CN1297151C

CN1297151C - 视频同步

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Publication number: CN1297151C
Application number: CNB2004100430684A
Authority: CN
Inventors: M·康普顿; C·H·吉拉德
Original assignee: Sony United Kingdom Ltd
Current assignee: Sony Europe Bv
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4528010B2; CN1543193A; EP1471745B1; US8401090B2; US20040257469A1; US8073060B2; JP2004304809A; GB0307459D0; GB2400255A; US20120081606A1; EP1471745A1

Abstract

一种使与异步交换报文网进行通信的本地视频数据处理器的本地图像同步信号发生器的相位与同样连接到该网络的参考视频数据处理器的参考图像同步信号发生器的相位相同步的方法，本地和参考处理器具有各自的时钟，且两种信号发生器产生分别与参考和本地时钟同步的周期性图像同步信号，方法包括：频率同步本地和参考时钟；参考视频数据处理器经由网络，向本地数据处理器发送图像定时报文，提供指示定时差值的参考图像同步数据，该定时差值是相对于参考处理器时钟，在图像定时报文被发送到网络上的时间与参考图像同步信号产生时间之间测量的；和本地视频数据处理器依赖于参考图像同步数据和定时报文到达的时间，控制本地图像同步信号的产生时间。

Description

视频同步

技术领域

本发明涉及视频同步。

背景技术

已经提出在异步交换网上分布视频数据。这些数据可以分布到许多相互独立地处理数据的接收机。在接收机端的一些处理过程需要两个视频流被同步处理，比如，在两个视频流间的简单截割必须精确到一帧的界线。然而，异步网络本质上并不支持帧同步，并且视频流经由网络而取道的不同路径可能遭受不同的延迟。

一个在NAB2001会议上被展示说明的现有方案，在网络上分布视频数据。链接本地时钟到参考时钟的定时数据在另一个单独的网络上分布。

ITU-TRecH222.0(1995E)公开了在ITU-TRecH222.01ISO/IEC13818-1系统数据流(即，MPEG)内有被称作系统时钟基准(SCR)的时钟参考时间标记。SCR是对系统时钟(STC)的采样。他们具有每27MHz一部分的分辨率，并且在传送流内以高达100毫秒的间隔和程序流内以高达700毫秒的间隔发生。每一个程序流都可以有不同的STC。SCR字段表明了当SCR在相应的解码器被接收时，编码器的STC的校正值。因为有了相匹配的编码器和解码器时钟频率，任何校正的SCR值都能被用来设置解码器的STC瞬时值。倘若没有定时中断，比如程序流的结束，则情况确实是这样。实际上，时钟的自由振荡频率将不匹配。这样，就需要使用锁相环(PLL)使解码器(一个压控振荡器)和编码器的时钟相匹配或“随动”。在每一个SCR到达解码器的时刻，将它与解码器的STC进行比较。差值(SCR-STC)，是应用到低通滤波器和增益级以产生用于解码器的压控振荡器的控制值的误差。

上面描述的系统使用异步网并且使解码器时钟的绝对时间与参考时钟同步。

本发明在处理视频流的目的端提供视频流的帧同步，该目的端通过异步报文交换网络与视频流源相链接，无需网络的额外基础设施。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种使本地视频数据处理器的本地图像同步信号发生器的相位与参考视频数据处理器的参考图像同步信号发生器的相位相同步的方法，所述本地视频数据处理器与异步交换报文网进行通信，参考视频数据处理器也连接到该异步交换报文网，所述本地和参考视频数据处理器分别具有本地和参考时钟，所述参考和本地图像同步信号发生器产生分别与参考和本地时钟同步的周期性图像同步信号，该方法包括下列步骤：

(i)频率同步所述本地和参考时钟；

(ii)所述参考视频数据处理器经由网络，向所述本地数据处理器发送图像定时报文，提供指示定时差值的参考图像同步数据，该定时差值是相对于所述参考时钟，在所述图像定时报文被发送到网络上的时间与参考图像同步信号产生时间之间测量的；和

(iii)所述本地视频数据处理器依赖于所述参考图像同步数据和所述定时报文到达的时间，控制本地图像同步信号的产生时间，所述控制本地图像同步信号的产生时间包括：通过从以下两者之间差值导出的校正量调整所述的本地图像同步信号的产生时间：

