一種具有內部切換功能的高標清視音頻io卡的製作方法

2023-07-21 23:38:56

專利名稱：一種具有內部切換功能的高標清視音頻io卡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有內部切換功能的高標清視音頻io卡，是一種電子裝置，是一
種安裝在計算機擴展槽上的輸入輸出接口卡。是一種用於視音頻處理的接口卡。
背景技術：
計算機技術發展的歷史也是廣播電視行業設備發展的歷史。隨著計算機硬體性能
與軟體技術水平的提高，視頻特技與視頻編解碼算法已可均由軟體完成，計算機+視音頻
10卡+軟體的組合迅速成為非編、字幕、圖文等廣播電視設備的主流架構，以及收錄、播出 等視頻伺服器產品的主流架構。計算機平臺的開放性、CPU和GPU(高性能顯卡)處理能力 的不斷提升、軟體的可擴展性使得基於這種架構的設備非常易於增加新的特性、易於增添 差異化設計、並最終易於升級換代。但是在這樣的廣播電視設備架構中，通用的計算機並不 具備廣播電視設備中需要的信號接口，只有通過專用的視音頻10板卡才能將運行於計算 機上的視音頻處理軟體與其他設備建立聯繫。其中視音頻IO板卡通過驅動程序接收視音 頻處理軟體的控制命令，與其進行數據交互；同時視音頻IO板卡提供廣播電視行業專用的 信號接口，與外界其他設備進行信號交互。由此，視音頻處理軟體的數據與外部設備的信號 都匯聚到視音頻IO板卡內，通過在板卡內進行一定的處理，二者實現了交互。可以認為，視 音頻10板卡是這一大類廣電設備的核心部件之一，它的功能、質量和指標也是決定廣播電 視設備最終競爭能力的核心因素之一。 目前常見的視音頻IO板卡內部處理模式都較為簡單和固定，在軟體播出埠與 IO板卡信號輸出埠間存在著固定的對應關係，在軟體採集埠與IO板卡信號輸入埠 間也只有固定的對應關係，通常可以細分為三種常見類型。第一種類型的板卡是軟體播出 埠的視音頻數據傳送到IO板卡上後，直接通過對應確定的信號輸出埠輸出；或者10 板卡通過信號輸入埠接收外部設備的視音頻信號後，直接傳送到對應確定的軟體採集端 口。第二種類型的板卡是在第一種類型的基礎上，內部增加高清下變換模塊，軟體播出埠
的視音頻數據傳送到io板卡上後，直接通過對應確定的信號輸出埠輸出，如果視音頻數
據是高清制式還需通過高清下變換模塊處理後轉變為標清制式，同時通過另一個對應確定 信號埠輸出。第三種類型的板卡是在第一種類型的基礎上，內部增加了視頻疊加模塊，軟
件的兩個播出埠的視音頻數據傳送到io板卡上後，通過視頻疊加模塊混合成一路視頻
信號，再通過一個對應確定的信號埠輸出。這些視音頻IO板卡可以用在特定的一些類型 廣電設備中，但設備設計中的某些功能會受到板卡限制而無法實現(例如不能對外部輸 入的視頻實現多種不同解析度視頻的同時採集，不能對軟體輸出的視頻實現多種不同分辨 率視頻的同時播出等)，有些可以通過在一臺計算機主機內安裝多塊不同類型的板卡實現， 但這樣卻又面臨著板卡間視音頻信號的精確同步等諸多問題。

發明內容
為解決現有技術的問題，本發明的目的是提出一種具有內部切換功能的高標清視音頻I0卡。本發明由視音頻IO板卡的板卡硬體和驅動軟體兩大部分組成。工作時，板卡 硬體安裝在計算機平臺的總線插槽內，驅動軟體運行在計算機的作業系統中。板卡硬體包 括了多路廣播電視專用視音頻信號的接口，負責與外部設備進行信號交互。驅動軟體與特 定的視音頻應用軟體連接，接收視音頻應用軟體的控制命令，與視音頻應用軟體進行數據 交互。驅動軟體通過計算機作業系統的管理與安裝在計算機總線插槽上的板卡硬體進行連 接。 