DE60037399T2

DE60037399T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer genauen Rahmenrate in digitaler Videoübertragung

Info

Publication number: DE60037399T2
Application number: DE60037399T
Authority: DE
Inventors: Quan A. Milpitas VU; Hisato Sunnyvale SHIMA
Original assignee: Sony Electronics Inc
Current assignee: Sony Electronics Inc
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: AU2876600A; US7499078B2; HK1043674B; WO2000048343A1; EP1151566A1; US20020021358A1; DE60037399D1; US7492393B2; HK1043674A1; US20050146611A1; JP2003517749A; EP1151566A4; EP1151566B1; ATE381163T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Übertragung von Informationen zwischen Vorrichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Übertragen zeitsensitiver Informationen zwischen Vorrichtungen über ein serielles Busnetzwerk gemäß den Standards von IEEE 1394-1995.
Hintergrund der Erfindung
Der Standard gemäß IEEE 1394-1995, „1394-1995 Standard For A High Performance Serial Bus" („1394-1995 Standard für einen seriellen Hochleistungsbus") ist ein internationaler Standard für die Implementierung einer kostengünstigen seriellen Hochgeschwindigkeits-Busarchitektur, welche Datenübertragung mit sowohl asynchronem als auch isochronem Format unterstützt. Isochrone Datenübertragungen sind Echtzeit-Übertragungen, die so durchgeführt werden, dass die Zeitintervalle zwischen wichtigen Instanzen sowohl beim Übertragen als auch beim Empfangen dieselbe Dauer haben. Jedes isochron übertragene Datenpaket wird innerhalb seiner eigenen Zeitspanne übertragen. Ein Beispiel für eine ideale Anwendung der isochronen Datenübertragung wäre die Übertragung von einem Videoaufzeichnungsgerät zu einem Fernsehgerät. Der Videoaufzeichnungsgerät nimmt Bilder und Laute auf und speichert die Daten in diskreten Einheiten oder Paketen. Der Videoaufzeichnungsgerät überträgt dann die während einer begrenzten Zeitdauer aufgenommenen Bilder und Laute darstellendes Paket während dieser Zeitdauer, um sie durch das Fernsehgerät anzuzeigen. Die Busarchitektur gemäß IEEE 1394-1995-Standard stellt mehrere Kanäle für eine isochrone Datenübertragung zwischen den Anwendungen zur Verfügung. Mit den Daten wird eine Sechs-Bit-Kanalnummer übertragen, um einen Empfang durch die geeignete Anwendung sicher zu stellen. Dadurch werden multiple Anwendungen zur gleichzeitigen Übertragung isochroner Daten über die Busstruktur ermöglicht. Asynchrone Übertragungen sind traditionell Datenübertragungsvorgänge, die so bald wie möglich stattfinden und eine Datenmenge von einer Quelle zu einem Ziel übertragen.
Der Standard gemäß IEEE 1394-1995 stellt einen seriellen Hochgeschwindigkeitsbus für die Verbindung digitaler Vorrichtungen zur Verfügung, wobei eine universelle Eingangs-/Ausgangsverbindung vorgesehen wird. Der Standard gemäß IEEE 1394-1995 bestimmt eine digitale Schnittstelle für die Anwendungen, wobei das Erfordernis einer Anwendung zur Konvertierung digitaler in analoge Daten für der Übertragung über den Bus beseitigt wird. Dementsprechend empfangt eine Empfangsanwendung digitale Daten von dem Bus, und keine analogen Daten, und muss daher keine analogen Daten in digitale Daten konvertieren. Das für den Standard gemäß IEEE 1394-1995 erforderliche Kabel ist im Vergleich zu anderen, stärkeren Kabeln, die für solche Vorrichtungen eingesetzt werden, sehr dünn. Vorrichtungen können zu dem Bus gemäß IEEE 1394-1995 hinzugefügt bzw. daraus entfernt werden, während der Bus aktiv ist. Wird eine Vorrichtung auf diese Weise hinzugefügt oder entfernt, rekonfiguriert sich der Bus automatisch selbst, um Daten zwischen den dann vorliegenden Knoten zu übertragen. Ein Knoten wird als logische Einheit mit einer einzigartigen Adresse auf der Busstruktur betrachtet. Jeder Knoten stellt eine Identifikations-ROM, einen standardisierten Satz von Steuerregistern und seinen eigenen Adressplatz zur Verfügung.