所述参考图像同步数据；和

相对于所述本地时钟和所述本地图像同步信号测量的所述图像定时报文的到达时间。

根据本发明的另一方面，提供了一种视频网络，包括；

(i)一个参考视频数据处理器，具有一个参考图像同步信号发生器和一个产生参考时钟的参考时钟发生器，所述参考图像同步信号发生器产生与所述参考时钟同步的周期性参考图像同步信号；

(ii)一个本地视频数据处理器，具有一个本地图像同步信号发生器和一个频率锁定在所述参考时钟发生器的产生本地时钟的本地时钟发生器，所述本地图像同步信号发生器产生与所述本地时钟同步的周期性本地图像同步信号；

(iii)一个异步的基于报文的网络，将所述本地视频数据处理器和所述参考视频数据处理器相链接；

(iv)所述参考视频数据处理器包括发送装置，用于经由网络，向所述本地视频数据处理器发送图像定时报文，提供指示定时差值的参考图像同步数据，该定时差值是相对于所述参考时钟，在所述图像定时报文被发送到网络上的时间与参考图像同步信号产生时间之间测量的；和

(v)所述本地处理器包括用于依赖于所述参考图像同步数据和所述定时报文到达的时间控制所述本地图像同步信号的产生时间的装置，所述控制本地图像同步信号的产生时间包括：通过从以下两者之间差值导出的校正量调整所述的本地图像同步信号的产生时间：

所述参考图像同步数据；和

根据本发明的再一方面，提供一种本地视频数据处理器，具有本地图像同步信号发生器和可锁频到由参考时钟发生器产生的参考时钟的本地时钟发生器，该本地时钟发生器产生本地时钟，该参考时钟发生器位于可经由异步的基于报文的网络连接到所述本地视频数据处理器的参考视频数据处理器端，所述本地同步信号发生器产生与所述本地时钟同步的周期性的图像同步信号；

所述本地视频数据处理器包括用于依赖于由来自所述参考时钟发生器的图像定时报文提供的参考图像同步数据和这样的图像定时报文到达的时间，控制所述本地图像同步信号的产生时间的装置，所述控制本地图像同步信号的产生时间包括：通过从以下两者之间差值导出的校正量调整所述的本地图像同步信号的产生时间：

所述参考图像同步数据；和

本发明提供了一种使本地视频数据处理器的本地图像同步信号发生器的相位与参考视频数据处理器的参考图像同步信号发生器的相位相同步的方法，所述本地视频数据处理器与异步交换报文网进行通信，参考视频数据处理器也连接到该网络，本地和参考处理器具有各自的时钟，参考和本地图像同步信号发生器分别产生与参考和本地时钟同步的周期性图像同步信号，该方法包括下列步骤：

频率同步本地和参考时钟；

参考视频数据处理器经由网络，发送图像定时报文到本地数据处理器以提供指示定时差值的参考图像同步数据，该定时差值是相对于参考处理器时钟，在图像定时报文被发送到网络上的时间与参考图像同步信号(比如，一个紧接着的前一个参考图像同步信号)产生时间之间测量的；和

本地视频数据处理器依赖于参考图像同步数据和定时报文到达的时间，控制本地图像同步信号的产生时间。

可以理解，参考视频数据处理器可以简单的是一个定时信息源，或也能够处理要发送到网络上的视频信息。

发送图像定时报文允许将本地视频处理器的图像(比如，字段或帧或其任一的倍数)同步脉冲定时调整到参考处理器的图像同步脉冲定时，并不需要网络的额外的基础设施。通过使用当报文被发送时(发送到网络)当前的数据作为参考时钟数据，任何在源数据处理器内的处理时延或图像抖动的影响都能被减少。

该方法假设，通过网络的延迟是零或对于通过网络的所有路径延迟相等。在很多环境中，这是一个好的近似值。然而，实际上它可能不是这样的。为了减轻这个问题，本方法的一个优选实施例包括增加延迟到本地图像同步信号的步骤。

延迟可以是一个预先确定的延迟，比如，2，4或6个视频线。延迟最好选择等于或大于经过网络的最大延迟。延迟可以被固定。延迟可以由控制器依赖于视频信号通过网络的路径来选择。

