保持视频流的重采样或重格式化的关于帧速率的装置和方法

专利名称：保持视频流的重采样或重格式化的关于帧速率的装置和方法
技术领域：
本发明涉及将各个视频信号发送到显示设备之前对视频流的重 格式化。
背景技术：
当在固定矩阵显示设备(例如，TFT显示面板)上显示视频信号 时，需要频繁地对输入信号进行重格式化以适合该显示设备。水平消 隐和/或时钟速率可能需要改变，并且图像可能需要重采样以调整行和 像素的分辨率，同时最小化或者甚至消除输出行速率的波动。对于低 成本的应用，这可以通过使用仅保持几行视频图像的小容量、不贵重 的存储缓冲器来完成。但是，这种情况下，输出视频信号要与输入视 频精确地同步。
如果输入视频时钟(数字视频)或者同步频率(模拟信号)相对 于输出时钟稳定，则要解决的主要问题是维持输入和输出的垂直同步 之间的正确延迟(称为相位偏移)。正确的延迟取决于所执行的重格式 化。每个输出帧的图像数据的输出需要在第一输入图像数据被捕获后 的合适时间量后开始，从而存储缓冲器(也被称为退耦存储缓冲器)
被预先装入合适量的图像数据不太多以免其稍后便上溢，也不太少
以免其稍后便空。需要对时钟或者帧布置(layout)的精细调谐反馈 控制，这是因为由显示设备或者时钟精度对帧几何结构的约束使得不 可能精确地匹配输入和输出帧定时和/或者避免由于温度变化和其它 原因而导致的逐渐漂移。
维持固定的垂直同步相位偏移的明显且公知的办法是实现锁相 环，该锁相环调节输出时钟以维持输入和输出垂直同步之间的选定的 目标相位偏移。各个垂直锁相环可单独负责输出视频时钟(输出帧速 率)，或者其可作为针对自由运行的时钟或者行锁定至输入水平同步信
号的时钟的精细调谐调节器。这种方法需要硬件上的相对精确的计算。
另外一种方法是在美国专利6,353,459中提出的。根据该美国专
利，输入和输出垂直同步之间的相位偏移是由于如果达到缓冲存储
器中特定的阈值水平时，简单地触发所述缓冲存储器的输出。就是说， 当达到存储缓冲器的阈值水平时，帧输出开始。该解决方案完全不灵
活，并且各种实施方式不能应付例如当在计算机(PC)环境或电视 (TV)应用中处理视频流时可能出现的不同情况。而且，许多现代的 平板显示器不能够应付由基于该美国专利的教益的系统输出的视频信 号。

发明内容
本发明的目标是提供一种用于视频信号的同步和/或者重格式化 的备选和更有效的方案。
本发明的目标是提供一种要求最小存储器缓冲的用于视频信号 的同步和/或者重格式化的方案。
这些和其它的目标是由根据权利要求1所述的装置和根据权利要 求15所述的方法实现的。其他的有利实现在从属权利要求中给出。
根据本发明，能够在备选的输出时钟和/或输出帧布置之间自动选 择。基于退耦存储缓冲器的当前状态做出该选择。实现各个调节机制/ 方案，监测所述退耦存储缓冲器的当前状态，并且有效地调节输出视 频流。
本发明基于如下认识，即有效且可靠的下溢/上溢管理能够更加直 接地通过根据缓存状态的控制反馈而不是根据输入和输出同步的控制 反馈(如同在传统的基于锁相环的设备中所使用)而实现。
本发明提出了一种有效且可靠的备选方法，其比实现锁相环的方 法要简单。
根据本发明的装置允许每行时钟和时钟变化交替使用(trade off),以适合接收输出视频的装置的特性。
本发明的其他优点是存储缓冲器的尺寸可以保持接近理论上的 最小值。这导致了成本的节约。此外，以VLSI电路实现本发明的设
备非常简单。
另一个优点是，对于那些当出现稳定的输入视频的间隔来说，可 以获得不具有行频或消隐变化的十分稳定的输出定时。 结合详细描述来提出其他有利实施例。


为了对本发明做更彻底的描述并且为了其他目标和优点，结合附 图来参考下面的描述，其中
图1示出了本发明的第一实施例的原理图2是通过减小的同步行重复(repetition)来自动补偿减小的输 入行数目的示例。
具体实施例方式