Die Kabelumgebung gemäß IEEE 1394-1995 ist ein Netzwerk aus Knoten, die über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen miteinander verbunden sind, einschließlich eines Anschlusses an der physikalischen Verbindung eines jeden Knotens und dem dazwischen liegenden Kabel. Die physikalische Topologie für die Kabelumgebung eines seriellen Busses gemäß IEEE 1394-1995 ist ein nicht-zyklisches Netzwerk mit mehreren Anschlüssen mit endlichen Verzweigungen. Die Hauptbeschränkung der Kabelumgebung besteht darin, dass Knoten miteinander verbunden werden müssen, ohne dabei endlose Schleifen zu bilden.
Die Kabel gemäß IEEE 1394-1995 verbinden Anschlüsse auf unterschiedlichen Knoten miteinander. Jeder Anschluss umfasst Abschlusswiderstände, Transceiver und eine einfache Logik. Ein Knoten kann an seiner physikalischen Verbindung mehrere Anschlüsse aufweisen. Das Kabel und die Anschlüsse fungieren als Busverstärker zwischen den Knoten, um einen einzigen logischen Bus zu simulieren. Die physikalische Kabelverbindung an jedem Knoten umfasst eine oder mehrere Anschlüsse, eine Entscheidungslogik, einen Resynchronisator und einen Codierer. Jeder Anschluss stellt die Kabelschnittstelle zur Verfügung, in welchen der Kabelanschluss eingesteckt wird. Die Entscheidungslogik stellt für den Knoten einen Zugriff auf den Bus zur Verfügung. Der Resynchronisator nimmt empfangene datenimpulscodierte Datenbits auf und generiert Datenbits, die mit einem lokalen Takt synchron sind, zum Einsatz durch die Anwendungen innerhalb des Knotens. Der Codierer nimmt entweder Daten auf, die durch den Knoten übertragen werden, oder durch den Resynchronisator empfangene Daten, die für einen anderen Knoten bestimmt sind, und codiert sie im Datenimpulsformat für die Übertragung über den seriellen Bus gemäß IEEE 1394-1995. Mit Hilfe dieser Bauelemente übersetzt die physikalische Kabelverbindung die physikalische Punkt-zu-Punkt-Topologie der Kabelumgebung in einen virtuellen Übertragungsbus, der von höheren Schichten des Systems angenommen wird. Dies wird durch Aufnahme aller an einem Anschluss der physikalischen Verbindung empfangenen Daten, Resynchronisierung der Daten auf den lokalen Takt und Verstärken der Daten aus allen anderen Anschlüssen der physikalischen Verbindung erreicht.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Videonetzwerks mit einem Computersystem, einer Videokamera und einem Monitor. Das Computersystem 2 ist mit der Videokamera 4 gekoppelt. Die Videokamera 4 ist außerdem mit dem Monitor 6 gekoppelt. Das Computersystem 2 kann einen Videodatenstrom zur Videokamera 4 für eine Aufnahme durch die Videokamera 4 und/oder eine Anzeige auf dem Monitor 6 übertragen. Wenn das Computersystem 2 einen Videodatenstrom an die digitale Videokamera 4 zur Anzeige auf dem Monitor 6 überträgt, werden die Daten von der Videokamera 4 zum Monitor 6 weitergeleitet. Der Monitor 6 empfangt einen Videodatenstrom von der digitalen Videokamera 4 und zeigt ein entsprechendes Bild als Reaktion auf den Videodatenstrom an. Eine Bildfolgerate ist eine Anzahl von Videorahmen, die pro Sekunde angezeigt wird. Um die Videobilder ordnungsgemäß anzuzeigen, macht der Monitor 6 in der Regel eine Übertragung des Videodatenstroms von der Videokamera 4 mit einer erforderlichen Bildfolgerate notwendig. Erhält der Monitor 6 den Videodatenstrom von der Videokamera 4 nicht mit der erforderlichen Bildfolgerate, leidet die Qualität des angezeigten Bildes, was eine Darstellung von Farbbildern in Schwarz und Weiß und andere Verschlechterungen der Bildqualität zur Folge hat.
