CN105052137A - 视频数据中的辅助数据编码 - Google Patents

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CN105052137A CN201380075063.7A CN201380075063A CN105052137A CN 105052137 A CN105052137 A CN 105052137A CN 201380075063 A CN201380075063 A CN 201380075063A CN 105052137 A CN105052137 A CN 105052137A
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    • H04N21/23614—Multiplexing of additional data and video streams

Abstract

本发明的实施例一般地涉及视频数据中的字符数据编码。装置的实施例包括用于该装置到第二装置的连接的端口；以及用于将视频数据和辅助数据传输到第二装置的发送器，其中该装置会将辅助数据编码到视频数据的一部分中并会将经编码的数据发送到第二装置，而辅助数据被编码到视频数据的那部分的未使用位中。

Description

视频数据中的辅助数据编码
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年1月24日提交的美国临时专利申请No.61/756,412的优先权权益，该申请通过全部援引纳入于此。
技术领域
发明的实施例一般地涉及数据传输的领域，并更具体地涉及视频数据中的辅助数据编码。
背景技术
对于到设备的信号传输(诸如音频-视觉数据流的传输)，可能存在传输附加辅助数据(诸如隐藏字幕字符数据)的需求。例如，发送系统(源)可向包括显示屏幕的接收设备(阱)发送视频流，其中也可要求发送设备提供隐藏字幕信息。传统的系统可利用诸如HDMITM(高清晰度多媒体接口)或MHLTM(移动高清晰度链接)的用于数据传输的标准。
然而，诸如HDMI和MHL的数字化视频链接不提供用于从源设备向阱发送诸如字符串的辅助数据的同步机制。视频数据中字符串的普遍使用在于隐藏字幕。对于隐藏字幕，字幕串需要同步到视频帧以使得每一个新串仅对于其相关于其中的那些帧而渲染到最终画面中。字幕不应该在该字幕应用的场景之前，也不应该在那之后。没有同步机制，就没有对字幕信息将随适当的视频数据显示的保证。
附图说明
作为示例而非限制，在附图中示出了本发明的实施例，附图中相似的附图标记指示相似的元素。
图1根据实施例解说了源设备与阱之间的辅助数据传输；
图2A根据实施例解说了将被转换以生成用于辅助数据的未使用位的第一颜色空间中的像素数据；
图2B根据实施例解说了包括用于辅助数据的未使用位的第二颜色空间中的像素数据；
图3根据实施例解说了视频帧的视频数据中的辅助数据编码；
图4根据实施例解说了未使用的像素数据空间中的辅助数据编码；
图5是解说了用于对视频数据中的辅助数据编码以供传输的方法的实施例的流程图；
图6是解说了用于从视频数据中提取辅助数据的方法的实施例的流程图；以及
图7是对用于发送或接收视频数据中经编码的辅助数据的装置或系统的解说。
发明内容
本发明的实施例一般地涉及视频数据中的辅助数据编码。
在本发明的第一方面，装置的实施例包括用于该装置到第二装置的连接的端口；以及用于将视频数据和辅助数据传输到第二装置的发送器，其中该装置会将辅助数据编码到视频数据的一部分中并会将经编码的数据发送到第二装置，而辅助数据是被编码到视频数据的那部分的未使用位中的。
在本发明的第二方面，装置的实施例包括用于该装置到第二装置的连接的端口；以及用于从第二装置接收视频数据和辅助数据的接收器。在一些实施例中，装置将标识编码在视频数据的一部分中的辅助数据并从视频数据的该部分提取辅助数据，而辅助数据是被编码到视频数据的那部分的未使用位中的。
在本发明的第三方面，方法的实施例包括将第一设备连接到第二设备用于包括视频数据的数据从第一设备到第二设备的传输；确定第二设备对于辅助数据编码模式的能力；将信号从第一设备发送到第二设备以指示要改变辅助编码模式的意图；以及将辅助数据插入到视频数据的一部分的未使用空间中。
在本发明的第四方面，方法的实施例包括将第一设备连接到的第二设备用于在第一设备处从第二设备接收包括视频数据的数据；提供指示第一设备对于辅助数据编码模式的能力的支持标记；在第一设备处从第二设备接收用以指示第二设备要改变辅助编码模式的意图的信号；接收包括经编码的辅助数据的视频数据的一部分，辅助数据是存储在视频数据的该部分未使用的位中的；以及从视频数据的该部分提取辅助数据。
具体实施方式
本发明的实施例一般地涉及视频数据中的辅助数据编码。
在一些实施例中，方法、装置或系统提供视频数据中的辅助数据编码，辅助数据是被编码在视频数据的一部分中的未使用空间中的。在一些实施例中，辅助数据包括字符数据，其中字符数据是包括字母、数字和其他符号的文本数据。在一些实施例中，数据放置在已有的像素数据的未使用空间中。在一些实施例中，视频数据的一部分从原始颜色空间转换到要求较少的数据位的颜色空间以提供附加的未使用空间，辅助数据是被编码在视频数据的该部分的未使用空间中的。在一些实施例中，视频数据的该部分被转换回原始空间以供显示。在一些实施例中，视频数据的一部分是通过对用于像素数据的编码的一个或多个数据位的重新分配来修改的。
可利用分组或控制信道来将某些辅助数据(诸如隐藏字幕数据)从源发送到阱。然而，HDMI和MHL中的分组不单独具有在一个分组中携带完整字幕的能力。因为这个原因，会要求源将字幕分成多个片段，且这些片段在阱处重新组装。而且，使用字符数据分组向空白时间添加更多分组，从而增加可用带宽的拥挤，特别是在某些视频模式中。
由HDMI和MHL提供的控制信道不提供用于诸如字符串的辅助数据的机制，并因此在使用分组时，将要求以片段发送和接收字符串。而且，HDMI和MHL中的控制信道不同步到视频帧。
