟體及其他應用軟體亦可儲存於儲存模組204中以運行於處理器202上。
傳送器或接收器205係耦合至埠，以接收或傳送多媒體資料及控制資料。所接收或傳送之多媒體資料可包含視訊資料流或音訊-視訊資料流，例如HDMI及MHL資料。多媒體資料可利用加密機制例如高頻寬數位內容保護(HDCP，High-Bandwidth Digital-Content Protection)加以加密以用於傳輸。傳送器或接收器可包含若干電路例如介面電路，以與MHL/HDMI連結界接，以及壓縮引擎以對視訊資料進行壓縮及解壓縮。
現請參照第三圖，其根據一實施例顯示用以在HDMI及MHL上傳輸壓縮資料之資料路徑的流程圖。第三圖中之資料路徑所顯示之實施例係顯示用以處理壓縮視訊資料之資料流程以及用以處理壓縮遮沒期間資料之資料流程。
最初，視訊壓縮用之資料路徑係以作用中視訊(active video)資料302開始。作用中視訊資料302可為代表視訊之資料或資料流。例如，作用中視訊資料302可包含用於多個視訊框之視訊資料。作用中視訊資料302係加以壓縮303成壓縮視訊資料304。壓縮視訊資料304接著經過加密305成加密視訊資料306。
遮沒期間壓縮用之資料路徑係以遮沒期間資料及資料島(data islands，DIs)312開始，上述遮沒期間資料及資料島(DIs)312一同組成了遮沒期間。遮沒期間可包含垂直遮沒期間及/或水平遮沒期間。垂直遮沒期間內含表示一新的畫面之垂直同步脈衝，水平遮沒期間內含表示畫面內一新的線之水平同步脈衝。垂直遮沒期間及水平遮沒期間內之狀態係由遮沒期間資料所代表。於一實施例中，資料島可發生於水平及/或垂直遮沒期間內。在資料島期間，音訊及/或輔助資料可在一連串的封包內傳送。遮沒期間資料312係加以壓縮313，其造成具有資料島之壓縮遮沒期間資料314。資料島係利用高頻寬數位內容保護(HDCP)加以加密305，以獲得加密資料島。結果為具有加密資料島之壓縮遮沒期間資料316。
此外，根據第三圖中所示之資料流程，加密視訊306可加以封包化307，以產生封包化視訊308。具有加密資料島之壓縮遮沒期間資料316可加以封包化307，以產生封包化遮沒期間318。封包化階段(由307所表示)可僅包含於使用MHL3之實施例中，而使用HDMI及更早版本之MHL的實施例不會有封包化階段。
現請參照第四A圖，其根據一實施例顯示用以在HDMI上傳送壓縮資料之傳送器400的電路示意圖。圖中所示之傳送器400包含視訊壓縮電路402、視訊高頻寬數位內容保護(HDCP)加密電路404a、資料島高頻寬數位內容保護(HDCP)加密電路404b、最小轉換差動訊號(transition-minimized differential signaling，TMDS)編碼電路406、遮沒壓縮電路408、壓縮資訊電路410以及傳送介面電路412。於一實施例中，傳送器400中之一或多個元件可為HDMI或MHL之資料鏈結層的一部分。因此，上述一或多個元件亦可稱為「鏈結層電路」。本領域中具通常知識者將得以領會，除了此處所敘述者以外，第四A圖中之傳送器400的其他實施例可具有不同及/或附加之電路，前述功能可以不同方式散佈於若干模組之中。
視訊壓縮電路402接收作用中視訊資料401並將作用中視訊資料401壓縮成壓縮視訊資料403。作用中視訊資料401可包含分離之R、G及B視訊資料401，其經過壓縮成壓縮R、G、B視訊資料403。於一實施例中，視訊壓縮電路402可由壓縮資訊電路410所控制，以實施作用中視訊資料401之壓縮。例如，視訊壓縮電路402從壓縮資訊電路410接收視訊壓縮控制資訊411，視訊壓縮控制資訊411描述了影響視訊資料壓縮之壓縮參數。壓縮參數之實例包含壓縮率，其定義壓縮量，以及壓縮演算法，其確定欲使用的一特定壓縮演算法。視訊壓縮電路402基於視訊壓縮控制資訊411對作用中視訊資料401進行壓縮。
視訊高頻寬數位內容保護(HDCP)加密電路404a從視訊壓縮電路402接收壓縮視訊資料403，並利用高頻寬數位內容保護(HDCP)對壓縮視訊資料403進行壓縮，以產生加密視訊資料405。
資料島高頻寬數位內容保護(HDCP)加密電路404b接收遮沒期間之一或多個資料島421用之資料，並利用HDCP對資料島421進行加密。資料島HDCP加密電路404b亦從壓縮資訊電路410接收視訊壓縮控制資訊411，並利用所接收之視訊壓縮控制資訊411產生資訊框，前述資訊框描述了視訊壓縮電路402所使用之壓縮參數。例如，資料島HDCP加密電路404b基於視訊壓縮控制資訊411產生壓縮參數用之資料島423。於一實施例中，視訊HDCP加密電路404a及資料島HDCP加密電路404b可為相同的電路，以對視訊資料401及資料島421實施加密。
最小轉換差動訊號(TMDS)編碼電路406接收加密視訊資料405並將加密視訊資料405編碼成最小轉換差動訊號(TMDS)符元407，以透過傳送介面電路412及多媒體通訊連結進行傳輸。例如，TMDS編碼電路406對視訊資料401實施8b/10b編碼、將8-bit符元映射成10-bit符元。於一實施例中，TMDS編碼電路406亦接收壓縮參數用之資料島423及遮沒壓縮電路408所輸出之其他壓縮遮沒期間427，並將這些資料轉換成10-bit符元。於某些實施例中，TMDS編碼電路406亦接收視訊壓縮控制資訊411，並利用此資訊產生包含視訊壓縮資訊411之前置訊號(preambles)或前導保護頻帶(leading guard bands)。