Das US-Patent Nr. 5,708,961 von Hylton et al. (nachfolgend „Hylton") offenbart ein digitales Netzwerk, mit dem gemultiplexte Kanäle für einen Kunden zur Verfügung gestellt werden. Jeder Multiplexkanal umfasst einen digital gemultiplexten Datenstrom mit digitalisierten Breitbandinformationen, die eine Reihe von Programmen betreffen. Beim Kunden umfasst ein gemeinsames Verarbeitungssystem mehrere Kanal- und Programmauswahlvorrichtungen. Jede Kanalauswahlvorrichtung wählt einen der gemultiplexten Kanäle aus, und jede Programmauswahlvorrichtung wählt die digitalisierte Breitbandinformation aus, die ein ausgewähltes Programm aus einem ausgewählten Kanal betrifft. Ein Multiplexer kombiniert die ausgewählte digitalisierte Breitbandinformation von den Programmauswahlvorrichtungen zu einem Transportstrom. Ein Übertragungssystem, beispielsweise mit einem digitalen Modulator, einem Frequenzspreizmodulator und einer Übertragungsantenne, stellt eine drahtlose Übertragung des digitalen Transportstroms im gesamten Kundenbereich und eventuell in einem oder mehreren nahegelegenen Bereich(en) zur Verfügung. Endgeräte im Bereich der Übertragung empfangen die drahtlose Übertragung und die verfahrensorientierte digitalisierte Breitbandinformation aus dem Transportstrom, um Informationen zu dem ausgewählten Programm darzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung eines isochronen Videodatenstroms mit einer bestimmten Bildfolgerate von einem Quellgerät zu einem Empfangsgerät zur Verfügung. Vorzugsweise ist eine Videorahmen Teil eines isochronen Videodatenstroms, der über ein serielles Busnetzwerk gemäß IEEE 1394-1995 übertragen wird. Die bestimmte, gewünschte Bildfolgerate wird durch das Empfangsgerät bestimmt. Das Quellgerät bestimmt vorzugsweise ein geeignetes Verhältnis von Datenpaketen zu Videorahmen als Reaktion auf die jeweilige erforderliche Bildfolgerate und eine Zykluszeit für isochrone Daten. Dieses geeignete Verhältnis von Datenpaketen zu Videorahmen lässt sich selten auf ein ganzzahliges Ergebnis berechnen. Sobald das geeignete Verhältnis von Datenpaketen zu Videorahmen bestimmt ist, generiert das Quellgerät demzufolge vorzugsweise zwei Gruppen von Rahmen. Eine erste Gruppe umfasst einen ganzzahligen Wert von Paketen, der dem gewünschten, gesamten Durchschnittsverhältnis von Datenpakten zu Videorahmen am nächsten kommt oder darüber liegt. Das Quellgerät generiert außerdem eine zweite Gruppe von Rahmen, wobei jeder Rahmen dieser zweiten Gruppe einen ganzzahligen Wert von Paketen aufweist, der dem Verhältnis von Paketen zu Bildfolgerate am nächsten kommt oder darunter liegt.
Um die gewünschte Bildfolgerate zu erreichen, generiert das Quellgerät ein Rahmenverhältnis, das eine bestimmte Anzahl von Rahmen aus der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe aufweist und den isochronen Videodatenstrom bildet. Darüber hinaus generiert das Quellgerät seriell jeden Rahmen in einer Reihenfolge, welche eine Kombination der ersten Rahmengruppe und der zweiten Rahmengruppe aufweist, um das gewünschte, durchschnittliche Gesamtrahmenverhältnis zu erhalten. Das Quellgerät überträgt dann den resultierenden isochronen Videodatenstrom mit der gewünschten Bildfolgerate an das Empfangsgerät.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Netzwerks aus dem Stand der Technik mit einem Computersystem, einer Videokamera und einem Monitor.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines seriellen Busnetzwerks gemäß IEEE 1394-1995 mit einem Computersystem, einer Videokamera und einem Monitor.
3 zeigt ein Blockdiagramm der internen Bauteile des Computersystems.
4 zeigt ein Blockdiagramm der internen Bauteile der Videokamera.
5 zeigt ein Blockdiagramm der Software- und Hardwarestruktur innerhalb des Computersystems.
6 zeigt einen isochronen Mustervideodatenstrom, der in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung generiert wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
2 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften seriellen Busnetzwerks gemäß IEEE 1394-1995 mit einem Computersystem, einer Videokamera und einem Monitor. Das Computersystem 10 umfasst eine zugehörige Anzeige 12 und ist mit der Videokamera 14 durch das serielle Buskabel 16 gemäß IEEE 1394-1995 verbunden. Der Monitor 15 ist mit der Videokamera 14 über ein rotes, grünes und blaues (RGB) Kabel 17 verbunden. Die Videodaten und die zugehörigen Daten werden zwischen der Videokamera 14 und dem Computersystem 10 über das serielle Buskabel 16 nach IEEE 1394-1995 übertragen. Darüber hinaus werden Videodaten und ihre zugehörigen Daten zwischen der Videokamera 14 und dem Monitor 15 über das RGB-Kabel 17 übertragen.
