一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統的製作方法
2023-06-12 23:54:26 1
一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其包括視頻信號檢測模塊、音頻信號AD模塊、視音頻切換模塊、視頻信號處理模塊、音頻信號DA模塊以及信號直通模塊；其中，視頻信號檢測模塊用於將視頻信號轉換成統一格式的數位訊號，並實時對該數位訊號進行信號異常或者中斷檢測；視音頻切換模塊用於達到切換條件時，實現主視頻會議終端到備用視頻會議終端輸出的視音頻數位訊號的無縫切換。本實用新型的有益效果是採用熱備份的方式避免了由於會議終端故障導致的視頻會議被迫中斷，降低了故障點的排查難度；同時無縫切換的效果保證了視頻信號的連貫性，在與會者無察覺的情況下即可實現主路信號與備路信號的自動切換。
【專利說明】一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及視頻會議系統的【技術領域】，具體說是一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統。
【背景技術】
[0002]視頻會議終端作為視頻會議的核心設備，其信號傳輸的可靠性直接影響視頻會議能否正常進行，因此必要的備份措施必不可少。
[0003]傳統的備份方案是在同一個會場部署雙終端和雙線路接入，實施冷備份，即主用、備用終端通過矩陣和外設互聯。當視頻會議系統出現故障後，需人工判斷故障點，且如果視頻會議系統終端出現故障，則需要人工進行矩陣切換，以啟用備份會議終端接入系統，恢復視頻會議系統；此方案明顯的缺點是對故障點的判斷比較困難、人工排障不及時，會議一般將被迫中斷。
【發明內容】
[0004]為了降低系統故障的排查難度，同時避免由於會議終端故障導致視頻會議被迫中斷，本實用新型的目的是要一種能自動檢測終端輸出信號並通過指令進行無縫智能切換的設備，實現主、備視頻會議終端熱備份。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案:
[0006]一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，所述系統應用於包括有一個主視頻會議終端以及至少一個備用視頻會議終端的視頻會議系統，其特徵在於:
[0007]包括視頻信號檢測模塊、音頻信號AD模塊、視音頻切換模塊、視頻信號處理模塊、音頻信號DA模塊；
[0008]其中，所述視頻信號檢測模塊分別連接主視頻會議終端、備用視頻會議終端，用於將上述主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的視頻信號轉換成統一格式的數位訊號，並實時對該數位訊號進行信號異常或者中斷檢測；
[0009]所述音頻信號AD模塊分別連接主視頻會議終端、備用視頻會議終端，用於上述主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的模擬音頻信號放大後轉換成數字音頻信號；
[0010]所述視音頻切換模塊分別連接所述視頻信號檢測模塊、所述音頻信號AD模塊，用於實現主視頻會議終端到備用視頻會議終端輸出的視音頻數位訊號的無縫切換，其中音頻信號跟隨視頻信號做同步切換；
[0011]所述視頻信號處理模塊，與所述視音頻切換模塊連接，用於將經所述視音頻切換模塊切換後輸出的數字視頻信號轉換成顯示設備可識別格式的視頻信號；
[0012]所述音頻信號DA模塊，與所述視音頻切換模塊連接，用於將經所述視音頻切換模塊切換後輸出的數字音頻信號轉換成音響設備可識別格式的模擬音頻信號並驅動輸出。
[0013]所述的切換系統還包括信號直通模塊，該信號直通模塊用於實現選擇信號是否直通輸出。
[0014]進一步的，所述視頻信號檢測模塊包括用於對主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的視頻信號進行解碼處理並轉換成統一格式的數位訊號的解碼晶片，以及用於實時對該數位訊號進行信號異常或者中斷檢測的CPLD晶片。
[0015]進一步的，所述音頻信號AD模塊包括用於對主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的模擬音頻信號進行放大處理的模擬放大晶片以及用於把模擬音頻信號轉成數字音頻信號的數模轉換晶片。
