一種圖像信號的傳輸方法、接收終端和傳輸系統的製作方法
2023-04-26 04:23:46 2
專利名稱：一種圖像信號的傳輸方法、接收終端和傳輸系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像傳輸領域，特別是涉及一種圖像信號的傳輸方法、接收終端和傳輸系統。
背景技術：
在圖像信號的遠距離傳輸過程中，通常源端基準時鐘，其用於產生原始圖像信號， 無法和終端的基準時鐘，其用於產生提供給顯示器的圖像信號，在頻率上完全一致，使得通過這兩個時鐘產生和消耗的數據的速度不同。這個偏差隨著系統運行時間的積累而導致終端接收的圖像數據或者溢出或者被讀空。現有的技術方案一如圖1所示。在源端，輸入的圖像數據先一幀一幀的寫入本地幀緩衝，再一幀一幀的從幀緩衝中讀取，並通過一對高速差分對，通常為光纖或同軸電纜介質，傳輸給遠端的終端。源端的解碼器可為AD採樣，物理層驅動晶片同傳輸介質直接相關。 終端將數據接收下來以後，一幀一幀的存到本地幀緩衝，用本地的基準時鐘生產掃描時序， 並從幀緩衝中一幀一幀的讀取圖像數據。終端的編碼器可為DA，物理層驅動晶片同傳輸介質直接相關。由於其數據的速度適配通過幀緩衝實現，導致可編程邏輯器件(fpga)的程序複雜，延時較長，且如果輸入快於輸出導致一幀輸入圖像會被使用兩次，如果輸入慢於輸出導致某一幀圖像丟失。現有的技術方案二如圖2所示。輸入的圖像數據直接通過4對差分對，通常通過雙絞線、專用電纜、光纖等介質，傳輸給遠端的終端，終端把數據直接恢復過來提供給顯示器， 把圖像呈現出來。如果距離較長，因為傳輸介質都用四根，就會導致消耗資源嚴重。而且很多時候布線已經完畢，光纖資源或電纜資源都已經嚴格限定，無法實現該技術方案。在進行長距離傳輸時，該技術方案也會導致系統項目價格昂貴，施工複雜。本發明要解決的問題是避免溢出或讀空現象的發生，並且在不使用4對差分對的情況下，避免重複用幀或丟幀。
發明內容
本發明提供了一種圖像信號的傳輸方法，能夠使用較小存儲空間，便可避免溢出或讀空現象的發生。本發明還提供了一種圖像信號的接收終端，能夠使用較小存儲空間，便可避免溢出或讀空現象的發生。本發明還提供了一種圖像信號的傳輸系統，能夠使用較小存儲空間，便可避免溢出或讀空現象的發生。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明公開了一種一種圖像信號的傳輸方法，包括步驟1，源端以第一時鐘頻率發送圖像數據；步驟2，終端將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯不；步驟3，終端根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率。較佳的，所述步驟3進一步包括步驟21，當保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整所述第二時鐘頻率， 使所述第二時鐘頻率大於所述第一時鐘頻率；步驟22，當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整所述第二時鐘頻率， 使所述第二時鐘頻率小於所述第一時鐘頻率。較佳的，所述步驟21進一步為，步驟31，當檢查到保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，按預設的步長增加所述第二時鐘頻率；步驟32，檢查保存的圖像數據的數量是否減少，如果是，則停止增加，否則，執行步驟33 ；步驟33，按所述步長增加所述第二時鐘頻率，執行所述步驟32。較佳的，所述步驟22進一步為，步驟41，當檢查到保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，按預設的步長減少所述第二時鐘頻率；步驟42，檢查保存的圖像數據的數量是否增加，如果是，則停止減少，否則，執行步驟43 ；步驟43，按所述步長減少所述第二時鐘頻率，執行所述步驟42。較佳的，所述上限值為12行。較佳的，所述下限值為4行。本發明還公開了一種圖像信號的接收終端，包括物理層驅動晶片、可編程邏輯器件、同步處理模塊、編碼器、以及顯示設備；所述物理層驅動晶片，用於按第一時鐘頻率接收圖像數據；所述可編程邏輯器件，用於將接收的圖像數據保存到內部的存儲單元；所述編碼器，用於按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示到顯示設備上；所述同步處理模塊，用於根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率；所述第一時鐘頻率為發送圖像數據的源端的時鐘頻率。較佳的，所述同步處理模塊進一步用於在存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率大於所述第一時鐘頻率；在所述存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率小於所述第一時鐘頻率。較佳的，所述同步處理模塊在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時進一步用於按預設的步長增加所述第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量減少時停止增加；所述同步處理模塊在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時進一步用於按預設的步長減少所述第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量增加時停止減少。本發明還公開了一種圖像信號的傳輸系統，包括源端和終端，所述源端和所述終端通過遠距離傳輸介質連接，所述源端，用於以第一時鐘頻率發送圖像數據；所述終端，用於將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示；並根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率。由上述可見，本發明通過按存儲的圖像數據的數量調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率的均值等於第一時鐘頻率，能夠使用較小存儲空間，便可避免溢出或讀空現象的發生；進一步地，同現有技術方案一相比省略了外部存儲器件，降低了成本，並使得生產更加簡單，電路面積更小，而且在編程上邏輯更為簡單，提高了穩定性，由於無需使用幀緩衝，同時，本發明無須在源端和終端進行幀緩存，有效的減少圖像傳輸延時，同現有技術方案一的 3-4幀時延相比，本發明的時延基本可被忽略，並且不會出現丟幀或重複用幀現象；同現有技術方案二相比，本發明佔用傳輸資源更少，單板可以用於傳輸4路信號。