本發明的目的是這樣實現的一種具有內部切換功能的高標清視音頻IO卡，包 括多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠 ，每個輸入埠或輸出埠都包括SDI、 H匿I、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號類型埠，所述的多個視音頻輸入埠中 的每個SDI輸入埠與各自的SDI輸入信號接口轉換晶片連接、每個HDMI輸入埠與各自 的HDMI視音頻信號接收晶片連接、每個模擬視頻輸入埠與各自的模擬視頻信號接收芯 片連接，所述的多個視音頻輸出埠中的每個SDI輸出埠與各自的SDI輸出驅動晶片連 接、每個HDMI輸出埠與各自的HDMI視音頻信號發生晶片連接、每個模擬視頻輸出埠與 各自的模擬視頻信號發生晶片連接，所述的多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠中 的所有AES/EBU音頻埠都與AES/EBU音頻信號接收發送晶片連接，所述的多個視音頻輸 入埠的所有模擬音頻輸入埠都與多路模擬音頻信號接收晶片連接、所述的多個視音頻 輸出埠的所有模擬音頻輸出埠都與多路模擬音頻信號發生晶片連接，所述的各個SDI 輸入信號接口轉換晶片、HDMI視音頻信號接收晶片、模擬視頻信號接收晶片和SDI輸出驅 動晶片、H匿I視音頻信號發生晶片、模擬視頻信號發生晶片以及AES/EBU音頻信號接收發 送晶片、多路模擬音頻信號接收晶片、多路模擬音頻信號發生晶片與現場可編程邏輯晶片 連接，所述的現場可編程邏輯晶片與內存晶片、時鐘晶片、外鎖相晶片、板卡信息存儲晶片、 板卡供電晶片、計算機總線接口連接。 —種使用權利要求1所述10卡的高標清視頻的切換方法，所述方法的步驟如下
控制邏輯解析的步驟用於接收應用軟體傳送來的控制命令並解析，對信號輸入 輸出埠進行配置，對視頻制式編碼與音頻嵌入電路進行配置，對緩衝器的隊列機制進行 控制，對中央處理單元的運行模式進行設置；接收信號接收單元、視頻制式識別單元、信號 發送單元的狀態信息，接收緩衝器的隊列狀態信息，接收中央處理裝置的狀態信息，接收總 線發送鏈路與總線接收鏈路的狀態信息，傳送回應用軟體，本步驟完成後"進入緩衝Buf f er 的步驟"； 以下三個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行； 接收外部視音頻信號的步驟用於接收外部設備連接到視音頻10卡上的物理電 信號，並將這些物理電信號轉換為視音頻數據流； 信號制式識別的步驟對接收外部視音頻信號步驟中接收的視頻數據流進行解 析，識別該視頻數據流所描述的廣播電視行業標準規定的視頻制式； 視頻和音頻信號分離的步驟用於SDI或HDMI信號輸入埠的視頻數據流中分離 出音頻數據。在此步驟中隨後根據控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號埠類型和音 頻信號埠類型選擇需要處理的並行數據流。本步驟完成後"進入緩衝Buffer的步驟"；
以下兩個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行； 接收應用軟體播出視音頻的步驟用於通過播出數據埠接收應用軟體播出的視音頻數據流，並存儲在驅動軟體中的對應埠隊列中； 視音頻數據通過計算機總線發送鏈路傳輸的步驟用於存儲在驅動軟體的埠隊 列中的視音頻數據流通過計算機總線發送鏈路傳送到板卡硬體中的緩衝Buffer，本步驟完 成後"進入緩衝Buffer的步驟"； 進入緩衝Buffer的步驟用於在緩衝Buffer內對應於每個數據埠和每個信號 埠 ，都建立相應的緩衝隊列，將來源於信號輸入埠的視音頻數據流與來源於播出數據 埠的視音頻數據流存儲在各自對應的緩衝隊列中； 中央處理裝置進行處理的步驟用於中央處理裝置從緩衝Buffer的信號輸入數 據隊列和播出數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中對各數據流進行單 