在一些实施例中，装置、系统或方法包括在视频数据中的未使用空间中的辅助数据的传输，其中辅助数据可包括字符数据。在一些实施例中，通过使用在某些视频颜色空间中未使用的二进制位置将数字化数据跨视频链路上的总线传输。在示例中，YCbCr是颜色空间，其中Y＝亮度或强度、Cb＝蓝色色度(蓝-黄轴上与灰色的颜色偏差)、以及Cr＝红色色度(红-蓝绿轴上与灰色的颜色偏差)，其中YCbCr4:2:2和YCbCr4:4:4是通过像素数据的每一个分量的采样率来区分的。在示例中，当发送YCbCr4:4:4数据时，每像素时间没有未使用位。然而，当发送YCbCr4:2:2数据时，取决于颜色分辨率，每像素时间可能有4或8个未使用位。在一些实施例中，这样的视频颜色空间中的未使用二进制位置用于辅助数据的编码。在一些实施例中，将视频数据从第一颜色空间转换到第二颜色空间以生成用于辅助数据的插入的未使用空间。
在一些实施例中，像素数据的一个或多个位可用辅助数据代替。例如，在没有未使用位的实现中，将某个数量的位(诸如每像素一个位)重新分配给辅助数据。在一个实现中，可将色度位(Cb或Cr)重新分配给辅助数据，因为此降低对观看者来说一般比亮度(Y)的改变更不容易注意。在另一实现中，可将RGB颜色空间中的红色、绿色或蓝色位分配给辅助数据。
在一些实施例中，视频数据中辅助数据的插入包括将整体视频图像的一小部分的图像质量降级以生成用于辅助数据的插入的附加未使用空间。在一些实施例中，辅助数据插入在视频数据线(line)中，其中该视频数据线可以是提供经降低的视觉干扰的视频数据线，诸如在视频图像的边缘处的线。在示例中，可将辅助数据编码在视频图像的顶处的第一线中或视频图像的底处的最末一线中。
在一些实施例中，将图像质量降级包括源设备操作以将视频数据从第一(原始)颜色空间转换到第二(经转换的)颜色空间以供传输，其中经转换的颜色空间要求较少的数据位。换言之，第一颜色空间可称为较高位计数颜色空间且第二颜色空间可称为较低位计数颜色空间。在一些实施例中，阱设备操作以将视频数据从经转换的颜色空间转换回原始颜色空间以供显示。在示例中，YCbCr4:4:4可以是原始颜色空间。为了提供用于诸如字符数据之类的辅助数据的编码的附加空间，将视频数据的一小部分转换成YCbCr4:2:2以供传输，其中在视频数据的该部分中的未使用数据空间被用来发送与视频图像有关的字符数据。在一些实施例中，在接收了视频数据之后，阱设备提取辅助数据，并将数据转换回YCbCr4:4:4，其中此转换将导致图像质量的一些降级。
在一些实施例中，装置、系统或方法由此使用可用的像素数据带宽可观看者的感知限制，以便降低每一帧的一条线中的像素数据所需要的数据带宽并使该带可用于发送辅助数据。在一些实施例中，视频数据带宽由此被“借用”以用于传输辅助数据的目的。在一些实施例中，在辅助数据在链路的接收端处被提取了之后将经“借用”的带宽还给视频数据。
图1根据实施例解说了源设备与阱之间的辅助数据传输。在此解说中，在系统100中，可称为源设备的传输设备105经由链路150耦合到可称为阱设备(如果数据是由该设备消费的)或中继器(如果数据被转发到另一设备)的接收设备155，其中链路150可包括电缆，诸如HDMI或MHL电缆。源设备105包括发射器110(或发射器子系统)和用于链路150的第一端的连接器或其他端口130，且源设备包括接收器160(或接收器子系统)和用于链路150的第二端的连接器或其他端口180。阱设备155还可包括或被耦合到显示屏160。在此解说中，源设备105还包括视频处理器108(上行流视频处理器)且阱设备155包括视频处理器158(下行流视频处理器)。在一些实施例中，发射器还包括用于将辅助数据编码经视频数据中的辅助数据逻辑112和用于将数据从第一形式转换到第二形式(该转换诸如通过将视频数据的一部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间或通过将视频数据的一个或多个位串行重新分配给辅助数据)以生成未使用空间的转换逻辑114。在一些实施例中，接收器160包括用于从视频数据提取辅助数据的辅助数据逻辑162和用于将视频数据从第二形式转换回第一形式(诸如通过将视频数据从第二颜色空间转换到第一颜色空间或通过将重新分配给辅助数据的一个或多个未分配回给视频数据)的转换逻辑164。
源设备105将经由链路150向阱设备155发送数据流。在一些实施例中，源设备将经由链路150发送视频数据。在一些实施例中，源设备105确定阱设备155是否支持辅助数据编码特征，其中确定阱设备是否支持经编码的辅助数据特征包括源数据读取阱的支持标记182或诸如在配置数据中的其他信息，其中支持标记可包括在扩展显示标识数据(EDID)或能力寄存器180或阱设备的其他类似数据中。在一些实施例中，确定阱设备是否支持辅助数据编码特征包括源设备105从阱设备155接收消息、阱设备在该消息中发送支持标记、该消息广告或以其他方式指示阱设备155支持经编码的辅助数据特征，其中该支持标记可被包括在控制分组或从阱设备155发送到源设备105的其他数据中。在一些实施例中，源设备105向阱设备155发送指示发起辅助数据编码模式的意图的意图标记，其中该意图标记可包括在控制分组或从源设备发送到阱设备的其他数据中。在示例中，标记可在每一个帧的数据之前的信息帧(InfoFrame)中传输，该标记指示该帧是否有经编码的数据，或者标记可在数据岛中的单独分组中发送。
尽管本描述此处具体描述了对视频帧的单个行编码以包括辅助数据，但各实施例不限于此特定事例。在一些实施例中，辅助数据与视频数据的帧有关，且编码将辅助数据与相关视频数据同步。例如，辅助数据可以是提供由视频数据提供的视频图像的字幕的隐藏字幕数据。在此示例中，源设备105利用视频数据的空空间(emptyspace)来对隐藏字幕数据编码。在一些实施例中，源设备修改视频数据帧的行的原始颜色空间编码以将该数据线转换成使用第二经转换的颜色空间的数据(其中经转换的颜色空间要求较少的数据位)，或重新分配视频数据的一个或多个位以生成用于对隐藏字幕数据编码的空间(其中这样的数据将由此与适当的视频数据同步)。在一些实施例中，视频数据的转换可发生在利用转换逻辑114的发射器中，而视频转换回原始形式可发生在利用转换逻辑164的接收器中。