本方法的一个实施例中，频率同步本地和参考时钟的步骤包括步骤：从参考数据处理器经由网络发送时钟定时报文到本地数据处理器，每一个时钟定时报文包括包含本地处理器目的地址的字段和包含指示时钟定时报文发送时间的参考时钟数据的字段；并且依赖于参考时钟数据和时钟定时报文的到达时间对本地时钟频率进行控制。

在网络上发送定时报文，无需网络额外的基础设施，允许时钟同步。通过使用当报文被发送时(发送到网络)当前的数据作为参考时钟数据，任何在源数据处理器内的处理时延或图像抖动的影响都能被减少。比如，时间报文发生器用一个空的时间数据字段产生一个定时报文。在报文被发送到网络时(或之前)，参考时间被采样并使其进入时间数据字段。

本发明的这些和其它方面在被关注的权利要求内被列出。

附图说明

本发明的上述和其它目的，特征和优点从下面与伴随的附图相对应的说明性的实施例的详细描述中可清楚的得出，其中：

图1是一个说明根据本发明的异步交换网络的示意方框图，该网络与发射机和相应的接收机相耦合，其中，发射机在网络上发送视频信号和相关的时钟数据，以及帧定时数据；

图2是一个示意的定时图，它说明了图1所示的关于时钟定时报文的网络的操作；

图3是一个示意图，说明了帧定时报文的一个例子；

图4是一个示意方框图，说明了图1的接收机中使用的锁频环(FLL)；

图5是一个示意方框图，说明了图4的锁频环中使用的时钟差值电路；

图6是一个示意方框图，说明了图4的锁频环中使用的累加器；

图7是一个示意图，说明了视频报文的一个例子；

图8是一个示意图，说明了帧定时和视频报文的一个例子；

图9是一个示意图，说明了根据本发明的帧定时报文的另一个例子；

图10是一个示意定时图，说明了图1中关于帧定时报文的网络操作；

图11是一个流程图，说明了图1的差值电路的操作模式；

图12说明了图1的视频处理器的一个例子；和

图13说明了视频报文内的视频数据格式。

在下面描述的例子中，参考了帧同步信号。能够理解，字段同步信号，或是出现在多个字段或帧周期的信号，或类似的信号可以代替使用。因此，术语“帧同步信号”和相关的术语被认为包括这些变量。

具体实施方式

参照图1，在这个例子中，视频被从发射机2，在异步报文交换网络6的一个节点经过网络发送到它的其它节点的一个或更多接收机4(只示出1个)。发射机2和接收机4可以是，或包括，或组成网络接口卡的一部分。在这个例子中的网络是以太网，可以是任何异步交换报文网络，比如令牌环网。

网络6包括异步交换机61，它复制下面描述的由发射机2发送的视频(和定时)报文，并将它们发布到接收机4。

发射机

在发射机，视频由源8与来自参考时钟10的时钟脉冲和来自帧同步电路11的帧同步脉冲同步产生。在这个例子中，视频包括每行1440个视频采样和每帧625行的与27MHz采样时钟和帧同步脉冲同步产生的SDI帧。(注意为了在接收机4编码视频，本地时钟30需在27MHz(+/-小的容差)操作。这样本地时钟30需与参考时钟10频率同步。)

视频报文被传送到接口及把报文传送到网络接口15的多路复用器16。网络接口15以传统的方式经由网络发送视频报文。第一计数器12计数参考时钟的时钟报时信号(周期)。时间报文发生器14在接口16的控制下操作，在任何时候当网络具有备用的能力发送定时报文，并将它置于在那时经由网络发送的定时报文的时间标记数据帧(如图3所示)内时，获得计数器12的参考计数。时间标记数据是在报文被发送时由参考时钟指示的时间。产生定时报文，它包括参考计数，并在频繁但潜在的变化的间隔被传送到接收机4。

帧同步电路11与时钟10同步操作，并以传统的方式为源8每视频帧产生一个帧同步脉冲。参照图1和10，第二计数器13为间隔δt_f计数参考时钟脉冲，并将计数δt_f提供给如图3所示的，将计数放置在报文的时间数据字段的帧内的时间报文发生器14。间隔δt_f在帧同步脉冲产生时开始，并当定时报文被发送时结束。每个时间同步脉冲将计数器13的计数复位到零。当从定时报文发生器中接收到信号，计数被载入报文时，间隔停止。这样，在那时的计数δt_f表示在定时报文发送到网络的时间和最近的前面的同步脉冲之间的时间间隔。