Im Betrieb zeigt der Monitor 15 eine Reihe von Videobildern an, die von der Videokamera 14 zur Verfügung gestellt werden und welche mit den Videodaten und den entsprechenden Daten in Beziehung stehen, die von der Videokamera 14 empfangen und über das RGB-Kabel 17 an den Monitor 15 weitergeleitet werden. Der Monitor 15 verlangt eine Formatierung der Videodaten und der entsprechenden Daten für eine spezifische Bildfolgerate, um eine korrekte Anzeige der entsprechenden Videobilder zu ermöglichen. Wenn der Monitor den Videodatenstrom nicht mit der korrekten Bildfolgerate erhält, wird die von dem Monitor 15 dargestellte Videoqualität beeinträchtigt, wodurch der Monitor 15 Farbbilder möglicherweise in Schwarz und Weiß darstellt und auch die Klarheit und Qualität der dargestellten Bilder beeinträchtigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform muss der Monitor 15 die Videodaten sowie die entsprechenden Daten mit einer Bildfolgerate von 29,9700 Rahmen pro Sekunde empfangen. Wenn der Monitor diese Daten nicht mit der Bildfolgerate von genau 29,9700 Rahmen pro Sekunde empfangt, werden die resultierenden Videobilder von dem Monitor 15 in Schwarz und Weiß und nicht in Farbe angezeigt. In alternativen Ausführungsformen unterscheidet sich die für den Monitor 15 erforderliche Bildfolgerate von der vorliegenden Ausführungsform.
Ein Blockdiagramm der internen Bauelemente des Computersystems 10 ist in 3 dargestellt. Das Computersystem 10 umfasst eine CPU 20, einen Hauptspeicher 30, einen Videospeicher 22, ein Massenspeichergerät 32 und eine Schnittstellenschaltung 28 gemäß IEEE 1394-1995, welche alle über einen herkömmlichen bidirektionalen Systembus 34 miteinander gekoppelt sind. Die Schnittstellenschaltung 28 umfasst die physikalische Schnittstellenschaltung 42 zum Senden und Empfangen von Datenverkehr auf dem seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995. Die physikalische Schnittstellenschaltung 42 ist mit der Kamera 14 über den seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Schnittstellenschaltung 28 auf einer Schnittstellenkarte nach IEEE-1394-1995-Standard innerhalb des Computersystems 10 implementiert. Für den Fachmann sollte jedoch klar sein, dass die Schnittstellenschaltung 28 innerhalb des Computersystems 10 in beliebiger anderer geeigneter Weise implementiert werden kann, einschließlich des Einbauens der Schnittstellenschaltung auf der Hauptplatine selbst. Das Massenspeichergerät 32 kann sowohl fixe als auch bewegliche Medien aufweisen, die eine beliebige Anzahl von magnetischen, optischen oder magnetooptischen Speichertechnologien oder beliebige andere verfügbare Massenspeichertechnologien einsetzen können. Der Systembus 34 umfasst einen Adressbus zum Adressieren eines Bereichs der Speicher 22 und 30. Der Systembus 34 umfasst außerdem einen Datenbus zum Übertragen von Daten zwischen und innerhalb der CPU 20, dem Hauptspeicher 30, dem Videospeicher 22, dem Massenspeichergerät 32 und der Schnittstellenschaltung 28.
Das Computersystem 10 ist außerdem mit einer Anzahl peripherer Eingabe- und Ausgabegeräte einschließlich der Tastatur 38, der Maus 40 und der zugehörigen Anzeige 12 gekoppelt. Die Tastatur 38 ist mit der CPU 20 gekoppelt und ermöglicht es einem Nutzer so, Daten und Steuerbefehle in das Computersystem 10 einzugeben. Eine herkömmliche Maus 40 ist mit der Tastatur 38 gekoppelt, um graphische Darstellungen auf der Anzeige 12 als Cursorsteuerung zu manipulieren.
Ein Anschluss des Videospeichers 22 ist mit einer Video-Multiplex- und Verschiebeschaltung 24 gekoppelt, welche wiederum mit einem Videoverstärker 26 verbunden ist. Der Videoverstärker 26 treibt die Anzeige 12 an. Die Video-Multiplex- und Verschiebeschaltung 24 und der Videoverstärker 26 wandeln im Videospeicher 22 gespeicherte Pixeldaten in Rastersignale um, welche sich zur Verwendung durch die Anzeige 12 eignen.