图2A根据实施例解说了将被转换以市场用于辅助数据编码的未使用位的第一颜色空间中的像素数据，且图2B根据实施例解说了包括用于辅助数据编码的未使用位的第二颜色空间中的像素数据。在这些解说中，图2A提供了YCbCr4:4:4颜色空间中的像素数据，而图2B提供了提供4个位的未使用空间的YCbCr4:2:2颜色空间中的像素数据。
如图2A中所示，YCbCr4:4:4中的像素数据将针对Y、Cb、Cr元素中的每一个被编码为8位。由于这个原因，所解说的TMDS信道中每一个要求8位数据，因此没有未使用位。
相反，YCbCr4:2:2中的像素数据将可提供达8位的未使用空间。以这样的格式，编码将包括Y分量和Cb或Cr分量中任一个。对于12位的颜色，这要求24位，没有未使用空间。然而，对于10位的颜色有4位的未使用空间，且对于8位的颜色有8位的未使用空间。
图3根据实施例解说了视频帧的视频数据中的辅助数据编码。在一些实施例中，装置、系统或方法提供视频帧的数据中的辅助数据的编码，其中辅助数据是用降低所显示的数据对观看者的可见性的方式编码的。
在此解说中，数据帧300包括活跃视频数据310(在此特定示例中是480条活跃视频数据线)，以及活跃视频数据时段之间的垂直空白时段320和诸条线的视频数据325(每一线包括720个活跃像素)之间的水平空白时段。线和像素的特定数量取决于视频图像的类型和分辨率。在一些实施例中，为了将辅助数据诸如字符数据同步到视频数据325，辅助数据编码在视频数据内。在一些实施例中，辅助数据是通过修改视频数据310的一部分的颜色空间以生成用于编码辅助数据的未使用位来编码的。
在一些实施例中，因为修改用来编码辅助数据的视频数据的部分的颜色空间导致视频数据的一些降级，该视频数据部分是经选择以降低视觉影响的。在一些实施例中，视频数据的部分被选择位处于视频数据的开始或结束(或两者)处，从而图像显示仅在例如图像的顶或底(或两者)处受影响。在此解说中，用于编码辅助数据的视频数据的部分可以是视频数据310的第一线或诸线330或者视频数据的最末线或诸线335，从而所产生的图像的部分仅在图像的顶、底、或两者处受影响。在一些实施例中，该部分也可以在图像的右或左边缘处编码，同时字符数据被编码在视频数据310的多条线中。然而，各实施例限于视频数据的特定部分。
在一些实施例中，因为有仅在发送新辅助数据时转换颜色空间或重新分配位的需求，由于辅助数据编码产生的图像质量降低是暂时的。有视频数据的高带宽时，诸如隐藏字幕之类的辅助数据可在单个帧中发送，而传统的系统要求多个帧。由此，在一个示例中，颜色空间转换可能仅每秒干扰单个帧，这可能是对于观看者不可察觉的改变。
图4根据实施例解说了未使用的像素数据空间中的辅助数据编码。在此解说中，数据可编码在三个逻辑数据子信道中，诸如用HDMI或MHL格式编码。例如，子信道0、1和2中的像素数据是410、420和430。在一些实施例中，辅助数据编码利用像素数据中的未使用位。如所解说的，第一格式(诸如例如YCbCr)的像素数据允许某个数量的未使用位，在此解说为位415。然而，可能没有未使用位，或者可能没有足够数量的未使用位。在一些实施例中，发射器将把像素数据从第一形式转换到第二形式，诸如从第一颜色空间中的像素数据转换到第二颜色空间中的像素数据，其中第二颜色空间允许附加的未使用位，或者诸如重新分配一个或多个位给辅助数据。例如，第二颜色空间可以是YCbCr4:2:2，其允许每像素时间达八个未使用位，占用三个子信道中的一个，从而扩展图4中的未使用位415以涵盖子信道0。在一些实施例中，经扩展数量的未使用位被用于辅助数据编码。在一些实施例中，接收器将把辅助数据从位415移除，并将把数据转换回原始形式，由此生成对于以一些质量降级显示兼容的数据。
图5是解说了用于对视频数据中的辅助数据编码以供传输的方法的实施例的流程图。在一些实施例中，出于将视频和其他数据从源设备递送到阱设备的目的，源设备被连接到阱设备(505)。在一些实施例中，源设备从阱设备读取标记，该标记指示阱可以支持用于传输辅助数据的模式，诸如字符编码模式(510)。在一些实施例中，源设备可使用软件或固件向发射器发送字符数据。如果发射器不接收用于传输的字符数据(515)，则发射器将以正常模式操作(520)以将视频和其他数据传输到阱设备。如果发射器解说用于传输的字符数据(515)，则发射器将发送标记给阱设备以指示源设备正在发起字符编码模式(525)。
在一些实施例中，发送子系统将字符数据编码进活跃视频帧，其中编码使用视频数据的一部分，诸如活跃视频帧的一条线。在一些实施例中，如果需要附加的位使用空间以编码字符数据(530)，那么将视频数据的该部分转换到较低位计数颜色空间，或者将某个数量的视频数据位重新分配给辅助数据。例如，视频线中的每个像素可能在较高位计数颜色空间(例如，YCbCr4:4:4模式)或在较低位计数颜色空间(YCbCr4:2:2)模式下输入到发射器子系统。如果视频数据在较高位计数颜色空间中，由此在此示例中传入像素是YCbCr4:4:4模式，则发射器子系统使用逻辑电路以将视频数据份额该部分转换到较低位计数模式(540)，诸如将像素的颜色数据转换到YCbCr4:2:2。例如，提供8位颜色的YCbCr4:2:2模式中的像素的视频数据在HDMI或MHL编码流中可仅占用三个逻辑子信道中的两个，仅使用可用的每像素24个数据位中的16个。在一些实施例中，发射器子系统将把字符数据插入到视频数据的该部分的未使用空间中，诸如使用逻辑子信道的剩余八个未使用数据位，字符数据的一个字节被写入到第三逻辑子信道中。在一些实施例中，持有一个像素的数据和字符数据的一个字节的三个逻辑子信道根据正常HDMI或MHL协议被编码成TMDS字符。
在一些实施例中，如果有更多的字符数据要传输(550)，则字符数据编码可继续。如果没有，则在一些实施例中发射器发送标记以指示从字符编码模式退出(555)。在其他实施例中，诸如当源设备和阱设备将在编码数据中编码字符数据之后自动退出字符编码模式时，不要求指示从字符编码模式退出的标记。在一些实施例中，发射器退出字符编码模式并以正常模式继续进行视频数据的传输(560)。