在图1的例子中，视频数据作为报文以传统的方式经由网络6被发送。如图3中所示的例子，时间标记和帧定时数据报文(下文中提到的定时报文)，也分别从视频产生，并经由网络6发送。

接收机

接收机4包括与接口15对应的网络接口17，与接口16对应的接口18，它将视频报文发送给视频处理器22，并将定时报文供给定时报文选择器20。

选择器20从定时报文中摘录析取定时数据，并也提供采样信号用于指示从选择器20接收报文的时间。定时数据和采样信号被提供给包括并控制本地时钟30的锁频环路(FLL)。锁频环路是一个采样数据控制系统。经过FLL采样的时钟的零件被省略，因为这样的细节与理解本发明的实施例不相关，并且在FLL设计者的一般技术内。

视频处理器22需要本地时钟30与参考时钟10在相同的频率(27MHz)操作以准确地处理视频。如图1和4所示，FLL包括与第一计数器12相同的计数器32，它计数本地时钟30的周期以产生本地计数，还包括时钟差值电路级26。时钟差值电路26形成第一和第二差值。第一差值是由连续的定时报文的第一计数器产生的参考计数的差值。第二差值是在接收到参考计数时产生的相应的本地计数的差值。时钟差值电路参照图5在下面将做更详细的描述。

通过解释，注意力被集中到图2。参考和本地时钟在理论上精确在27MHz频率上操作。然而实际上，一个或两个操作都有一个(小)的频率误差。本地时钟作为一个参考时钟，必须在相同的频率(+/-一个非常小的容差)操作。假设一个例子，本地时钟在比参考时钟稍微高的频率操作。发射机在不规则的间隔发射定时报文P1到P4。至少一个，最好是一系列的报文在计数器12的每个环绕间隔被发射。比如，一个27MHz的时钟和一个32bit的计数器12的环绕间隔是159秒，并且这么小的一个报文每159秒就被发送。然而优选地，报文比这个更频繁的发送，比如每秒10次。定时报文在下面将做更详细的描述。在图2的例子中，报文P1和P2间隔参考时钟10的5个时钟报时信号，被不时发送。报文P2和P3间隔8个时钟报时信号，报文P3和P4间隔6个时钟报时信号。网络延迟之后报文被接收机接收；假设延迟是常量D。在接收到报文P1到P4时，本地计数是L1到L4。计数L1和L2间隔6个本地时钟报时信号，L2和L3间隔9个，L3和L4间隔7个。这样，第一差值是5，8和6，第二差值是6，9和7，指示本地时钟在比参考时钟高的频率上操作。第一差值和第二差值是由FLL使用的误差，用来控制本地时钟频率。

从第一和第二差值形成误差具有下列优点。(固定)延迟D对误差无影响。参考和本地计数的绝对值是不重要的。进一步，如果定时报文没有被收到，它没有什么影响。比如，假设报文P2没有被接收到：接着计数L2就不会产生。然而，差值(P3-P1)＝(P2-P1)+(P3-P2)及(L3-L1)＝(L2-L1)+(L3-L2)，以至于在图2的与所有接收到的报文有相同的累计误差的例子中(L3-L1)-(P3-P1)＝2。

接下来的讨论假设D是固定的。D是网络的处理延迟。以交换机61为例，它的处理延迟依赖于由它交换的报文的平均尺寸。这样，举例说，由于定时报文大小的变化，D可以变化，这导致了在网络中处理延迟的变化。如果D改变，接着保持在它的新值，当它改变时，变化仅影响第一和第二差值一次。

接下来的讨论也忽略网络图像抖动δt，其影响在接收机端的定时报文接收定时，并且这样影响相应的本地计数L。在解码器端在报文到达时间内，图像抖动δt在差值中引起变化。图像抖动δt被认为是噪声。如图4所示的FLL包括低通滤波器34，低通滤过滤由时钟差值电路26产生的误差以减小图像抖动。举例来说，滤波器可以是N抽头数字滤波器。

紧随滤波器34后面的是累加器36。累加器的一个例子在图6中示出，将在下面被详细描述。累加器连续累加低通滤波器的误差。一旦锁频发生，需要累加器被确认，并且这样误差是零，接着本地时钟即压控振荡器30具有一个应用于它的稳定非零控制值，用于阻止“抖动”。通过解释，假设本地时钟在零控制输入下，在27MHz+XHertz操作。没有累加器时，当同步在27MHz处实现时，接着误差以及控制输入是零，以至于时钟朝在27MHz+X的操作趋向偏移。通过提供累加器，累加的误差信号强迫时钟在锁频处操作，并且当它实现时，在累加器中的误差变为零，并且这样累加的值保持在一个不为零的常量。

