专利名称：基于以太网的非压缩视频的传输方法和接收方法
基于以太网的非压缩视频的传输方法和接收方法
技术领域：
本发明涉及一种视频传输方法和接收方法，特别是一种基于以太网的非压缩视频 的传输方法和接收方法。
背景技术：
目前，针对脉冲编码调制(Pulse Code Modulation, PCM)的视频信号而言，非压缩 视频的传输采用时分复用(Time Division Multiplexer, TDM)和并/串转换技术来实现。 这种私有的传输协议只能在专用的网络中传输，不同厂家的设备、同一厂家不同型号的设 备传输协议各不相同，不能互通，使用不便。而现有的ITU-R BT. 656视频均采用压缩编码的 方式传输，压缩编码会对视频信息带来不同程度的损失，在压缩解压时需要存储多帧图像， 数据延时很大，在视频质量要求较高的场合，这种视频失真和延时是不允许的。
发明内容有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于以太网的非压缩视频的 传输方法。此外，本发明还提供一种基于以太网的非压缩视频的接收方法。一种基于以太网的非压缩视频传输方法，包括以下步骤根据所提取的定时基准 码产生信息标识，并从待传输的视频中提取有效像素；将信息标识和一行或连续的多行有 效像素存入发送端的存储器；从发送端的存储器中读出信息标识和一行或连续的多行有效 像素，按照以太网协议作为一个以太网包的载荷，封装成以太网帧格式；以及按照有效像素 的行序顺序发送以太网包。优选地，所述信息标识用来指示该以太网帧中的有效像素在数据流中的行序和帧序。优选地，所述信息标识包括2字节，其中第0 9位表示有效像素的行序，第10位 表示传输数据的类型，第11位表示有效像素的帧序。优选地，所述定时基准码是指在ITU-R BT. 656格式的数据流中的“FF 00 00SAV”序列。优选地，所述根据所提取的定时基准码产生信息标识并从待传输的视频中提取有 效像素，是指根据SAV的变化，产生ITU-R BT. 656数据流的行序和帧序并提取有效数据行 中SAV之后的720个有效像素。一种基于以太网的非压缩视频接收方法，包括以下步骤接收以信息标识和一行 或连续的多行有效像素封装成的以太网包；根据帧结构，从接收到的以太网包中取出信息 标识和有效像素；以及根据信息标识将有效像素依次写入接收端的存储器的相应位置。优选地，所述信息标识根据所接收的视频的定时基准码产生，所述信息标识包括 帧序和行序。优选地，所述接收端包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器和第二存储
3器分别用于存储从以太网包中所提取的二个连续的帧的有效像素。优选地，当从第一存储器或第二存储器其中之一读出某一帧的一行或连续多行有 效像素时，同一帧内接下来的一行或多行有效像素继续从所述第一存储器或第二存储器其 中之一中读出。优选地，当已从第一存储器或第二存储器其中之一中读出一帧有效像素并需要从 第一存储器或第二存储器中的另一存储器中读出下一帧有效像素时，如果当前所述另一存 储器正在被写入，则重复读出所述第一存储器或第二存储器其中之一中的一帧有效像素。本发明能够以非压缩的方式来传输和接收视频图像，避免视频在压缩中出现的失 真，保证视频的传输和接收还原的质量。而且，传输协议采用标准的以太网协议，可以使用 公用的以太网网络，可以与其他厂家的以太网设备组网使用，如交换机等。
图1为ITU-R BT. 656的行数据格式。图2为ITU-R BT. 656的垂直时序。图3为2字节信息标识的具体内容示意图。图4为信息标识和有效像素在发射端的存储器中的位置示意图。图5为以太网帧格式示意图。图6为有效像素在接收端的存储器中的位置示意图。图7为采用本发明的传输方法和接收方法的系统示意图。
具体实施方式为更好地理解本发明，以下将结合附图对发明的实施例进行详细的说明。图1和图2中所示为ITU-R BT. 656帧格式示意图，除了包含4:2:2的YCbCr有效 视频信号外，还包括数字消隐信号和定时基准信号。一帧图像数据由一个625行、每行1728 字节的数据块组成。其中，23 311行是偶数场视频数据，336 624行是奇数场视频数据， 其余为控制信号。下面以PAL-D制式为例来说明具体实施方式