Ein Blockdiagramm der internen Bauelemente der Videokamera 14 ist in 4 gezeigt. Die Videokamera 14 umfasst vorzugsweise eine physikalische Schnittstellenschaltung 100, eine Schnittstellenschaltung 102, einen Videospeicher 104, eine Speichervorrichtung 106, einen Videomultiplexer und Verschiebeeinheit 110, und einen Videoverstärker 112, die alle durch einen herkömmlichen bidirektionalen Systembus 108 miteinander verbunden sind. Die Schnittstellenschaltung 102 gemäß IEEE 1394-1995 umfasst eine physikalische Schnittstellenschaltung 100 zum Übertragen und Empfangen von Datenverkehr auf dem seriellen Bus 16 nach IEEE-1394-1995-Standard. Die physikalische Schnittstellenschaltung 100 ist vorzugsweise über den seriellen Bus gemäß IEEE 1394-1995 mit dem Computersystem 10 (2) gekoppelt. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schnittstellenschaltung 102 auf einer Schnittstellenkarte nach IEEE 1394-1995 in die Videokamera 14 eingebaut. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Schnittstellenschaltung 102 in der Videokamera auf beliebige andere geeignete Art und Weise implementiert werden kann. Die Speichervorrichtung 106 ist vorzugsweise die Bandaufnahmevorrichtung und -anordnung, mit dem die Videokamera 14 einen Videodatenstrom aufnimmt. Alternativ kann die Speichervorrichtung sowohl fixe als auch bewegliche Medien aufweisen, welche eine beliebige Anzahl magnetischer, optischer oder magnetooptischer Speichertechnologien oder beliebige andere verfügbare Speichertechnologien verwenden. Der Systembus 108 umfasst außerdem einen Datenbus zum Übertragen von Daten zwischen und in der Speichervorrichtung 106, dem Videoverstärker 112, dem Videomultiplexer und Verschiebeeinheit 110, dem Videospeicher 104 und der Schnittstellenschaltung 102.
Im Betrieb empfangt die Schnittstellenschaltung 102 vorzugsweise Videodaten und zugehörige Daten vom Computersystem 10 (2) über das serielle Busnetzwerk gemäß IEEE 1394-1995 Standard. Die physikalische Schnittstellenschaltung 100 empfängt sowohl die Videodaten, als auch die zugehörigen Daten. Als Reaktion auf die physikalische Schnittstellenschaltung 100 werden die Videodaten selektiv von der Schnittstellenschaltung 100 zur Speichervorrichtung 106 und/oder dem Videospeicher 104 übertragen. Nachdem die Videodaten vom Videospeicher 104 empfangen wurden, wandeln der Videomultiplexer und Verschiebeeinheit 110 und der Videoverstärker 112 die im Videospeicher 104 gespeicherten Daten in RGB-Signale um, die sich für den Einsatz durch die Anzeige 15 (2) eignen. Der Videoverstärker 112 überträgt die Videodaten vorzugsweise über das RGB-Kabel 17 an den Monitor 15 (2).
5 zeigt ein Blockdiagramm der Hardware- und Softwarearchitektur der Bauelemente und Treiber innerhalb des Computersystems 10 zum Übertragen eines Videorahmens. Wie oben beschrieben und in 3 gezeigt, ist die physikalische Transceiverschaltung 42 mit dem seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 gekoppelt und verantwortlich für die Übermittlung und den Empfang von Datenverkehr von dem Computersystem über das serielle Busnetzwerk gemäß IEEE 1394-1995. Dem Fachmann sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung auf jedem in geeigneter Weise konfigurierten Knoten, der zum Übertragen von Datenpaketen eingesetzt wird, implementiert werden kann. Ein Verbindungschip 52 ist mit der physikalischen Transceiverschaltung 42 zum Bereitstellen von Daten und Steuersignalen von den Gerätetreibern und -anwendungen zur physikalischen Transceiverschaltung 42 verbunden. Der Verbindungschip 52 befindet sich vorzugsweise in der Schnittstellenschaltung 28. Die Softwareanwendungen und Vorrichtungstreiber kommunizieren mit dem Verbindungschip 52. Die relevanten Softwareanwendungen und Gerätetreiber zum Übertragen von Daten von dem Knoten über das serielle Busnetzwerk gemäß IEEE 1394-1995 umfassen den Anschlusstreiber 54 gemäß IEEE 1394-1995, den Busklassentreiber 56 gemäß IEEE 1394-1995 und den digitalen Minivideotreiber 58. Die Treiber 54, 56 und 58 befinden sich im Betriebssystem und stellen die für eine Übertragung eines Videorahmens erforderlichen Instruktionen und Daten zur Verfügung.