[0016]進一步的，所述視音頻切換模塊包括用於在系統達到切換條件時，實現主視頻會議終端到備用視頻會議終端輸出的視音頻數位訊號的無縫切換的FPGA晶片以及與所述FPGA晶片配合使用的存儲晶片。
[0017]進一步的，所述音頻信號DA模塊包括用於將數字音頻信號轉成模擬音頻信號的數模轉換晶片以及對轉換後的模擬音頻信號進行模擬放大的驅動晶片。
[0018]所述的信號直通模塊包含用於實現高速視頻信號傳輸的數字開關M20001晶片，用於當系統掉電時觸發信號直通模塊，在系統無電的狀態下實現信號的物理直連。
[0019]所述切換系統還包括一路本地攝像頭採集的視頻信號輸入端作為第三路應急信號輸入；當因前級的會議終端發生故障導致主視頻會議終端或者備用視頻會議終端均無視頻信號可切換輸出時本地的視頻信號切換輸出作為另一種應急方案。
[0020]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是採用熱備份的方式避免了由於會議終端故障導致的視頻會議被迫中斷，降低了故障點的排查難度；同時無縫切換的效果保證了視頻信號的連貫性，在與會者無察覺的情況下即可實現主路信號與備路信號的自動切換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型用於視頻會議的多格式熱備份切換系統結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型所述視頻信號檢測模塊視頻信號接口晶片電路圖；
[0023]圖3為本實用新型所述視頻信號檢測模塊視頻信號檢測電路圖；
[0024]圖4為本實用新型所述視音頻信號切換模塊電路圖；
[0025]圖5為本實用新型所述音頻信號AD模塊電路圖；
[0026]圖6為本實用新型所述音頻信號DA模塊電路圖；
[0027]圖7為本實用新型所述視頻信號處理模塊電路圖；
[0028]圖8為本實用新型所述信號直通模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0030]如圖1一圖8所示，本實用新型提出了一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，滿足了會議系統對智能無縫切換效果的需要，避免了由於會議終端故障導致的視頻會議被迫中斷。
[0031]鑑於視頻會議終端的品牌種類較多，其視頻接口也是多種多樣，不同品牌的視頻接口配置不同。針對會議終端的接口格式、信號解析度的多樣性，為滿足多格式熱備份切換系統能兼容多種信號格式及不同標準的解析度的需要。本實用新型所需的會議終端可選用其輸入埠可以兼容DV1、HDM1、HDSD1、VGA、YPbPr及CVBS等常用視頻信號格式，兼容符合VESA標準及SMPTE標準的常見解析度的機型。因此所述多種信號格式自動識別源於前級設備視頻會議終端埠的多樣性，才使得多格式熱備份切換系統可以處理多種視頻信號格式。所述解析度的自動識別符合多格式熱備份切換系統的智能特性，減少了人工操作的複雜度。
[0032]傳統的會議終端冷備份方式無法避免會議中斷。本實用新型通過實時採集分析會議終端的視頻信號，當主用會議終端發生故障時及時切換備用會議終端，達到智能熱備份的功能。其工作流程如下:
[0033]主、備會議終端同時啟用，當主用會議終端出現故障時，能夠立即檢測到信號異常，將信號異常前的最後一幀圖像進行靜幀輸出、避免視頻信號中斷，同時將備用終端正常輸出的信號自動切換給外設顯示設備或音響設備，視頻需要實現無縫切換，可以在與會人員未察覺到任何異常的情況下啟用備用會議終端，使會議繼續正常進行；
[0034]為了避免信號切換時若沒有特殊處理會出現花屏或黑屏等信號不連貫的現象。本實用新型通過幀存幀取技術，利用FPGA晶片內部識別出每一幀圖像的起始信號與結束信號，當判斷起始結束信號完整時把一幀圖像存入幀存儲器；讀取圖像時檢測起始信號標記，從幀存儲器中完整取出每幀圖像並輸出。通過以上完整的幀圖像存取的機制保證信號的無縫切換效果。
[0035]如圖1所示，具體的所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，包括視頻信號檢測模塊、音頻信號AD模塊、視音頻切換模塊、視頻信號處理模塊、音頻信號DA模塊及信號直通模塊。
