音频-视频数据的发送方法、接收方法和音频-视频数据的传输系统

摘要

本发明公开了一种音频-视频数据的发送方法，接收方法和音频-视频数据的传输系统。按照第一编码规则将所述音频数据转换为音频数据序列；按照第二编码规则生成开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码；所述第一编码规则不同于所述第二编码规则；根据所述音频帧时钟信号和所述音频数据序列生成一低速数据帧；通过这种特殊编码的方式，尤其是对音频帧时钟信号的特殊编码，可以使得在音频数据的写入和读取所采用的时钟信号是一致的，因此，音频帧时钟信号能够准确的传递和还原，保证音频数据读取的准确性，音频信号在传输过程中不会产生误差；同时，在视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收端发送所述低速数据帧，大大提高了传输速率和效率。

说明书

技术领域

本发明涉及音频和视频数据的传输技术领域，尤其涉及一种仅用一串行线同时传输音频和视频数据的传输方法和传输系统。

背景技术

电子产品的视频和音频数据能够给使用者带来优秀的消费体验，例如车载多媒体导航系统，百万像素摄像系统以及汽车后座娱乐设施等。随着电子信息技术的飞速发展，对视频数据和音频数据的传输也提出了更高的要求，如何占用较少的资源，快速传输音频和视频数据是目前音视频数据传输的发展方向。

根据现有技术的一种实现方案中，视频信号和音频信号在进行传输时，需要布置两条独立的单串行线，即视频同轴线缆和音频同轴线缆。在传输过程中，视频信号和音频信号不是同步进行传输的，因此在接收端可能会出现视频信号和音频信号不同步的问题。同时，两条单串行线的布设也增加了系统的成本和成本。

根据现有技术的另一些实现方案中，视频信号和音频信号能够通过一条单串行线进行同时传输。参考图1A，为了能够通过一条单串行线同时传输视频信号和音频信号，需要将视频信号和音频信号进行按照一定的规则进行编码和串行化，以形成具有图1A所示的格式的串行数据。这里，以串行数据为32bit为例，D0-D26为视频信号比特位，D27-D28为辅助控制信号比特位，D29为音频信号比特位，其通过对音频数据以及时钟信号进行相应的数据编码而获得；D30为前馈控制通道比特位，D31为奇偶校验比特位。图1A所示的串行数据通过发送端和接收端之间的单串行线单串行线传递至接收端。然后，接收端对接收到的串行数据进行去串行化以及解码以分别得到视频信号和音频信号。

但是，采样这种实现方案，参考图1B所示的依据现有技术的通过单串行线同时传输视频信号和音频信号，接收装置恢复音频信号的原理示意图，在音频写入时，所依据的时钟信号为PCLK，而在音频输出时，所依据的时钟信号为OCLK，如可以为一振荡信号，由于写入和读取所采用的时钟信号不一致，会影响音频信号读取的准确性，可能会使音频信号在传输过程中产生一定的误差。

另一方面，采用上述实现方案，音频信号仅在串行数据传输的音频信号时间区间内进行传输，数据的传输效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的同时传输音频和视频数据的传输方法和传输系统，以解决现有技术中数据传输效率低，数据传输准确度低以及传输系统实现复杂，难度高等技术问题。

依据本发明一实施例的音频和视频数据的发送方法，包括，

接收来自视频源的视频信号和来自音频源的音频信号；

接收该音频信号的音频数据，以及检测该音频信号的音频帧时钟信号；

按照第一编码规则将该音频数据转换为音频数据序列；

根据该音频数据序列和该音频帧时钟信号，并按照第二编码规则生成开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码；该第一编码规则不同于该第二编码规则；

根据该音频帧时钟信号和该音频数据序列生成一低速数据帧；

在每一该音频数据序列的开始时刻插入该开始数据码，在该音频数据序列的结束时刻插入该结束数据码；以及在每一该音频帧时钟信号的开始时刻，将该音频帧时钟码插入该低速数据帧；