In der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Computersystem 10 mit der Videokamera 14 über den seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 verbunden. Darüber hinaus ist die Videokamera 14 über das RGB-Kabel 17 mit dem Monitor 15 verbunden. Das Computersystem 10 überträgt vorzugsweise einen Videodatenstrom im Videoformat, welcher Videorahmen und zugehörige Daten enthält, über den seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 zur Videokamera 14. Jeder Videorahmen in diesem Videodatenstrom umfasst einen im Rahmen eingebetteten Zeitstempel, welcher die Videokamera 14 bezüglich der korrekten zeitlichen Abfolge beim Anzeigen eines jeden Rahmens instruiert. Auf der Grundlage dieses Zeitstempels generiert die Videokamera 14 vorzugsweise die geeigneten Videosignale, welche die gewünschte Bildfolgerate reflektieren und jeden Rahmen zu der entsprechenden, von seinem Zeitstempel bestimmten Anzeigezeit anzeigen. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt die gewünschte Bildfolgerate 29,9700 Rahmen pro Sekunde.
Videodatenstrom im Videoformat, welcher Videorahmen und zugehörige Daten enthält, über den seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 zur Videokamera 14. Jeder Videorahmen in diesem Videodatenstrom umfasst einen im Rahmen eingebetteten Zeitstempel, welcher die Videokamera 14 bezüglich der korrekten zeitlichen Abfolge beim Anzeigen eines jeden Rahmens instruiert. Auf der Grundlage dieses Zeitstempels generiert die Videokamera 14 vorzugsweise die geeigneten Videosignale, welche die gewünschte Bildfolgerate reflektieren und jeden Rahmen zu der entsprechenden, von seinem Zeitstempel bestimmten Anzeigezeit anzeigen. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt die gewünschte Bildfolgerate 29,9700 Rahmen pro Sekunde. Wenn die Bildfolgerate nicht genau 29,9700 Rahmen pro Sekunde beträgt, wird das auf dem Monitor 15 angezeigte resultierende Bild in Schwarz und Weiß und nicht in Farbe angezeigt.
Das Computersystem 10 überträgt den Videodatenstrom vorzugsweise in Form eines isochronen Pakets über den seriellen Bus 16 gemäß IEEE 1394-1995 über einen isochronen Kanal zur Videokamera 14. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein isochrones Paket in jedem isochronen Zyklus auf dem isochronen Kanal übertragen. In einem seriellen Bus gemäß IEEE 1394-1995 tritt ein isochroner Zyklus alle 125 Mikrosekunden auf. Folglich wird in der bevorzugten Ausführungsform ein isochrones Paket auf dem isochronen Kanal alle 125 Mikrosekunden übertragen. Um sicherzustellen, dass die erforderliche Bildfolgerate von 29,9700 Rahmen pro Sekunde eingehalten wird, wird die folgende Gleichung (1) zur Berechnung der erforderlichen Anzahl von Paketen pro Rahmen eingesetzt, um eine Bildfolgerate von 29,9700 Rahmen pro Sekunde zu erhalten.
Bei einer Bildfolgerate von 29,9700 Rahmen pro Sekunde und der Zykluszeit von 125 Mikrosekunden pro Zyklus ergibt sich nach der Gleichung (1) eine Anzahl von 266,9336 Paketen pro Rahmen.
Über das serielle Busnetzwerk gemäß IEEE 1394-1995 kann für jeden isochronen Zyklus nur ein ganzes Paket übertragen werden. Um folglich das Ergebnis von 266,9336 Paketen pro Rahmen zu erhalten, wird ein Rahmenverhältnis mit unterschiedlicher Anzahl von Paketen verwendet, um einen Gesamtdurchschnittswert von 266,9336 Paketen pro Rahmen zu erhalten. Aus den Rahmen wird bei der Übertragung von dem Computer 10 zur Videokamera 14 ein Datenstrom gebildet. Um Rahmen zu erhalten. Dem Fachmann sollte klar sein, dass der Datenstrom mehr oder weniger als 10.000 Rahmen aufweist, und dass diese Zahl nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dient. Diese Rahmen werden dann als isochroner Datenstrom über den seriellen Bus gemäß IEEE 1394-1995 an die Videokamera 14 übertragen. Durch die Übertragung des korrekten Rahmenverhältnisses mit unterschiedlicher Anzahl von Paketen in diesem isochronen Datenstrom empfangt die Videokamera 14 die Videorahmendaten vorzugsweise mit der erforderlichen Bildfolgerate von 29,9700 Rahmen pro Sekunde. Dadurch kann die Videokamera 14 dann die Videodaten mit der gewünschten Bildfolgerate an den Monitor 15 übertragen, um die korrekte Bildqualität sicher zu stellen.