遮沒壓縮電路408接收遮沒期間資料425，並對遮沒期間資料425進行壓縮，以產生壓縮遮沒期間資料427。遮沒期間資料425係表示遮沒期間目 前所處於之遮沒狀態(例如前廊(front porch)、同步脈衝、後廊(back porch))。遮沒期間資料425係透過一或多個訊號例如垂直同步(vertical sync，VS)訊號、水平同步(horizontal sync，HS)訊號及資料致能(data enable，DE)訊號進行傳送。遮沒期間亦可稱為「同步期間」，遮沒狀態亦可稱為「同步狀態」。
如第四A圖所示，壓縮遮沒期間資料427係輸出至TMDS編碼電路406，TMDS編碼電路406將壓縮遮沒期間資料427編碼成TMDS符元，進而由傳送介面電路412經由傳送器400與接收器450之間的多媒體通訊連結進行傳送。於一實施例中，遮沒壓縮電路408亦可產生遮沒壓縮資訊，其描述了壓縮遮沒期間資料427之壓縮。遮沒壓縮資訊可經由介面電路412及多媒體通訊連結傳送至接收器。
傳送介面電路412將TMDS符元407序列化(serialize)成每一多媒體通訊通道用之差動訊號，並透過多媒體通訊連結之各個多媒體通訊通道傳送差動訊號。傳送介面電路412因此傳送在傳送器400內其他類型資訊當中代表壓縮視訊資料403、壓縮控制資訊411、壓縮遮沒期間資料427、遮沒壓縮資訊及資料島之訊號。
於一實施例中，傳送介面電路412亦可從壓縮資訊電路410(於第四A圖中以虛線箭頭顯示)接收視訊壓縮控制資訊411，並將視訊壓縮控制資訊411作為訊號經由多媒體通訊連結之顯示資料通道(DDC，display data channel)430進行傳送。例如，顯示資料通道430係為一獨立之控制通道，其不同於多媒體通道或用以傳送TMDS符元407之通道。
於MHL的實例中，TMDS符元407所代表之壓縮R、G、B視訊資料係以序列方式傳送橫跨單一多媒體通道。另外，視訊壓縮控制資訊411可橫跨控制匯流排(CBUS)通道進行傳送，而非顯示資料通道(DDC)。
第四B圖係根據一實施例顯示用以對傳送於HDMI上之壓縮資料進行解壓縮之接收器450之電路示意圖。圖中所示之接收器450包含接收介面電路452、壓縮控制電路454、最小轉換差動訊號(transition-minimized differential signaling，TMDS)解碼電路456、視訊高頻寬數位內容保護(HDCP)解密電路458a、資料島高頻寬數位內容保護(HDCP)解密電路458b、視訊解壓縮電路460以及遮沒解壓縮電路464。於一實施例中，接收器450之一或多個元件可儲存於HDMI或MHL之資料鏈結層中。因此，上述一或多個元件亦可稱為「鏈 結層電路」。本領域中具通常知識者將得以領會，除了此處所敘述者以外，第四B圖中之接收器450的其他實施例可具有不同及/或附加之電路，前述功能可以不同方式散佈於若干電路之中。
接收介面電路452透過多媒體通訊連結之多媒體通道接收來自傳送器400的進入訊號。前述訊號代表了最小轉換差動訊號(transition-minimized differential signaling，TMDS)符元，其用以傳送資訊例如壓縮視訊資料、壓縮遮沒期間資料465、描述作用中視訊資料401之壓縮的視訊壓縮控制資訊411以及描述壓縮遮沒期間資料465之壓縮的遮沒壓縮資訊。接收介面電路452將訊號反序列化(deserialize)成TMDS符元。
TMDS解碼電路456接收TMDS符元，並對該些符元施行TMDS解碼。TMDS解碼電路456將經解碼視訊資料457輸出至視訊HDCP解密電路458a，將經解碼資料島459輸出至資料島HDCP解密電路458b，並將壓縮遮沒期間資料465輸出至遮沒解壓縮電路464。視訊HDCP解密電路458a及資料島HDCP解密電路458b對從TMDS解碼電路456接收之資料(例如經解碼視訊資料457、經解碼資料島463)分別進行解密。視訊HDCP解密電路458a將經解密視訊資料461輸出至視訊解壓縮電路460。資料島HDCP解密電路458b將經解密資料島463輸出至壓縮控制電路454。
於一實施例中，經解密資料島463可包含視訊壓縮控制資訊411，其係提供至壓縮控制電路454。於另一實施例中，視訊壓縮控制資訊411(以虛線箭頭顯示)反而係透過顯示資料通道(DDC)接收。於又另一實施例中，視訊壓縮控制資訊411(以虛線箭頭顯示)係於控制期間之前置訊號中或於視訊資料期間之前導保護頻帶中，其係由TMDS解碼電路456所抽取。壓縮控制電路454利用壓縮控制資訊411中之壓縮參數來控制視訊解壓縮電路460如何對經解密視訊資料461進行解壓縮。
遮沒解壓縮電路464對從TMDS解碼電路456接收之壓縮遮沒期間資料465進行解壓縮，以產生遮沒期間資料469。視訊解壓縮電路460在壓縮控制電路454的控制之下對經解密視訊資料461進行解壓縮，並輸出視訊資料471。
於MHL之實例中，R、G、B視訊資料係以序列方式橫跨單一多媒體通訊通道進行接收。另外，視訊壓縮控制資訊411可橫跨控制匯流排(CBUS) 通道進行傳送，而非顯示資料通道(DDC)。