将该低速数据帧和该视频信号集成封包以形成一高速数据帧；

将该高速数据帧进行并转串处理以形成一音视频传输数据。

优选的，该音视频传输数据的一个比特位为该低速数据帧。

优选的，在每一音频帧时钟信号的上升沿时刻，将该音频帧时钟码插入该低速数据帧。

优选的，该低速数据帧与帧之间可以填充无效数据。

优选的，所述音视频传输数据的传输位率是所述第一编码规则所使用的时钟频率的整数倍。

优选的，该开始数据码，该结束数据码和该音频帧时钟码插入编码后的该音频数据序列；并能与所述音频数据序列区分出来。

优选的，在该视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收端发送该低速数据帧。

优选的，仅在该视频信号的空闲时间区间内的该视频数据时间段发送该低速数据帧。

优选的，在该视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段和该视频信号的空闲时间区间内的该视频数据时间段发送该低速数据帧。

优选的，在该视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段发送该低速数据帧的该音频帧时钟码，在该视频信号的空闲时间区间内的该视频数据时间段发送该低速数据帧的该音频数据序列。

依据本发明一实施例的音频-视频数据的接收方法，用以接收依据上述音频-视频数据的发送方法所产生的音视频传输数据，包括，

接收该音视频传输数据；

去串行化该音视频传输数据，以得到该高速数据帧；

拆包该高速数据帧，以得到该视频信号和该低速数据帧；

检测该低速数据帧；

当检测到该低速数据帧的该开始数据码时，开始累积检测到的该音频数据序列直至检测到该结束数据码；

解码该音频数据序列，以得到该音频数据；

当检测到该音频帧时钟码时，解码该音频帧时钟码以得到该音频帧时钟信号；

根据该音频帧时钟信号和该音频数据得到该音频信号。

依据本发明一实施例的音频-视频数据传输系统，包括，

发送装置，用以接收来自视频源的视频信号和来自音频源的音频信号，并对视频信号和音频信号进行相适应的编码、封包和串并行处理，以获得承载视频信号和音频信号信息的音视频传输数据；

该发送装置包括音频数据编码模块、音频帧时钟信号检测模块和低速数据帧封包模块；

该音频数据编码模块用以依据第一编码规则将该音频信号的音频数据转换为音频数据序列；

该音频帧时钟信号检测模块用以检测该音频信号的音频帧时钟信号，以获得音频帧时钟信号信息；

该低速数据帧封包模块用以封包该音频数据序列，开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码，以形成低速数据帧；

该开始数据码，该结束数据码和该音频帧时钟码根据第二编码规则生成，该第一编码规则不同于该第二编码规则；

根据该音频帧时钟信号和该音频数据序列生成一低速数据帧；

单串行线，用以传输该音视频传输数据；

接收装置，接收该音视频传输数据，并相应的进行拆包和解码，分别获取该视频信号和该音频信号。

优选的，在每一该音频数据序列的开始时刻插入该开始数据码，在该音频数据序列的结束时刻插入该结束数据码；以及在每一该音频帧时钟信号的开始时刻，将该音频帧时钟码插入该低速数据帧。

优选的，在该视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收装置发送该低速数据帧。

优选的，该接收装置包括，

串转并模块，用以对接收该音视频数据信号进行串并行处理，以获得该高速数据帧；

高速数据帧拆包模块，用以对所述高速数据帧进行拆包，以分别获得所述视频数据和低速数据帧；

低速数据帧拆包模块，用以对该低速数据帧进行拆包和解码，以分别获得该音频数据序列和该音频帧时钟信号信息；

音频数据解码模块，用以对该音频数据序列进行解码，以获得该音频数据；

音频帧时钟信号还原模块，用以根据该音频帧时钟码获得该音频帧时钟信号；

根据该音频数据和该音频帧时钟信号获得该音频信号。

通过这种特殊编码的方式，尤其是对音频帧时钟信号的特殊编码，可以使得在音频数据的写入和读取所采用的时钟信号是一致的，因此，音频帧时钟信号能够准确的传递和还原，保证音频数据读取的准确性，音频信号在传输过程中不会产生误差。

在依据本发明实施例的音频-视频数据的发送方法中，首先，判断当前视频信号的有效状态和无效状态，当视频信号为有效状态时，在视频数据时间段内传输高速数据帧，在音频数据时间段内传输低速数据帧；而当视频信号为无效状态时，即在视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收端发送所述低速数据帧，大大提高了传输速率和效率。