紧接着累加器的是分频器38，它减小时钟对累加器输出端的小波动(比如，由于噪音)的敏感度。

接着分频器38的是数模转换器40，用来为压控振荡器30提供模拟控制值。转换器最好是一个被RC电路42跟随的单比特转换器，用以消除由转换器产生的高阶谐波。

滤波器34和42，累加器36和分频器38一起定义时间常量和FLL的环路增益。时间常量定义了FLL所用的时间以实现同步。为了减少这个时间，最好使用已知的改变低通滤波器34和同步分频器38的技术，首先实现快但是粗的同步，接着实现细的但是慢的同步。

1Bit数模转换器40，图4

这可以是单脉冲宽度调制器或随机高频脉冲调制。当在其范围中心操作时，随机高频脉冲调制需要较短的RC时间常量(42)。

视频报文(图7和图13)

如图7所示的视频报文包括以太网帧报头，IP数据报报头，UDP报头，视频数据和CRC误差检测数据。如图13所示的视频数据报文(在下面被描述)包括RTP报头，类型字段，视频数据和CRC数据。

定时报文.图3.

图3的以太网报文包括以太网帧报头，按顺序依次跟随着IP数据报报头，UDP报头，上面提到的作为参考计数的时间标记数据，δt_f计数的帧定时数据和CRC(循环冗余码误差校验)。报文包括例如地址数据，至少是接收机(们)4的目的地址，它可以是群地址。报文可以包括发射机2的源地址和发射机发射到的接收机的目的地址。报文包括指示它作为定时报文的数据。数据可以以已知的方式包括在一个或多个报头中。

地址数据的不同类型可以依据不同的操作模式被提供。

在点到点的操作模式中，一个发射机发送数据到一个已被选择的接收机，目的地址是被选择的接收机的单独的地址。

在一个或多个的操作模式中，一个发射机发送数据到一组接收机，所有接收机的目的地址都被包括(或如果它们有一组或多址通信地址，群地址被包括)。

在一个到所有的操作模式中，数据在网络上从发射机被广播到所有接收机，地址数据是广播地址，它作为应用到所有接收机的地址被识别。

网络交换机61解码地址数据。在广播和群操作模式中，它从接收机接收一个报文，并复制报文用以发送到所有被地址数据指定的接收机。

时钟差值电路26，图5

图5说明的时钟差值电路包括4个数据锁存器44，46，50和52。从定时报文中取得的参考计数被发送到锁存器48以响应指示选择器20接收到报文的时间的采样信号。采样信号也使锁存器50锁存FLL的计数器28的本地计数。响应采样信号，锁存器44和50的原先的内容被发送到随后的锁存器46和52。这样，参照图2，通过例子，锁存器44可以包含计数P2，锁存器46可以包含计数P1，锁存器50和52可以分别包含相应的计数L2和L1。减法器48形成锁存器44和46中的参考计数的差值(即上文提到的第一差值)，比如P2-P1。减法器54形成锁存器50和52中的本地计数的差值(即上文提到的第二差值)，比如L2-L1。减法器56形成第一和第二差值的差值。减法器56的输出是控制本地时钟30的误差。

累加器36，图6

图6说明的累加器包括加法器58和存储器60。加法器把当前误差(被滤波器34处理过的)的值加到存储器60的内容上。存储器包含如图2所示的累加误差。

优选的(并且实际上)在累加器36中存储的最大值是受限的，但是这个限制被置于FLL的正常操作范围之外。

在目的地端的帧同步

回来参照图1，在目的地4，本地帧同步电路23通过计算上文所描述的与参考时钟10频率同步的本地时钟报时信号来产生本地帧同步脉冲。帧同步发生器23是一个计数器，它在每一个与帧同步脉冲发生器11一样的帧同步脉冲产生时被复位到零。差值电路19计算在从图3，8或9的定时报文的帧定时数据得来的计数δt_f，和在接收到如采样脉冲S所示的定时报文时同步发生器的计数之间的差值X。假设通过网络应用于定时报文的延迟是零，或穿过这些报文的所有收信者的延迟完全相同，相位调整器21使用差值X，来同步帧同步发生器23和帧同步发生器10。