图6是解说了用于从视频数据中提取辅助数据的方法的实施例的流程图。在一些实施例中，阱设备被连接到源设备(605)，诸如经由电缆连接各设备。在一些实施例中，阱设备可包括指示以字符编码模式操作的能力的支持标记(610)。在一些实施例中，如果阱没有从源设备接收指示以字符编码模式操作的意图的标记(615)，则阱设备以正常模式操作以接收视频数据(620)。在接收到指示字符编码模式的标记(615)之后，阱设备切换到字符编码模式(625)。
在一些实施例中，字符编码模式指示字符数据位于视频数据的某个部分中，诸如在视频帧的第一线(firstline)或末线(lastline)。阱设备接收视频流，包括视频帧的一部分中的字符数据。接收器子系统根据模式标记识别在例如视频帧的一条线中的经修改数据。如果经接收的数据不在经字符编码部分中(数据在视频帧的其他线中)(660)，那么视频数据(640)被接收并被提供用于显示(665)。如果经接收的数据在经字符编码部分中(630)，那么接收了混合数据，且阱的接收器子系统从每一帧的线提取字符数据，并利用逻辑保存字符数据(650)。例如，接收器子系统在活跃线的每一像素时间将TMDS字符解码成一个24位值。将24位值的十六位解释为YCbCr4:2:2像素数据值，并将24位值的八位解释为字符数据的一个字节。
如果视频数据已经从第一形式转换成用于将辅助数据编码进视频数据中的第二形式(655)，则将视频数据转换回第一形式，诸如通过将视频从较低位计数颜色空间转换到较高位计数颜色空间中，或通过将一个或多个位分配回给视频数据。例如，如果视频流正以YCbCr4:2:2模式发送(如AVI信息帧(InfoFrame)中指示的)且第三子信道包含辅助数据，那么该第三子信道被清空到零值，且该24位值作为正常YCbCr4:2:2数据向前发送给阱的视频处理器。然而，如果视频流正以YCbCr4:4:4模式发送(如AVI信息帧(InfoFrame)中指示的)，那么接收器子系统的逻辑通过颜色空间转换器将16位YCbCr4:2:2值处理回成24位YCbCr4:4:4值。该值作为正常YCbCr4:4:4流的一部分向前发送以供视频显示(665)。
在一些实施例中，如果接收了指示从字符编码模式退出的附加标记(670)，则阱设备可能返回到正常模式(675)。然而，不是在所有实施例中要求附加标记，且阱设备可自动返回到正常模式。
在一些实施例中，每一次经提取的字符数据改变时阱设备向阱的主视频系统发送标记。8位字符数据与来自同一视频帧中之前和之后的像素时间的字符数据一起形成完整的字符串。如果此字符串有与前一视频帧中的字符串不同的值，那么向阱的处理器发送信号(诸如中断)。每一次数据改变时阱的主视频系统从接收器的逻辑读取字符数据，并将该数据合并到所渲染的图片中，或另外地处理该字符数据。
应注意，经编码的字符串或其他辅助数据可由其他数据补充，其他数据输入头部位、字符空间标记(诸如区分7位ASICC与较大的Unicode编码)、错误检测和错误校正位(以防止经编码的串数据中的单-或多-位错误)、流索引值(以允许一个视频流中多种类型的串)、和其他这样的数据。
而且，在位使用空间中在视频行中携带的数据可以用多种方式中的任何一种来格式化。例如，在数据行上带一个适合的头部，后续字节的格式将被接收器理解。而且，有数据错误检测和校正机制，数据的完整性可得到保证。
在一些实施例中，额外的数据不需要在视频的每一个帧上传输。当在一个帧中发送了数据之后，如果发射器上的数据没有改变，那么正常视频像素数据可以在随后的帧中恢复。如果在一个帧时间数据在发射器中排队，从而可在一个帧的末尾添加标记以指示下一帧是否有经编码数据而不是像素数据，则接收器可被调节到这样。
在替换性实施例中，每一帧的数据之前的信息帧(InfoFrame)中的标记可指示该帧是否有经编码的数据，或者标记可在数据岛中的单独分组中。在一些实施例中，可利用间歇发送标记以指示字符数据编码来促进跨与YCbCr4:2:2像素数据并行的链路编码数据，即使视频数据的主流是每像素24位、或者RGB或者YCbCr格式。当有数据要发送过来时，视频线的像素数据可用颜色空间转换器转换成YCbCr4:2:2的8位(或10位)。然后，如果数据传输完成了，则颜色空间可以恢复回来。
在一些实施例中，在辅助数据和数据转换的处理与视频处理器分开的实现中，诸如例如该处理在端口处理器中完成的阱设备中，阱中的下行流视频处理器不知晓该转换过程。类似地，在一些实施例中，在辅助数据和数据转换的处理与视频处理器分开的实现中，诸如例如发射器处理该转换过程并接受数据字节作为与视频和音频流分开的输入的源中，源中的上行流视频处理器不知晓该转换过程。
在装置或系统的实现中，在帧的一个行(诸如第一线或末线)中像素数据的修改不会影响整体的遵循CEA-861的定时，并由此不影响整体HDMI顺从性，且不影响可以将此数据不改变地传递通过的HDMI中继器。除了供源通知阱此机制正被使用的机制以外，不需要附加分组。
在一些实施例中，源可将辅助数据插入到视频流中而无需通知阱。如果阱能够识别视频行中的字符数据(如在其EDID或能力寄存器中的支持标记所指示的)，那么阱可以是可操作以准备通过字符行中的签名或其他相关的方法来识别数据。在这样的实施例中，源可以在看到阱的配置中的支持标记之际立即开始发送字符数据。在一些实施例中，端口处理器或其他接收器子系统可检测传入辅助数据(诸如YCbCr4:2:2的数据)，并通过替换原始(诸如以YCbCr4:4:4模式)像素数据的近似来转换视频数据，这可导致视频数据中的一些降级。在一些实施例中，接收器子系统随后向下行流视频处理器发送像素流，该下行流视频处理器不知晓在源和阱之间的流中有过辅助数据。
在替换性实施例中，不是在颜色空间之间转换数据或重新分配位，而是通过使用单行缓冲器，接收器子系统可以存储来自帧中的倒数第二线的像素数据，并在其提取字符串时在该帧的最末线中重复该像素数据。这个线重复的方法可由观看者感知为不同于将YCbCr4:4:4转换到YCbCr4:2:2并在随后转换回YCbCr4:4:4或通过将位重新分配回给视频数据。
