一种格式容错数字视频采集处理电路结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电子技术领域，具体涉及一种格式容错数字视频采集处理电路结构。
【背景技术】
[0002]数字视频编码系统中前端输入视频具有多格式、多颜色空间、多分辨率和多像素时钟等特征，并且存在行像素数不准确、信号随机中断和输入信号质量差等问题。如何有效滤除输入信号毛刺，避免由输入时钟不稳定造成系统故障，解决行像素数不准确，保证信号随机中断又恢复后系统仍能正常工作，完全自动的判断输入视频的格式、颜色空间、分辨率，并根据这些信息对输入视频进行解析，提取有效视频数据，同时将RGB数据转换成YCbCr数据，最终得到编码系统要求的YCbCr数据，能有效提高数字视频编码系统的灵活性、通用性、可靠性及容错性能。现有技术没有将格式容错、自适应格式检测、颜色空间转换、视频解析和数据采集处理等功能的融合的数字视频采集处理方法。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中的问题，本发明提出一种能有效提高数字视频编码系统的灵活性、通用性、可靠性及容错性能的格式容错自适应数字视频采集处理电路结构。
[0004]本发明的具体技术方案是:
[0005]一种格式容错数字视频采集处理电路结构，其特征在于:包括滤波及同步采样模块、自适应格式检测模块、TV格式到VESA格式转换模块、RGB到YCbCr颜色空间转换模块、VESA格式视频数据采集模块以及行缓冲器组成；
[0006]所述自适应格式检测模块包括VESA或TV格式判断模块、VESA格式解析模块、TV格式解析模块；
[0007]所述VESA或TV格式判断模块的输入端与滤波及同步采样模块的输出端连接，VESA或TV格式判断模块的输出端分别与VESA格式解析模块和TV格式解析模块的输入端连接；所述VESA格式解析模块的信号输出端以及TV格式解析模块的信号输出端分别与VESA格式解析模块的信号输入端连接；所述VESA格式解析模块的信号输出端与行缓冲器的信号输入端连接；
[0008]所述滤波及同步采样模块接收输入视频信号并用于对输入视频信号进行过滤、整形，同时减小输入视频信号的像素时钟的负载；
[0009]所述VESA或TV格式判断模块用于对视频信号进行VESA或TV格式的初步判断；
[0010]所述VESA格式解析模块用于对VESA格式的视频信号根据VESA monitor timingstandard标准进行解析，获得具体的视频格式和分辨率；
[0011]所述TV格式解析模块用于对TV格式的视频信号依据ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M标准进行解析，获得具体的视频格式和分辨率；
[0012]所述TV格式到VESA格式转换模块用于接收TV格式解析模块发送的视频信号并将TV格式的视频信号转换为VESA格式；
[0013]所述RGB到YCbCr颜色空间转换模块用于接收VESA格式解析模块发送的视频信号并根据标清或高清转换公式，将该视频信号的RGB数据转换为YCbCr数据；
[0014]所述VESA格式视频数据采集模块用于提取输入视频信号中的有效的YCbCr视频数据；
[0015]所述行缓冲器用于对VESA格式视频数据采集模块提取的有效YCbCr视频数据进行缓冲以及跨时钟域处理后输出。
[0016]上述滤波及同步采样模块包括过滤电路和异步fifo ;所述过滤电路用于对输入信号进行整形、过滤；所述异步fifo用降低输入视频信号的像素时钟的负载；所述过滤电路的信号输入端接收输入视频信号，过滤电路的信号输出端与异步fifo的信号输入端连接；所述异步fifo的信号输出端与VESA或BT格式判断模块的信号输入端连接。
[0017]上述行缓冲器包括写缓冲控制电路、第一异步fifo电路、第二异步fifo电路及读缓冲控制电路；所述写缓冲控制电路接收VESA格式视频数据采集模块输入的有效的YCbCr视频数据，以乒乓操作的方式交替写入第一异步fifo和第二异步fifo中，读缓冲控制电路根据外部发起的读数据操作，以乒乓操作的方式交替从第一异步fifo和第二异步fifo中读出有效的YCbCr视频数据输出给外部。
[0018]上述步过滤电路采用9级寄存器延迟联合触发翻转的方法对输入视频信号进行滤波处理，滤除信号中的毛刺。
[0019]上述标清或高清转换公式具体是:
[0020]标清的RGB转YCbCr方程式:
[0021]Y = 0.257R+0.504G+0.098B+16
[0022]Cb = - 0.148R - 0.291G+0.439B+128
[0023]Cr = 0.439R - 0.368G - 0.071B+128
[0024]高清的RGB-Y CbCr方程式:
[0025]Y = 0.183R+0.614G+0.062B+16
[0026]Cb = - 0.101R - 0.338G+0.439B+128
[0027]Cr = 0.439R - 0.339G - 0.040B+128
[0028]其中，Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量，R为红色分量，G为绿色分量，B为蓝色分量。
[0029]本发明的优点在于:
[0030]1、本发明采用滤波及同步采样模块，对输入的视频信号进行整形、过滤并且减小输入视频的像素时钟的负载，使得输入视频信号稳定可靠。
[0031]2、本发明采用自适应格式检测模块，对视频信号的格式进行甄别，同时对视频信号进行解析，实现了多种格式视频信号的处理。
[0032]3、本发明采用BT到VESA格式转换模块和RGB到YCbCr颜色空间转换模块，分别将BT格式的视频信号转化为VESA格式的视频信号，将将VESA格式视频信号的RGB数据转换为YCbCr数据，实现了多种格式视频信号的格式转换和颜色空间转换。
