专利名称：一种多路实时多媒体流共享通道的传输控制协议与方法
技术领域：
本发明涉及一种数字传输控制协议，特别涉及一种利用同一高速数字通道同时传 输多路实时多媒体数据流的传输控制协议与方法。
背景技术：
实时多媒体流是指电视视频图像，计算机实时显示图像，实时音频等多媒体信号。传输通道是指实时多媒体信号的传送通道，实时视频图像常见的传输通道有复合 视频(CVBS)、S-Video、YPbPr、HDMI、SD-SDI、HD-SDI等信号的连接电缆，计算机实时图像的 传输通道主要有VGA、DVI、DisplayP0rt等信号线。这些传输通道的基本工作原理是将图像 流按帧在场同步和行同步信号的控制下逐点由发送端通过相应的连接电缆输送到接收端， 如
图1中(102)所示。实时图像发送端是指摄像头，DVD播放机，计算机的显示卡等图像源设备，如图1 中(101)所示；实时图像接收端是指监视器，电视机，显示器，图像采集卡等图像接收设备， 如图1中(103)所示。上述几种图像的传输方式有几个个基本的共同点一是一根传送电缆只能传输一 路实时图像流；二是单向传输，即只能由发送端传输到接收端；三是实时图像的发送模式 均为通过行同步(H)和场同步(V)信号控制下逐点扫描发送图像。现有的实时图像流，例如电视视频图像和计算机显示卡的输出图像，都是按场同 步发送和显示的，每秒扫描刷新若干幅图像，每一幅图像称为一帧图像或一个图像帧，这些 连续的图像帧利用人眼的视觉暂留现象产生连续活动影像，通常在每秒M帧以上，例如计 算机实时显示输出一般是每秒刷新60帧，72帧或85帧，等等。计算机显示输出的图像通常 是一次刷新一幅完整的图像，称之为逐行扫描。而电视视频图像通常是采用隔行扫描的方 式，即将一帧图像分两次扫描完成，第一次只扫描图像中的奇数行，称为奇数场；第二次只 扫描偶数行，称为偶数场，例如PAL制电视信号就是每秒刷新50场，传送25帧图像。图2中所示的是一个扫描场的示意图及其相关控制参数。图2中(201)表示行同 步脉冲信号，每当行脉冲的上升沿，扫描线开始由左向右按固定的速率逐点扫描图像，扫描 图像点的速率称之为点频，如图3中(301)所示，扫描线扫描完一行图像后会在行同步(H) 信号的控制下自动回到图像的左边起始点开始下一行扫描线的扫描，每当扫描完最后一条 扫描线后会在场同步(V)信号的控制下自动回到图像的左上角第一条扫描线的起始位置， 图2中(202)表示场同步(V)信号。图3中所示的是与一条扫描线相关的信号的时序图。图2中(301)是图像行中像 素点扫描的时钟信号，即点频(CLK)。图3中(302)、(303)、(304)分别表示红(R)、绿(G)、 蓝⑶三种图像像素的色彩信号。图3中(305)表示图像色彩数据有效的信号，当数据有效 (DE)信号为高电平时表示红(R)、绿(G)、蓝(B)三个数据线上的数据是有效的图像数据， 否则为无效的数据。图3中(306)表示行同步(H)信号，行同步(H)信号是一个固定频率 的脉冲信号，行同步信号的每两个连续的上升沿之间的宽度表示一条扫描线的宽度，如图3中所示的(311)。由于早期的图像显示采用的是阴极射线管(CRT)，电子束在扫描完一行后 回到下一行的起点需要一定的时间，在此期间需要关闭电子束，不显示图像，因此称为行消 隐期，即图3中所示的(308)。由于扫描线的尾部亦不能正常显示图像，这一段扫描线不能 传送有效图像，如图3中(310)，称之为行尾无图像宽度。由图3可以看出，一条扫描线只有 在数据有效(DE)信号为高的时候才能传输有效的图像数据，即图3中(309)所示。图4中所示的为一个场同步周期期间行同步(H)与场同步(V)等信号的时序关系 图。图4中(401)、(402)和(403)分别为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种色彩数据信 号，(404)表示行同步(H)信号，(40 表示场同步(V)信号。每一场的开始有若干不能传 送有效图像数据的扫描线，称之为场消隐期，即图4中的007)。每一场的尾部若干行亦不 能传送有效图像数据，称之为场尾无效行数，即图4中的009)。在一个完整的场扫描期间 (410)，能够传送有效图像的扫描行为有效扫描行数，即图4中的(408)。计算机显示输出图像一般采用红绿蓝(RGB)三色描述一个像素点的色彩与亮度， 而电视视频图像一般采用亮度(Y)、红色色差(Cr)和蓝色色差(Cb)来描述图像的像素。对 于计算机显示输出一般每个像素均传送R、G和B三个值。而电视视频图像为了压缩带宽， 通常每两个像素仅传送两个Y信号，一个Cr和一个Cb信号，这种模式称为4:2:2 ；如果每 个像素均发送Y、Cb和Cr这三个值，则称为4:4:4模式。扫描图像中传送的这些色彩分量 一般采用6位、8位、10位、12位和16位等几种二进制数值表示。上述所描述的是实时图像的传输方式，没有包含语音的传输方式，例如复合视频 信号(CVBS)、VGA、DVI等传输通道只能传输实时图像。相对于图像数据，语音数据的数据量 较小，可以插入到实时图像的行消隐和场消隐期间，利用这些不传输有效图像数据的空间 来传送语音数据，例如SDI通道和HDMI通道就是利用行与场的消隐期来传送语音数据的。