獨的視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進行的混合處理； 並將處理結果傳送回緩衝Buffer中對應於信號輸出埠的隊列或者對應於採集數據埠 的隊列； 視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟用於從緩衝Buffer對應於 信號輸出埠的隊列中取出經中央處理裝置處理過的視音頻數據流，編碼生成廣播電視視 頻標準規定的視音頻數據流，同時使用音頻嵌入技術將音頻數據流合併到視頻數據流中；
發送視音頻信號的步驟用於將編碼後的視音頻數據流轉換為符合設備間交互標 準的物理電信號並傳送到信號輸出埠； 以下兩步驟與"視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟""發送視音頻 信號的步驟"平行運行； 視音頻數據通過計算機總線接收鏈路傳輸的步驟用於從緩衝Buffer對應於採 集數據埠的隊列中取出經中央處理單元處理過的視音頻數據流，通過計算機總線接收鏈 路傳送到驅動軟體的對應採集數據埠隊列中； 應用軟體接收採集視音頻數據的步驟用於應用軟體通過採集數據埠取出存儲 在驅動軟體的對應埠隊列中的視音頻數據流。 本發明產生的有益效果是本發明通過對於內部切換模式的配置，可以對外部輸 入的一種或多種制式視頻實現多種不同解析度視頻的同時採集、對軟體輸出的一種或多種 制式視頻實現多種不同解析度視頻的同時播出、對外部輸入的多路視頻與軟體播出的多路 視頻實現混疊、對外部輸入的視音頻與軟體輸出的視音頻進行切換等功能。可廣泛用於廣 播電視高標清制播流程的各類型設備中。使用本發明可以將廣播電視製作播出流程中需要 多臺設備完成的功能如非線性編輯、字幕機、視頻伺服器、切換器、高清標清視音頻制式變 換器、鍵混器等根據需要有選擇的設計在一臺設備中，從而一臺設備可以替代以前多臺設 備，大大提高了設備使用的工作範圍，節省電視臺等使用單位的設備購置成本和維護成本， 具有很高的經濟價值和應用前景。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。 圖1是本發明實施例一所述的一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡硬體 結構示意圖； 圖2是本發明實施例二所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡的邏輯結構示意圖； 圖3是本發明實施例三所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡中央處 理裝置的邏輯結構示意圖； 圖4是本發明實施例三所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡的中央 處理裝置的混疊器的邏輯結構示意圖； 圖5是本發明實施例四所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡的運行 原理框圖； 圖6是本發明實施例四所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡在三路 視音頻數據、三路視音頻信號輸入，三路視音頻數據、三路視音頻信號輸出的工作原理框 圖； 圖7是本發明實施例五所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡在一路 視音頻信號輸入三路不同制式視音頻數據輸出的工作原理框圖； 圖8是本發明實施例五所述一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡在一路 視音頻數據輸入三路不同制式視頻信號輸出的工作原理框圖。