图1示出了不使用大的(帧或者部分帧)存储缓冲器来重采样(在 这里所讨论的那种视频信号处理的上下文中也被称作定标)和/或重格 式化视频流Vnv的装置10。通过连线11传输的视频流VIN由剪切/捕 获设备12接收。除了这个剪切/捕获设备12之外，装置10至少包括 存储缓冲器13或22、输出帧生成器14和重采样单元15。其还可能包 括控制寄存器26。还存在所谓的同步控制单元27。本发明的调节方案 是分布式的。同步控制单元27在本示例中画成单独的方框。这并非意 味着在实际的实施例中将存在实体上的单元27。单元27的部分元件 或功能例如可以在输出帧生成器14的内部实现。也可以把同步控制单 元27整体在输出帧生成器14的内部实现。
图1借助箭头17示出了基本的数据流，从剪切/捕获设备12和重 采样单元15到输出帧生成器14。该数据流对这种类型的许多设备都 是通用的。使用所提供的或者合成的/同步锁定时钟来接收通过连线11 传输的输入视频流Vw。作为输入视频流Vw而接收的图像数据由剪切 /捕获设备12处理并且传送到重采样单元15。重采样单元15产生重 采样后的图像，并将其转送到输出帧生成器14。帧生成器14添加期 望的成帧(消隐和同步信号)并且通过输出连接18把视频信号输出到
显示器(没有示出)。采用时钟合成器16是为输出帧生成器14产生时
钟信号。输出帧生成器14的时钟信号在时钟线19上可用。同步控制 单元27通过选择线20向时钟合成器16提供输出时钟选择信号。这个 输出时钟选择信号允许在时钟合成器16中选择时钟速度，或者在帧生 成器(29)中选择消隐长度。剪切/捕获设备12的时钟信号单独提供。 这个时钟与时钟合成器16产生的输出视频时钟是异步的。它也可以作 为输入视频信号Vw的一部分而直接提供，或者可以从输入视频信号 Vw的同步定时中再生。但是，输出视频时钟或者从输入时钟中合成 (典型为电视应用)，或者是自由运行的振荡器(这个在计算机监视器 中更普遍)。
根据本发明，存在缓冲存储器13或22之内或与之相连的阈值测 量单元8。这个阈值测量单元8产生的阈值信号(阈值上/下信号)通 过线25发送到同步控制单元27。阈值信号根据存储缓冲器13或者22 的填充率(fullness)而生成，并通过线25传递到同步控制单元27。
存在线28，通过其把所产生的帧中的当前位置从输出帧生成器 14传递到同步控制单元27。
根据本发明，存在位于剪切/捕获设备12之内或与之相连的可选 逻辑9。这个可选逻辑9产生通过线23进行传递的信号。该信号用于 发信号通知(signal)所捕获的帧中的指定位置。可选地，通过线30 发送信号。这个信号触发输出帧生成器14中指定输出消隐行的重复。
存储缓冲器13是用于垂直上采样位置的FIFO存储缓冲器。除了 这个存储缓冲器13，可以采用另一个存储缓冲器22，如图1所示。存 储缓冲器22是用于垂直下采样位置的FIFO存储缓冲器。
在图1中示出了三个另外的信号线23、 24和25。在本发明的这 个特定实施例中，使用这些线23 — 25是为了便于该调节方案，这将在 下面讨论。对于最基本的实施例来说，仅需要信号线25。其它两条线 23和24是可选的。
根据本发明，对输出帧生成器14处的时钟和输出水平消隐进行 调节，从而允许视频流在经过设备10的路由中暂停，输入图像数据(输 入视频流V1N)尽可能以接近它到达时的速度而读取，并且重采样后
的图像数据VouT尽可能以它产生时的速度而输出。对帧生成器14生 成的垂直消隐进行布置，使得输入和输出帧具有尽可能接近的相同持 续时间。
使用至多保持少数几行图像数据的小容量FIFO存储缓冲器13， 对由剪切、重采样和重格式化所导致的数据流的不规则突发进行缓冲。 被设计成保持在1.5行至4行之间的FIFO存储缓冲器13可以很好的 适合。所述缓存是必需的，因为尽管重采样器15的进入/出去的平均 数据流与输入和输出格式以及数据速率所需的数据流近似匹配，但是 所述数据流在行这个级别上是不规则的。当执行垂直上采样时，不是 所有的输出行都引起新一行的输入图像数据的读取，并且这个数据是 以输出行产生的速率而读取。因此，当执行垂直上采样时，需要对输 入像素数据进行缓冲，因为它是在重采样器15需要该数据的时间之前 到达的。