圖1是現有技術方案一的示意圖；圖2是現有技術方案二的示意圖；圖3是本發明具體實施例中調整時鐘頻率的效果示意圖；圖4是本發明圖像信號的接收終端的結構圖；圖5是本發明圖像信號的傳輸系統的實施例的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。本發明的一種圖像信號的傳輸方法如下所述。步驟S100，源端以第一時鐘頻率發送圖像數據。步驟S200，終端將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示。步驟S300，終端根據保存的圖像數據的數量調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率的均值等於第一時鐘頻率。具體而言，所述步驟S300進一步包括如下步驟。步驟S310，當保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率。步驟S320，當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率。如此調整使得終端所用的第二時鐘頻率保持變動，圍繞源端的第一時鐘頻率上下浮動，並在長時間內，第二時鐘頻率的均值等於第一時鐘頻率。這樣，存儲數據的單元無需具有太多存儲空間，通常可編程邏輯器件的內部存儲單元便可完成存儲，例如，可編程邏輯器件的內部RAM (Random Access Memory，隨機存儲器)。所述步驟S300的一種具體實施方式
如下所述。步驟S310的實現如下所述。步驟S311，當檢查到保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，按預設的步長增加第二時鐘頻率。當第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率時，終端存儲的圖像數據不斷增加。當保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，對第二時鐘頻率進行調整，使第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率。調整所用的步長直接影響到第二時鐘頻率圍繞第一時鐘頻率上下浮動的範圍。因而通常設置較小，例如，小於等於第一時鐘頻率的萬分之一，以減少浮動範圍。步驟S312，檢查保存的圖像數據的數量是否減少，如果是，則停止增加，否則，執行步驟S313。當保存的圖像數據的數量開始減少時，能夠確定此時第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率，因而終止調整。步驟S313，按預設的步長增加第二時鐘頻率，執行步驟S312。步驟S320的實現如下所述。步驟S321，當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，按預設的步長減少第
二時鐘頻率。當第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率時，終端存儲的圖像數據不斷減少。當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，對第二時鐘頻率進行調整，使第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率。步驟S322，檢查保存的圖像數據的數量是否增加，如果是，則停止減少，否則，執行步驟S323。當保存的圖像數據的數量開始增加時，能夠確定此時第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率，因而終止調整。步驟S323，按預設的步長減少第二時鐘頻率，執行步驟S322。所述步驟S300的另一具體實施方式
如下所述。當保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整第二時鐘頻率到第一預設頻率。第一預設頻率大於第一時鐘頻率。當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整第二時鐘頻率到第二預設頻率。第二預設頻率小於第一時鐘頻率。第一預設頻率和第二預設頻率可通過前述第一種具體實施方式
確定，也可以依據源端的第一時鐘頻率直接設置。本發明的具體實施例如下所述。步驟S301，源端以第一時鐘頻率，表示為a，發送圖像數據。本實施例中a = IOOMHz。步驟S302，終端將接收的圖像數據寫到可編程邏輯器件的內部雙口 RAM。因為並不需要保存完整的幀，所以不需要很大的RAM，因而能夠直接保存在內部 RAM中。RAM的容量為能容納16行的圖像數據。其中寫入的時鐘頻率為a。步驟S303，終端按第二時鐘頻率，表示為b，讀取保存的圖像數據，編碼後顯示。