具體實施方式

實施例一 本實施例是一種具有內部切換功能的高標清視音頻10卡，結構如圖1所示。本實 施例包括多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠 ，每個輸入埠或輸出埠都包括 SDI、 H匿I、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號類型埠 ，所述的多個視音頻輸入端 口中的每個SDI輸入埠與各自的SDI輸入信號接口轉換晶片連接、每個HDMI輸入埠與 各自的HDMI視音頻信號接收晶片連接、每個模擬視頻輸入埠與各自的模擬視頻信號接 收晶片連接，所述的多個視音頻輸出埠中的每個SDI輸出埠與各自的SDI輸出驅動芯 片連接、每個HDMI輸出埠與各自的HDMI視音頻信號發生晶片連接、每個模擬視頻輸出端 口與各自的模擬視頻信號發生晶片連接，所述的多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出端 口中的所有AES/EBU音頻埠都與AES/EBU音頻信號接收發送晶片連接，所述的多個視音 頻輸入埠的所有模擬音頻輸入埠都與多路模擬音頻信號接收晶片連接、所述的多個視 音頻輸出埠的所有模擬音頻輸出埠都與多路模擬音頻信號發生晶片連接，所述的各個 SDI輸入信號的接口轉換晶片、HDMI視音頻信號接收晶片、模擬視頻信號接收晶片和SDI輸 出驅動晶片、H匿I視音頻信號發生晶片、模擬視頻信號發生晶片以及AES/EBU音頻信號接 收發送晶片、多路模擬音頻信號接收晶片、多路模擬音頻信號發生晶片與現場可編程邏輯 晶片連接，所述的現場可編程邏輯晶片與內存晶片、時鐘晶片、外鎖相晶片、板卡信息存儲 晶片、板卡供電晶片、計算機總線接口連接。 本實施例包括多個輸入、輸出埠，在圖1中所示的是三個視音頻信號輸入埠 VideoINl、 Video IN2、 Video IN3，和三個視音頻信號輸出埠 Video 0utl、 Video 0ut2、 Video0ut3。每個輸入埠都包括SDI、 HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號類 型輸入埠 ，每個輸出埠都包括SDI、 HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號類 型輸出埠。 本實施例包括的其他主要電子晶片類型與功能如下
FPGA :現場可編程邏輯晶片，具體型號是Xilinx公司出品的V5，是板卡上的核心 處理單元，負責外部視音頻信號的制式識別、制式編碼、音頻嵌入、音頻解嵌、視音頻的處理 (視頻縮放、視頻混疊、視頻切換等)、視音頻的緩衝區管理、計算機總線接口管理、控制命 令解析等功能實現。 PCI-E Connector :板卡與計算機總線連接的接口 ，遵循標準的PCI-E總線標準， 連接到FPGA上。運行於計算機作業系統上的驅動軟體功能和板卡硬體電路功能是通過這 個總線連接在一起的。功能上包括從驅動軟體向板卡硬體傳送數據的總線發送鏈路和從板 卡硬體向板卡軟體傳送數據的總線接收鏈路。 DDR2:內存晶片，是外部視音頻信號與軟體採集播出視音頻數據交互的緩衝區。
Clock :板卡運行需要的時鐘晶片。 Ref :外鎖相晶片，板卡硬體可以工作在鎖在外部輸入信號的模式。 EQ :SDI輸入信號接口轉換晶片，是SDI輸入信號進入FPGA晶片的橋梁。 DRV :SDI輸出信號驅動晶片，將FPGA晶片輸出的視音頻信號轉換為符合外部設備
