專利名稱：一種多路實時多媒體流共享通道的傳輸控制協(xié)議與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字傳輸控制協(xié)議，特別涉及一種利用同一高速數(shù)字通道同時傳 輸多路實時多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸控制協(xié)議與方法。
背景技術(shù)：
實時多媒體流是指電視視頻圖像，計算機實時顯示圖像，實時音頻等多媒體信號。傳輸通道是指實時多媒體信號的傳送通道，實時視頻圖像常見的傳輸通道有復合 視頻(CVBS)、S-Video、YPbPr、HDMI、SD-SDI、HD-SDI等信號的連接電纜，計算機實時圖像的 傳輸通道主要有VGA、DVI、DisplayP0rt等信號線。這些傳輸通道的基本工作原理是將圖像 流按幀在場同步和行同步信號的控制下逐點由發(fā)送端通過相應的連接電纜輸送到接收端， 如

圖1中(102)所示。實時圖像發(fā)送端是指攝像頭，DVD播放機，計算機的顯示卡等圖像源設(shè)備，如圖1 中(101)所示；實時圖像接收端是指監(jiān)視器，電視機，顯示器，圖像采集卡等圖像接收設(shè)備， 如圖1中(103)所示。上述幾種圖像的傳輸方式有幾個個基本的共同點一是一根傳送電纜只能傳輸一 路實時圖像流；二是單向傳輸，即只能由發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?；三是實時圖像的發(fā)送模式 均為通過行同步(H)和場同步(V)信號控制下逐點掃描發(fā)送圖像?，F(xiàn)有的實時圖像流，例如電視視頻圖像和計算機顯示卡的輸出圖像，都是按場同 步發(fā)送和顯示的，每秒掃描刷新若干幅圖像，每一幅圖像稱為一幀圖像或一個圖像幀，這些 連續(xù)的圖像幀利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象產(chǎn)生連續(xù)活動影像，通常在每秒M幀以上，例如計 算機實時顯示輸出一般是每秒刷新60幀，72幀或85幀，等等。計算機顯示輸出的圖像通常 是一次刷新一幅完整的圖像，稱之為逐行掃描。而電視視頻圖像通常是采用隔行掃描的方 式，即將一幀圖像分兩次掃描完成，第一次只掃描圖像中的奇數(shù)行，稱為奇數(shù)場；第二次只 掃描偶數(shù)行，稱為偶數(shù)場，例如PAL制電視信號就是每秒刷新50場，傳送25幀圖像。圖2中所示的是一個掃描場的示意圖及其相關(guān)控制參數(shù)。圖2中(201)表示行同 步脈沖信號，每當行脈沖的上升沿，掃描線開始由左向右按固定的速率逐點掃描圖像，掃描 圖像點的速率稱之為點頻，如圖3中(301)所示，掃描線掃描完一行圖像后會在行同步(H) 信號的控制下自動回到圖像的左邊起始點開始下一行掃描線的掃描，每當掃描完最后一條 掃描線后會在場同步(V)信號的控制下自動回到圖像的左上角第一條掃描線的起始位置， 圖2中(202)表示場同步(V)信號。圖3中所示的是與一條掃描線相關(guān)的信號的時序圖。圖2中(301)是圖像行中像 素點掃描的時鐘信號，即點頻(CLK)。圖3中(302)、(303)、(304)分別表示紅(R)、綠(G)、 藍⑶三種圖像像素的色彩信號。圖3中(305)表示圖像色彩數(shù)據(jù)有效的信號，當數(shù)據(jù)有效 (DE)信號為高電平時表示紅(R)、綠(G)、藍(B)三個數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)是有效的圖像數(shù)據(jù)， 否則為無效的數(shù)據(jù)。圖3中(306)表示行同步(H)信號，行同步(H)信號是一個固定頻率 的脈沖信號，行同步信號的每兩個連續(xù)的上升沿之間的寬度表示一條掃描線的寬度，如圖3中所示的(311)。由于早期的圖像顯示采用的是陰極射線管(CRT)，電子束在掃描完一行后 回到下一行的起點需要一定的時間，在此期間需要關(guān)閉電子束，不顯示圖像，因此稱為行消 隱期，即圖3中所示的(308)。