一种数据帧同步的信源端、主机端、同步装置及方法
技术领域
[0001] 本
发明属于视频处理技术领域，尤其涉及一种数据帧同步的信源端、主机端、同步装置及方法。
背景技术
[0002] 多摄像机拍摄常常会因为各台摄像机传输线路的不同而导致视频不同步。目前，实现视频同步的方式主要有两种，一种是在主机端进行，另一种是在视频源端进行。在主机端进行视频同步需要利用缓存将各台摄像机拍摄到的视频进行储存，再进行同步输出，而因为存储元件比较贵，所以视频同步的成本也会随之上涨。在视频源端进行同步的方式主要有两种方案，一种是利用帧率转换(FRC，Frame Rate Conversion)技术改变摄像机输出的帧率，以达到同步，但由于摄像机的拍摄
频率不变，通过这种技术改变帧率会出现插入帧或丢弃帧的现象，影响
视频流畅性，观感差，且使用FRC技术同样要用到缓存，成本也高，另外，一般常规FRC使用三重缓存技术，会导致延时1-2帧，平均延时1.5帧；另一种是在主机端设置同步时钟，同步时钟根据各摄像机不同步的实际时间差生成时钟输出
信号，视频源端的摄像机使用该时钟
输出信号进行拍摄，这种方案下的摄像机一般是不设有本地时钟，一旦同步时钟输出信号出现故障，摄像机就无法运行，因此这种方案的
稳定性低。
发明内容
[0003] 为了克服多摄像机拍摄的
现有技术中的视频同步方法成本高、流畅性差、有延时和稳定性低等的至少一种
缺陷，本分明提供一种数据帧同步的信源端、主机端、同步装置及方法，本发明采用的技术方案如下。
[0004] 第一方面，本发明提供一种数据帧同步装置，包括：主机端及若干信源端；
[0005] 所述主机端包括：
[0006] 基准帧同步生成单元，用于确定基准帧；
[0007] 数据帧同步处理单元，用于接收来自于所述信源端的数据帧，并计算出接收到的数据帧与所述基准帧之间的同步偏差值；
[0008] 控
制模式指令生成单元，用于根据所述同步偏差值向所述信源端发送控制模式的指令；
[0009] 所述信源端包括：
[0010] 可控时钟单元，用于在预设范围内生成多种频率的
时钟信号；
[0011] 数据生成单元，用于根据所述可控时钟单元的时钟信号生成数据帧并发送至所述数据帧同步处理单元；
[0012] 模式调节单元，用于根据所述控制模式指令生成单元发出的控制模式的指令调整所述可控时钟单元的时钟信号的频率，以使得所述同步偏差值减小。
[0013] 进一步的，所述控制模式包括：逼近模式；
[0014] 所述逼近模式是指所述可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使所述同步偏差值减小；
[0015] 当所述同步偏差值大于第一
阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述逼近模式的指令至所述模式调节单元。
[0016] 进一步的，所述主机端还包括：基准时钟单元，用于生成基准时钟信号；
[0017] 所述信源端还包括：上行时钟接收单元及比较滤波装置，所述上行时钟接收单元用于接收所述基准时钟单元生成的基准时钟信号，所述比较滤波装置用于对所述可控时钟单元输出的时钟信号的反馈与接收到的所述基准时钟信号进行计算对比；
[0018] 所述控制模式还包括：精确跟随模式，所述精确跟随模式是指所述比较滤波装置根据计算对比结果调节所述可控时钟单元生成的时钟信号；
[0019] 当所述同步偏差值不大于所述第一阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述精确跟随模式的指令至所述模式调节单元。
[0020] 进一步的，所述控制模式还包括：微调模式；
[0021] 所述微调模式是指所述可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使所述同步偏差值减小；
[0022] 当处于精确跟随模式时，若所述同步偏差值大于所述第一阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述微调模式的指令至所述模式调节单元。
[0023] 进一步的，预设所述可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，所述第一频偏大于所述第二频偏；
[0024] 在所述逼近模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第一频偏实现时钟输出；
[0025] 在所述微调模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第二频偏实现时钟输出。
[0026] 进一步的，所述第一频偏为所述可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。