类似的，在垂直下定标中，不是每个输入行都引起输出行的产生。 因此，在垂直下定标时，需要在帧生成器14需要重采样后的图像数据 的时间之前对该数据进行缓冲。在这种情况下，需要上文提到的存储 缓冲器22。
为了更清楚，图1示出了 FIFO存储缓冲器13/22的两种可能位 置。在实际中，如果在重采样器15有效时垂直定标因子不发生变化(例 如仅在帧之间发生变化)，则只需要实现单个实体的FIFO存储缓冲器。 这样，取决于要发生的是垂直上采样还是垂直下采样，将这个单个实 体的FIFO存储缓冲器切换到任一位置。
缓冲器13和22也被称为退耦存储缓冲器。
水平重采样和水平消隐的修改也要求一些存储器缓冲。然而，与 垂直重采样的要求相比，这个要求的量可以忽略。
如上文所述，装置10执行视频流VIN的输入帧速率与输出流 VouT的输出帧速率的匹配。根据本发明，该装置IO包括一个或两个 存储缓冲器13或22以及和输出帧生成器14，如上文所讨论。采用调 节手段，实现关于存储缓冲器13或22的状态的控制反馈。当重采样 器15进行垂直上定标时，使用存储缓冲器13的状态(通过线25传递)，
而当重采样器15进行垂直下定标时，使用存储缓冲器22的状态(通
过线25传递)。所述调节手段允许监测所述状态。其在两个或者更多
个不同设置之间执行调节，以立即减慢或者加速输出流VouT的输出帧
速率。注意，这是假定传统的像素数据的逐行扫描。对于逐列扫描， 决定性因素当然是在水平轴上进行定标。
装置10的创造性方面在于，发信号通知存储缓冲器13或22相 对于一个或更多个阈值水平的填充率。这个信号通知借助于阈值测量 单元8和线25来完成。如果本发明在生成器14内实现，则各个阈值 信号被提供给输出帧生成器14，或者通过线25提供给同步控制单元 27。输出帧生成器14或同步控制单元27使用该信息，以调整输出帧 消隐和/或者时钟从而维持帧同步(这里也被称作把视频流的输入帧速 率和输出流的输出帧速率进行匹配)。
输出帧生成器14在输出帧的一个或更多个位置处对从存储缓冲 器13或22接收的阈值信号进行采样。在每一个这样的采样点，帧生 成器14或同步控制单元27根据阈值信号切换输出消隐布置和/或者时 钟，以便把存储缓冲器13或22中的FIFO水平维持在可接受的界限 内。
如图1所示，各个阈值信号通过线25从存储缓冲器13或22提 供给输出帧生成器14或同步控制单元27。与采样点有关的信息从输 出帧生成器14或者从同步控制单元27通过线24馈送到存储缓冲器 13或22。线24在自动设置过程中使用，而且仅当各个实现具有自动 设置特性时才成为必需。通过线24传递的阈值取代由控制寄存器26 提供的预先计算的值。
将结合两个更具体的本发明的实施例来讨论进一步的细节。
例如，下文公开了适用于PC显示应用的实施例。本发明方法的 这个实施例非常适于输入视频流展现出稳定的定时的应用(比如，由 个人计算机产生的视频显示)。在这个实施例中，利用两个备选输出帧 消隐布置和时钟设置来实现单个阈值和采样点。
第一设置，被称为快速设置，在输出帧生成器14的输出端18处 产生输出帧，在最坏情况的时钟变化和设置不精确时，这些输出帧的
持续时间比装置10的输入端11处最短可能的输入帧要略短。第二设 置，被称为慢速设置，在最坏情况的时钟变化和设置不精确时，产生 的输出帧比最长可能的输入帧要略长。
采样点位于输出帧布置中能够容易地计算或测量存储缓冲器预 填充(FIFO预填充)的位置。存储缓冲器的预填充是最坏情况下保证
针对完整帧不会发生缓冲器下溢所需的FIFO填充率。典型地，这将 是输出帧中第一无消隐行或者该行中第一无消隐像素的开始。然后， 将单个阈值(FIFO阈值)设为存储缓冲器预填充加上FIFO下降 (drop)。FIFO下降是快速设置有效时采样点处的FIFO水平在帧之间 能够降低的最差情况的数量。