。一帧ITU-R BT. 656分为两场，每场 有288行有效数据行，每行有720个有效像素即1440字节有效视频数据，ITU-R BT. 656接 口除了传输4:2:2的YCbCr的有效像素外，还包括垂直消隐、行消隐和定时基准码。首先，从ITU-R BT. 656数据流中，检测定时基准码“FF 00 00 SAV”。根据定时基 准码产生2字节的信息标识，信息标识的内容如图3中所示。当SAV由0XAB变为0X80时， 第一场有效数据行开始，Frame置为0，Line置为23，提取SAV后面的720个有效像素，丢弃 行消隐；当再次检测到SAV为0X80时，Line加1，提取SAV后面的720个有效像素，丢弃行 消隐。当SAV由0XEC变为0XC7时，第二场有效数据行开始，Line置为336，提取SAV后面 的720个有效像素，丢弃行消隐；当再次检测到SAV为0XC7时，Line加1，提取SAV后面的 720个有效像素，丢弃行消隐。当SAV为0XEC、0XAB时，该行数据为垂直消隐，Line保持不 变，丢弃垂直消隐。当SAV由0XEC变为0XAB时，Frame的值取反。上述Line和Frame是2字节信息标识中用来指示该以太网包中的有效像素在 ITU-R BT. 656格式中的行和帧序。如图3中所示，Line用来表示有效像素的行序，用bitO bit9表示，范围为23 310、336 623 ；bitlO用来表示类型，用‘0，表示传输视频；Frame 用来表示有效像素的帧序，用‘0’和‘1’循环表示相邻的2帧有效像素；bitl2 bitl4保 留；bitl5为校验位，把信息标识进行奇校验。从ITU-R BT. 656数据流中提取有效像素后，把2字节的信息标识和720个有效像 素存入发送端的存储器，如图4中所示，存满一行有效像素后，从发送端的存储器中读出信 息标识和有效像素，按照以太网协议，作为一个以太网包的载荷，如图5中所示，封装成二 层以太网帧格式。按照有效像素的行序顺序发送以太网包。如图7中所示，接收端收到以太网包后，根据图4中所示的帧结构，取出信息标识 和有效像素。然后，判断信息标识中的bitio为‘0’，即视频类型，再提取出信息标识中的 Frame和Line。接收端使用2个存储器，即存储器A和存储器B，分别缓存Frame为‘0’和 ‘1，的两帧ITU-R BT. 656的有效像素。根据信息标识中的Frame和Line依次写入存储器 的相应位置。图6中所示是有效像素在存储器(存储器A或存储器B)中的分布示意图。当 需要从存储器(存储器A或存储器B)中读出第23行的有效像素时，如果此时从以太网包 中提取的有效像素正写入存储器A，则从存储器B中读出有效像素输出，接下来的第24 310行、第336 623行的有效像素仍从存储器B中读出，这样就从存储器中读出了完整的 一帧ITU-R BT. 656的有效像素；当需要从存储器中读出下一帧的第23行的有效像素时，从 以太网包中提取的有效像素正写入存储器B，则从存储器A中读出有效像素输出，接下来的 第14 310行、第336 623行的有效像素仍从存储器A中读出，这样就从存储器中又读 出了完整的下一帧ITU-R BT. 656的有效像素，如此循环。如果从存储器A中读出完整的一 帧ITU-R BT. 656的有效像素后，当需要从存储器A或者B中读出下一帧的第23行的有效 像素时，从以太网包中提取的有效像素仍然正写入存储器B，此时重复读出A中的一帧有效 像素。为了节省带宽，只在网络中传输有效像素，接收部分还原ITU-R BT. 656格式时，再 插入行消隐、垂直消隐和定时基准码。由于网络的性能，在传输过程中以太网包可能出现乱序和延时。如果出现乱序，信 息标识中的行序不再是顺序的，同样根据行序把视频数据存入存储器的相应位置，这样通 过非顺序存入、顺序读出的缓存方式和重复读出上一帧有效像素的机制可以消除乱序和网 络延时带来的影响。对于非压缩视频的传输，不需要通过存储多帧视频、比较前后帧进行压缩视频， 所以非压缩视频的延时很小。本发明中发送端提取一行有效像素后立即发送，数据的延 时即一行ITU-R BT. 656数据流的时间；接收部分存储两帧数据，数据的延时即一帧ITU-R BT. 656数据流的时间。一帧ITU-R BT. 656分为625行，每秒播放25帧，本发明中数据延时 为(1/25/625+1/25)秒，约40ms，而目前压缩视频的数据延时至少在200ms之上。还原ITU-R BT. 656时，根据ITU-R BT. 656的格式，如图2所示，先输出1 22行 的垂直消隐；在23 310行时，根据行数据格式输出行消隐、定时基准码，在输出SAV后从 存储器中读出相应有效数据行的有效像素输出；再输出311 312行的垂直消隐、313 315行的垂直消隐；同样在316 623行时，根据行数据格式输出行消隐、定时基准码，在输 出SAV后从存储器中读出相应有效数据行的有效像素输出；最后输出624 625行的垂直 消隐。这样就还原了发射部分的ITU-RBT. 656数据流。