[0033]4、本发明采用VESA格式视频数据采集模块，该模块用于提取有效的视频数据，保证了视频信号的准确性。
[0034]5、本发明采用行缓冲器对视频数据进行缓冲和跨时钟域处理，确保输出的视频数据不会出现拥塞的现象。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的电路结构图；
[0036]图2为本发明的工作流程图；
[0037]图3为VESA格式时序关系图；
[0038]图4为TV格式时序关系图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细描述，请参阅图1。
[0040]图1为本发明的电路结构图，如图1所示，本发明提供一种能有效提高数字视频编码系统的灵活性、通用性、可靠性及容错性能的格式容错自适应数字视频采集处理电路结构，包括以下模块:
[0041]滤波及同步采样模块、自适应格式检测模块、TV格式到VESA格式转换模块、RGB到YCbCr颜色空间转换模块、VESA格式视频数据采集模块以及行缓冲器；
[0042]其中，自适应格式检测模块包括VESA或TV格式判断模块、VESA格式解析模块、TV格式解析模块；
[0043]以上各个模块具体的连接关系如下:
[0044]VESA或TV格式判断模块的输入端与滤波及同步采样模块的输出端连接，VESA或TV格式判断模块的输出端分别与VESA格式解析模块和TV格式解析模块的输入端连接；VESA格式解析模块的信号输出端以及TV格式解析模块的信号输出端分别与VESA格式解析模块的信号输入端连接；VESA格式解析模块的信号输出端与行缓冲器的信号输入端连接；
[0045]各个模块的功能如下:
[0046]滤波及同步采样模块:该模块由滤波电路及一个异步fifo组成。首先对输入视频信号进行滤波处理，滤除信号线上的毛刺，然后写入异步fifo，读出端采用非空即读，时钟频率高于输入视频像素时钟频率，保证异步fifo不会被写满。该模块减小输入频像素时钟的负载，并且实现对输入视频信号的整形，将其同步到稳定可靠的高频率工作时钟域内；
[0047]VESA或TV格式判断模块用于对视频信号进行VESA或TV格式判断；
[0048]VESA格式解析模块用于对VESA格式的视频信号根据VESA monitor timingstandard标准进行解析，获得具体的视频格式和分辨率；
[0049]TV格式解析模块用于对TV格式的视频信号依据ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M标准进行解析，获得具体的视频格式和分辨率；
[0050]TV格式到VESA格式转换模块用于接收TV格式解析模块发送的视频信号并将TV格式的视频信号转换为VESA格式；
[0051 ] RGB到YCbCr颜色空间转换模块用于接收VESA格式解析模块发送的视频信号并根据标清或高清转换公式，将该视频信号的RGB数据转换为YCbCr数据；
[0052]VESA格式视频数据采集模块:提取VESA格式输入视频中的有效YCbCr视频数据。该块具有容错功能。在提取有效YCbCr视频数据时，采用与水平分辨率一致的固定行长度提取方法，在数据有效信号上上升沿开始采集数据同时开始计数，当计数值达到固定行长度值时停止采集数据，从而可在输入视频行长度不足或超出水平分辨率的情况下确保采集的每行数据长度与水平分辨率相同，进一步保证输出数据长度的准确性。
[0053]行缓冲器用于对VESA格式视频数据采集模块提取的有效数据进行缓冲以及跨时钟域处理。
[0054]具体的说，行缓冲器由写缓冲控制电路、第一异步fifo电路、第二异步fifo电路及读缓冲控制电路组成；
[0055]本发明输入的视频信号为TV格式和VESA格式两种，以下结合附图2对本发明的处理方法进行描述:
[0056]I)输入视频信号的整形、过滤；
[0057]1.1)滤波及同步采样模块接收输入视频信号，利用过滤电路对输入视频信号进行整形、过滤后传输至异步fifo ；
[0058]1.2)利用异步fifo降低输入视频信号的像素时钟的负载后发送至自适应格式检测模块；
[0059]2)对视频信号进行自适应格式检测；
[0060]2.1)用VESA或TV格式判断模块初步判断视频信号的格式；若视频信号格式为VESA格式，则进行步骤2.2);若视频信号格式为TV格式，则进行步骤2.3);
[0061]2.2)利用VESA格式解析模块对VESA格式的视频信号根据VESA monitor timingstandard标准进行解析，获得具体的格式信息和分辨率；
[0062]2.3)利用TV格式解析模块对TV格式的视频信号依据ITU BT656-4、SMPTE 296M和SMPTE 274M标准进行解析，获得具体的格式信息和分辨率；
[0063]该步骤的具体实施过程是:
[0064]对步骤I)得到的输入视频信号进行vsync、hsync、de、r、g、b信号检测；如果输入视频信号的vsync、hsync、de信号均检测到高低电平的变化，初步判断为VESA格式视频，否则初步判断为TV格式视频；如果初步判断为VESA格式视频，则判断vsync、hsync、de信号时序是否符合VESA monitor timing standard标准，如果符合即最终判定为VESA格式视频，然后计算出分辨率信息，否则回到初步判断为TV格式视频；如果初步判断为TV格式视频，则检测b信号是否有数据变化，如果有则继续判断g信号是否有数据变化，否则判定输入视频格式错误；如果检测到b信号有数据变化后，检测到g信号也有数据变化，则初步判断为高清视频，否则初步判断为标清视频；如果初步判断为高清视频，则检测g、b信号是否有FFFF 0000 0000序列，如果有则判定为高清视频，按照相应标准计算出分辨率，否则回到初步判断为标清视频；如果初步判断为