在发射器的实现中，通过将一个数据字节作为字符数据插入链路上每一个像素时间中，所达到的带宽可能远远超过在控制总线上可用的带宽。而且，在这样的操作中不需要仲裁对控制总线的使用，因为不存在经编码数据与正常YCbCr4:2:2视频数据之间的干扰。
而且，在操作中，由于经编码数据是与视频数据帧同步的，等待时间被最小化。可能有由微控制器将数据放进发射器的队列并将它从接收器队列中拉出来而导致的等待时间，但链路本身保证低等待时间。
表1和表2示出了在视频模式的某些示例中可用的带宽。
表1.8位YCbCr视频中每视频模式带宽
模式 V速率 字节/帧 字节/秒
480p 60 640 38400
720p 60 1080 64800
1080i 60 1920 115200
1080p 24 1920 46080
1080p 60 1920 115200
表2.10位YCbCr视频中每视频模式带宽
模式 V速率 字节/帧 字节/秒
480p 60 320 19200
720p 60 540 32400
1080i 60 960 57600
1080p 24 960 23040
1080p 60 960 57600
为了对比，EIA-608定义了可以在两个字节中发送两个字符的字符空间，但仅提供每秒960位。这转换成每秒120字节。利用YCbCr载体的实施例能够以此负载的100倍处理数据。
字符数据可编码为7位ASCII、8位ASCII(Unicode空间的一部分)、或单-或多-字节Unicode字符。这允许支持全球的语言，并可由用户在源设备上选择，或从阱设备的预选菜单语言回读。
辅助数据可包括用于被叠加或另外地出现在视频图像上的文本的字符编码。使用可包括在屏幕上呈现文本消息。例如，用户文本串可如下从源发送到阱：
(1)电话在第一输入端口连接到电视，而用户在查看电视的第二输入端口上的内容。
(2)电话接收文本消息(或电话呼叫)，并将文本消息(或呼叫者ID信息)发送给电视，其中数据在YCbCr4:2:2模式链路上传输，链路被维护在连接状态以维持HDCP并最小化端口切换时间。
(3)电视识别字符数据并且(如果由用户在电视端和电话端配置为此目的则)电视用屏幕上显示生成器在屏幕上显示消息。在一些实施例中，OSD函数在端口处理器中执行而完全不需影响下行流应用处理器。
在一些实施例中，辅助数据编码包括视频的隐藏字幕。隐藏字幕的文本字符在视频数据流中发送，与视频帧同步，并且不影响控制总线。在一些实施例中，端口处理器解释传入文本并将其格式化进OSD消息，或将其传递下去给下行流应用处理器。
智能软件狗(dongle)或智能端口处理器可以有嵌入式固件。通过使用YCbCr空间中的数据，更新可从源跨链路发送到此固件。
在一些实施例中，当数据被跨链路发送时，软件狗或端口处理器中的颜色转换表可用新乘法器代码或查询表来更新，以支持新颜色空间。在一些实施例中，每一次具体源被连接或每一次想要以特定格式将视频发送出去的具体应用被使用时，这样的数据重新配置颜色空间转换器。
在一些实施例中，低速音频可被编码在视频数据中以使用YCbCr数据空间进行传输。在一些实施例中，音频数据与伴随视频流的音频(例如，电影的音轨)并行运行，但无需依赖于音频区域速率或该主链路的格式。此用法的示例是当正常音频在运行时跨链路发送的电话呼叫音频——甚至铃声。当正常音频被阱自动静音时此铃声可发声。(注意：当阱识别从源跨YCbCr发送的音频时它可以将来自不同源设备的音频静音。)
在一些实施例中，阱设备可以通过点亮LED或灯而不是输出音频自身来向用户指示音频到达了。
在一些实施例中，源可周期性发送特定数据串作为辅助数据以便检查链路的信号完整性。可选择数据值以创建最优测量的性能，数据值诸如最易出错的经编码值。在一些实施例中，链路完整性数据不需要占用整条线或每视频秒的每条线。其他用户数据可与链路完整性数据一起被携带。
在一些实施例中，源可以通过使用YCbCr像素值中的数据向阱发信号告知关于源的能力的细节。示例是“智能电缆”，其用配置数据代替原始的YCbCr零，并向阱通信设备参数，诸如电缆长度、电缆最大带宽等。
图7是对用于发送或接收视频数据中经编码的辅助数据的装置或系统的解说。在一些实施例中，装置或系统提供视频数据的未使用空间中的辅助数据编码和经编码数据的传输，或者装置或系统提供从视频数据接收和提取视频数据。
在一些实施例中，装置或系统700(此处一般称为装置)包括互连或交叉开关702或用于数据传输的其他通信方法。装置700可包括诸如一个或多个处理器704与互连702耦合用于处理信息的处理方法。处理器704可包括一个或多个物理处理器和一个或多个逻辑处理器。处于简化将互连702解说为单个互连，但互连702可表示多个不同互连或总线且到这样的互连的组件连接可不同。图7中示出的互连702是表示任何一个或多个单独的物理总线、点对点连接、或都由适当的桥、适配器或控制器连接的抽象。
在一些实施例中，装置700还包括随机访问存储器(RAM)或其他动态存储设备或元件作为用于存储信息和将由处理器704执行的指令主存储器712.在一些实施例中，主存储器可包括应用的活跃存储，应用包括用于在装置700的用户进行的网络浏览活跃中使用的浏览器应用。在一些实施例中，装置的存储器可包括某些寄存器或其他专用存储器。
装置700也可包括只读存储器(ROM)716或用于存储处理器704的静态信息和指令的其他静态存储设备。装置700可包括用于某些元件的存储的一个或多个非易失性存储器元件718，包括例如闪存存储器和音频或固态驱动器。
一个或多个发射器或接收器720也可耦合至互连702。在一些实施例中，接收器或发射器720可包括用于其它装置(诸如所解说的750)的连接的一个或多个端口722。
装置700也可经由互连702耦合至输出显示器726。在一些实施例中，显示器726可包括液晶显示器(LCD)或任何其他显示器技术，用于向用户显示信息或内容，包括三维显示器。在一些环境中，显示器726可包括也用作输入设备的至少一部分的触摸屏。在一些环境中，显示器726可以是或可包括音频设备，诸如用于提供音频信息的扬声器。在一些实施例中，装置700包括辅助数据逻辑724，其中辅助数据逻辑提供对辐射数据的传输或接收的处理，其中处理这样的数据包括将辅助数据编码进视频数据供传输或从经接收的数据提取辅助数据。