為了使視訊傳輸成為可能，本發明解決了若干技術問題。某些是對所有連結(HDMI及MHL)共同的問題，而某些是對每一連結特定的問題。本文以共同部份開始：視訊壓縮及遮沒壓縮。本文接著會敘述連結特定部份。
壓縮視訊處理
壓縮視訊處理係有關於如何將壓縮資料對準於資料路徑，前述資料路徑假設為24b資料塊(data chunk)(例如第三圖中之HDCP步驟)。至少有四個可能的方法可壓縮視訊資料。於一實施例中，如第五圖及第六圖所示前兩個方法係對於HDMI及MHL較佳，而如第七圖及第八圖所示後兩個方法係對於MHL3較佳。
第五圖係根據一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料之第一方法的示意圖。例如，原始視訊500包含色彩分量R 501、G 503、B 505及/或其他分量例如Y、Cb及Cr(未圖示)。每一分量501、503、505包含一視訊資料線，例如8bits x 1000畫素=8000bits的資料/每條線。
視訊壓縮電路例如第四A圖所示之視訊壓縮電路402可對原始視訊資料500進行壓縮，因此產生具有壓縮視訊分量R 511、G 513、B 515及/或其他壓縮分量例如Y、Cb及Cr(未圖示)之線條的壓縮視訊510。壓縮視訊分量R 511、G 513、B 515均具有相同之壓縮線條尺寸，且可與位元組界限(byte boundary)517對齊。例如，一線條內具有8000bits之視訊分量R 501可利用2：1壓縮加以壓縮成一線條內具有4000bits之壓縮視訊分量R 511。4000bit的線條為8bits之整倍數，其意指該線條係與位元組界限對準。
於如此之實例中，視訊HDCP加密電路例如第四A圖所示之視訊HDCP加密電路404a可對24b資料塊層級之壓縮視訊資料510實施HDCP加密，而不需知曉資料510為壓縮資料。換言之，HDCP加密可實施於包含8bits的R、8bits的G及8bits的B之24b資料塊壓縮資料。如此允許習知HDCP電路可重新利用於壓縮，而不需重新設計HDCP邏輯。
於另一實施例中，視訊壓縮電路例如第四A圖所示之視訊壓縮電路402可對分別包含RGB分量之原始視訊500進行壓縮，其造成每一分量R、G、B有不同線條尺寸。例如，壓縮視訊可具有壓縮R、G及B分量，其具有不同之線條長度。於如此的實例中，可有三個不同之處理壓縮視訊資料的方法， 現將參照第六圖、第七圖及第八圖加以說明。
第六圖係根據另一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的方法之示意圖。於第六圖所示之實施例中，HDCP加密電路例如第四A圖中之視訊HDCP加密電路404a將0s 617a、617b填塞至壓縮視訊之一或多個分量(例如R、G)上，以獲得具有填補(padding)之壓縮視訊610，其分別包含分量(具有填塞的0位元)611、613、615。上述填補(padding)可確保每一分量線條具有相同線條尺寸且係位元組對齊的。以此方式，HDCP加密電路例如第四A圖所示之HDCP加密電路404a可對24b資料塊層級(chunk level)之具有填補的壓縮視訊610進行HDCP加密。然而，此方法可能會藉由將0填補至視訊資料分量而造成部份頻寬浪費。
於接收端，視訊解壓縮電路460在對經解密視訊資料進行解壓縮時會移除填補位元617a、617b。壓縮分量R、G及B的線條可接著解壓縮成原始視訊500。
第七圖係根據進一步的實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的方法之示意圖。圖中所示之實施例將壓縮R、G及B分量的線條放置於列720中。HDCP加密接著施行於列720，使得壓縮R、G及B分量的線條以一次24b資料塊的方式序列地進行加密。於如此的實例中，邊界標記710a、710b、710c係插入於分量之間，且表示二個相鄰分量之間的邊界。
此實施例一般使用於MHL，於其中所有貫穿的色彩分量R、G及B係利用封包序列地傳送橫跨單一通訊通道。此外，於MHL環境中，加密視訊資料在橫跨單一MHL通訊通道進行傳送之前會經過封包化。於其他可具有多個通訊通道之MHL實施例中，所產生的封包可能會橫跨多個通訊通道散佈。
於接收端，解密電路458a對經解碼視訊資料進行解密，以產生壓縮視訊之列720。壓縮視訊之列720接著藉由識別邊界標記710a、710b、710c並沿著邊界標記710a、710b、710c分離色彩分量R、G、B而分離成不同之色彩分量R、G、B壓縮線條。色彩分量R、G、B之分離壓縮線條接著由視訊解壓縮電路460進行解壓縮。
第八圖係根據又另一實施例顯示用以處理壓縮視訊資料的方法之示意圖。於所示之實施例中，壓縮視訊710具有壓縮分量R 811、G 813、B 815，其具有不同線條尺寸。HDCP加密係以24b資料塊層級的方式實施於壓縮視訊 710。對於未有任何資料能夠加密的部份壓縮分量例如R 811、G 813，HDCP加密電路404a所產生之HDCP密碼值的對應位元係被丟棄。結果為具有三個加密視訊分量R 821、G 823、B 825之加密視訊810，前述三個加密視訊分量R 821、G 823、B 825具有不同線條尺寸。每一分量可加以封包化且一個接著一個橫跨單一MHL通訊通道進行傳送。於其他可具有多個通訊通道的MHL實施例中，所產生的封包可能會橫跨多個通訊通道散佈。