標準的SDI信號。 AES/EBU:AES/EBU音頻信號接收發送晶片。是AES/EBU音頻輸入輸出信號進出 FPGA晶片的橋梁。 Video Encoder :模擬視頻信號發生晶片。將FPGA輸出的視頻數據流轉換為模擬 視頻信號，通過模擬視頻信號輸出埠輸出。 Video Decoder :模擬視頻信號接收晶片。將模擬視頻信號輸入埠輸入的模擬視 頻信號轉換為視頻數據流進入FPGA晶片。 HDMI Transmitter :HDMI視音頻信號發生晶片。將FPGA輸出的視音頻數據流轉 換為HDMI視頻信號，通過HDMI信號輸出埠輸出。 HDMI Receiver :HDMI視音頻信號接收晶片。將HDMI信號輸入埠輸入的HDMI視 音頻信號轉換為視音頻數據流進入FPGA晶片。 Audio D/A:多路模擬音頻信號發生晶片。將FPGA輸出的多路音頻數據流轉換為 多路模擬音頻信號，通過模擬音頻信號輸出埠輸出。 Audio A/D :多路模擬音頻信號接收晶片。將模擬音頻信號輸入埠輸入的多路模 擬音頻信號轉換為多路音頻數據流進入FPGA晶片。 Flash :板卡信息存儲晶片。用於存儲板卡的基本信息，如功能描述、序列號、生產 狀態等。 Power :板卡供電晶片。
實施例二 本實施例是實施例一的改進，是實施例一所述板卡系統的邏輯功能細化，如圖2 所示。本實施例所述的10卡各晶片與驅動軟體共同組成的系統中包括多個播出數據端 口單元，所述的多個播出數據埠單元與總線發送鏈路連接，所述的總線發送鏈路與緩衝 Buffer連接，所述的緩衝Buffer與中央處理裝置連接；所述的緩衝Buffer與多個視音頻 制式編碼與音頻嵌入單元連接，所述的各個視音頻制式編碼與音頻嵌入單元與各自的信號 發送單元連接，所述的多個信號發送單元與多個信號輸出埠單元連接；多個信號輸入端 口單元，所述的多個信號輸入埠單元與各自的信號接收單元連接，各個信號接收單元與各自的視頻音頻分離單元和視頻制式識別單元連接，所述視頻制式識別單元與視頻音頻分 離單元連接，所述視頻音頻分離單元與所述的緩衝Buffer連接，所述的緩衝Buffer與總線 接收鏈路連接，所述的總線接收鏈路與多個採集數據埠單元連接；所述的各個播出數據 埠單元、總線發送鏈路、緩衝Buffer、中央處理裝置、各個視音頻制式編碼與音頻嵌入單
元、各個信號發送單元、各個信號輸出埠單元、各個信號輸入埠單元、各個信號接收單 元、各個視頻音頻分離單元、各個視頻制式識別單元、總線接收鏈路、採集數據埠單元與 控制邏輯解析單元連接。 本實施例所述系統在邏輯結構上包括了下面的這些功能模塊 控制邏輯解析單元負責與上層應用軟體進行控制命令交互。接收應用軟體的控
制命令並傳送到板卡硬體電路，使用電路對控制命令解析，對板卡硬體的工作模式和晶片
功能進行配置。收集板卡硬體電路中各部分的狀態信息並傳送到應用軟體。 播出數據埠單元、採集數據埠單元這兩種類型的埠單元負責與上層應用
軟體實現視音頻數據的軟體交互，統稱為數據埠單元。應用程式要採集/播出視音頻數
據，都需要通過數據埠來實現數據交互。在本實施例中每個數據埠單元是包含2路數
據流的，一個是圖文(Graphics)數據流，另外一個是鍵(Key)數據流。需要注意的是，只有
圖文(Graphics)數據流包含音頻數據才有意義，鍵(Key)數據流沒有音頻數據。數據埠
在實現上是一組函數，可以被使用視音頻IO板卡的應用軟體調用。 隊列考慮上層應用軟體是通過數據埠單元與板卡硬體間進行數據交互時，數 據的實時性受到作業系統以及總線傳輸影響，還需要在數據埠單元的入口和出口處有一 個Buffer隊列作緩存用。隊列在實現上是由驅動軟體控制的一組計算機內存區域。