参照图10，线A粗略的示出了参考帧同步脉冲发生器10的计数和第二计数器13的计数。计数δt_f在线B中被示出，它是图3，8或9中定时报文产生时，计数器13的计数。举例来说，假设经由网络零延迟，如线C中所示的与线A的参考帧同步脉冲异相的本地帧同步脉冲不时产生。当定时报文被接收时，本地帧同步脉冲发生器23的计数器23内的计数由线C中“报文定时计数”示出。帧同步脉冲的校正的参考相位在线D所示之前是δt_f。那是一个本地同步脉冲真正定时之前，X＝δt_f-(报文定时计数)的计数。

参照紧接着的前一个本地帧同步脉冲，计数被示出，但是当然，它可以由相关的任何本地帧同步脉冲得到。

在一个例子中，包括帧定时数据δt_f的仅仅一个定时报文在本地时钟30与参考时钟同步之后产生。本地帧同步发生器23的相位调整仅发生一次；它保持它的相位，因为本地时钟是被校正的同步的频率。注意，本地时钟30和本地帧同步23一般是与参考时钟10和参考帧同步11相位不同步的。当然，在其它例子中，这样的定时报文被重复发送。

如讨论的那样，假设经过网络的延迟是零。实际上，网络在视频报文上强加一个延迟，并且延迟对于经由网络的不同路经可以是不同的。应用到定时报文的延迟可以与应用到视频报文的延迟不同。为了补偿那个延迟，一个等待时间延迟被加到延迟电路25中的帧同步脉冲上。等待延迟可以是预定的，固定的延迟。这样延迟的一个例子是l视频线，其中l可以是2，4或6。在另一个例子中，等待时间延迟D_lst是可变的并且被经由网络，由包括具有标准网络接口卡的个人计算机的网络控制器NC发出的信息定义，可以产生定义延迟D_lst的信息。

如图1所示，视频处理器22从两个源2和202接收两个视频流，视频1和视频2。源202具有本地时钟，它与描述的目的地4的参考时钟同步。

视频处理器22从多路选择器18接收两个视频流。与帧同步相一致的两个视频流的帧定位发生在多路选择器18内，将在下面讨论。可选择的，两个视频流的帧定位可发生在视频处理器内。

帧定位，图12和13

参照图12，网络接口17传送两个视频流的视频报文到多路选择器18的多路选择电路180。电路180把第一视频流的视频数据提交给包括帧存储器184的第一信道，并把第二视频流的视频数据提交给包括帧存储器185的第二信道。视频报文在图7中示出。IP数据报报头与UDP报头和RTP报头一起定义报文被提交的信道。电路180读IP报头和UDP报头并清除这些报头。

假设图7的报文的视频数据与图13中示意性示出的视频数据相应并包括RTP报头和类型字段。类型字段指示视频数据的类型，比如PAL和其它细节。RTP报头包括一个序列号，它允许报文序列依正确的次序被聚集，优选地，还包括每一个报文的扫描线数(见参考1)。RTP报头允许视频数据在写/读控制器186的控制下，在正确的序列内被写在帧存储器184或185中，以从报文序列重建视频帧。这样，报文解码器182解码报头，并将它从视频数据清除，把视频数据传送给帧存储器184并且提供控制器186数据，比如扫描线数，需要在帧存储中在合适的地址内写入视频数据。

控制器186开始从帧存储器184和185中读出与本地帧同步同步的视频帧，如果需要，可以进一步延迟。

RTP解码器和帧存储器作为多路选择器的一部分被示出。代替的，它们可以是视频处理器22的一部分。

视频报文

在第一个例子中，视频报文经由网络6与定时报文分开被传送。如图7所示，视频报文与定时报文有相同的基础结构。报文包括指示它作为视频报文的数据。数据可以以已知的方式被包括在一个或更多的报头中。

与视频报文分开发送的定时报文允许定时报文被广播以至于在网络上的所有视频处理器具有与参考时钟同步的本地时钟频率，并且具有与参考帧同步频率同步的帧同步，而且还允许在点到点的基线上被发送。