終端本地產生掃描時序的時鐘的初始頻率為b，可以將b和a控制在相差較小範圍內，以b的時鐘頻率從可編程邏輯器件的內部雙口 RAM中讀數據。由於b和a並不相等，如果不做處理，會導致讀空或者溢出，因此需要加入同步處理。處理方法實現如下所述。檢測雙口 RAM中圖像數據的數量，如果多於12行，則確定a >b，輸入大於讀取，並且需要調整b。使b以一個預設的較小的步長增加。步長表示為c，通常c小於等於a的萬分之一，比如c = 0. OlMHz0繼續檢查RAM中的圖像數據，如果檢查到的圖像數據的數量比前一次檢查到的多，即數量增加，例如前一次是12. 3行，本次是12. 5行，則說明a依然大於 b，繼續按步長增加b，直到呈現相反趨勢，檢查到RAM中的數據比前一次檢查的數據減少， 例如前一次是12. 5行，本次是12. 4行，說明b大於a，則不再做調整。由於b >a，RAM中的數據不斷減少，如此持續一定時間，則檢查到RAM中的數據少於4行，這時再調整b。使b以上述步長減少。繼續檢查RAM中的圖像數據，如果檢查到的圖像數據的數量比前一次檢查到的少，即數量減少，例如前一次是3. 6行，本次是3. 5行，則說明b依然大於a，繼續按步長減少b，直到呈現相反趨勢，檢查到RAM中的數據比前一次檢查的數據增加，例如前一次是3. 5行，本次是3. 6行，說明b小於a，則不再做調整。一直如此循環往復，可使b表現為一個變動的值，且變動範圍保持在步長範圍內， 並且b的均值等於a。本實施例中a = 100MHz，具體調整的變化如圖3所示。左邊的縱坐標表示寫入和讀出的時鐘頻率，寫入的時鐘頻率a，為恆定100MHz，讀時鐘頻率b，在99. 99MHz和100. OlMHz之間跳變。右邊的縱坐標表示RAM中存儲的圖像數據的行數，初始值假定為8，橫坐標為時間值。一開始a > b，讀取的速度較慢，導致RAM中的數據越來越多，當RAM中的數據多於 12行時，調整b，使得b > a，導致RAM中的數據越來越少，一直等少於4行，又調整b使得b < a，一直如此循環往復。本發明的一種圖像信號的接收終端如圖4所示。接收終端包括物理層驅動晶片 100、可編程邏輯器件200、同步處理模塊300、編碼器400、以及顯示設備500。物理層驅動晶片100，用於按第一時鐘頻率接收圖像數據。可編程邏輯器件200，用於將接收的圖像數據保存到內部的存儲單元。編碼器400，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示到顯示設備500 上。同步處理模塊300，用於根據保存的圖像數據的數量調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率的均值等於第一時鐘頻率。第一時鐘頻率為發送圖像數據的源端的發送時鐘頻率。在較佳的實施方案中，同步處理模塊300進一步用於在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率；在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率。
進一步地，同步處理模塊300在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時進一步用於按預設的步長增加第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量減少時停止增加。同步處理模塊300在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時進一步用於按預設的步長減少第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量增加時停止減少。一種圖像信號的傳輸系統，包括源端和終端，源端和終端通過遠距離傳輸介質連接。源端，用於以第一時鐘頻率發送圖像數據。終端，用於將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示；並根據保存的圖像數據的數量調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率的均值等於第一時鐘頻率。終端在調整第二時鐘頻率時進一步用於在存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率大於第一時鐘頻率；在存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整第二時鐘頻率，使第二時鐘頻率小於第一時鐘頻率。具體而言，終端在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時進一步用於按預設的步長增加第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量減少時停止增加。終端在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時進一步用於按預設的步長減少第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量增加時停止減少。本發明圖像信號的傳輸系統的實施例的示意圖如圖5所示。源端包括信號源設備、解碼器、可編程邏輯器件、和物理層驅動晶片。其中，解碼器為AD採樣，物理層驅動晶片和傳輸介質直接相關。源端按第一時鐘頻率，表示為a，產生並發送圖像數據。本實施例中a = IOOMHz0終端包括物理層驅動晶片、可編程邏輯器件、同步處理模塊、編碼器、以及顯示設備。物理層驅動晶片，用於按時鐘頻率a接收圖像數據。可編程邏輯器件，用於將接收的圖像數據保存到內部的存儲單元。編碼器，按第二時鐘頻率，表示為b，讀取保存的圖像數據，編碼後顯示到顯示設備上。同步處理模塊，用於根據保存的圖像數據的數量調整b，使b的均值等於a。其中，接收的圖像數據保存到可編程邏輯器件的雙口 RAM中，寫的時鐘頻率為a。對於終端本地產生掃描時序的時鐘b的初始值，可以將該初始值和a控制在相差較小範圍內，以b的時鐘頻率從可編程邏輯器件的內部雙口 RAM中讀數據。由於b和a並不相等，如果不做處理，會導致讀空或者溢出，因此需要同步處理模塊進行同步處理。本實施例的同步處理實現如下所述。檢測雙口 RAM中圖像數據的數量，如果多於12行，則認為a >b，即輸入大於讀取， 並且需要調整b。使b以一個預設的較小的步長增加。步長表示為c，通常c小於等於a的萬分之一，比如c = 0. OlMHz0繼續檢查RAM中的圖像數據，如果檢查到的圖像數據的數量比前一次檢查到的多，即數量增加，例如前一次是12. 