遮沒期間壓縮
視訊壓縮引擎僅處理資料之作用中視訊部份。然而，橫跨多媒體連結(例如HDMI或MHL)傳送之資料的整體壓縮比亦會受到遮沒期間的影響。例如，若遮沒期間使用了20%的頻寬，視訊資料的2：1壓縮將會產生0.2+0.8×0.5=0.6，亦即40%壓縮率，其較2：1壓縮率為低。有一些方法可藉由壓縮遮沒期間而減輕此問題。
第一個壓縮遮沒期間之方法係為(1)將遮沒期間資料以遮沒事件替代，上述遮沒事件表示遮沒期間內的狀態改變以及(2)減少遮沒事件之間的時間。如以上所定義，遮沒期間可為水平遮沒期間或垂直遮沒期間，其亦可稱為水平同步(horizontal SYNC，HS)期間及垂直同步(vertical SYNC，VS)期間。於一實施例中，遮沒壓縮電路408，如第四A圖所示，將遮沒期間資料壓縮成以下一者或多者：遮沒期間起始(blanking period start，BS)事件、水平同步起始(horizontal SYNC start，HSS)事件、水平同步結束(horizontal SYNC end，HSE)事件、垂直同步起始(vertical SYNC start，VSS)事件以及垂直同步結束(vertical SYNC end，VSE)事件。BS事件、HSS事件、HSE事件、VSS事件以及VSE事件係表示不同特定遮沒狀態的起始或結束(亦即狀態之間的改變)。因此，這些事件可統稱為遮沒事件。
第九圖係根據一實施例顯示將遮沒期間資料壓縮成遮沒事件。第九圖包含三個訊號DE、HS及VS，其用以攜帶遮沒期間資料425。當DE訊號位於低準位時遮沒期間970、980出現，當DE訊號位於高準位時作用中視訊期間出現。資料島未顯示於第九圖，但會在遮沒期間970及980期間的某個時間傳送。
當DE下降時，水平遮沒期間(HBLK，horizontal blanking period)970開始。當DE上升時HBLK期間970結束。HBLK期間970包含不同 的狀態：前廊971、表示畫面內之一新的線之水平同步(HS)脈衝972以及後廊973。這些狀態之每一者長度上可為多個時脈週期。HBLK期間970係壓縮成表示前廊971的開始之BS事件、表示HS脈衝972之開始的HSS事件以及表示HS脈衝972之結束的HSE事件。
當DE下降時，垂直遮沒期間(VBLK)980開始。當DE上升時，VBLK期間980結束。VBLK期間980包含不同的狀態：前廊981、表示畫面內之一新的線之垂直同步(VS)脈衝982以及後廊983。這些狀態之每一者長度上可為多個時脈週期。VBLK期間可壓縮成表示前廊981的開始之BS事件、表示VS脈衝982之開始的VSS事件以及表示VS脈衝982之結束的VSE事件。
第九D圖係根據一實施例顯示遮沒事件之間的時序壓縮。最初，在第九圖所示之事件產生之後，遮沒事件之時序與遮沒狀態改變之時序相匹配。如第九D圖所示，BS事件係與HSS事件分離16個時脈週期，而HSS係與HSE分離18個時脈週期。事件之間的分離接著根據預先決定的2：1壓縮率加以減少。因此，BS事件僅與HSS事件分離8個時脈週期，HSS事件與HSE事件分離9個時脈週期。如此將於遮沒期間傳送資料所需總時間從34個時脈週期減半至17個時脈週期。於其他實施例中，預先決定之壓縮率可為不同比率，例如3：1或4：1。
於一實施例中，遮沒壓縮電路408係利用比對表(matching table)900壓縮遮沒期間資料，如第九A圖所示。於比對表900中，遮沒事件的清單係顯示於左手邊。一旦遮沒事件從遮沒期間資料425識別出，則遮沒事件可編碼成事件碼，前述事件碼係作為壓縮遮沒期間資料427進行傳送。
相較於實際遮沒期間資料用以產生遮沒事件的時間，遮沒事件可以較少時間傳送。於習知系統中，在遮沒期間970或980期間，來源裝置必須在整個遮沒期間內重複地傳送遮沒期間資料用之符元，如此會消耗大量之頻寬。據此，藉由將實際遮沒期間資料以遮沒事件替代並減少遮沒事件之間的時間量，可壓縮遮沒期間。如此會產生良好的壓縮率(例如與視訊部份相同或更高)，且仍然提供遮沒期間用之準確時序。
於接收側，接收器450可基於所提供的遮沒事件時序重新產生遮沒期間資料。特定而言，接收器450識別出遮沒事件，根據預先決定之壓縮率(1：2、1：3)擴大遮沒事件之間的時間以回復遮沒事件之間的時序，且接著重新產 生遮沒期間資料。
第二個壓縮遮沒期間的方法係為對遮沒期間資料施行遊程長度編碼(run length coding)，同時維持資料島之位置。現請參照第九B圖，圖中所示之實施例對遮沒期間920施行遊程長度編碼(run length coding，RLC)，同時分別維持壓縮遮沒期間922中資料島(DIs)921a、921b的位置。遮沒期間920包含遮沒部份，於其間沒有資料被傳送(以大寫B表示)，以及資料島部份，於其間資料島正被傳送(以交叉網底及文字DI表示)。遮沒部份B及資料島部份DI係彼此混合。
遮沒壓縮電路408，如第四A圖所示，可藉由對遮沒期間920施行遊程長度編碼(run length coding，RLC)而對遮沒期間920進行壓縮，以產生壓縮遮沒期間922。特定而言，遮沒壓縮電路408將遮沒期間資料分成不同的部份，前述不同部份係由資料島(DIs)所分離。遮沒部份係分別以遊程長度編碼(RLC)壓縮，而資料島部份則不壓縮。壓縮遮沒部份(以小寫b表示)最後與資料島部份921a及921b混合以形成壓縮遮沒期間922。