视频处理器22，图1

视频处理器22可以是任何视频处理器，包括比如，监视器，编辑器，特殊效果的机器和/或VTR。

第二个例子

与第一个例子相反，在第二个例子中，时间标记数据和帧定时数据和视频数据可以与公共(广播)的地址数据混合在一个报文中。

这样的报文在图8中示出。报文包括参照图3或7所描述的报头。报文包括指示它作为混合的时间的数据和视频报文。数据可以以已知的方式被包括在一个或更多的报头中。包含少量的数据的时间标记数据字段在包含更多数据的视频数据字段之前。视频序列使用许多报文被发送。时间数据可以被包括在仅仅一些，并不是所有的报文中。如上面所描述当网络有备用的能力时，在频繁的但是变化的时间间隙上，时间数据被包括在混合的视频报文中。

参照图1，混合的视频和定时报文在源8中产生，但是时间标记数据字段和帧定时数据字段在这个阶段是空的。报文经由虚线所示的连接E2发送给时间报文发生器14。当混合报文在多路复用器16的控制下被发送到网络时，定时报文发生器用时间标记数据来填充时间标记数据字段，用帧定时数据来填充帧定时数据字段。

第三个例子

参照图9，帧定时数据可以被置于仅仅包含以太网帧报头的报文中，依次跟随着IP数据报报头，UDP报头，计数δt_f的帧定时数据和CRC。时间标记数据即上面提到的参考计数，在一个包括以太网帧报头的单独的报文(未示出)中被发送，后面依次跟随着IP数据报报头，UDP报头，时间标记数据和CRC。

改进

在上面描述的例子中，产生了一个定时报文，它包括值δt_f的单独的测量，用于控制本地帧同步信号发生器23。

参照图11，在一个改进中，值δt_f的几个测量的平均值被用于控制本地发生器23。如上面所描述的，第二计数器13在报文发送时间，操作以产生δt_f的第一值。一个或更多的δt_f的序列值在序列报文的发送时间被测量。图1的差值电路19包括一个处理器，它按如图11所示的流程图操作。

这样在步骤S1，累加器的值被置为零，并且值δt_f的数量的计数也置为零。在步骤S3，接收δt_f的第一值，计数加1(在步骤S5)。在步骤S7，累加器的内容增加δt_f。步骤S9确定是否计数已增加到阈值n。如果没有，在步骤S3和步骤S5，S7和S9重复接收下一个δt_f，直到计数等于n。接着，步骤S11计算δt_f的平均值。

图1的发射机2包括参考时钟10，参考帧同步发生器11，和视频报文8的源。在另一个例子中，发射机不需要包括视频信号源。这样，参考时钟和参考帧同步与任何数据源相独立的操作。接着，数据源需要一个经由本地直接连接，与参考时钟频率同步的，或在此讨论的并且与参考帧同步帧同步的本地时钟。

可是下面描述的例子与以太网相关，技术可以被用在任何异步交换网络。网络6可以是有线或无线网或是有线无线的混合网。

差值视频时钟

在上面描述的系统的操作中，可能有两个或多个视频时钟。在定时报文与视频数据分开广播的例子中，接收机将选择那些与特殊时钟信号相关的定时报文。其中定时信息在视频报文内混合，接收机可以定位到与接收的视频馈送相关定时信息。

发射机2和接收机4可以用硬件实现。也可以在合适的数据处理器内替代的用软件实施，或用软件和硬件的混合来实施。一个优选的实施是使用可编程的门阵列。可以看到，本发明包括一个计算机程序，它当涉及合适的数据处理器执行上述实施例的至少一些方面时，计算机程序通过(比如)存储介质，例如光盘，或发送介质，比如网络或网际连接被提供。

尽管参照伴随的附图，本发明说明性的实施例都在这里被详细描述，但容易理解，本发明并不局限于这些精确的实施例，本领域的技术人员在不偏离通过随后的权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在那里实现各种变化和修改。

参考文献

1.用于BT.656视频编码的RTP有用负荷格式，D Tynan(Claddagh films)1998年10月REC2431。

Claims

1.一种使本地视频数据处理器的本地图像同步信号发生器的相位与参考视频数据处理器的参考图像同步信号发生器的相位相同步的方法，所述本地视频数据处理器与异步交换报文网进行通信，参考视频数据处理器也连接到该异步交换报文网，所述本地和参考视频数据处理器分别具有本地和参考时钟，所述参考和本地图像同步信号发生器产生分别与参考和本地时钟同步的周期性图像同步信号，该方法包括下列步骤：