[0027] 进一步的，所述可控时钟单元在预设范围内设置一
锁定频率；
[0028] 所述控制模式还包括：锁定模式，所述锁定模式是指所述可控时钟单元在所述锁定频率下进行时钟输出；
[0029] 所述模式调节单元还检测所述上行时钟接收单元是否接收到所述基准时钟信号；
[0030] 当处于精确跟随模式时，若所述模式调节单元检测到所述上行时钟接收单元未接收到所述基准时钟信号，则所述控制模式指令生成单元发送所述锁定模式的指令至所述模式调节单元。
[0031] 进一步的，所述信源端的数量至少为2个。
[0032] 进一步的，所述基准帧同步生成单元自身生成数据帧，并将自身生成的数据帧确定为所述基准帧。
[0033] 进一步的，所述信源端为视频源端，所述数据生成单元为视频生成单元，所述数据帧为
视频帧。
[0034] 第二方面，本发明还提供一种数据帧同步的主机端，包括：
[0035] 基准帧同步生成单元，用于确定基准帧；
[0036] 数据帧同步处理单元，用于获取数据帧，并计算出获取到的数据帧与所述基准帧之间的同步偏差值；
[0037] 控制模式指令生成单元，用于根据所述同步偏差值发送控制模式的指令。
[0038] 进一步的，所述控制模式包括：逼近模式；
[0039] 当所述同步偏差值大于第一阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述逼近模式的指令；
[0040] 所述逼近模式是指所述主机端通知信源端加快或减慢时钟输出频率，使所述同步偏差值减小。
[0041] 进一步的，所述主机端还包括：基准时钟单元，用于生成基准时钟信号并发送；
[0042] 所述控制模式还包括：精确跟随模式；
[0043] 当所述同步偏差值不大于所述第一阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述精确跟随模式的指令；
[0044] 所述精确跟随模式是指所述主机端通知所述信源端对自身输出的时钟信号的反馈与所述基准时钟信号进行计算对比，调节信源端自身的时钟输出。
[0045] 进一步的，所述控制模式还包括：微调模式；
[0046] 当处于精确跟随模式时，若所述同步偏差值大于所述第一阈值时，所述控制模式指令生成单元发送所述微调模式的指令；
[0047] 所述微调模式是指所述主机端通知所述信源端采用正或负的频偏加快或减慢时钟输出频率，使所述同步偏差值减小。
[0048] 进一步的，在所述逼近模式中，所述主机端通知所述信源端采用正或负的第一频偏实现时钟输出；在所述微调模式中，所述主机端通知所述信源端采用正或负的第二频偏实现时钟输出；所述第一频偏大于所述第二频偏。
[0049] 进一步的，所述主机端包括至少2个连接信源端的
接口。
[0050] 进一步的，所述基准帧同步生成单元自己生成数据帧，并将所述自己生成的数据帧确定为所述基准帧。
[0051] 第三方面，本发明提供一种数据帧同步的信源端，包括：
[0052] 可控时钟单元，用于在预设范围内生成多种频率的时钟信号；
[0053] 数据生成单元，用于根据所述可控时钟单元的时钟信号生成数据帧并发送；
[0054] 模式调节单元，用于接收控制模式的指令并根据所述控制模式的指令调整所述可控时钟单元的时钟信号的频率。
[0055] 进一步的，所述控制模式包括：逼近模式；
[0056] 所述逼近模式是指所述可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出。
[0057] 进一步的，所述信源端还包括：
[0058] 上行时钟接收单元，用于接收基准时钟信号；
[0059] 比较滤波装置，用于对所述可控时钟单元输出的时钟信号的反馈与接收到的所述基准时钟信号进行计算对比；
[0060] 所述控制模式还包括：精确跟随模式，所述精确跟随模式是指所述比较滤波装置根据计算对比结果调节所述可控时钟单元生成的时钟信号。
[0061] 进一步的，所述控制模式还包括：微调模式，所述微调模式是指所述可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出。
[0062] 进一步的，预设所述可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，所述第一频偏大于所述第二频偏；
[0063] 在所述逼近模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第一频偏实现时钟输出；
[0064] 在所述微调模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第二频偏实现时钟输出。
