标清视频，则检测g信号是否有FF 00 00序列，如果有则判定为标清视频，然后按照相应标准计算出分辨率，否则判定输入视频格式错误。其中:需要说明的是:vsync表示垂直同步信息、hsync表示视频信号水平同步信息、de表示视频信号数据有效信息、r表示视频信号红色分量、g视频信号绿色分量、b视频信号蓝色分量;
[0065]3)完成步骤2)后，若获得的视频信号为VESA格式，则进行步骤4);若获得的视频信号为TV格式，则执行步骤5);
[0066]4)对VESA格式的视频信号采用RGB到YCbCr颜色空间转换模块，根据标清或高清转换公式，将VESA格式视频信号的RGB数据转换为YCbCr数据；
[0067]具体的标清或高清转换公式如下:
[0068]标清的RGB转YCbCr方程式:
[0069]Y = 0.257R+0.504G+0.098B+16
[0070]Cb = - 0.148R - 0.291G+0.439B+128
[0071]Cr = 0.439R - 0.368G - 0.071B+128
[0072]高清的RGB-Y CbCr方程式:
[0073]Y = 0.183R+0.614G+0.062B+16
[0074]Cb = - 0.1OlR - 0.338G+0.439B+128
[0075]Cr = 0.439R - 0.339G - 0.040B+128
[0076]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。
[0077]5)对TV格式的视频信号采用TV到VESA格式转换模块将其转换为VESA格式的视频信号；
[0078]6)VESA格式视频数据采集模块接收步骤4)和步骤5)发送的视频信号提取其中有效的YCbCr视频数据，并将该视频数据发送至行缓冲器；需要特别说明的是:步骤5)中的TV格式的视频信号中的数据本身就是YCbCr数据，无需进行转换，只需要将其转换为VESA格式，就可直接提取；
[0079]具体的执行过程是:
[0080]根据VESA monitor timing standard标准并采用状态机对输入视频进行解析。状态机在系统复位时处于IDLE (空闲)状态，当检测到vsync的上升沿，跳转到HV(垂直同步区)状态；在HV状态时，如果检测到vsync为低且hsync为高，跳转到HSO (奇数行水平同步区)状态；在HSO状态时，如果检测到vsync为高，则回到IDLE状态，如果检测到hsync为低，则跳转到HBO(奇数行前消隐区)状态；在耶0状态时，如果检测到vsync为高，则回到IDLE状态，如果检测到de为高，则跳转到HAO (奇数行有效数据区)状态；在HAO状态时，启动ha_cnt计数器，计数满水平分辨率长度值时跳转到HFO (奇数行后消隐区)状态；在HFO状态时，如果检测到hsync为高，则跳转到HSl (偶数行水平同步区)状态；在HSl状态时，如果检测到hsync为低，则跳转到HBl (偶数行前消隐区)状态；在HBl状态时，如果检测到de为高，则跳转到HAl (偶数行有效数据区)状态；在HAl状态时，启动ha_cnt计数器，计数满水平分辨率长度值时跳转到HFl (偶数行后消隐区)状态；在册1状态时，如果检测到hsync为高，则跳转到HSO状态；然后不断循环。其中ha_cnt计数器在计数值达到水平分辨率长度值或状态机跳出HAO或HAl状态时清零，其余每时钟周期计数值加一。在HAO和HAl状态将r、g、b信号数据提取出来即为有效视频数据。
[0081]7)行缓冲器对步骤6)中的视频数据进行缓冲和跨时钟域处理，并将其输出；
[0082]具体的执行过程是:行缓冲器中的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中读出有效的视频数据输出给外部。
[0083]8)处理结束。
[0084]下面对以下事项特别说明:
[0085]VESA:视频电子标准协会(Video Electronics Standards Associat1n, VESA)
[0086]文中VESA格式视频指符合VESA监视器时序标准的视频
[0087]文中TV指电视制式的几种视频标准，包括ITU-R BT.656标准，SMPTE 274M标准，SMPTE 296M 标准，
[0088]ITU: (Internat1nal Telecommunicat1n Un1n)国际电信联盟。
[0089]SMPTE:电影电视工程师协会(英语:Society of Mot1n Picture andTelevis1n Engineers, SMPTE)
[0090]fifo:First Input First Output的缩写，一种先入先出的数据缓存器。
[0091]YCbCr:颜色空间的一种，YCbCr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
[0092]RGB:RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，RGB即是代表红、绿、蓝三种颜色。
[0093]VESA 监视器时序标准是由 VESA (Video Electronics Standards Associat1n,视频电子标准协会)制定，主要用于计算机图形系统的视频传输。该标准定义了从VGA到UXGA多种分辨率格式，传输信号由时钟信号、帧同步、行同步、数据有效和数据信号组成，时序关系如图3所示。
[0094]ITU-R BT656标准是由 ITU(Internat1nal Telecommunicat1n Un1n，国际电信联盟)制定的视频标准，支持分辨率包括720x576和720x480。ITU-R BT656标准主要用于数字视频设备(包括芯片)之间的视频传输。一帧数据分别包含525行或者625行，每一行数据由视频信息、时基信息和消隐间隔三个区域组成，时序关系如图4所示。
[0095]数据的归属由时基信息区分，时基信号包括SAV和EAV，分别表示数据行的开始和结束，由16进制的FF 0000ΧΥ组成4byte数据。其中FF 0000为SAV(Start of ActiveVideo)和EAV(End of Active Video)的数据标志位，XY为时基信息的信息位，包含奇偶场、SAV或EAV和有效数据或消隐区的标识信息。
[0096]SMPTE标准是由 SMPTE (Society of Mot1n Picture and Televis1n Engineers,电影电视工程师协会)制定的视频标准，主要包括SMPTE274M和SMPTE296M，用于高清视频图像的传输，分别支持分辨率为1920x1080和1280x720的视频。行数据格式与ITU-R BT656标准类似，由视频信息、时基信息和消隐间隔三个区域组成[5] [6]。
【主权项】
1.一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； 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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。
2.根据权利要求1所述的格式容错数字视频采集处理电路结构，其特征在于:所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。
3.根据权利要求1或2所述的格式容错数字视频采集处理电路结构，其特征在于:所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。
4.根据权利要求3所述的格式容错数字视频采集处理方法，其特征在于:所述步过滤电路采用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。
5.根据权利要求4所述的格式容错数字视频采集处理方法，其特征在于:所述标清或高清转换公式具体是: 标清的RGB转YCbCr方程式:Y= 0.257R+0.504G+0.098B+16Cb = - 0.148R - 0.291G+0.439B+128Cr = 0.439R - 0.368G - 0.071B+128高清的RGB-Y CbCr方程式:Y= 0.183R+0.614G+0.062B+16Cb = - 0.1OlR - 0.338G+0.439B+128Cr = 0.439R - 0.339G - 0.040B+128 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。
【专利摘要】本发明涉及一种格式容错自适应数字视频采集处理电路结构。该电路结构由滤波及同步采样模块、自适应格式检测模块、TV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和行缓冲器模块组成。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；该电路结构满足数字视频编码系统对前端输入视频采集和处理的要求，并融合格式容错、自适应格式检测、颜色空间转换、视频数据采集等多种功能。
【IPC分类】H04N9-64, H04N7-01, H04N5-21
【公开号】CN104601860
【申请号】CN201410737462
【发明人】田泽, 颜哲, 许宏杰, 陈威宇, 卢俊
【申请人】中国航空工业集团公司第六三一研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月5日