装置700也可包括功率设备或装置730，其可包括电源、电池、太阳能电池、燃料电池、或用于提供或生成功率的其他系统或设备。由功率设备或系统730提供的功率可按要求分布给装置700的元件。
在以上描述中，为解释起见，阐明了众多具体细节以提供对本发明的全面理解。然而对于本领域技术人员显然的是，没有这些具体细节也可实践本发明。在其他实例中，周知的结构和设备以框图形式示出。在所解说的组件之间可以有中间结构。此处所描述或解说的组件可以有未解说或描述的附加输入或输出。所解说的元件或组件也可按不同的安排或次序来安排，包括任何字段的重排序或字段大小的修改。
本发明可包括各种过程。本发明的过程可由硬件组件执行或可用计算机可读指令体现，计算机可读指令可用来导致用所述指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行所述过程。替换性地，所述过程可由硬件和软件的组合来执行。
本发明的部分可作为计算机程序产品而提供，计算机程序产品可包括有计算机程序指令存储于其上的计算机可读非瞬态存储介质，所述指令可用来对计算机(或其他电子设备)编程以根据本发明执行过程。计算机可读存储介质可包括但不限于：软盘、光碟、紧致碟只读存储器(CD-ROM)、以及磁光碟、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁或光卡、闪存、或适用于存储电子指令的其他类型的媒体/计算机可读介质。而且，本发明也可作为计算机程序产品而下载，其中程序可从远处计算机传输到进行请求的计算机。
用其最基本的形式描述了许多方法，但可向任何方法添加或从任何方法删除过程，且可从任何所述消息添加或减去信息而不偏离本发明的基本范围。对本领域技术人员将显而易见的是可以进行许多进一步的修改和改编。提供特定实施例不是为了限制本发明而是为了说明本发明。
如果说元素“A”耦合至元素“B”或与元素“B”耦合，则元素A可直接耦合至元素B或通过例如元素C间接耦合。当说明书陈述组件、特征、结构、过程或特性A“导致”组件、特征、结构、或特性B时，这意味着“A”至少是“B”的部分原因但也可由至少一个其他组件、特征、结构、过程或特性帮助导致“B”。如果说明书指示组件、特征、结构、过程、或特性“可以”、“可”、或“能够”被包括，则该特定组件、特征、结构、过程、或特性不要求被包括。如果说明书引用“一”或“一个”元素，这不意味着仅存在一个所述元素。
实施例是实现或本发明的示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、或“其它实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一些实施例但不必是全部实施例中。“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的各种出现不必都指相同的实施例。应理解，出于将本公开连成一个整体并帮助理解各种发明性方面的一个或多个的目的，在前述本发明的示例性实施例的描述中本发明的各种特征有时在单个实施例、图或其描述中组合在一起。
在一些实施例中，装置包括用于该装置到第二装置的连接的端口；以及用于将视频数据和辅助数据传输到第二装置的发射器。其中装置将把辅助数据编码进视频数据的一部分中并将把经编码数据传输到第二装置，辅助数据是被编码到视频数据的那部分的未使用位中的。
在一些实施例中，辅助数据是字符数据。在一些实施例中，视频数据的部分是视频帧的一条或多条行。在一些实施例中，视频数据的部分是视频帧的第一线或末线。
在一些实施例中，发射器包括将辅助数据编码进视频的该部分的逻辑。
在一些实施例中，发射器包括将视频数据的该部分从第一形式转换到第二形式的转换逻辑。
在一些实施例中，转换逻辑用于在把辅助数据编码进视频数据的该部分之前把视频数据的该部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，第二颜色空间比第一颜色空间要求较少的位。在一些实施例中，第一颜色空间是YCbCr4:4:4且第二颜色空间是YCbCr4:2:2。
在一些实施例中，转换逻辑用于把用来编码视频数据的该部分的位的数量减少一个或多个位以生成用于编码辅助数据的一个或多个位。在一些实施例中，视频数据的该部分的颜色空间包括亮度部分和色度部分，且其中所述一个或多个位包括在色度部分中。
在一些实施例中，装置包括用于该装置到第二装置的连接的端口；以及用于从第二装置接收视频数据和辅助数据的接收器。在一些实施例中，装置将标识编码在视频数据的一部分中的辅助数据并从视频数据的该部分提取辅助数据，而辅助数据是被编码到视频数据的那部分的未使用位中的。
在一些实施例中，辅助数据是字符数据。在一些实施例中，视频数据的该部分是视频帧的一条或多条线。
在一些实施例中，发射器包括从视频的该部分提取辅助数据的逻辑。
在一些实施例中，接收器包括将视频数据的该部分从第一形式转换到第二形式的逻辑，其中第二形式是在编码辅助数据之前视频数据的形式。
在一些实施例中，转换逻辑用于在从视频数据的该部分提取辅助数据之后把视频数据的该部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，其中第二颜色空间比第一颜色空间要求少一个或多个位，辅助数据在提取之前被编码在该一个或多个位中。
在一些实施例中，转换逻辑用于在从视频数据的该部分提取辅助数据之后把用来编码视频数据的该部分的位的数量增加一个或多个位，其中辅助数据在提取之前被编码在该一个或多个位中。
在一些实施例中，方法包括将第一设备连接到第二设备用于包括视频数据的数据从第一设备到第二设备的传输；确定第二设备对于辅助数据编码模式的能力；将信号从第一设备发送到第二设备以指示要改变辅助编码模式的意图；以及将辅助数据插入到视频数据的一部分的未使用空间中。
在该方法的一些实施例中，辅助数据是字符数据。在该方法的一些实施例中，视频数据的该部分是将从第一设备传输到第二设备的视频帧的一条或多条线。在一些实施例中，视频数据的该部分是视频帧的第一线或末线。