[0065] 进一步的，所述第一频偏为所述可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。
[0066] 进一步的，所述可控时钟单元在预设范围内设置一锁定频率；
[0067] 所述控制模式还包括：锁定模式，所述锁定模式是指所述可控时钟单元在所述锁定频率下进行时钟输出；
[0068] 所述模式调节单元还检测所述上行时钟接收单元是否接收到所述基准时钟信号；
[0069] 当处于精确跟随模式时，若所述模式调节单元检测到所述上行时钟接收单元未接收到所述基准时钟信号，则所述模式调节单元执行所述锁定模式。
[0070] 进一步的，所述数据生成单元为视频生成单元，所述数据帧为视频帧。
[0071] 第四方面，本发明提供一种数据帧同步方法，所述数据帧同步方法包括以下步骤：
[0072] S1：确定基准帧；
[0073] S2：获取信源端发送的数据帧，计算出获取到的数据帧与所述基准帧之间的同步偏差值；
[0074] S3：根据所述同步偏差值向所述信源端发送控制模式的指令；
[0075] S4：所述信源端根据所述控制模式的指令调整所述信源端的可控时钟单元生成的时钟信号的频率，以使得所述同步偏差值减小；
[0076] S5：所述信源端根据所述时钟信号生成数据帧并发送给所述主机端。
[0077] 进一步的，所述控制模式包括：逼近模式，所述逼近模式是指所述信源端的可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使所述同步偏差值减小；
[0078] 步骤S3包括以下步骤：
[0079] S31：预设同步偏差值的第一阈值；
[0080] S32：当所述同步偏差值大于所述第一阈值时，向所述信源端发送所述逼近模式的指令。
[0081] 进一步的，所述数据帧同步方法还包括以下步骤：向所述信源端发送基准时钟信号；
[0082] 所述控制模式还包括：精确跟随模式，所述精确跟随模式是指所述信源端对自身的可控时钟单元生成的时钟信号的反馈与接收到的基准时钟信号进行计算对比，并根据计算对比结果调节所述可控时钟单元生成的时钟信号的频率；
[0083] 步骤S3还包括以下步骤：
[0084] S33：当所述同步偏差值不大于所述第一阈值时，向所述信源端发送所述精确跟随模式的指令。
[0085] 进一步的，所述控制模式还包括：微调模式，所述微调模式是指所述信源端的可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使所述同步偏差值减小；
[0086] 步骤S3还包括以下步骤：
[0087] S34：当处于精确跟随模式时，若所述同步偏差值大于所述第一阈值时，向所述信源端发送所述微调模式的指令。
[0088] 进一步的，所述的数据帧同步方法，还包括：预设所述信源端的可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，所述第一频偏大于所述第二频偏；
[0089] 在所述逼近模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第一频偏实现时钟输出；
[0090] 在所述微调模式中，所述可控时钟单元采用正或负的所述第二频偏实现时钟输出。
[0091] 进一步的，所述第一频偏为所述可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。
[0092] 进一步的，所述的数据帧同步方法，还包括：所述可控时钟单元在预设范围内设置一锁定频率；
[0093] 所述控制模式还包括：锁定模式，所述锁定模式是指所述信源端的可控时钟单元在所述锁定频率下进行时钟输出；
[0094] 步骤S3还包括以下步骤：
[0095] S35：当处于精确跟随模式时，若检测到所述信源端未接收到基准时钟信号，则向所述信源端发送所述锁定模式的指令。
[0096] 进一步的，所述信源端的数量至少为2个。
[0097] 进一步的，在步骤S1中，所述主机端将自身生成的数据帧确定为所述基准帧。
[0098] 进一步的，所述信源端为视频源端，所述数据帧为视频帧。
[0099] 本发明所带来的有益效果：
[0100] 1、本发明通过调整信源端时钟频率的方式实现各个信源端的帧同步，能避免出现插入帧或丢弃帧的现象，因此视频流畅性好，观感佳。
[0101] 2、本发明直接通过调节信源端时钟频率的方式实现各个信源端的帧同步，不需要使用缓存，可以降低延时，避免常规FRC技术导致的延时。
[0102] 3、本发明在逐渐逼近的过程中，信源端不需要使用缓存，节省了存储元件，降低了成本。
附图说明
[0103] 图1是本发明
实施例一的整体结构示意图。
[0104] 图2是本发明实施例一的实施过程示意图。
[0105] 图3是本发明实施例一的优化实施过程示意图。