[0036]—、視頻信號檢測模塊
[0037]所述視頻信號異常檢測、中斷檢測是多格式熱備份切換系統進行主路與備路信號自動切換的前提；所述的視頻信號檢測模塊包括視頻信號異常檢測、中斷檢測及多種信號格式、信號解析度的自動識別。所述多種信號格式包括DV1、HDM1、HDSD1、VGA、YPbPr及CVBS等常見視頻信號格式。
[0038]所述信號異常包括視頻信號進入靜幀狀態、藍屏或黑屏狀態；所述信號中斷是指信號丟失；所述信號異常檢測技術主要通過對所接收的視頻圖像進行像素數據分析，判斷視頻信號是否異常；所述信號中斷技術主要通過對所接收的視頻信號的行同步、場同步的檢測，如果行同步、場同步信號不是預期的頻率信號則判定當前信號中斷。
[0039]具體的，主路及備路視頻信號檢測模塊各使用一組同樣且獨立的檢測電路，此處只選取主路的檢測電路做說明，如圖2、圖3。DV1、HDM1、HDSD1、VGA、YPbPr或CVBS多種格式的視頻信號在視頻信號檢測模塊做解碼處理，統一成24bits的RGB444數位訊號，包括行同步、場同步、像素時鐘等信號；通過CPLD晶片實時檢測數位訊號是否發生異常、是否有信號中斷發生；同時做好進入切換模塊做主備路切換前的準備。解碼晶片使用美國AnalogDevice公司的ADV7441 ；CPLD使用美國Altera公司的EMP240系列晶片。
[0040]二、音頻信號AD模塊
[0041]主路及備路音頻信號AD模塊各使用一組同樣且獨立的檢測電路，此處只選取主路音頻的電路做說明，如圖5。終端輸出的平衡立體聲音頻信號經過模擬放大處理後，通過模數轉換晶片把模擬音頻信號轉換成I2S格式的數字音頻信號，做好進入下述切換模塊做主備路切換前的準備。模擬放大晶片使用PHILIPS半導體的NE5532晶片；模數轉換晶片選用CIRRUS LOGIC公司的CS4270晶片，CS4270具有AD和DA功能，此處選用其AD功能。
[0042]三、視音頻切換模塊
[0043]所述視音頻切換模塊包含信號異常或中斷檢測後的主路備路應急無縫切換。所述主路備路信號的檢測是保障視頻會議進程無中斷進行的必要條件，同時降低了系統故障排查的難度。
[0044]所述無縫切換基於幀存幀取技術；所述幀存幀取的技術實現了信號切換時的無縫切換效果，研宄發現切換時間小於2幀(33毫秒)時，可保證在與會者無察覺的狀態下做到信號在主路備路之間的切換。
[0045]具體的:上述主路與備路的視頻、音頻信號經過前級電路的轉換、檢測等環節已經為信號的切換做好前期準備，鑑於所述視音頻信號均是邏輯可控的數位訊號，切換條件是指包括檢測到上述數位訊號存在信號異常或者中斷的情況；若出現信號異常或中斷則由本切換模塊執行切換動作；如圖4，本切換模塊選用Altera公司的EP3C16F系列的大規模FPGA晶片；因為視頻信號在切換時要做特殊的幀存幀取處理達到無縫切換的效果，所以在FPGA晶片外接DDR3的存儲晶片。所有數位訊號的讀寫存取均通過數字程式語言在FPGA與DDR3之間實現。
[0046]四、視頻信號處理模塊
[0047]鑑於主路或備路的視頻信號經過切換模塊選擇後仍是數字並行數據，該類信號無法在顯示設備顯示，所以必須通過編碼把數字並行數據轉換成顯示設備可識別的常見格式視頻信號，如圖7，因此此處選用PHILIPS半導體的TDA9984晶片把並行數據轉換成DVI信號，且通過該晶片可以實現視頻信號的上下變換。
[0048]五、音頻信號DA模塊
[0049]同視頻信號類似，主路或備路的音頻信號經過切換模塊選擇後仍是I2S格式的數位訊號，所以必須通過數模電路把數字音頻轉換成模擬音頻信號，該模擬信號經過放大器放大驅動才可以在音響設備輸出音量正常的聲音。因此，如圖6，數模晶片選用CIRRUSLOGIC公司的CS4270晶片，CS4270具有AD和DA功能，此處選用其DA功能。模擬放大晶片仍使用PHILIPS半導體的NE5532晶片。
[0050]六、信號直通模塊