在一些实施例中，确定第二设备用于辅助数据编码模式的能力包括读取第二设备的支持标记，该支持标记是在将由第一设备访问的一个或多个配置或从第二设备向第二设备发送的信号中提供的。
在一些实施例中，该方法还包括确定是否需要附加未使用空间来编码辅助数据，并在确定了需要附加未使用空间之后将视频数据的该部分从第一形式转换到第二形式，其中第二形式比第一形式提供更多的未使用空间。在一些实施例中，该方法还包括在把辅助数据编码进视频数据的该部分之前把视频数据的该部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，其中第二颜色空间比第一颜色空间要求较少的位。在一些实施例中，该方法还包括把用来编码视频数据的该部分的位的数量减少一个或多个位以生成用于编码辅助数据的一个或多个未使用位。
在一些实施例中，方法包括将第一设备连接到的第二设备用于在第一设备处从第二设备接收包括视频数据的数据；提供指示第一设备用于辅助数据编码模式的能力的支持标记；在第一设备处从第二设备接收用以指示第二设备要改变辅助编码模式的意图的信号；接收包括经编码的辅助数据的视频数据的一部分，辅助数据是存储在视频数据的该部分未使用的位中的；以及从视频数据的该部分提取辅助数据。
在一些实施例中，辅助数据是字符数据。在一些实施例中，视频数据的该部分是视频帧的一条或多条线。在一些实施例中，视频数据的该部分是视频帧的第一线或末线。
在一些实施例中，提供指示第一设备对于辅助数据编码模式的能力的支持标记包括将该标记存储在第一设备的配置中。在一些实施例中，提供指示第一设备用于辅助数据编码模式的能力的支持标记包括在给第一设备的消息中发送该标记。
在一些实施例中，该方法还包括，如果视频数据的该部分是从第二形式转换到第一形式以提供用于辅助数据的未使用空间的，则在提取辅助数据之后将视频数据的该部分从第一形式转换到第二形式。在一些实施例中，该方法还包括将在从视频数据的该部分提取辅助数据之后把视频数据的该部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，其中第二颜色空间比第一颜色空间要求一个或多个附加位，辅助数据在提取之前被编码在该一个或多个位中。在一些实施例中，该方法还包括在从视频数据的该部分提取辅助数据之后把用来编码视频数据的该部分的位的数量增加一个或多个位，其中辅助数据在提取之前被编码在该一个或多个位中。

Claims (36)

1.一种装置，所述装置包括：
用于将所述装置连接到第二装置的端口；以及
用于将视频数据和辅助数据传输到所述第二装置的发射器；
其中所述装置用于把所述辅助数据编码进所述视频数据的一部分中并用于把所述经编码数据传输到所述第二装置，所述辅助数据被编码到所述视频数据的所述部分的未使用位中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助数据是字符数据。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述视频数据的所述部分是视频帧的一条或多条线。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述视频数据的所述部分是所述视频帧的第一线或末线。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射器包括用于将所述辅助数据编码进所述视频的所述部分的逻辑。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射器包括用于将所述视频数据的所述部分从第一形式转换到第二形式的转换逻辑。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换逻辑用于在把所述辅助数据编码进所述视频数据的所述部分之前把所述视频数据的所述部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，所述第二颜色空间比所述第一颜色空间要求较少的位。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一颜色空间是YCbCr4:4:4且所述第二颜色空间是YCbCr4:2:2。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换逻辑用于把用来编码所述视频数据的所述部分的位的数量减少一个或多个位以生成用于所述辅助数据的所述编码的一个或多个位。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述视频数据的所述部分的颜色空间包括亮度部分和色度部分，且其中所述一个或多个位包括在所述色度部分中。
11.一种装置，所述装置包括：
用于将所述装置连接到第二装置的端口；以及
用于从所述第二装置接收视频数据和辅助数据的接收器；
其中所述装置用于标识编码在所述视频数据的一部分中的所述辅助数据并从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据，所述辅助数据被编码到所述视频数据的所述部分的未使用位中。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述辅助数据是字符数据。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述视频数据的所述部分是视频帧的一条或多条线。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述视频数据的所述部分是所述视频帧的第一线或末线。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述接收器包括用于从所述视频的所述部分提取所述辅助数据的逻辑。