[0106] 图4是本发明实施例二整体流程示意图。
[0107] 图5是本发明实施例二的一个步骤的细化流程示意图。
具体实施方式
[0108] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本
专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述
位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0109] 实施例一
[0110] 如图1所示，本发明提供一种数据帧同步装置，包括：主机端和两个信源端，主机端分别连接两个信源端。图1作为示例，只展示了两个信源端，但实际上，本领域技术人员可以根据实际需要合理设置信源端的数量，主机端要和各个信源端连接。
[0111] 本实施例中，信源端是摄像装置，可以采集
视频信号，视频信号中包括一帧帧的图像。主机端可以是视频处理器，可以对采集到的视频信号进行合成处理。具体地，如图1所示，主机端包括：基准帧同步生成单元、数据帧同步处理单元和控制模式指令生成单元；信源端包括：模式调节单元、可控时钟单元和数据生成单元。
[0112] 其中，基准帧同步生成单元用于确定基准帧；数据帧同步处理单元用于接收至少两个信源端的数据生成单元发送的数据帧，并计算出各个信源端发出的数据帧与基准帧之间的同步偏差值。
[0113] 控制模式指令生成单元根据同步偏差值向模式调节单元发送控制模式的指令；模式调节单元根据控制模式的指令调整可控时钟单元的时钟信号的频率，以使得数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小；可控时钟单元能够在预设范围内生成多种频率的时钟信号；数据生成单元根据可控时钟单元的时钟信号生成数据帧并发送至数据帧同步处理单元。
[0114] 以信源端是摄像装置为例，可控时钟单元以默认的振动频率工作发出时钟信号，数据生成单元根据可控时钟单元的时钟信号，以默认的速率工作，生成一帧视频数据帧，当生成一帧视频数据帧后，就将该数据帧发送出去给主机端。主机端的基准帧同步生成单元确定了一个基准帧，数据帧同步处理单元接收到信源端发出的数据帧后，计算出该接收到的数据帧与基准帧之间的同步偏差值。由于具有多个信源端，且每个信源端都是做相同的事情，所以数据帧同步处理单元要接收每个信源端发出的数据帧，并计算每个已到达主机端的信源数据帧与基准帧之间的同步偏差值。控制模式指令生成单元根据同步偏差值进行判断，如果该同步偏差值在一定的阈值范围内，则认为没有发生时间偏差，也不需要对相应的信源端进行同步相关的调整。如果偏差值超过了一定的阈值，则认为该信源数据帧发生了时间偏差，则需要对该相应的信源端进行同步相关的调整。随后，控制模式指令生成单元发送控制模式的指令给信源端，要求信源端进行同步相关的调整。信源端的模式调节单元根据控制模式指令生成单元的控制模式的指令确定对信源端进行同步相关的调整，具体的调整方式如下述实施例所示，是调整可控时钟单元的时钟信号。可控时钟单元经过调整后，振动的频率发生了改变，此时在预设范围内以另外一种频率生成时钟信号。由于频率发生了改变，数据生成单元也以另一种速率工作生成数据帧，并将该数据帧发送出去。另一方面，由于信源端工作速率发生变化，主机端接收到的数据帧的频率也会相应变化，因而接收到的数据帧与基准帧之间的时间差距在缩小，同步偏差值也相应缩小，最终达至接收到的数据帧与基准帧之间的同步。
[0115] 本发明信源端的工作速率虽然发生了改变，但其影响的仅仅是单个数据帧形成的时间，信源端所输出的视频帧都是连续的，在主机端中，经过对接收到的信源视频信号同步并同源处理后，使在相同的时间间隔内各个信源视频帧的总量是一样的，因此可以解决丢弃帧或者是插入帧导致画面流畅性差的问题
[0116] 在一个实施例中，预设同步偏差值的第一阈值；所述控制模式包括：逼近模式，逼近模式是指信源端的可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小；当同步偏差值大于第一阈值时，控制模式指令生成单元发送逼近模式的指令至模式调节单元。当同步偏差值超过了一定的阈值时，则认为需要进行同步相关的调整，此时发出逼近模式的指令去改变信源端的可控时钟单元的频率，以改变数据生成单元的工作速率，从而使数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。
[0117] 例子，如图2所示，对于主机端，基准帧与接收到的数据帧之间的同步偏差值为ΔT，ΔT大于预设的同步偏差值的第一阈值，该数据帧来自于其中一个信源端。这里必须指出的是，同步偏差值指的是接收到的数据帧与基准帧之间偏差的值，所以不论接收到的数据帧是偏快了还是偏慢了，同步偏差值都永远是正值。于是，调整该信源端的可控时钟单元的时钟信号，由频率f1调高到f1’,该信源端由于频率增大，“工作效率”提高，输出的视频帧也“奋起直追”，ΔT逐渐变小，最终不大于第一阈值，此时则认为该信源端实现了同步。