6 zeigt einen isochronen Musterrahmendatenstrom, welcher durch das Computersystem 10 (2) zur Übertragung an die Videokamera 14 (2) konfiguriert wird, und einen Musterstrom mit Videodatenpaketen. Der isochrone Musterrahmendatenstrom umfasst eine erste, mit „A" gekennzeichnete Rahmengruppe mit 267 Paketen in jedem Rahmen und eine zweite, mit „B" gekennzeichnete Rahmengruppe mit 266 Paketen in jedem Rahmen. Im Verlauf von 10.000 Rahmen umfasst die erste Rahmengruppe (A) 9336 Rahmen und die zweite Rahmengruppe (B) umfasst 644 Rahmen. Wie in 6 gezeigt werden vierzehn Rahmen aus der ersten Rahmengruppe (A) aufeinanderfolgend angeordnet und von einem Rahmen aus der zweiten Rahmengruppe (B) unterbrochen. Obwohl es in 6 nicht ausdrücklich gezeigt ist, wird dieses Muster von vierzehn Rahmen der ersten Rahmengruppe (A), welcher von einem Rahmen aus der zweiten Rahmengruppe (B) unterbrochen wird, so lange fortgesetzt, wie der Datenstrom übertragen wird.
Darüber hinaus platziert das Computersystem 10 eine ausgewählte Anzahl von Paketen aus dem Paketdatenstrom in jeden Rahmen, während dieser bestimmte Rahmen von dem Computersystem 10 generiert wird. Beispielsweise werden 266 Pakete aus dem von einer Paketgruppe 200 gebildeten Paketdatenstrom in einen Rahmen 205 eingefügt. Anschließend werden 267 Pakete aus dem von einer Paketgruppe 210 gebildeten Paketdatenstrom in einen Rahmen 215 eingefügt. Die Paketgruppe 210 folgt im Paketdatenstrom auf die Paketgruppe 200.
Das obige Beispiel der bevorzugten Ausführungsform stellt lediglich einen Musterbetrieb der vorliegenden Erfindung während der Verwendung einer erforderlichen Bildfolgerate und Zykluszeit zur Verfügung, die auf das in 2 gezeigte beispielhafte Netzwerk gerichtet sind. Eine Variierung der erforderlichen Bildfolgerate und Zykluszeit ist im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
von einer Paketgruppe 200 gebildeten Paketdatenstrom in einen Rahmen 205 eingefügt. Anschließend werden 267 Pakete aus dem von einer Paketgruppe 210 gebildeten Paketdatenstrom in einen Rahmen 215 eingefügt. Die Paketgruppe 210 folgt im Paketdatenstrom auf die Paketgruppe 200.
Das obige Beispiel der bevorzugten Ausführungsform stellt lediglich einen Musterbetrieb der vorliegenden Erfindung während der Verwendung einer erforderlichen Bildfolgerate und Zykluszeit zur Verfügung, die auf das in 2 gezeigte beispielhafte Netzwerk gerichtet sind. Eine Variierung der erforderlichen Bildfolgerate und Zykluszeit ist im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Andere Bildfolgeraten und/oder Zykluszeiten erzeugen folglich andere isochrone Datenströme, sowie einen anderen Gesamtdurchschnittswert der Pakete pro Rahmen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben, deren Einzelheiten ein klareres Verständnis des erfindungsgemäßen Aufbaus und Betriebs ermöglichen sollen. Eine solche Bezugnahme in der vorliegenden Beschreibung auf spezifische Ausführungsformen und Einzelheiten soll den Umfang der anhängenden Patentansprüche nicht beschränken. Dem Fachmann ist klar, dass die beispielhaften Ausführungsformen modifiziert werden können, ohne dabei über den Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen angegeben ist, hinaus zu gehen.

Claims

Verfahren zum Übertragen eines Datenstroms von einem Quellgerät (10) mit einer Bildfolgerate, die durch das Empfangsgerät bestimmt ist, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: a. Bestimmen einer Bildfolgerate in einem Empfangsgerät (14), und durch die weiteren Schritte gekennzeichnet ist: b. Berechnen eines Verhältnisses von ersten Rahmen (215) zu zweiten Rahmen (205), um die in dem Empfangsgerät (14) bestimmte Bildfolgerate zu erhalten; c. Bilden von x einer Anzahl von ersten Rahmen (215), wobei jeder der ersten Rahmen (215) m Pakete von Daten (210) enthält, dessen Bildfolgerate der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate am nächsten kommt und darüber liegt; d. Bilden einer Anzahl y von zweiten Rahmen (205), wobei jeder der zweiten Rahmen (205) m Pakete von Daten (200) enthält, dessen Bildfolgerate der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate am nächsten kommt oder darunter liegt, wobei m nicht gleich n ist; e. Kombinieren der Anzahl x von ersten Rahmen (215) und der Anzahl y von zweiten Rahmen (205) zu einem Datenstrom, um die in dem Empfangsgerät (14) bestimmte Bildfolgerate zu erhalten, wobei die ersten Rahmen (215) und die zweiten Rahmen (205) vom gleichen Typ sind und die gleichen Eigenschaften aufweisen und wobei die Anzahl x von ersten Rahmen (215) gleichmäßig über die Anzahl y von zweiten Rahmen (205) verteilt sind, wodurch sich ein Wiederholen des Musters der ersten Rahmen (215) und der zweiten Rahmen (205) innerhalb des Datenstroms ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Übertragens des Datenstromes von dem Quellgerät (10) bei der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Datenstrom digitalen Videodaten entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei n, m, x und y ganzzahlige Werte sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Übertragens des Datenstromes von dem Quellgerät (10) zu dem Empfangsgerät (14) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei n, m, x und y ganzzahlige Werte sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Datenstrom den Standards von IEEE 1394-1995 Netzwerk (16) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Quellgerät (10) und das Empfangsgerät (14) miteinander in einem Netzwerk verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Netzwerk einem IEEE 1394-1995 Netzwerk (16) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin den Schritt des Empfangens des Datenstroms von einem Netzwerk durch das Empfangsgerät (14) bei einer Bildfolgerate des Empfangsgeräts (14) umfasst, und wobei der Datenstrom zu den Standards eines IEEE 1394-1995 Netzwerks (16) konform ist.