3行，本次是12. 5行，則說明a依然大於b，繼續按步長增加b ；直到呈現相反趨勢，檢查到RAM中的數據比前一次檢查的數據減少，例如前一次是12. 5行，本次是12. 4行，說明b大於a，則不再做調整。由於b > a，如此持續一定時間，則檢查到RAM中的數據少於4行，這時再調整b。 使b以上述步長減少。繼續檢查RAM中的圖像數據，如果檢查到的圖像數據的數量比前一次檢查到的少，即數量減少，例如前一次是3. 6行，本次是3. 5行，則說明b依然大於a，繼續按步長減少b，直到呈現相反趨勢，檢查到RAM中的數據比前一次檢查的數據增加，例如前一次是3. 5行，本次是3. 6行，說明b小於a，則不再做調整。一直如此循環往復，可使b表現為一個變動的值，且變動範圍保持在步長範圍內， 並且b的均值等於a。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
1.一種圖像信號的傳輸方法，其特徵在於，包括 步驟1，源端以第一時鐘頻率發送圖像數據；步驟2，終端將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示；步驟3，終端根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率。
2.根據權利要求1所述的圖像信號的傳輸方法，其特徵在於， 所述步驟3進一步包括步驟21，當保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率大於所述第一時鐘頻率；步驟22，當保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率小於所述第一時鐘頻率。
3.根據權利要求2所述的圖像信號的傳輸方法，其特徵在於， 所述步驟21進一步為，步驟31，當檢查到保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，按預設的步長增加所述第二時鐘頻率；步驟32，檢查保存的圖像數據的數量是否減少，如果是，則停止增加，否則，執行步驟33 ；步驟33，按所述步長增加所述第二時鐘頻率，執行所述步驟32。
4.根據權利要求2所述的圖像信號的傳輸方法，其特徵在於， 所述步驟22進一步為，步驟41，當檢查到保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，按預設的步長減少所述第二時鐘頻率；步驟42，檢查保存的圖像數據的數量是否增加，如果是，則停止減少，否則，執行步驟43 ；步驟43，按所述步長減少所述第二時鐘頻率，執行所述步驟42。
5.根據權利要求2所述的圖像信號的傳輸方法，其特徵在於，所述上限值為12行。
6.根據權利要求2所述的圖像信號的傳輸方法，其特徵在於，所述下限值為4行。
7.一種圖像信號的接收終端，其特徵在於，包括物理層驅動晶片、可編程邏輯器件、 同步處理模塊、編碼器、以及顯示設備；所述物理層驅動晶片，用於按第一時鐘頻率接收圖像數據； 所述可編程邏輯器件，用於將接收的圖像數據保存到內部的存儲單元； 所述編碼器，用於按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示到顯示設備上； 所述同步處理模塊，用於根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率；所述第一時鐘頻率為發送圖像數據的源端的時鐘頻率。
8.根據權利要求7所述的圖像信號的接收終端，其特徵在於，所述同步處理模塊進一步用於在存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率大於所述第一時鐘頻率；在所述存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時，調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率小於所述第一時鐘頻率。
9.根據權利要求8所述的圖像信號的接收終端，其特徵在於，所述同步處理模塊在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量大於預設的上限值時進一步用於按預設的步長增加所述第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量減少時停止增加；所述同步處理模塊在檢查到存儲單元保存的圖像數據的數量小於預設的下限值時進一步用於按預設的步長減少所述第二時鐘頻率，當檢查到保存的圖像數據的數量增加時停止減少。
10.一種圖像信號的傳輸系統，其特徵在於，包括源端和終端，所述源端和所述終端通過遠距離傳輸介質連接，所述源端，用於以第一時鐘頻率發送圖像數據；所述終端，用於將接收的圖像數據保存，按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示；並根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率。
全文摘要
本發明公開了一種圖像信號的傳輸方法、接收終端、和傳輸系統，接收終端包括物理層驅動晶片、可編程邏輯器件、同步處理模塊、編碼器、以及顯示設備；所述物理層驅動晶片，用於按第一時鐘頻率接收圖像數據；所述可編程邏輯器件，用於將接收的圖像數據保存到內部的存儲單元；所述編碼器，用於按第二時鐘頻率讀取保存的圖像數據，編碼後顯示到顯示設備上；所述同步處理模塊，用於根據保存的圖像數據的數量調整所述第二時鐘頻率，使所述第二時鐘頻率的均值等於所述第一時鐘頻率；所述第一時鐘頻率為發送圖像數據的源端的時鐘頻率。本發明能夠使用較小存儲空間，便可避免溢出或讀空現象的發生。
文檔編號H04N7/26GK102510487SQ20111031735
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者餘綿梓 申請人:北京淳中視訊科技有限公司