[0118] 可以理解的是，ΔT是一个预设的阈值，体现了同步的
精度，本领域技术人员可以根据实际情况，合理设置ΔT，以使其满足工程的需要。
[0119] 必须指出的是，本实施例中通过采用频偏的方法来调整可控时钟单元的频率，但对于本领域技术人员来说，也可以采用其他改变时钟频率的方法来改变可控时钟单元的频率。此外，还要说明的是，由于可控时钟单元能够在预设范围内生成多种频率的时钟信号，所以在逼近模式中，也可以采用多种不同的频率来逼近，例如采用先大频偏后小频偏的方法，也可以预设不同的阈值，在不同的阈值范围内使用不同的频偏。
[0120] 如图1所示，在一个实施例中，主机端还包括：基准时钟单元；信源端还包括：上行时钟接收单元和比较滤波装置；上行时钟接收单元用于接收基准时钟单元的时钟信号；比较滤波装置用于对自身输出时钟信号的反馈与接收到的基准时钟单元的时钟信号进行计算对比。控制模式还包括：精确跟随模式，精确跟随模式是指比较滤波装置根据计算对比结果调节可控时钟单元生成的时钟信号。当同步偏差值不大于第一阈值时，控制模式指令生成单元发送精确跟随模式的指令至模式调节单元。
[0121] 本发明通过逼近模式实现各个信源端的帧同步的过程是一个逐渐逼近的过程，能够很好地避免出现插入帧或丢弃帧的现象，具有很好的视频流畅性，观感好。另外，本发明直接通过调节信源端时钟频率的方式实现各个信源端的帧同步，不需要使用缓存，可以降低延时。此外，得益于逐渐逼近的过程，在信源端不需要使用缓存，节省了存储元件，降低了成本。
[0122] 然而，造成视频不同步的原因是多种多样的，即使预设好各个信源端的时钟频率一致且进行了上述同步工作，也会由于其它客观原因，如其中一台机器因
过热造成频率下降等，导致其频率与其他机器不同，继而视频无法同步。鉴于上述情况，本发明中在一个实施例中设置了精确跟随模式，并针对该模式的使用对信源端和主机端作出相应的改造。在主机端中设置基准时钟单元，在各个信源端中设置上行时钟接收单元，用于接收主机端基准时钟单元的信号。当通过逼近模式完成数据帧与基准帧的同步后，主机端的控制模式指令生成单元就会向信源端的模式调节单元发出精确跟随模式的指令，在信源端进行本地时钟对基准时钟的跟随，对自身输出时钟信号与接收到的基准时钟单元的时钟信号进行计算对比，调节可控时钟单元的时钟输出。在信源端执行精确跟随模式，保证了各个信源端都在一个频率下工作，巩固了之前逼近模式的成果。当然，如果本身就已经同步，不需要执行逼近模式，也可以使用精确跟随模式，所以使用该模式的条件可以理解为：当同步偏差值不大于第一阈值时。
[0123] 需要指出的是，精确跟随模式并不是“盲目地”对基准时钟信号进行跟随，与一般的通过
电子开关直接切换到基准时钟的信号是有区别的。精确跟随模式的一个大的特点是基准时钟的频率是一个参考频率，输出频率的实际上还是可控时钟单元。由于来自主机端的基准时钟信号需要通过长距离传输才能到达信源端，这过程会受到各种各样的突发情况影响，导致基准时钟信号产生突发性的改变或偶然性的改变。如果各信源端直接切换到基准时钟信号，则势必又会造成二次不同步。基于此，利用信源端自身输出时钟信号的稳定性，限制基准时钟信号输出的范围。一般来说，可控时钟单元生成的频率只会在预设范围内，在任何情况下，其输出的频率也不可能超出该预设范围。精确跟随模式用信源端对自身输出时钟信号与接收到的基准时钟单元的时钟信号进行计算对比，调节可控时钟单元的时钟输出。经过计算比对，如果接收到的主机端的基准时钟信号没有发生重大异常，可控时钟单元的时钟输出与基准时钟一致；如果基准时钟信号发生重大异常，由于受到可控时钟单元的预设范围的限制，导致其无法完全跟随发出基准时钟的重大异常频率信号，最多只能发出可控时钟单元的最大或最小的频率，所以可以在一定程度内减少了突发性不同步的产生。
[0124] 当然，虽然同步偏差值在第一阈值范围内，但不同信源数据帧之间还存在
像素级别的微小偏差，而且在实际使用过程中会受到
温度等其他客观因素影响导致时钟源有轻微偏移和再平衡过程，但这两种情况只是像素级的偏差，所以为了达到最佳的效果，可以适当地在数据帧同步处理单元中设置像素级FIFO缓存单元。
[0125] 实际使用中，由于主机端与信源端之间有一定的距离，需要一段时间才能将主机端发出的精确跟随模式的指令
送达至信源端，而在那段时间里，信源端仍然是以逼近模式工作，所以很大可能会“矫枉过正”，造成二次不同步。具体地，如图3所示，在时刻t1的时候已经实现同步了，此时发送精确跟随模式的指令，但信源端要到t2时刻才能接收响应，但t1到t2这段时间内仍然以逼近模式工作，所以最终的结果是数据帧从落后变成了提前了。如果此时又以反向的逼近模式矫正的话，受困于