一旦设置，输出帧生成器14以快速和慢速设置在帧序列之间交 替。当产生快速帧时，采样点处的FIFO水平稳定地减小，直到其刚 好降低到FIFO阈值以下，然后帧生成器14切换至慢速帧。当产生慢 速帧时，采样点处的FIFO水平稳定地增长，直到刚好超出FIFO阈值， 于是帧生成器14切换至快速帧。该设置允许对将要持续监测的视频流 进行处理，并且即时地(on the fly)对帧速率进行匹配。
由围绕FIFO阈值设置的交替而引起的FIFO水平的变化取决于 FIFO下降和增长的数量(慢速设置有效时采样点处的FIFO水平在帧 之间能够增长的最差情况的数量)。这些又取决于输入和输出时钟围绕 其标称设置发生改变的数量以及输出视频时钟(由时钟合成器16提 供)能够被设置为与给定输入时钟相匹配的精度。在实际的PC应用 中，能够实现很小的变化(一定小于行间隔的10%)。因此，超出理 论上大概1.75行的最优值而需要的额外的存储缓冲器容量是非常小 的。
在接下来的段落中，将解释该实施例的设置和启动。本发明的同 步机制的正确设置需要知晓FIFO预填充和FIFO下降以正确地设置 FIFO阈值。后者可根据已知的时钟合成器16和输入视频源的特性以 及快速和慢速帧生成器布置方便地计算。在实际中，通常使用简单的 恒定的最坏情况值是足够的。然而，FIFO预填充相对难以计算。要做 到这点，需要对剪切/捕获设备12所执行的采样点插值计算进行建模，
以导出行输入/输出的相对定时。在实际中，更简单地是通过在特定的 自动设置模式中运行输出帧生成器14来测量所需要的值。
在特定实施例中，输出帧生成器14被设计成能以特定的设置模 式运行。这是可选的特征。
在设置模式中，帧生成器14切换或者被切换到快速时钟/帧布置
的设置，并正常运行，除了当FIFO下溢一当FIF013或22为空时读 取输出的像素数据-可能会发生时暂停。这个暂停自动地将输出帧与输
入帧同步(匹配)第一输出帧中的暂停使输入与输出帧之间的相位差
非常接近避免下溢所需的值。后续帧中的暂停精确地匹配输入和(快 速)输出帧之间在持续时间上的差。此外，暂停的次数精确地对应于
需要在采样点处出现在FIFO 13或22中以避免正常操作期间的下溢的 附加像素。这样，可以简单地通过测量第二和后续设置帧中的暂停的 次数并将其与采样点处在FIFO 13或22中出现的像素的个数相加，以 此来找出FIFO的下限(floor)。在实际中，输入帧相对于输出帧在持 续时间上的变化意味着所测量的FIFO下限值并不完全准确。为了获 得安全的近似，应该加入与预料到的最坏情况下的时钟变化相对应的 安全因子。并且，在实际中，会使用简单的恒定的最坏情况值。在设 置模式期间，面向所连接的显示设备的输出18可被消隐/抑制以防止 该同步期间的可见的假信号(glitch)。
一旦在设置模式中对两个或者更多个帧进行处理，使得能够实现 同步并且设置FIFO的阈值，则帧生成器14能够在帧的开始处干净地 (cleanly)切换或被切换到正常操作模式。如果显示设备对定时变化 很敏感，则可能需要在正常操作的第一帧期间抑制输出。可向本发明 的实施例提供在正常操作的第一帧期间抑制输出的手段。
在接下来的段落中，公开了针对具有不同的输入行速率和相位的 TV应用的实施例。
上文所讨论方法也能逐行地应用而非逐帧地应用，以便当对其水 平同步频率和/或相位在帧内发生变化的视频信号进行重采样时维持 同步。这种失真的视频信号在TV/视频应用中很普遍，因为它们是从 录相带的"特技模式"回放期间所产生。如果需要十分稳定的输出定
时，则需要很大的退耦存储缓冲器13或22来适应这种波动。然而在 实际中，如果逐行的变化仍保持在特定界限内，则接收重采样后的视
频流V^T的显示设备(例如，TFT面板显示器)通常能够容忍输出定
时的波动。当在帧上平均来说，如果最坏情况的输入变化小于可容忍 的变化，则调节所提供的输出定时/水平消隐以补偿输入定时变化，可