16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述接收器包括用于将所述视频数据的所述部分从第一形式转换到第二形式的转换逻辑，所述第二形式是在所述辅助数据的所述编码之前所述视频数据的形式。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述转换逻辑用于在从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据之后把所述视频数据的所述部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，所述第二颜色空间比所述第一颜色空间要求少一个或多个位，所述辅助数据在提取之前被编码在所述一个或多个位中。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述转换逻辑用于在从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据之后把用来编码所述视频数据的所述部分的位的数量增加一个或多个位，所述辅助数据在提取之前被编码在所述一个或多个位中。
19.一种方法，所述方法包括：
将第一设备连接到第二设备以将包括视频数据的数据从所述第一设备传输到所述第二设备；
确定所述第二设备对于辅助数据编码模式的能力；
将信号从所述第一设备传输到所述第二设备以指示改变到所述辅助编码模式的意图；以及
将辅助数据插入到所述视频数据的一部分的未使用空间中。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述辅助数据是字符数据。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述视频数据的所述部分是将从所述第一设备传输到所述第二设备的视频帧的一条或多条线。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述视频数据的所述部分是所述视频帧的第一线或末线。
23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，确定所述第二设备对于辅助数据编码模式的所述能力包括读取所述第二设备的支持标记。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述支持标记是在以下的一个或多个中提供的：将由所述第一设备访问的配置；或从所述第二设备向所述第一设备发送的信号。
25.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括确定是否需要附加未使用空间来编码所述辅助数据，以及，在确定了需要附加未使用空间之后将所述视频数据的所述部分从第一形式转换到第二形式，所述第二形式比所述第一形式提供更多的未使用空间。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括在把所述辅助数据编码进视频数据的所述部分之前把所述视频数据的所述部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，所述第二颜色空间比第一颜色空间要求较少的位。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括把用来编码所述视频数据的所述部分的位的数量减少一个或多个位以生成用于所述辅助数据的所述编码的一个或多个未使用位。
28.一种方法，所述方法包括：
将第一设备连接到第二设备以在所述第一设备处从所述第二设备接收包括视频数据的数据；
提供指示所述第一设备对于辅助数据编码模式的能力的支持标记；
在第一设备处从所述第二设备接收用于指示所述第二设备将改变到所述辅助编码模式的意图的信号；
接收包括经编码辅助数据的视频数据的一部分，所述辅助数据存储在未用于所述视频数据的所述部分的位中；以及
从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述辅助数据是字符数据。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述视频数据的所述部分是所接收的视频帧的一条或多条线。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述视频数据的所述部分是所述视频帧的第一线或末线。
32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，提供指示所述第一设备对于辅助数据编码模式的能力的支持标记包括将所述标记存储在所述第一设备的配置中。
33.如权利要求28所述的方法，其特征在于，提供指示所述第一设备对于辅助数据编码模式的能力的支持标记包括在给所述第一设备的消息中传输所述标记。
34.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括，如果所述视频数据的所述部分是从所述第二形式转换到所述第一形式以提供用于所述辅助数据的未使用空间，则在提取所述辅助数据之后将所述视频数据的所述部分从第一形式转换到第二形式。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括，在从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据之后将所述视频数据的所述部分从第一颜色空间转换到第二颜色空间，所述第二颜色空间比所述第一颜色空间要求一个或多个附加位，所述辅助数据在提取之前被编码在所述一个或多个位中。
36.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括，在从所述视频数据的所述部分提取所述辅助数据之后将用来编码所述视频数据的所述部分的位的数量增加一个或多个位，所述辅助数据在提取之前被编码在所述一个或多个位中。
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