上述传输和接收方法在NTSC制式下同样适用。 本发明的传输方法，也可以适用于巨型数据包(Jumbo Frame)的传输。在千兆以 太网传输中，采用Junbo Frame可以大大提高视频数据的传输效率。例如，可把连续的4行 视频数据和2字节的信息标识一起封装成以太网帧，其中信息标识中的场和行序表示这4 行视频数据中起始行在ITU-R BT. 656格式中的场、行信息。接收部分根据信息标识中的场 和行序作为起始位置连续存储4行视频数据。类似地，在其它可选实施例中，也可根据实际 情况将连续的最多6行视频数据和2字节的信息标识一起封装成以太网帧进行发送。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
一种基于以太网的非压缩视频传输方法，包括以下步骤根据所提取的定时基准码产生信息标识，并从待传输的视频中提取有效像素；将信息标识和一行或连续的多行有效像素存入发送端的存储器；从发送端的存储器中读出信息标识和一行或连续的多行有效像素，按照以太网协议作为一个以太网包的载荷，封装成以太网帧格式；以及按照有效像素的行序顺序发送以太网包。
2.根据权利要求1所述的基于以太网的非压缩视频传输方法，其特征在于所述信息 标识用来指示该以太网帧中的有效像素在数据流中的行序和帧序。
3.根据权利要求2所述的基于以太网的非压缩视频传输方法，其特征在于所述信息 标识包括2字节，其中第0 9位表示有效像素的行序，第10位表示传输数据的类型，第11 位表示有效像素的帧序。
4.根据权利要求1所述的基于以太网的非压缩视频传输方法，其特征在于所述定时 基准码是指在ITU-R BT.656格式的数据流中的“FF 00 00 SAV”序列。
5.根据权利要求3所述的基于以太网的非压缩视频传输方法，其特征在于所述根据 所提取的定时基准码产生信息标识并从待传输的视频中提取有效像素，是指根据SAV的变 化，产生ITU-R BT. 656数据流的行序和帧序并提取有效数据行中SAV之后的720个有效像素。
6.一种基于以太网的非压缩视频的接收方法，包括以下步骤接收以信息标识和一行或连续的多行有效像素封装成的以太网包；根据帧结构，从接收到的以太网包中取出信息标识和有效像素；以及根据信息标识将有效像素依次写入接收端的存储器的相应位置。
7.根据权利要求6所述的基于以太网的非压缩视频的接收方法，其特征在于所述信 息标识根据所接收的视频的定时基准码产生，所述信息标识包括帧序和行序。
8.根据权利要求7所述的基于以太网的非压缩视频的接收方法，其特征在于所述接 收端包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器和第二存储器分别用于存储从以太网 包中所提取的二个连续的帧的有效像素。
9.根据权利要求8所述的基于以太网的非压缩视频的接收方法，其特征在于当从第 一存储器或第二存储器其中之一读出某一帧的一行或连续多行有效像素时，同一帧内接下 来的一行或多行有效像素继续从所述第一存储器或第二存储器其中之一中读出。
10.根据权利要求9所述的基于以太网的非压缩视频的接收方法，其特征在于当已从 第一存储器或第二存储器其中之一中读出一帧有效像素并需要从第一存储器或第二存储 器中的另一存储器中读出下一帧有效像素时，如果当前所述另一存储器正在被写入，则重 复读出所述第一存储器或第二存储器其中之一中的一帧有效像素。
全文摘要
本发明涉及一种基于以太网的非压缩视频的传输方法，包括根据所提取的定时基准码产生信息标识，并从待传输的视频中提取有效像素；将信息标识和一行或连续的多行有效像素存入发送端的存储器；从发送端的存储器中读出信息标识和一行或连续的多行有效像素，按照以太网协议作为一个以太网包的载荷，封装成以太网帧格式；以及按照有效像素的行序顺序发送以太网包。此外，本发明还提供一种基于以太网的非压缩视频的接收方法。本发明能够以非压缩的方式来传输视频图像，避免视频在压缩中出现的失真，保证视频的传输和接收还原的质量。而且，传输协议采用标准的以太网协议，可以使用公用的以太网网络，可以与其他厂家的以太网设备组网使用，如交换机等。
文档编号H04L29/06GK101860738SQ201010142390
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者张志华, 朱小兵, 杨红杰, 邢亚平 申请人:武汉微创光电股份有限公司