以使用仅比针对稳定视频所需时稍大的存储缓冲器13或22。
针对本发明的这种特定应用，由时钟合成器16提供的输出视频 时钟可能会从动地(slaved)维持相对于输入时钟/输入水平同步的固 定频率。使用适当的从动机制，例如具有适当的时间常数的锁相环， 在很大程度上补偿输入流中的频率变化。典型的，所保持的是输入水 平同步相位相对于由输入中的相移以及输出视频时钟调节中的任何滞 后或/过头(overshoot)所引起的输出的移动。
为了补偿这种相移(以及相对频率中任意的小的残余移动)而使 用两个阈值一下限阈值和上限(ceiling)阈值。两个阈值均是每隔非 消隐行而采样。如果FIFO的填充率在这两个阈值之间，则选择'正 常'输出时钟/水平消隐设置，其中从FIFO 13或22读取图像数据的 速率与当输入定时为标称时其到达的速率(视频流的输入帧速率)尽
可能接近地匹配。如果FIFO的填充率在采样点处降低到下限阈值之 下，则选择慢速时钟/水平消隐设置，其中从FIFO 13或22读取图像 数据的速率比其到达速率要慢。如果FIFO的填充率在采样点处超出 上限阈值，则选择快速时钟/水平消隐设置，其中从FIFO 13或22读 取图像数据的速率比其到达速率要快。
关键点在于，行长度和持续时间的变化由输出帧生成器14引入， 目的是补偿在可能发生存储缓冲器下溢或上溢的点处累积的输入变 化。
在当前实施例中，设置下限阈值，使得如果发生最坏情况下的输 入定时波动，在某个采样点处达到下限阈值时，刚好能在下一个采样 点之前避免FIFO下溢。对上限阈值进行类似的设置，使得如果没有 超出上限阈值则刚好能够避免上溢。正确的阈值设置可容易地从输入 和输出行的图像数据携带部分的持续时间中导出。快速和慢速时钟/
消隐设置的使用取决于会遇到的最坏情况的输入定时变化。当选择慢 速设置时，输出行速率必须使得即使发生最小输入行频率和在水平同 步中最小间隔正向(输入延迟)移动的最坏情况的组合时，缓冲器13 或22将趋于填满。当选择快速设置时，行速率必须使得即使发生最小 输入行频率和在水平同步中最小间隔负向移动的最坏情况的组合时，
缓冲器13或22清空。
当然，所需要的缓冲器13或22的大小取决于由重采样单元15 执行的重采样所需要的退耦的量，并且必须适应输入定时变化的大小。 典型地，需要在2和3行之间。如果使用自由运行的输出时钟(即， 如果时钟合成器16没有从动地维持相对于输入时钟/输入水平同步的 固定频率)，则需要3-4行的FIFO大小。
接下来讨论如何维持针对不同长度的帧的垂直同步。
在TV/视频应用中，每帧中行的数量也可能不同。同样，通常的 原因是录相带的特技模式回放。即使使用从动的输出时钟，这里提出 的维持稳定视频的垂直同步的方法也可能不适合于这些情况。
以下备选机制可以在这些情况中使用。帧生成器14设置为带有 最小可接受垂直消隐的帧布置，其具有一个消隐行(通常是末尾的前 沿(frontporch)行)，并被指定为同步行。帧生成器14重复这个同步 行，直到输入帧达到指定的参考位置。这个位置典型地使用行/像素坐 标或者在指定的行开始后作为达到指定时钟滴答数的点。设置参考位 置，从而使其与当输入和输出帧同步(匹配)时输出帧中的同步行的 结尾相符，以刚好保持存储缓冲器13或22在第一下限采样点处位于 FIFO下限水平之上(参考上文)。
如果以这种方式设置实施例，本发明的同步行机制自动调整输出 帧之间的消隐行数量以维持同步，不需要过多的存储缓冲器13或22 的预填充(参考图2)。为了建立同步，不需要特殊的操作模式其足 以在输入帧开始处开始输入捕获。如果这个完成，则输出帧生成器14 只是产生消隐行，直到其与第一捕获的输入帧同步。
图2示出了简单的示意性示例，基于信号23的消隐行重复次数 的调整是如何允许对具有不同行数和/或者不同消隐持续时间的输入
帧进行自动补偿。在这个图示中，输入和输出帧定时最初是同步的(输 入和输出帧0)。设置剪切/捕获设备12，使得当来自从所捕获的第一 帧导出的第一重采样行的P个像素对于选定输出时钟处的输出可用