由于掃描線的尾部亦不能正常顯示圖像，這一段掃描線不能 傳送有效圖像，如圖3中(310)，稱之為行尾無圖像寬度。由圖3可以看出，一條掃描線只有 在數(shù)據(jù)有效(DE)信號為高的時候才能傳輸有效的圖像數(shù)據(jù)，即圖3中(309)所示。圖4中所示的為一個場同步周期期間行同步(H)與場同步(V)等信號的時序關(guān)系 圖。圖4中(401)、(402)和(403)分別為紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)三種色彩數(shù)據(jù)信 號，(404)表示行同步(H)信號，(40 表示場同步(V)信號。每一場的開始有若干不能傳 送有效圖像數(shù)據(jù)的掃描線，稱之為場消隱期，即圖4中的007)。每一場的尾部若干行亦不 能傳送有效圖像數(shù)據(jù)，稱之為場尾無效行數(shù)，即圖4中的009)。在一個完整的場掃描期間 (410)，能夠傳送有效圖像的掃描行為有效掃描行數(shù)，即圖4中的(408)。計算機顯示輸出圖像一般采用紅綠藍(RGB)三色描述一個像素點的色彩與亮度， 而電視視頻圖像一般采用亮度(Y)、紅色色差(Cr)和藍色色差(Cb)來描述圖像的像素。對 于計算機顯示輸出一般每個像素均傳送R、G和B三個值。而電視視頻圖像為了壓縮帶寬， 通常每兩個像素僅傳送兩個Y信號，一個Cr和一個Cb信號，這種模式稱為4:2:2 ；如果每 個像素均發(fā)送Y、Cb和Cr這三個值，則稱為4:4:4模式。掃描圖像中傳送的這些色彩分量 一般采用6位、8位、10位、12位和16位等幾種二進制數(shù)值表示。上述所描述的是實時圖像的傳輸方式，沒有包含語音的傳輸方式，例如復合視頻 信號(CVBS)、VGA、DVI等傳輸通道只能傳輸實時圖像。相對于圖像數(shù)據(jù)，語音數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量 較小，可以插入到實時圖像的行消隱和場消隱期間，利用這些不傳輸有效圖像數(shù)據(jù)的空間 來傳送語音數(shù)據(jù)，例如SDI通道和HDMI通道就是利用行與場的消隱期來傳送語音數(shù)據(jù)的。

發(fā)明內(nèi)容
實時圖像流的工作原理核心是單位時間內(nèi)在行同步和場同步等信號的控制下刷 新若干幅圖像，其傳輸模式的特征可以通過表ι內(nèi)的15個參數(shù)描述出來。表1實時圖像傳輸模式控制參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種實時多媒體流傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議是利用圖像數(shù)據(jù) 包、語音數(shù)據(jù)包和控制信息包這三種數(shù)據(jù)包在同一數(shù)字通道內(nèi)傳輸多路實時多媒體數(shù)據(jù) 流，接收端利用這三種數(shù)據(jù)包可播放出與發(fā)送端采集到的相同或不同模式的多路實時多媒 體流。
2.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中的控制信息 包中包括由表1和表2中所列出的從發(fā)送端采集到的輸入實時圖像和實時語音的傳輸模式 控制參數(shù)，同時也包括為接收端指定的該實時圖像和實時語音輸出時所需的由表1和表2 中所列出的模式控制參數(shù)。表1實時圖像傳輸模式控制參數(shù)
3.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中控制信息包 中包括了由表1和表2中所列出的發(fā)送端輸入實時多媒體流模式控制參數(shù)，同時也包括了 由表1和表2中所列出的為接收端所指定的該實時多媒體流模式控制參數(shù)，如果這兩套傳 輸模式控制參數(shù)相同，則表明輸出多媒體流與輸入多媒體流相同，即按原模式回放；如果這 兩套傳輸模式控制參數(shù)不相同，表明輸出多媒體流與輸入多媒體流的回放模式不同，即進 行了播放模式轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中的圖像數(shù)據(jù) 包、語音數(shù)據(jù)包和控制信息包均包含有一個多媒體流標識號和一個數(shù)據(jù)包類型號，多媒體 流標識號用于標識這三種數(shù)據(jù)包屬于哪一路多媒體流，從而使多路多媒體流可以共享同一 傳輸通道；數(shù)據(jù)包類型號用于區(qū)分這三種數(shù)據(jù)包的類型。