計算機總線發送鏈路、計算機總線接收鏈路簡稱為總線發送鏈路、總線接收鏈路 是板卡硬體與驅動軟體進行數據交互的通道。播出數據埠單元發送到播出隊列的數據最 終通過總線發送鏈路傳輸到板卡硬體；板卡硬體的數據通過總線接收鏈路傳輸到採集隊列 中，最終進入採集數據埠單元。 信號輸出埠單元、信號輸入埠單元統稱信號埠單元，用於發送或接收電氣 信號，遵循廣播電視行業視音頻信號的相關標準。每個信號埠都由SDI視音頻信號埠、 H匿I視音頻信號埠、模擬視頻信號埠、 AES/EBU音頻信號埠、模擬音頻信號埠組 成，在某些應用中可能只包括其中的部分信號埠類型。信號埠只能和外部物理設備做 信號交互，應用軟體不能與這類埠直接作數據交互，可以設置相關參數，控制埠輸出的 信號類型、信號特徵等。 信號接收單元用於將外界輸入的物理電信號轉換為數據流。在電路實現上，外界 輸入的SDI信號首先流入EQ晶片，輸入的HDMI視音頻信號首先流入HDMI Receiver晶片， 輸入的模擬視頻信號首先流入Video Decoder晶片，輸入的AES/EBU信號首先流入AES/EBU 接收發送晶片，輸入的模擬音頻信號首先流入Audio D/A晶片。上述這些晶片將輸入的物 理電信號初步轉換後送入FPGA晶片，在FPGA中生成並行數據流。 視頻制式識別單元分析信號接收電路傳過來的數據流，自動識別其視頻制式，並 將識別到的視頻制式傳遞到控制邏輯解析單元中。 視音頻分離單元對於SDI信號埠數據流或者HDMI數據流，音頻數據是嵌入在 視頻數據中的，需要在此部分通過音頻解嵌技術將二者分離。對於其他類型的視頻數據流
10和音頻數據流，二者自然是獨立的。隨後根據控制邏輯解析單元所確定選擇的視頻信號端 口類型和音頻信號埠類型選擇相應的並行數據流並傳送到緩衝Buffer中。 視音頻制式編碼與音頻嵌入單元此單元將緩衝Buffer需要播出的視頻數據和 音頻數據取出，編碼成為需要的視頻制式標準數據流和音頻制式標準數據流，同時還將音 頻數據流嵌入到視頻數據流中。 信號發送單元在電路實現上，首先在FPGA內部將視音頻制式編碼和音頻嵌入 後形成的視頻數據流和音頻數據流進行預處理，然後輸出到FPGA晶片外部的DRV晶片、 HDMITransmitter晶片、Video Encoder晶片、AES/EBU晶片、Audio D/A晶片，形成符合廣 播電視標準的電氣信號，發送到外部設備。 緩衝Buffer :由板卡硬體上的電路實現。在緩衝Buffer內對應於每個數據埠和 每個信號埠，都建立了相應的緩衝隊列。從各信號輸入埠傳送來的視音頻數據流可以 是不同步的，由在緩衝Buffer中的緩衝隊列機制對所有的信號輸入視音頻流進行幀同步。 而板卡硬體與驅動軟體進行數據交互是通過計算機總線鏈路進行的，數據傳輸的實時性受 到作業系統以及總線傳輸效率波動的影響，緩衝Buffer中的緩衝隊列機制可以保證在操 作系統和總線傳輸效率波動時的實時數據傳輸。在中央處理單元的控制下，緩衝Buffer中 的緩衝隊列機制對於視頻縮放處理是必須的，而一部分的切換處理操作也是基於緩衝隊列 機制進行。 中央處理裝置負責從緩衝Buffer的相應隊列中取出各播出數據埠傳送來的 數據和各信號輸入埠傳送來的數據，根據控制邏輯解析單元所確定選擇的運行模式，對 這些數據流進行視頻縮放、視頻混疊、視頻切換等處理，並將處理結果傳送回緩衝Buffer 的相應隊列中。這是整個系統的核心功能模塊，本發明中所涉及的所有視頻處理操作都是 通過對此裝置的運行模式進行不同配置而實現。
實施例三 本實施例是實施例二的改進，是實施例二關於中央處理裝置的細化，如圖3所示。 本實施例所述的中央處理裝置中設置了多個視頻縮放器、混疊器交換矩陣、多個混疊器、主 交換矩陣。 本實施例所述中央處理裝置從邏輯上可以理解為內置視頻縮放器和視頻混疊器 功能模塊的視音頻信號交換機，該中央處理裝置與外部的接口只有輸入/輸出數據流端 口 。內部則是視頻縮放器、視頻混疊器、視頻切換器的功能模塊組合成的網絡結構。