遊程長度編碼(RLC)係為一種資料壓縮形式，於其中相同資料數值的序列係儲存為單一資料數值及一表示資料數值重複次數之總數。當施行於遮沒期間資料時，遊程長度編碼(RLC)會產生時序資訊，其明確說明遮沒期間資料內的狀態及狀態的持續時間。例如，遮沒期間一般包含同步脈衝前之前廊期間、同步脈衝以及接續同步脈衝之後廊。遮沒期間內之狀態因此可壓縮成三個狀態及三個數字：前廊時序，其明定前廊的持續時間(例如四個週期)、同步時序，其明定同步脈衝的長度(例如三個週期)，以及後廊時序，其明定後廊之持續時間(例如五個週期)。於實作中，傳送於相鄰的資料島921a及921b之間的遊程長度編碼資訊一般會明確說明一或二個狀態(例如前廊、同步脈衝或後廊)，以及這些狀態的持續時間。
藉由維持資料島之位置，本實施例亦可維持前置訊號，其係用於HDMI及MHL之特別指示器，用以表示接續前置訊號之資訊是資料島921a、921b還是沒有資料島之遮沒部份。如此允許目的裝置115能夠無縫地將所接收的資訊轉換回作用中視訊流之原始遮沒資料920。
於接收端，遮沒解壓縮電路464將會接收壓縮遮沒期間資料465，其包含由資料島分離之不同的壓縮遮沒部份。遮沒解壓縮電路464利用遊 程長度解碼(run length decoding)將壓縮遮沒部份解壓縮成遮沒期間資料469，以回復遮沒期間之適當時序。
第三個壓縮遮沒期間的方法係利用遮沒時序資訊代表遮沒期間並一起傳送所有的資料島。參照第九C圖，於所示之實施例中，遮沒期間920係壓縮成壓縮遮沒期間924。遮沒期間920之狀態係以單一組遮沒時序資訊926代表，若干個資料島921a、921b係一起傳送。遮沒壓縮電路408，如第四A圖所示，可藉由計數遮沒狀態之持續時間並接著從遮沒狀態持續時間產生遮沒時序資訊926而對遮沒期間920(包含不同部份920a、920b、920c)進行壓縮。遮沒時序資訊926係描述不同狀態的遮沒期間920a、920b、920c的持續時間。例如，遮沒時序資訊926可明定四個週期的前廊、五個週期的水平同步(HS)脈衝以及六個週期的後廊。
整體遮沒期間920的狀態因此以遮沒時序資訊926之單一資料塊代表，前述遮沒時序資訊926之單一資料塊係在壓縮遮沒期間924一開始時傳送。所有資料島921a、921b係加以結合並在壓縮遮沒期間924結束時一起傳送。
於接收側，遮沒解壓縮電路464將會接收壓縮遮沒期間資料465，其包含每一遮沒期間用之單一組遮沒時序資訊926。遮沒解壓縮電路464將遮沒時序資訊926解壓縮成遮沒期間資料469，以回復遮沒期間之適當時序。
本實施例相較於第九B圖所示之實施例能夠達到壓縮遮沒期間920用之較佳壓縮率。然而，雖然未顯示於第九C圖，遮沒部份B亦可包含處於資料島之前及接續資料島之前置訊號。這些前置訊號係為遺失且必須在接收器處回復。因此，本實施例可利用接收器側(例如接收器450)之時序產生器回復前置訊號。時序產生器藉由假設資料島均具有固定尺寸而回復前置訊號。時序產生器將結合的資料島分成分離之固定尺寸資料島921a及921b，接著將前置訊號插入於資料島921a及921b之前及之後。
第十圖係根據一實施例顯示視訊及遮沒期間壓縮之優點的示意圖。於所示之實施例中，列1002代表未壓縮作用中視訊資料1010，其具有未壓縮遮沒期間1012。遮沒期間1012及其狀態可由不同的訊號分量表示，例如DE 1012x、HS 1012y及VS 1012z。列1004代表沒有遮沒期間壓縮之視訊資料2：1壓縮。例如，作用中視訊資料1010係以2：1壓縮率進行壓縮，以獲得壓縮視訊資料1020。換言之，100Kbits的視訊資料係壓縮成50Kbits的視訊資料。然而， 遮沒期間1012並未壓縮。
列1006係代表有遮沒期間壓縮之壓縮視訊資料1020，前述遮沒期間壓縮係利用遮沒事件(例如BS 1022a、HSS 1022b、HSE 1022c)。換言之，遮沒期間1012內之遮沒期間資料係以遮沒事件BS 1022a、HSS 1022b及HSE 1022c替代。遮沒事件之時序亦予以壓縮，使得遮沒事件可在較小數量的時脈週期內(例如25個週期)傳送。
此外，傳送器400可減少遮沒期間並將遮沒期間用於作用中視訊以作為替代。有兩種方法可達成：減少HBLK期間並將節省的頻寬用於傳送作用中視訊資料，或減少VBLK期間並將節省的頻寬用於傳送作用中視訊資料。列1008代表具有遮沒期間壓縮之壓縮視訊資料1020，前述遮沒期間壓縮完全沒有HBLK期間或水平同步(HSYNC，horizontal SYNC)。方塊1024代表目前用於傳送壓縮作用中視訊資料1020且先前用於傳送遮沒期間之頻寬部份。如圖所示，藉由移除前兩個水平遮沒期間並傳送作用中視訊資料以替代遮沒期間，現在可有額外的頻寬以用於傳送壓縮視訊資料。
當遮沒期間不包含任何資料島時，列1008中的本方法一般係為合適。本方法可利用接收器450側之時序產生器來回復遮沒狀態之正確時序。時序產生器係提供有解析度資訊，其描述作用中視訊資料的解析度。由於每一解析度一般係與線條尺寸、每一條線中之畫素數量及同步時序有關，故解析度可用來回復遮沒狀態之適當時序。