5.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中的圖像數(shù)據(jù) 包包含有效圖像行號、圖像行起始列位置、圖像行數(shù)據(jù)長度和圖像數(shù)據(jù)四個數(shù)據(jù)項，其中前 三個描述圖像數(shù)據(jù)包中所傳輸圖像數(shù)據(jù)在圖像幀中的位置和長度，第四項為圖像數(shù)據(jù)本 身，圖像數(shù)據(jù)為一個或部分連續(xù)的圖像行，圖像數(shù)據(jù)的格式等屬性由控制信息包中的相關(guān) 參數(shù)指定。
6.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中的語音數(shù)據(jù) 包包含有語音聲道號、語音數(shù)據(jù)長度和語音數(shù)據(jù)三個數(shù)據(jù)項，一個語音數(shù)據(jù)包僅傳輸某一 聲道的一段連續(xù)語音數(shù)據(jù)，語音數(shù)據(jù)的格式等屬性由控制信息包中的相關(guān)參數(shù)指定。
7.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于所述傳輸控制協(xié)議中的數(shù)據(jù)包可 以通過并行數(shù)據(jù)線方式傳輸，例如8位數(shù)據(jù)線、16位數(shù)據(jù)線或32位數(shù)據(jù)線、等等；亦可將數(shù) 據(jù)包中數(shù)據(jù)進行并-串轉(zhuǎn)換及線路編碼后以串行數(shù)據(jù)線方式傳輸。
8.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于使用所述傳輸控制協(xié)議的傳輸通 道可以以單條通道方式使用，也可以以多條通道方式使用。
9.如權(quán)利要求1所述的傳輸控制協(xié)議，其特征在于使用所述傳輸控制協(xié)議的傳輸通 道可以采用多種傳輸介質(zhì)來實現(xiàn)，例如印刷線路板上的線路、雙絞線、同軸電纜、光纖或者 無線連接通道、等等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用同一高速數(shù)字通道同時傳輸多路實時多媒體數(shù)據(jù)流的通信控制協(xié)議與方法?，F(xiàn)有的傳輸通道，例如復合視頻(CVBS)、S-Video、SDI、VGA、DVI等信號線，均采用在行同步和場同步控制下逐點掃描傳送圖像的方法，而本發(fā)明則是在發(fā)送端將實時圖像和實時語音回放時所需要的模式控制參數(shù)，例如點頻、行同步、場同步、語音采樣頻率等信息采集出來，并封裝成控制信息包，圖像數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)也分別封裝成圖像數(shù)據(jù)包和語音數(shù)據(jù)包，并在這三種數(shù)據(jù)包上加上媒體流標識碼后由同一數(shù)字通道發(fā)給接收端，接收端就可根據(jù)這三種數(shù)據(jù)包按原模式或新指定的模式恢復出多路實時媒體流出來，從而實現(xiàn)同一數(shù)字傳輸通道內(nèi)同時傳送多路實時圖像或?qū)崟r語音。
文檔編號H04N7/08GK102104582SQ200910242550
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者陳紅 申請人:陳紅