附图说明

图1A所示为依据现有技术的通过单串行线同时传输视频信号和音频信号时串行数据的格式示例图；

图1B所示为依据现有技术的通过单串行线同时传输视频信号和音频信号，接收装置恢复音频信号的原理示意图；

图2所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据的发送方法的流程示意图；

图3所示为依据本发明一实施例的低速数据帧的格式示意图；

图4所示为采用双时钟符号编码规则的原理示意图；

图5所示为依据本发明一具体实施例的低速数据帧的格式示意图；

图6所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据的发送方法的原理示意图；

图7所示为依据本发明实施例的音频-视频数据的接收方法的流程图

图8所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据传输系统的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

参考图2，所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据的发送方法的流程示意图。在该实施例中，同时接收来自视频源的视频信号和来自音频源的音频信号，以及对接收到的视频信号和音频信号所进行的相适应的处理也是同时的，并无先后顺序之分。在图2的示例图中的顺序仅为方便说明而采用。

在该实施例中，音频-视频数据的发送方法包括以下步骤：

S201：接收来自视频源的视频信号和来自音频源的音频信号；

S202：接收所述音频信号的音频数据，以及检测所述音频信号的音频帧时钟信号；

S203：按照第一编码规则将所述音频数据转换为音频数据序列；

S204：根据所述音频数据序列和所述音频帧时钟信号，并按照第二编码规则生成开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码；

S205：根据所述音频帧时钟信号和所述音频数据序列生成一低速数据帧；

在每一所述音频数据序列的开始时刻插入所述开始数据码，在所述音频数据序列的结束时刻插入所述结束数据码；以及在每一所述音频帧时钟信号的开始时刻，将所述音频帧时钟码插入所述低速数据帧；

S206：将所述低速数据帧和所述视频信号集成封包以形成一高速数据帧；

S207：将所述高速数据帧进行并转串处理以形成一音视频传输数据。

这里，该第一编码规则不同于该第二编码规则。利用一些不会在编码后的音频数据序列出现的特征码来标识开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码,并用这些特征码来分界编码后的音频数据序列和插入音频帧时钟信号。

具体的，可以在每一该音频数据序列的开始时刻插入该开始数据码，在该音频数据序列的结束时刻插入该结束数据码来区分每一音频数据序列；以及在每一该音频帧时钟信号的开始时刻，将该音频帧时钟码插入该低速数据帧。

根据一具体实施例，检测音频帧时钟信号的上升沿，以在每一音频帧时钟信号的上升沿时刻，将音频帧时钟码插入该低速数据帧。

在具体实施例中，该低速数据帧与帧之间可以填充无效数据。

在形成该低速数据帧的过程中，音频数据序列、音频帧时钟码和无效数据按照一定的时序形成该低速数据帧。

参考图3，所示为依据本发明一实施例的低速数据帧的格式示意图。在每一低速数据帧的开始时刻插入开始数据码，然后开始输出记录音频数据序列的数据，由于音频帧时钟码具有最高的优先级，因此，如果在输出音频数据序列的数据的过程中，检测到音频帧时钟信号，则中断当前音频数据序列的数据输出，在插入该音频帧时钟信号码后，再次开始输出剩余的当前音频数据序列的数据直至结束，并在结束时刻插入结束数据码。类似的，当检测到另一低速数据帧的开始时刻时，则重复上述操作，以将音频数据序列和音频帧时钟信号依次记录。与音频数据序列编码方式不同的开始数据码和结束数据码用来划分每一音频数据序列。低速数据帧与帧之间可以插入无效数据。

这里，第一编码规则可以是任何合适的编码规则，第二编码规则是与第一编码规则不同的编码规则，以将开始数据码、结束数据码和音频帧时钟信号码与音频数据序列相区分。

通过这种特殊编码的方式，尤其是对音频帧时钟信号的特殊编码，可以使得在音频数据的写入和读取所采用的时钟信号是一致的，因此，音频帧时钟信号能够准确的传递和还原，保证音频数据读取的准确性，音频信号在传输过程中不会产生误差。

根据本发明的一实施例，第一编码规则可以是双时钟符号编码规则。参考图4，所示为采用双时钟符号编码规则的原理示意图。

与传统的双相符号编码规则不相同，根据该实施例的双时钟符号编码规则，使用两个相邻高频时钟周期内的两个状态来表示一个数据比特。即两个高频时钟来传输一个低速数据比特。第一个时钟周期内的状态总是和前一状态相反，第二个时钟周期内的状态是和第一个时钟周期内状态相同还是相反，取决于这个音频数据AUD的值。