信号传输的延时问题，可能会又一次“矫枉过正”，接收到的数据帧又从提前变成了落后，最终的结果是信源端一直在忽快忽慢中工作，但却没办法实现基准帧与接收到的数据帧的同步。
[0126] 鉴于上述情况，本发明中在一个实施例中设置了微调模式，微调模式是指可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。当处于精确跟随模式时，若同步偏差值大于第一阈值时，控制模式指令生成单元发送微调模式的指令至模式调节单元。继续图3的例子，t2时刻信源端开始以精确跟随模式工作，主机端在t3发现了同步偏差值大于第一阈值，发送微调模式的指令，图3的表达只是方便理解，实际中，t3的时刻往往会在t2之前，信源端在t4时刻接收到指令并响应，在t5时刻达到同步，此时主机端再次发送精确跟随模式指令，信源端在t6时刻接收到指令并响应。在t6时刻，同步偏差值已经控制在第一阈值内了，可以一直使用精确跟随模式，但有的情况是在t6时刻还没在第一阈值内，那么可以继续上述精确跟随模式和微调模式的循环，使接收到的数据帧在振荡中最终达至同步。另外，即使一直处于精确跟随模式，也有可能出现微小的偏移，当这些偏移累积到一定的量时，会超出同步偏差值的第一阈值范围，此时也适合使用微调模式，以使同步偏差值再次回到第一阈值范围内。
[0127] 优选的，预设可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，第一频偏大于第二频偏；在逼近模式中，可控时钟单元采用正或负的第一频偏实现时钟输出；在微调模式中，可控时钟单元采用正或负的第二频偏实现时钟输出。一般来说，逼近模式是为了快速达至同步，所以要采用大的频偏来逼近，但又由于通信的延迟而导致大的频偏无法实现最终的同步，而小频偏慢速逼近可以降低通信延迟带来的影响，所以微调模式使用小的频偏来逼近同步。
[0128] 优选的，第一频偏为可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。一般来说，逼近模式是为了快速达至同步，所以采用可控时钟单元在预设范围内的最大频偏能够很好地达到快速的目的。
[0129] 实际使用中，有可能由于传输
电缆断裂等情况导致基准时钟的信号无法传输至信源端的上行时钟接收单元，此时若处于精确跟随模式，信源端就会处于无时钟信号可跟的境地，从而导致没有数据帧输出。鉴于可能会出现这种情况，本发明在一个实施例中，对信源端进行适当的改进，对可控时钟单元在预设范围内设置一锁定频率，并增加了锁定模式。锁定模式，锁定模式是指可控时钟单元在锁定频率下进行时钟输出。模式调节单元还检测上行时钟接收单元是否接收到基准时钟信号，当处于精确跟随模式时，若模式调节单元检测到上行时钟接收单元未接收到基准时钟信号，则控制模式指令生成单元发送锁定模式的指令至所述模式调节单元，可控时钟单元在预设范围内设置的一锁定频率工作，继续对外输出数据帧。
[0130] 在一个实施例中，本发明的信源端的数量至少为2个。当只有一个信源端时，可以做到让信源端与主机端同步，当多个信源端时，可以做到多个信源端与主机端同步，最后达至各个信源端之间实现同步。
[0131] 在一个实施例中，基准帧同步生成单元将其中一个信源端的数据帧确定为基准帧。对于用于确定为基准帧的信源端，不需要对它的数据帧进行同步，减少一个信源端的同步工作，系统工作更加简单。
[0132] 在一个实施例中，基准帧同步生成单元自己生成数据帧，并将自己生成的数据帧确定为基准帧。相对于上一个实施例的基准帧生成方法，本实施例这样做的好处是，避免当生成基准帧的信源端关闭或者故障或者传输线路出现问题，导致没有基准帧生成。
[0133] 以上列举出其中两种确定基准帧的方法，本领域技术人员可以根据实际需要，通过其它方式确定基准帧。
[0134] 在一个实施例中，信源端为视频源端，数据生成单元为视频生成单元，数据帧为视频帧。如前所述，该视频源端为摄像装置。而实际上，音频源端或音频源端和视频源端的结合、有规律重复出现的数据帧，也可以使用相同的方法实现。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要，将本发明推广到其它类型的信源端中。
[0135] 本发明主机端采用指令控制的方式来控制信源端，由于主机端的指令是经过校验的，所以指令具有较高的有效性。另外，可控时钟单元预设自身生成的频率在一定的范围内，因此可以自动忽略超出该范围的指令为错误指令，再一次提高指令的有效性。
[0136] 实施例二
[0137] 与实施例一的数据帧同步装置相对应，本发明还提出了一种数据帧同步方法，该方法
流程图如图4所示，所述方法包括以下步骤：
[0138] S1：确定基准帧；