第十一圖係根據一實施例顯示遮沒期間壓縮對於4K視訊所需頻寬的影響之示意圖。於所示之實施例中，原始架構1102包含未壓縮作用中視訊資料及未壓縮遮沒期間。於原始架構1102中，為了在16毫秒(ms)內傳送所有的資料，14.3Gbps實體層(PHY)係為必需。第二個架構1104具有以2：1壓縮之視訊資料，其沒有遮沒期間壓縮。其需要7.1Gbps實體層(PHY)來傳送資料。第三個架構1106藉由減少水平遮沒(HBLK)期間而對遮沒期間進行壓縮，且需要6.5Gbps實體層(PHY)來傳送所有資料。第四個架構1108藉由亦減少垂直遮沒(VBLK)期間而進一步壓縮遮沒期間，且需要6.3Gbps實體層(PHY)來傳送資料。
另外，HBLK及VBLK必需大到足以允許傳送資料島。具有資料島封包之遮沒期間的壓縮率無法被保證，乃因資料島完全沒有壓縮。為解決此問題，每一線條中之資料島係被限制為壓縮音訊視訊流(亦即將會攜帶壓縮資 料之目標資料流格式中的遮沒期間)中所能容納的量。例如，若4K視訊以4：1壓縮率壓縮以適配至1080p資料流，則資料島之量被限制在可置入1080p資料流內的數量。另則，在對作用中視訊部份進行壓縮之後，壓縮視訊被置於目標HDMI資料流之作用中視訊期間內，而音訊部份在未經任何壓縮之下置於目標HDMI資料流(於此實例中為1080p)之遮沒期間內。如此可保證壓縮HDMI資料流中有適當量的音訊資料，乃因音訊係直接置於目標(壓縮)HDMI資料流內，而非置於要經過壓縮之原始HDMI資料流內。
接著，壓縮之連結特定部份將參照第十二圖加以敘述，亦即相對於不壓縮(non-compression)如何放置壓縮視訊流及如何通知壓縮之接收器。
連結特定-HDMI1、HDMI2、MHL1、MHL2
HDMI系統之傳送器側將壓縮視訊資料取代HDMI資料流之作用中視訊期間。第十二圖係根據一實施例顯示具有壓縮資料之HDMI資料流之示意圖。於所示之實施例中，「視訊編碼」部份內含壓縮視訊資料。傳送器400可通知接收器450資料為壓縮視訊資料。此外，傳送器400亦可傳送視訊壓縮控制資訊411至接收器450，以通知接收器450關於傳送器400內是使用哪一種壓縮演算法(例如利用演算法識別碼)以及特定演算法中所使用之任何可能參數，以支援各類壓縮機制。前述可以若干方法實施。
第一，可使用側通道例如HDMI中之顯示資料通道(DDC)及MHL中之控制匯流排(CBUS)，以傳送壓縮控制資訊411。傳送器400透過DDC或CBUS將特定數值寫入至接收器450內之暫存器，接收器450可藉由解譯暫存器中之數值而判斷輸入資料流係為壓縮資料流。在此通知程序之後，傳送器400將壓縮視訊資料傳送至接收器450，接收器450可正確地解譯壓縮視訊資料之輸入資料流以作為壓縮資料流。
第二，「前置訊號」及/或「前導保護頻帶(LGB)」可用來傳送視訊壓縮控制資訊411。如第十二圖所示，前置訊號及/或前導保護頻帶係位於壓縮視訊資料用之視訊資料期間之前。藉由將特定數值置於其中一者或兩者內，傳送器400可通知接收器450輸入資料流係為壓縮資料流。參照回第四A圖，視訊壓縮控制資訊411可透過傳送介面電路412及傳送器400與接收器450之間的多媒體通訊連結(未圖示)作為位在壓縮視訊資料403用之視訊傳送期間之前的前置訊號或前導保護頻帶進行傳送。TMDS編碼電路406可負責從視訊壓縮 控制資訊411產生前置訊號或前導保護頻帶。
第三，資訊框可用來傳送視訊壓縮控制資訊411。例如資訊框可為遮沒期間內之資料島(其在遮沒期間傳遞音訊及其它資訊)。資訊框並未被壓縮，因此資訊框內之資訊可正確地解碼於接收器側，而不受作用中視訊資料壓縮的影響。參照回第四A圖及第四B圖，傳送器400將遮沒期間內資訊框中之視訊壓縮控制資訊411傳送至接收器450。因此，接收器450可基於資訊框判斷輸入視訊是否有被壓縮。
若接收器450判斷輸入資料流係為壓縮資料流，則接收器450將壓縮視訊資料轉發至視訊解壓縮電路460，以抽取原始視訊資料。在抽取程序之後，HDMI資料流變成與正常未壓縮HDMI資料流相同，所有接收器側之正常程序將會接續。
對於遮沒期間，如前所述，傳送器400將資料島置於壓縮目標HDMI資料流內，以致於不要放置太多資料島至遮沒期間內。若遊程長度編碼(RLC)及/或遮沒事件被用來壓縮遮沒期間，則傳送器400利用不同的「前置訊號」及/或遮沒期間參數組合來通知接收器450此事。不同的前置訊號及/或遮沒期間參數可用來通知接收器450後續資料係為正常遮沒期間還是壓縮遮沒期間。
傳送器400亦可通知目標解析度(亦即解壓縮後之解析度)之接收器，特別是若使用了任何遮沒降低(blanking reduction)。使用目標解析度，接收器450可重新產生正確的遮沒期間時序。此資訊可透過資料島及/或邊頻帶暫存器(side band register)(類似於壓縮通知所使用之架構)傳達到接收器450。
於一實施例中，接收器450重新產生正常(未壓縮)的HDMI/MHL資料流。例如，接收器450可進行以下步驟以及對視訊資料進行解壓縮。第一，若遮沒降低被用在傳送器側，接收器450重新產生所有的遮沒時序，亦即將降低遮沒期間回復至正常遮沒期間。第二，接收器450從輸入(壓縮)資料流中抽取資料島例如攜帶有音訊內容或輔助資訊的資料島，並針對每個目標(例如4K)HDMI/MHL資料流將其與解壓縮視訊資料一同傳送出去。因此，資料島(例如音訊資料)的內容被保留。