当音频数据AUD为1时，在其两个时钟周期内音频数据序列AUS转变一次电位(0->1或1->0)，使得音频数据AUD变成两个不同电位的资料，变成10或01；

而当音频数据AUD为0时，则不转变电位，变成11或00。

利用这种编码，所有的音频数据将被编码成音频数据序列。因此，序列里可以插入用第二编码规则编码的的特殊码做其它用途。

第二编码规则与第一编码规则不同，例如，利用一些不可能在编码后的音频数据序列出现的特征编码码来标识开始数据码，结束数据码，和音频帧时钟码,并用这些特征码来分界编码的音频数据序列和插入音频帧时钟。

参考图5，所示为一具体实施例的低速数据帧的格式示意图。在该示例中，示出了特征编码——开始数据码，结束数据码，和音频帧时钟码一种具体编码数值，其数值如下表1所示。

表1

这里，由表征音频数据的低速数据帧和表征视频数据的视频数据帧集成封包并进行串并行处理后形成的音视频传输数据的位数可以为合适的数值，例如，24bit，32bit等，其中，低速数据帧占据该音视频传输数据的一个比特位。

依据现有技术的技术方案，由表征音频数据的低速数据帧和表征视频数据的视频数据帧集成封包形成的音视频传输数据通过单串行线向接收端发送方式为，在视频数据时间段内发送视频数据帧，在音频数据时间段内发送低速数据帧。但是，由于低速数据帧通常情况下仅占据该音视频传输数据的一个比特位，所以发送低速数据帧的音频数据时间段较短，音频数据的传输效率较低。

因此，在依据本发明实施例的音频-视频数据的发送方法中，首先，判断当前视频信号的有效状态和无效状态，当视频信号为有效状态时，在视频数据时间段内传输视频数据帧，在音频数据时间段内传输低速数据帧；而当视频信号为无效状态时，即在视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收端发送所述低速数据帧。

参考图6，所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据的发送方法的原理示意图。在该实施例中，当视频信号为有效状态时，在视频数据时间段内传输视频数据帧，在音频数据时间段内传输低速数据帧；而当视频信号为无效状态时，即在视频信号的空闲时间区间内，利用了16个视频数据时间段来传输低速数据帧，大大提高了传输速率和效率。

不限于以上实施例的实现方式，也可以根据需要选择其他合适的传输时间。例如，在所述视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段和所述视频信号的空闲时间区间内的所述视频数据时间段发送所述低速数据帧；或者在所述视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段发送所述低速数据帧的所述音频帧时钟码，在所述视频信号的空闲时间区间内的所述视频数据时间段发送所述低速数据帧的所述音频数据序列。

以下将结合实施例详细说明依据本发明实施例的音频-视频数据的接收方法。

参考图7，所示为依据本发明实施例的音频-视频数据的接收方法的流程图。在该实施例中，接收图2所示的音视频传输数据，以分离出相应的高速数据帧和低速数据帧，并对高速数据帧和低速数据帧进行拆包和解码以获得相应的音频信号和视频信号，上述操作是同时进行的，并无先后顺序之分。在图7的示例图中的顺序仅为方便说明而采用。

在该实施例中，音频-视频数据的发送方法包括以下步骤：

S701：接收音视频传输数据，去串行化该音视频传输数据，以得到高速数据帧；

S702：拆包该高速数据帧，以得到相应的视频信号和低速数据；

S703：检测该低速数据帧；

S704：当检测到该低速数据帧的开始数据码时，开始累积检测到的音频数据序列直至检测到结束数据码；

S705：解码该音频数据序列，以得到相应的音频数据；

S706：当检测到音频帧时钟码时，解码该音频帧时钟码以得到该音频帧时钟信号；

S707：根据该音频帧时钟信号和该音频数据得到该音频数据。

由于音频帧时钟信号采用是与音频数据不同的特殊编码，因此在音频数据的写入和读取所采用的时钟信号是一致的，因此，音频帧时钟信号能够准确的传递和还原，保证音频数据读取的准确性，音频信号在传输过程中不会产生误差；同时，系统实现也会相对简单。