时，信号23被触发。当然，选择P以使其刚好足够大得让输出帧的 有效区域的输出可以在没有欠载运行(under-mn)的风险下继续进行。 设置所产生的输出帧，使得对第一有效输出行之前的行R进行重复， 直到信号23被触发。
最初的(输入和输出帧0)输入和输出是同步的，并且输入帧是 期望的标称长度。行R重复，直到信号23到达，这意味着输出在P 个像素可用后小于一个输出行间隔时开始。因此，可以出现无欠载运 行的输出。
输入帧1比标称大小要短。在输出帧1的起始处，与帧0相比， 同步发生不明显的改变。因为针对帧1使用了相同的剪切起始位置， 输出帧的起始和信号23被触发之间的延迟是相同的。然而，帧1结束 得比帧O早得多，因此继续产生输出帧O,同时输入帧2开始。结果， 输出帧2的起始和信号23被触发之间的延迟所减小的量正好是帧1 比帧O短的量。因此，行R的重复减少，并且同样地，输出在P个像 素可用后小于一个输出行间隔时开始。因此，可以出现无欠载运行的 输出。
输入帧2和3在长度上进一步减小，致使来自在前面的输出帧3 的行R的重复进一步减少。至关重要的一点是，在所有情况下可以保 证输出在P个像素可用后小于一个输出行间隔时开始。这不但意味着 能够保证无欠载运行的输出，而且意味着在单独的输出行间隔中FIFO 缓冲器中积累的需要被缓冲的像素的最大数量不会超过P (退耦所需 的绝对最小值)。对于所示的FIFO缓冲机制(缓冲用于垂直上定标的 输入和用于垂直下定标的输出)，这个最坏情况下的额外缓冲要求不会 超过一行像素。
由于垂直同步只是维持在行水平的精度上，这种机制比适用于稳 定输入视频的方法来说需要使用大的存储缓冲器。然而，所需的存储 缓冲器的大小(在3行像素左右)没有明显地超过在非消隐行期间的
任意情况下需要维持水平同步的情况。
同样的机制也可以用于实现稳定输入视频流的垂直同步，且无需 改变行长度或时钟频率。然而，仍然需要3行左右的存储缓冲器大小。
接下来陈述改进和备选实施例。所述改进和备选能够与这里描述 的任何实施例一起使用。
在实际中，把发生时钟/帧布置切换的点与采样点分开通常是有用
的。例如，许多TFT显示设备要求，行中的消隐周期的个数在经过垂 直后沿和装载图像数据的行时保持恒定。对于这种TFT显示设备，由 本发明的装置所执行的帧布置的切换应当从垂直前沿(垂直同步之前 到来的消隐行)中出现的采样点而延迟。本发明的装置可以被设计成 提供这个延迟。
如果需要时钟频率设置中的大的改变，则时钟合成器16可能需 要提供逐渐将当前的时钟速度改变为新选择的值而非突然切换的机 制。
使用额外的阈值可以针对水平和垂直同步实现对FIFO水平的更 精细的控制。例如，使用两个下限阈值，同步控制单元27或者帧生成 器14可以在慢速和非常慢速的设置之间选择，这取决于采样点处的 FIFO水平与FIFO下限相接近的程度。
上文所详述的实施例非常适于不需要帧速率转换的视频重格式 化，比如低成本矩阵显示设备，TV格式转换，用于计算机图形的 显示/视频输出，及其它。
在附图和说明书中，提出了本发明的优选实施例，尽管使用了特 定的术语，但所提供的描述仅以一般性和叙述性的方式使用术语，并 非以限制为目的。
权利要求
1. 一种用于使视频流的输入帧速率与输出流的输出帧速率匹配的装置(10)，所述装置(10)包括至少一个存储缓冲器(13；22)，输出帧生成器(14)，以及调节设备(8，14，24，25，27，28，29，30)，实现与所述至少一个存储缓冲器(13；22)的状态有关的控制反馈，所述调节设备(8，14，24，25，27，28，29，30)允许监测所述状态，并在两个或者更多个不同的设置之间执行调节，以减慢或加速输出流的输出帧或行速率。
2. 根据权利要求l所述的装置(10)，其中，所述调节设备(8， 14， 24， 25， 27， 28， 29， 30)将阈值信号从所述存储缓冲器(13; 22)发送到所述输出帧生成器(14)或者同步控制单元(27)，而且所 述输出帧生成器(14)对阈值信号进行采样以获得采样点。