(i)频率同步所述本地和参考时钟；

所述参考图像同步数据；和

2.如权利要求1所述的方法，其中；

所述参考视频数据处理器发送多个所述图像定时报文到所述本地视频数据处理器；和

所述本地视频数据处理器依赖于在下面两者之间的所述差值的函数，控制本地图像同步信号的产生时间：

在所述图像定时报文中的参考图像同步数据；和

在所述本地视频数据处理器端的所述图像定时报文的各自到达时间。

3.如权利要求1所述的方法，包括对所述本地图像同步信号增加延迟的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述延迟是一个预定的延迟。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述参考视频数据处理器包括与所述参考时钟同步产生的视频数据源，所述方法包括：

所述参考视频数据处理器经由所述网络，发送包含所述视频数据的数据报文到所述本地视频数据处理器，独立于所述数据报文发送所述图像定时报文。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述参考视频数据处理器包括与所述参考时钟同步产生的视频数据源，所述方法包括：

所述参考视频数据处理器经由所述网络，发送包含所述视频数据的图像定时报文到所述本地视频数据处理器，并且也提供所述参考图像同步数据。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

所述参考视频数据处理器检测什么时候所述的网络有能力传送图像定时报文；和

当所述网络有能力传送图像定时报文时，所述参考视频数据处理器发送图像定时报文。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(i)依次包括步骤：

所述参考视频数据处理器经由所述网络，发送每一个提供所述本地视频数据处理器的目的地址并包括指示所述时钟定时报文被发送的时间的参考时钟数据的时钟定时报文到所述本地视频数据处理器；和

所述本地视频数据处理器依赖于所述参考时钟数据和所述时钟定时报文的到达时间，控制所述本地时钟的所述频率。

9.如权利要求8所述的方法，其中：

所述参考视频数据处理器对所述参考时钟的周期计数；和

所述参考视频数据处理器依赖于所述包含参考时钟数据的时钟定时报文被发送到所述网络的时间，将所述参考时钟数据设置为所述参考时钟的周期的所述计数。

10.如权利要求9所述的方法，其中：

所述本地视频数据处理器对所述本地时钟的周期计数；和

当接收到包含参考时钟数据的时钟定时报文时，所述本地视频数据处理器产生本地时钟数据作为所述本地时钟的周期的计数；和

所述本地视频数据处理器依赖于一个误差信号控制所述本地时钟，该误差信号依赖于连续接收到的定时报文中的所述参考时钟数据和本地时钟数据之间的差值，该本地时钟数据指示在接收到所述定时报文时的所述本地时钟时间。

11.如权利要求10所述的方法，包括低通滤波所述误差信号以产生经低通滤波的误差信号的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其中：

所述本地视频数据处理器累加所述低通滤波的误差信号；和

所述本地视频数据处理器依赖于所述累加的误差信号控制所述本地时钟。

13.如权利要求8所述的方法，其中包括所述参考图像同步数据的所述时钟定时报文独立于所述图像定时报文。

14.如权利要求8所述的方法，其中包括所述参考图像同步数据的所述图像定时报文也包括所述参考时钟数据。

15.如权利要求1所述的方法，其中：

所述本地视频数据处理器用所述本地图像同步信号定位视频信号的图像。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述参考和本地图像同步信号是字段或帧同步信号。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述参考图像同步数据指示关于所述参考时钟测量的，在所述图像定时报文被发送到所述网络的时间和紧挨着的前一个参考图像同步信号的产生的时间之间的定时的差值。

18.如权利要求1所述的方法，其中携带关于至少两个图像同步信号的定时报文被发送到所述异步交换报文网。

19.一种视频网络，包括；

所述参考图像同步数据；和

20.一种本地视频数据处理器，具有本地图像同步信号发生器和可锁频到由参考时钟发生器产生的参考时钟的本地时钟发生器，该本地时钟发生器产生本地时钟，该参考时钟发生器位于可经由异步的基于报文的网络连接到所述本地视频数据处理器的参考视频数据处理器端，所述本地同步信号发生器产生与所述本地时钟同步的周期性的图像同步信号；

所述参考图像同步数据；和

21.一种包括多个节点的异步交换网络，至少一个所述节点被耦合到根据权利要求20的本地视频数据处理器。