[0139] S2：获取信源端发送的数据帧，计算出获取到的数据帧与基准帧之间的同步偏差值；
[0140] S3：根据同步偏差值向信源端发送控制模式的指令；
[0141] S4：信源端根据控制模式的指令调整信源端的可控时钟单元生成的时钟信号的频率，以使得信源端生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小；
[0142] S5：信源端根据时钟信号生成数据帧并发送。
[0143] 通过步骤S1和S2，可以得出每个信源端的同步偏差值，能够判断哪个信源端需要采取同步措施。步骤S3是根据同步偏差值，对需要采取同步措施的信源端发出指令。当然，也可以设置成无论什么情况，均要对所有信源端发送指令，但指令中包括不作同步调整这个选项。信源端收到指令后，根据指令调整信源端自身的时钟信号，具体输出的内容可以参照实施例一。当信源端自身的时钟信号改变后，数据帧生成的频率也会发生改变，继而以另外一个频率向主机端发送数据帧。
[0144] 在一个实施例中，控制模式包括：逼近模式，逼近模式是指信源端的可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使信源端生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。步骤S3如图5所示，还包括以下步骤：
[0145] S31：预设同步偏差值的第一阈值；
[0146] S32：当同步偏差值大于所述第一阈值时，向信源端发送逼近模式的指令。
[0147] 参照实施例一的说明可知，此时步骤S3通过改变信源端的“工作效率”来使接收到的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小，以实现最后的同步。这种通过改变“工作效率”来实现同步的方法，既可以避免丢弃帧或插入帧造成的画面不流畅，也可以实现数据帧的“零库存”，不需要使用储蓄元件，节省了成本。
[0148] 在一个实施例中，本发明的数据帧同步方法还包括：向信源端发送基准时钟信号。控制模式还包括：精确跟随模式，精确跟随模式是指信源端对自身的可控时钟单元生成的时钟信号的反馈与接收到的基准时钟信号进行计算对比，并根据计算对比结果调节可控时钟单元生成的时钟信号的频率。
[0149] 步骤S3还包括以下步骤：
[0150] S33：当同步偏差值不大于第一阈值时，向信源端发送精确跟随模式的指令。
[0151] 如图5所示，第一阈值的判断包括两个分支：当同步偏差值大于第一阈值时，主机端发出逼近模式的指令；当同步偏差值不大于第一阈值时，信源端执行精确跟随模式。
[0152] 精确跟随模式是基于主机端的基准时钟信号对自身时钟单元信号的调整，既能保证信源端在基准时钟下正常工作，又能避免信号传输过程中的意外。
[0153] 在一个实施例中，控制模式还包括：微调模式；微调模式是指信源端的可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使信源端生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。
[0154] 步骤S3还包括以下步骤：
[0155] S34：当处于精确跟随模式时，若同步偏差值大于第一阈值时，向信源端发送微调模式的指令，信源端执行微调模式。
[0156] 优选的，本发明的数据帧同步方法还包括：预设信源端的可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，第一频偏大于第二频偏；在逼近模式中，可控时钟单元采用正或负的第一频偏实现时钟输出；在微调模式中，可控时钟单元采用正或负的第二频偏实现时钟输出。
[0157] 优选的，第一频偏为可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。
[0158] 在一个实施例中，控制模式还包括：锁定模式，锁定模式是指信源端的可控时钟单元在锁定频率下进行稳定时钟输出，步骤S3还包括以下步骤：
[0159] S35：当处于精确跟随模式时，若检测到信源端未接收到基准时钟信号，则向信源端发送锁定模式的指令，信源端执行锁定模式。
[0160] 锁定模式是对精确跟随模式的补充完善，若没有接收到基准时钟信号，则使用可控时钟单元在预设范围内设置的一锁定频率作为时钟信号输出，避免因为没有基准时钟信号而导致机器不能正常工作。
[0161] 在一个实施例中，信源端的数量至少为2个。
[0162] 在一个实施例中，在步骤S1中，主机端将自身生成的数据帧确定为基准帧。
[0163] 在一个实施例中，信源端为视频源端，数据生成单元为视频生成单元，数据帧为视频帧。而实际上，信源端除了为视频源端外，音频源端或音频源端和视频源端的结合也可以使用相同的方法实现。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要，将本发明推广到其它类型的信源端中。