参考图8，所示为依据本发明一实施例的音频-视频数据传输系统的原理框图。依据本实施例，音频-视频数据传输系统800包括发送装置814，接收装置816，以及连接在发送装置814和接收装置816之间的单串行线单串行线815。发送装置814用以接收来自视频源701的视频信号和来自音频源802的音频信号，并对视频信号和音频信号进行相适应的编码和包封，以获得承载视频信号和音频信号信息的音视频传输数据。通过单串行线单串行线815，接收装置816接收该音视频传输数据，并相应的进行去包封和解码，分别获取视频信号并传递至视频信号输出810和音频信号并传递至音频信号输出813。

具体的，发送装置814包括音频数据编码模块805，音频帧时钟信号检测模块806和低速数据帧封包模块807，用以对接收到的音频信号进行转换和处理。其中，音频数据编码模块805用以对接收到的音频信号的音频数据根据第一编码规则进行编码以获得音频数据序列；音频帧时钟信号检测模块806用以检测该音频信号的音频帧时钟信号，以获得音频帧时钟信号信息；低速数据帧封包模块807接收音频数据序列和音频帧时钟信号信息，并根据第二编码规则和该音频帧时钟信号信息生成开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码；然后，根据该开始数据码，结束数据码和音频帧时钟码和该音频数据序列生成一低速数据帧。在每一所述音频数据序列的开始时刻插入所述开始数据码，在所述音频数据序列的结束时刻插入所述结束数据码；以及在每一所述音频帧时钟信号的开始时刻，将所述音频帧时钟码插入所述低速数据帧。

发送装置814还包括高速数据帧封包模块802和并转串模块803。其中，高速数据帧封包模块802用以将接收到的视频信号和该低速数据帧进行集成封包，以形成一高速数据帧；并转串模块803用以将所述高速数据帧进行并转串处理，以形成串行的音视频传输数据。

单串行线816用以将该具有一定比特位数的音视频传输数据传递至接收装置815。通常情况下，在视频数据时间段内传输表征视频信号的视频数据，在音频数据时间段内传输低速数据帧。为了提高音频数据的传输效率，发送装置814还可以包括视频信号状态检测模块，以来检测当前视频信号的状态。并判断当前视频信号是有效状态还是无效状态，当视频信号为有效状态时，在视频数据时间段内传输表征视频信号的视频数据，在音频数据时间段内传输低速数据帧；而当视频信号为无效状态时，即在视频信号的空闲时间区间内，利用全部或者部分视频数据时间段向接收端发送所述低速数据帧。

例如，当视频信号为有效状态时，在视频数据时间段内传输视频数据，在音频数据时间段内传输低速数据帧；而当视频信号为无效状态时，即在视频信号的空闲时间区间内，利用了部分视频数据时间段来传输低速数据帧，大大提高了传输速率和效率。

不限于以上实施例的实现方式，也可以根据需要选择其他合适的传输时间。例如，在所述视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段和所述视频信号的空闲时间区间内的所述视频数据时间段发送所述低速数据帧；或者在所述视频信号的有效时间区间内的音频数据时间段发送所述低速数据帧的所述音频帧时钟码，在所述视频信号的空闲时间区间内的所述视频数据时间段发送所述低速数据帧的所述音频数据序列。

具体的，接收装置815包括串转并模块808，用以将收到的音视频传输数据进行串转并处理，以获得高速数据帧。接收装置815所包括的高速数据帧拆包模块809用以对高速数据帧进行拆包和解码，以获得相应的视频数据及低速数据，并传递视频数据至视频信号输出817和传递低速数据帧到低速数据帧拆包模块811。接收装置815所包括的低速数据帧拆包模块810用以对低速数据帧进行拆包和解码以分别获得音频数据序列和音频帧时钟信号信息。音频数据解码模块811用以对音频数据序列进行解码，以获得音频数据，音频帧时钟信号还原模块812用以通过检测所述音频帧时钟码获得音频帧时钟信号。根据音频数据和音频帧时钟信号能够准确的将音频信号还原，并传递至音频信号输出813。

在该实施例中，通过这种特殊编码的方式，尤其是对音频帧时钟信号的特殊编码，可以使得在音频数据的写入和读取所采用的时钟信号是一致的，因此，音频帧时钟信号能够准确的传递和还原，保证音频数据读取的准确性，音频信号在传输过程中不会产生误差。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。