Quellgerät (10) zum Übertragen eines Datenstroms mit einer durch ein Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate, wobei das Quellgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Steuerung umfasst, die ausgebildet ist, um ein Verhältnis von ersten Rahmen (215) zu zweiten Rahmen (205) zu berechnen, um die in dem Empfangsgerät (14) bestimmte Bildfolgerate zu erhalten, um einen Datenstrom zu erzeugen, der mehrere erste Rahmen (215) umfasst, wobei jeder der ersten Rahmen x Pakete (210) umfasst, dessen Bildfolgerate der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate am nächsten kommt und darüber liegt, und mehrere zweite Rahmen (205) umfasst, wobei jede der zweiten Rahmen y Pakete von Daten (200) umfasst, dessen Bildfolgerate der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate am nächsten kommt und darunter liegt, um die in dem Empfangsgerät (14) bestimmte Bildfolgerate zu erhalten und wobei y nicht gleich x ist, und um den Datenstrom bei der in dem Empfangsgerät (14) bestimmten Bildfolgerate zu übertragen, wobei die ersten Rahmen (215) und die zweiten Rahmen (205) vom gleichen Typ sind und die gleichen Eigenschaften aufweisen und die Anzahl der ersten Rahmen (215) gleichmäßig über die Anzahl der zweiten Rahmen (205) verteilt sind, wodurch ein sich wiederholendes Muster von ersten Rahmen (215) und zweiten Rahmen (205) innerhalb des Datenstromes ausbildet.
Quellgerät nach Anspruch 11, wobei x und y ganzzahligen Werte entsprechen.
Quellgerät nach Anspruch 11, das weiterhin eine Schnittstelle umfasst, die mit der Steuerung verbunden ist und die zum Verbinden des Quellgeräts mit einem Netzwerk ausgebildet ist.
Quellgerät nach Anspruch 13, wobei das Netzwerk einem IEEE 1394-1995 Netzwerk (16) entspricht.
System mit dem Quellgerät (10) nach Anspruch 11 und weiterhin mit einem Empfangsgerät (14), das mit dem Quellgerät (10) verbunden ist, und ausgebildet ist, um den Datenstrom bei einer Bildfolgerate des Empfangsgerätes (14) zu empfangen.
System nach Anspruch 15, wobei x und y ganzzahligen Werten entsprechen.
System nach Anspruch 15, wobei die Steuerung einem Computersystem (10) entspricht.
System nach Anspruch 15, wobei das Empfangsgerät (14) einer digitalen Videokamera (14) entspricht.
System nach Anspruch 15, wobei die in dem Empfangsgerät bestimmte Bildfolgerate 29,97 Rahmens beträgt.
System nach Anspruch 15, wobei die mehreren ersten Rahmen (215) 9336 Rahmen entsprechen, x Pakete (210) 267 Pakete darstellen, die mehreren zweiten Rahmen (205) 664 Rahmen entsprechen und die y Pakete (200) 266 Pakete darstellen.
System nach Anspruch 15, wobei der Datenstrom den Standards eines IEEE 1394-1995 Netzwerk (16) entspricht.
System nach Anspruch 15, das weiterhin ein Netzwerk umfasst, das zwischen dem Quellgerät (10) und dem Empfangsgerät (14) angeordnet ist und ausgebildet ist, den Datenstrom zu übertragen.
System nach Anspruch 22, wobei das Netzwerk einem IEEE 1394-1995 Netzwerk (16) entspricht.