3. 根据权利要求2所述的装置(10)，其中，所述帧生成器(14) 在每一个采样点处切换、或被促使在每一个采样点处切换输出帧或行 速率，和/或在两个或更多个不同设置之间切换或被促使在两个或更多 个不同设置之间切换。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的装置(10)，其中，由备选输出 帧布置来限定不同的设置。
5. 根据权利要求l、 2或3所述的装置(10)，其中，由不同的输 出帧速率来限定不同的设置。
6. 根据权利要求l、 2或3所述的装置(10)，其中，由不同的输 出行长度来限定不同的设置。
7. 根据权利要求4所述的装置(10)，其中，至少存在以下输出帧布置快速设置，产生持续时间比最短可能的输入帧稍短的输出帧， 慢速设置，产生持续时间比最长可能的输入帧稍长的输出帧。
8. 根据权利要求7所述的装置(10)，其中，所述输出帧生成器 (14)以快速设置和慢速设置在序列之间交替。
9. 根据权利要求2所述的装置(10)，其中，至少一个所述采样 点位于输出帧布置中的某个位置，以保证所述存储缓冲器(13; 22)不会下溢。
10. 根据权利要求2所述的装置(10)，包括设置设备(14， 24， 27)，所述设置设备(14， 24， 27)允许装置(10)从正常操作模式切 换到设置模式，所述设置模式用于设置阈值，使得一旦存储缓冲器(13; 22)达到所述阈值便发出阈值信号。
11. 根据权利要求l所述的装置(10)，其中，所述匹配逐帧或逐 行而进行。
12. 根据权利要求l所述的装置(10)，其中，设置下限阈值和上 限阈值，以便能够对所述视频流和所述输出流之间的相移进行补偿。
13. 根据权利要求12所述的装置(10)，其中 如果所述存储缓冲器(13; 22)的填充率在所述下限阈值和所述上限阈值之间，则选择正常设置，如果所述存储缓冲器(13; 22)的填充率降低到所述下限阈值之 下，则选择慢速设置，以及如果所述存储缓冲器(13; 22)的填充率超出所述上限阈值，则 选择快速设置。
14. 根据前述权利要求中的一项所述的装置(IO)，所述装置(IO) 是视频重采样/重格式化系统的一部分。
15. —种用于处理含有以输入帧速率传输的视频数据的视频流的 方法，包括步骤接收所述视频数据，在存储缓冲器(13; 22)中暂存所述视频数据，监测所述存储缓冲器(13; 22)的填充率，以确定所述填充率是 否达到预定义的阈值，在输出帧速率的两个或更多个不同的设置之间进行调节，其中视 频数据由所述存储缓冲器(13; 22)以该输出帧速率输出，并被发送 到输出帧生成器(14)，从而立即减慢或加速输出流的输出帧或行速率 的输出。
16. 根据权利要求15所述的方法，采用所述方法是为了维持所述 视频流的输入帧速率和输出流的输出帧速率之间的帧同步。
17. 根据权利要求15所述的方法，采用所述方法是为了使视频流的输入帧速率与输出流的输出帧速率匹配。
18. 根据权利要求15所述的方法，由此来执行自动设置以定义阈值。
全文摘要
一种用于使视频流的输入帧速率与输出流的输出帧速率匹配的装置(10)。所述装置(10)包括至少一个存储缓冲器(13；22)，输出帧生成器(14)，以及实现与所述至少一个存储缓冲器(13；22)的状态有关的控制反馈的调节设备(8，14，24，25，27，28，29，30)。所述调节设备(8，14，24，25，27，28，29，30)允许监测所述状态，并在两个或者更多个不同的设置之间执行调节，以减慢或加速输出流的输出帧或行速率。
文档编号H04N7/24GK101385070SQ200680034303
公开日2009年3月11日 申请日期2006年9月13日 优先权日2005年9月20日
发明者安德鲁·史蒂文斯 申请人:Nxp股份有限公司