[0051]所謂的信號直通功能就是通過多路開關的狀態組合，把輸入信號經過多路開關的選擇不進入上述信號處理模塊而直接輸出。如圖8所示，此處選用MindSpeed公司的M20001高速數字開關，利於高頻信號的無損傳輸。輸入信號經過由Uinl和Uin2組成的M20001晶片組有兩個路徑可選，正常狀態下通過路徑I進入視頻信號檢測模塊的ADV7441晶片做解碼處理；若使能信號直通功能，則由路徑2進入第2組由Uoutl和Uout2組成的M20001晶片組；在第2組晶片組內也有兩個路徑可選，正常狀態下選擇視頻信號處理模塊TDA9984編碼輸出的視頻信號；若使能信號直通功能，則選通由第I組M20001晶片組輸出的路徑2的視頻信號，從而實現信號的直通。
[0052]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，所述系統應用於包括有一個主視頻會議終端以及至少一個備用視頻會議終端的視頻會議系統，其特徵在於: 包括視頻信號檢測模塊、音頻信號八0模塊、視音頻切換模塊、視頻信號處理模塊、音頻信號0八模塊； 其中，所述視頻信號檢測模塊分別連接主視頻會議終端、備用視頻會議終端，用於將上述主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的視頻信號轉換成統一格式的數位訊號，並實時對該數位訊號進行信號異常或者中斷檢測； 所述音頻信號仙模塊分別連接主視頻會議終端、備用視頻會議終端，用於上述主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的模擬音頻信號放大後轉換成數字音頻信號； 所述視音頻切換模塊分別連接所述視頻信號檢測模塊、所述音頻信號仙模塊，用於實現主視頻會議終端到備用視頻會議終端輸出的視音頻數位訊號的無縫切換，其中音頻信號跟隨視頻信號做同步切換； 所述視頻信號處理模塊，與所述視音頻切換模塊連接，用於將經所述視音頻切換模塊切換後輸出的數字視頻信號轉換成顯示設備可識別的視頻信號； 所述音頻信號0八模塊，與所述視音頻切換模塊連接，用於將經所述視音頻切換模塊切換後輸出的數字音頻信號轉換成音響設備可識別的模擬音頻信號並驅動輸出。
2.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述的切換系統還包括信號直通模塊，該信號直通模塊用於實現選擇信號是否直通輸出。
3.根據權利要求2所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述的信號直通模塊包含用於實現高速視頻信號傳輸的數字開關120001晶片，用於當系統掉電時觸發本信號直通模塊，在系統無電的狀態下實現信號的物理直連。
4.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述視頻信號檢測模塊包括用於對主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的視頻信號進行解碼處理並轉換成統一格式的數位訊號的解碼晶片，以及用於實時對該數位訊號進行信號異常或者中斷檢測的晶片。
5.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述音頻信號仙模塊包括用於對主視頻會議終端或者備用視頻會議終端發送的模擬音頻信號進行放大處理的模擬放大晶片以及用於把模擬音頻信號轉成數字音頻信號的數模轉換晶片。
6.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述視音頻切換模塊包括用於在系統達到切換條件時，實現主視頻會議終端到備用視頻會議終端輸出的視音頻數位訊號的無縫切換的晶片以及與所述晶片配合使用的存儲晶片。
7.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述音頻信號0八模塊包括用於將數字音頻信號轉成模擬音頻信號的數模轉換晶片以及對轉換後的模擬音頻信號進行模擬放大的驅動晶片。
8.根據權利要求1所述的用於視頻會議的多格式熱備份切換系統，其特徵在於: 所述切換系統還包括一路本地攝像頭採集的視頻信號輸入端作為第三路應急信號輸入；當因前級的會議終端發生故障導致主視頻會議終端或者備用視頻會議終端均無視頻信號可切換輸出時本地的視頻信號切換輸出作為另一種應急方案。
【文檔編號】H04N7/15GK204206329SQ201420743779
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】周春雷, 馬慶強, 郭曉妍, 鄒爽 申請人:大連科迪視頻技術有限公司