发明内容
实时图像流的工作原理核心是单位时间内在行同步和场同步等信号的控制下刷 新若干幅图像，其传输模式的特征可以通过表ι内的15个参数描述出来。表1实时图像传输模式控制参数
权利要求
1.一种实时多媒体流传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议是利用图像数据 包、语音数据包和控制信息包这三种数据包在同一数字通道内传输多路实时多媒体数据 流，接收端利用这三种数据包可播放出与发送端采集到的相同或不同模式的多路实时多媒 体流。
2.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中的控制信息 包中包括由表1和表2中所列出的从发送端采集到的输入实时图像和实时语音的传输模式 控制参数，同时也包括为接收端指定的该实时图像和实时语音输出时所需的由表1和表2 中所列出的模式控制参数。表1实时图像传输模式控制参数
3.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中控制信息包 中包括了由表1和表2中所列出的发送端输入实时多媒体流模式控制参数，同时也包括了 由表1和表2中所列出的为接收端所指定的该实时多媒体流模式控制参数，如果这两套传 输模式控制参数相同，则表明输出多媒体流与输入多媒体流相同，即按原模式回放；如果这 两套传输模式控制参数不相同，表明输出多媒体流与输入多媒体流的回放模式不同，即进 行了播放模式转换。
4.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中的图像数据 包、语音数据包和控制信息包均包含有一个多媒体流标识号和一个数据包类型号，多媒体 流标识号用于标识这三种数据包属于哪一路多媒体流，从而使多路多媒体流可以共享同一 传输通道；数据包类型号用于区分这三种数据包的类型。
5.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中的图像数据 包包含有效图像行号、图像行起始列位置、图像行数据长度和图像数据四个数据项，其中前 三个描述图像数据包中所传输图像数据在图像帧中的位置和长度，第四项为图像数据本 身，图像数据为一个或部分连续的图像行，图像数据的格式等属性由控制信息包中的相关 参数指定。
6.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中的语音数据 包包含有语音声道号、语音数据长度和语音数据三个数据项，一个语音数据包仅传输某一 声道的一段连续语音数据，语音数据的格式等属性由控制信息包中的相关参数指定。
7.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于所述传输控制协议中的数据包可 以通过并行数据线方式传输，例如8位数据线、16位数据线或32位数据线、等等；亦可将数 据包中数据进行并-串转换及线路编码后以串行数据线方式传输。
8.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于使用所述传输控制协议的传输通 道可以以单条通道方式使用，也可以以多条通道方式使用。
9.如权利要求1所述的传输控制协议，其特征在于使用所述传输控制协议的传输通 道可以采用多种传输介质来实现，例如印刷线路板上的线路、双绞线、同轴电缆、光纤或者 无线连接通道、等等。
全文摘要
本发明公开了一种利用同一高速数字通道同时传输多路实时多媒体数据流的通信控制协议与方法。现有的传输通道，例如复合视频(CVBS)、S-Video、SDI、VGA、DVI等信号线，均采用在行同步和场同步控制下逐点扫描传送图像的方法，而本发明则是在发送端将实时图像和实时语音回放时所需要的模式控制参数，例如点频、行同步、场同步、语音采样频率等信息采集出来，并封装成控制信息包，图像数据和语音数据也分别封装成图像数据包和语音数据包，并在这三种数据包上加上媒体流标识码后由同一数字通道发给接收端，接收端就可根据这三种数据包按原模式或新指定的模式恢复出多路实时媒体流出来，从而实现同一数字传输通道内同时传送多路实时图像或实时语音。
文档编号H04N7/08GK102104582SQ200910242550
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者陈红 申请人:陈红