[0164] 实施例三
[0165] 与实施例一的数据帧同步装置相对应，本发明还提出了一种数据帧同步的主机端。该主机端包括：基准帧同步生成单元、数据帧同步处理单元和控制模式指令生成单元；
[0166] 其中，基准帧同步生成单元用于确定基准帧；数据帧同步处理单元用于获取数据帧，并计算出接收到的数据帧与基准帧之间的同步偏差值；控制模式指令生成单元根据同步偏差值发送调整信源端频率的控制模式的指令。
[0167] 在一个实施例中，预设同步偏差值的第一阈值；所述控制模式包括：逼近模式。当同步偏差值大于第一阈值时，控制模式指令生成单元发送逼近模式的指令。逼近模式是指主机端通知信源端加快或减慢时钟输出频率，使信源端发出的数据帧逼近基准帧。
[0168] 在一个实施例中，主机端还包括：基准时钟单元；控制模式还包括：精确跟随模式。
[0169] 基准时钟单元用于生成基准时钟信号并发送。
[0170] 精确跟随模式是指主机端通知信源端对自身输出的时钟信号的反馈与基准时钟信号进行计算对比，调节信源端自身的时钟输出。
[0171] 当同步偏差值不大于第一阈值时，控制模式指令生成单元发送精确跟随模式的指令。
[0172] 在一个实施例中，控制模式还包括：微调模式。当处于精确跟随模式时，若同步偏差值大于所述第一阈值时，控制模式指令生成单元发送微调模式的指令。微调模式是指主机端通知信源端采用正或负的频偏加快或减慢时钟输出频率，使信源端发出的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。
[0173] 在一个实施例中，预设第一频偏和第二频偏，第一频偏大于第二频偏。在逼近模式中，主机端通知信源端采用正或负的第一频偏实现时钟输出；在微调模式中，主机端通知所述信源端采用正或负的第二频偏实现时钟输出。
[0174] 在一个实施例中，主机端包括至少2个连接信源端的接口。
[0175] 在一个实施例中，基准帧同步生成单元自己生成数据帧，并将自己生成的数据帧确定为基准帧。
[0176] 在一个实施例中，所述信源端为视频源端，所述数据帧为视频帧。
[0177] 实施例四
[0178] 与实施例一的数据帧同步装置相对应，本发明还提出了一种数据帧同步的信源端。该信源端包括：模式调节单元、可控时钟单元和数据生成单元。
[0179] 模式调节单元用于接收控制模式的指令并根据控制模式的指令调整可控时钟单元的时钟信号的频率，以使得数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小；可控时钟单元能够在预设范围内生成多种频率的时钟信号；数据生成单元根据可控时钟单元的时钟信号生成数据帧并发送。
[0180] 在一个实施例中，控制模式包括：逼近模式，逼近模式是指可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。
[0181] 在一个实施例中，信源端还包括：上行时钟接收单元和比较滤波装置；上行时钟接收单元用于接收基准时钟信号；比较滤波装置用于对可控时钟单元输出的时钟信号的反馈与接收到的基准时钟信号进行计算对比。
[0182] 控制模式还包括：精确跟随模式；精确跟随模式是指比较滤波装置根据计算对比结果调节所述可控时钟单元生成的时钟信号。
[0183] 在一个实施例中，控制模式还包括：微调模式；微调模式是指可控时钟单元采用正或负的频偏实现时钟输出，使数据生成单元生成的数据帧逼近基准帧，即使得同步偏差值减小。
[0184] 在一个实施例中，预设可控时钟单元的第一频偏和第二频偏，第一频偏大于第二频偏；在逼近模式中，可控时钟单元采用正或负的第一频偏实现时钟输出；在微调模式中，可控时钟单元采用正或负的第二频偏实现时钟输出。
[0185] 在一个实施例中，第一频偏为可控时钟单元在预设范围内的最大频偏。
[0186] 在一个实施例中，可控时钟单元在预设范围内设置一锁定频率；所述控制模式还包括：锁定模式，锁定模式是指所述可控时钟单元在所述锁定频率下进行时钟输出。模式调节单元还检测上行时钟接收单元是否接收到基准时钟信号，当处于精确跟随模式时，若模式调节单元检测到上行时钟接收单元未接收到基准时钟信号，则模式调节单元执行锁定模式。
[0187] 在一个实施例中，信源端为视频源端，数据生成单元为视频生成单元，数据帧为视频帧。
[0188] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本
说明书记载的范围。
[0189] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
权利要求的保护范围之内。