第三，對於某些其他資料島(例如AVI、AIF)，接收器450從輸入資料流丟棄之，並針對每個目標資料流完全重新產生之。此乃因此類資料島的內容係為資料流特定，由於解析度不同壓縮資料流中之資料島不能重新利用 於目標資料流輸出。
第四，潛伏對準器可對經歷視訊解壓縮電路460的視訊路徑與音訊資料島之間的潛伏時間進行對準。其他對每個目標資料流(例如GCP、VSI等)係為時序關鍵(timing critical)的資料島係根據目標資料流的時序完全地重新產生。
連結特定-MHL3
MHL3係為封包型資料流，且其封包的其中一者(例如音訊視訊資料流封包)可攜帶利用穿隧(tunneling)技術之HDMI及MHL資料流。此外，其支援對HDMI及MHL的邊通道進行穿隧之邊通道穿隧。因此，以上所述之HDMI及MHL用之所有技術可用於MHL3，不需要作更改。再者，MHL3的封包型架構可提供一些額外的傳送壓縮資訊選擇。例如，關於輸入資料是否經過壓縮之壓縮資訊可置於封包之標頭(header)。第十三圖係根據一實施例顯示資料流封包之封包標頭位元組之圖表。若封包包含未壓縮視訊資料，則pkt_type欄位可設定成0b0001，以表示封包包含未壓縮視訊資料。若封包包含壓縮視訊資料，則pkt_type欄位可設定成0b0111，以表示封包包含壓縮視訊資料。
壓縮演算法識別碼(ID)係表示輸入資料流所使用的特定壓縮演算法，且對應的壓縮參數可插入至若干個位置。第一，其可置於MHL製造商特別資訊框(Vendor Specific Info Frame，VSIF)內，其位於音訊視訊資料流封包內。第二，可使用分離的封包，以取代一音訊視訊資料流封包。例如，分離的封包可為MHL之內容保護(content protection，CP)封包，其位於每個訊框。此方法完全不影響音訊視訊資料流封包側，且亦可將同步問題最小化。
為說明本發明上述敘述提出了若干特定細節，以利於徹底瞭解本發明。然而，將得以領會者為，對本領域中具通常知識之技藝者而言，本發明可在不需要其中的某些特定細節之下實施。於其他實例中，已知的結構及裝置係以方塊圖的形式顯示。圖中所示之元件之間可能有中間結構。此處所述或所顯示之元件可能具有額外的輸入或輸出並未加以顯示或敘述。所顯示之元件或零件亦可以不同之配置方式或順序加以配置，包含任何欄位之重新排序或欄位大小之修改。
本發明可包含不同的方法。本發明之方法可藉由硬體元件加以實施或可具體實施於電腦可讀指令中，其可用以使一般用途或特定用途之處理器 或編程有指令之邏輯電路實施本方法。另則，本方法可藉由硬體與軟體的結合加以實施。
本發明之方法中的若干者係以其最基礎的形式加以敘述，但在不脫離本發明之基礎範圍下仍可加入若干方法至其任一者或從其任一者刪除若干方法，且可增加若干資訊至此處所述訊息之任一者中或從其刪減若干資訊。本領域中具通常知識之技藝者將得以領會，可對本發明進一步做若干更動及改變。此處所提供之特定實施例並非用以限制本發明，而係用以說明本發明。
若敘述了「A」元件耦合至「B」元件或與其耦合，則A元件可直接耦合至B元件或透過例如C元件非直接耦合。當說明書敘述了A元件、特徵、結構、方法或特性「造成」B元件、特徵、結構、方法或特性，其係指「A」為「B」的至少一部分原因，但亦可能有至少一其他元件、特徵、結構、方法或特性協助造成「B」。若說明書指出一元件、特徵、結構、方法或特性「得」、「可能」或「可」被包含，則該特定元件、特徵、結構、方法或特性並不要求一定要被包含。若說明書指「一」元件，則其並不意指僅有一個所述元件。
本發明之實施例係為本發明之實作或實例。說明書中所提到之「一實施例」、「某些實施例」或「其他實施例」係指與實施例有關而敘述之特定特徵、結構或特性被包含於至少某些實施例中，但不一定是所有實施例。「一實施例」或「某些實施例」之若干次出現並不一定全部指向相同之實施例。應領會者為，於上述本發明之示範性實施例的敘述中，為簡化揭露內容並有助於瞭解若干進步之觀點中之一者或以上者，本發明之若干特徵有時會聚集於單一實施例、圖式或其敘述中。
在閱讀本說明書後，本領域中具通常知識者將得以領會出透過HDMI及MHL進行壓縮視訊內容傳輸之再額外的替代性設計。因此，雖然已顯示且描述了本發明之特定實施例及應用，但將得以領會者為，這些實施例並不受限於此處所揭露之確切架構及元件，在不脫離本發明之精神及範圍下若干對本領域中具通常知識者係得以清楚瞭解的修改、改變及變化可施加於此處所揭露之本發明之方法及裝置的配置、操作及細節中，前述本發明之精神及範圍係如後附申請專利範圍所定義。

Claims (16)

  1. 一種用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，包含：鏈結層電路，用以接收視訊資料及將該視訊資料壓縮成壓縮視訊資料，該視訊資料對應於一作用中視訊期間，該作用中視訊期間係與一遮沒期間分離；一壓縮資訊電路，用以產生視訊壓縮控制資訊；以及一介面，用以：透過該多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與該壓縮視訊資料對應之訊號，以及於該遮沒期間內於一資料島中透過該多媒體通訊連結傳送與該視訊壓縮控制資訊對應之訊號，該視訊壓縮控制資訊包含於一未壓縮資訊框內且具有用於控制該壓縮視訊資料之解壓縮的資訊。
  2. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊壓縮控制資訊更包含在壓縮該視訊資料的期間所使用之壓縮參數。
  3. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊壓縮控制資訊係透過該多媒體通訊連結中之該一或多個多媒體通道進行傳送。
  4. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊壓縮控制資訊係透過該多媒體通訊連結之一控制通道進行傳送。
  5. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊資料包含複數個色彩分量，該鏈結層電路係設置成將該色彩分量之線條壓縮成具有相同長度之該色彩分量之壓縮線條。
  6. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊資料包含複數個色彩分量，該鏈結層電路係設置成將該色彩分量之線條壓縮成該色彩分量之壓縮線條，且將一或多個填補位元填塞至該色彩分量之該壓縮線條上直到該壓縮線條具有相同長度。
  7. 如請求項1所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之傳送裝置，其中該視訊資料包含複數個色彩分量，其中該鏈結層電路係設置成將該色彩分量之線條壓縮成該色彩分量之壓縮線條，且將該色彩分量之該壓縮線條按順序地加密成加密視訊資料，以及其中由該介面所傳送之與該壓縮視訊資料對應之該訊號係為與該加密視訊資料對應之訊號。
  8. 一種用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，包含：一介面，用以：透過該多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮視訊資料對應之訊號，以及於一遮沒期間內於一資料島中透過該多媒體通訊連結接收與視訊壓縮控制資訊對應之訊號，該視訊壓縮控制資訊包含於一未壓縮資訊框內且具有用於控制該壓縮視訊資料之解壓縮的資訊；以及鏈結層電路，用以基於該視訊壓縮控制資訊將該壓縮視訊資料解壓縮成視訊資料，該視訊資料對應於一作用中視訊期間，該作用中視訊期間係與該遮沒期間分離。
  9. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中該視訊壓縮控制資訊更包含在壓縮該視訊資料的期間所使用之壓縮參數。
  10. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中該視訊壓縮控制資訊係透過該多媒體通訊連結中之該一或多個多媒體通道進行接收。
  11. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中該視訊壓縮控制資訊係透過該多媒體通訊連結之一控制通道進行接收。
  12. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中該壓縮視訊資料包含具有相同長度之色彩分量的壓縮線條。
  13. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中該壓縮視訊資料包含具有填補位元之色彩分量的壓縮線條，該鏈結層電路在對該壓縮視訊資料進行解壓縮時移除該填補位元。
  14. 如請求項8所述之用於透過一多媒體通訊連結進行通訊之接收裝置，其中與該壓縮視訊資料對應之該訊號係為與加密視訊資料對應之訊號，其中該鏈結層電路將該加密視訊資料解密成經解密視訊資料，且將該經解密視訊資料分成用於不同色彩分量之線條。
  15. 一種非暫態電腦可讀媒體，該非暫態電腦可讀媒體儲存有多個指令，當該多個指令被執行時會使一處理器實施以下步驟：接收作用中視訊資料及將該作用中視訊資料壓縮成壓縮視訊資料，該作用中視訊資料對應於一作用中視訊期間，該作用中視訊期間係與一遮沒期間分離；產生視訊壓縮控制資訊；透過一多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道傳送與該壓縮視訊資料對應之訊號；以及於該遮沒期間內於一資料島中透過該多媒體通訊連結傳送與該視訊壓縮控制資訊對應之訊號，該視訊壓縮控制資訊包含於一未壓縮資訊框內且具有用於控制該壓縮視訊資料之解壓縮的資訊。
  16. 一種非暫態電腦可讀媒體，該非暫態電腦可讀媒體儲存有多個指令，當該多個指令被執行時會使一處理器實施以下步驟：透過一多媒體通訊連結中之一或多個多媒體通道接收與壓縮視訊資料對應之訊號；於一遮沒期間內於一資料島中透過該多媒體通訊連結接收與視訊壓縮控制資訊對應之訊號，該視訊壓縮控制資訊包含於一未壓縮資訊框內且具有用於控制該壓縮視訊資料之解壓縮的資訊；以及基於該視訊壓縮控制資訊將該壓縮視訊資料解壓縮成視訊資料，該視訊資料對應於一作用中視訊期間，該作用中視訊期間係與該遮沒期間分離。
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