板卡硬體上實現中央處理裝置的功能可以有三種方法嵌入式處理軟體；純硬體 電路；二者混合的模式。 第一種方法即在板卡上設計嵌入式處理器電路，將需要處理的數據流傳送到嵌入 式處理器內，同時在嵌入式處理器內運行具備中央處理單元各種視音頻處理功能的軟體， 使用純軟體完成所有處理任務。 第二種方法是在板卡上設計各功能模塊的硬體電路，使用純硬體電路的形式完成 所有處理任務。硬體電路可以用具有不同專用功能的晶片組合而成，也可以使用可編程邏 輯晶片如FPGA或CPLD，通過設計可編程邏輯晶片的內部電路實現。 第三種方法是兩種方式的混合體，即用嵌入式處理器軟體和用硬體電路各實現部 分功能。本發明採用的即是這種方法。
下面對於中央處理裝置的各功能模塊進行了說明。 播出數據流將存儲在緩衝Buffer相應隊列中的來源於播出數據埠的數據流 取出，傳送入中央處理單元。是一種數據流輸入埠。 採集數據流將中央處理單元處理完的數據流傳送到緩衝Buffer的相應隊列中， 最終傳送到採集數據埠。是一種數據流輸出埠。 輸入信號數據流將存儲在緩衝Buffer相應隊列中的來源於信號輸入埠的數 據流取出，傳送入中央處理單元。是一種數據流輸入埠。 輸出信號數據流將中央處理單元處理完的數據流傳送到緩衝Buffer的相應隊 列中，最終傳送到信號輸出埠 。是一種數據流輸出埠 。 需要注意的是，本實施例的採集數據流和播出數據流都是包含2路數據流的，一 個是圖文(Graphics)數據流，另外一個是鍵(Key)數據流，當然在板卡的某些運行模式下， 可能其中有一路數據流是無效的；輸入信號數據流和輸出信號數據流都只包含一路數據 流，這路數據流既可以做圖文(Graphics)數據流用，也可以做鍵(Key)數據流，根據其實際 運行時的數據內容確定。需要注意的是，只有圖文(Graphics)數據流包含音頻數據才有意 義，鍵(Key)數據流沒有音頻數據。 視頻縮放器用於對輸入的數據流中的視頻信號做縮放處理，或者用於輸出的數
據流之前。傳統的視音頻io板卡，有些內部也包含有一個高清視頻下變換模塊，功能類似
於此視頻縮放器，但只能實現將高清視頻圖像轉換為標清視頻圖像。本實施例中的視頻縮 放器可以在垂直方向和水平方向提供精確的任意比例的圖像尺度變換，實現高清視頻圖像 轉換為標清視頻圖像、標清視頻圖像轉換為高清視頻圖像、不同制式的高清視頻圖像之間 的轉換、以及將高清或標清視頻圖像轉換為任意尺寸的非標準視頻圖像、將任意尺寸的非 標準視頻圖像轉換為高清或標清視頻圖像、任意尺寸的非標準圖像視頻的放大縮小等。縮 放器的參數和功能都可以動態調整，實現幀精度的運行模式改變。 每個輸入的數據流都可以使用視頻縮放器模塊對視頻信號作縮放處理，但在實際 板卡硬體中，縮放器的數量是有限的，在實際運行時由應用軟體設置動態將視頻縮放器模 塊連到需要使用的數據流路徑上，每塊板卡可同時激活的視頻縮放器數量不能超過中央處 理單元中所包含的視頻縮放器數目。 混疊器交換矩陣進入到中央處理單元的視音頻數據流在進入主交換矩陣的同 時，都會進入混疊器交換矩陣，根據對數據流進行混疊處理的要求狀況，首先對數據流進行 切換，並傳送到混疊器模塊。 混疊器每個混疊器模塊有兩組輸入，每組輸入都包含一個圖文數據流和一個鍵 (Key)數據流。混疊器的輸出為一個圖文(Graphics)數據流及一個鍵(Key)數據流，這兩 個數據流最後連接到主交換矩陣上。通過配置混疊器交換矩陣來選擇輸入數據流的來源， 及配置混疊器模塊的混疊模式，就可以對選定的兩組視頻信號作混疊。附圖4描述了混疊 器的邏輯結構圖。 主交換矩陣該矩陣將所有輸入的數據流以及混疊器的輸出數據流都連接在一 起，並且可以做切換。主交換矩陣輸入端連接的數據流包括輸入信號數據流，播出數據流 中的圖文數據流和Key數據流，還有混疊器輸出的圖文數據流和Key數據流。主交換矩陣 輸出端連接的數據流包括輸出信號數據流，採集數據流中的圖文數據流和Key數據流。配置主交換矩陣的連接方式，只需要設置各輸出端數據流的內容源來即可。
通過配置主交換矩陣的連接方式，創建了若干條傳輸路徑，使得視音頻信號從指 定數據流輸入埠到達指定數據流輸出埠。主切換矩陣的配置模式有很多種，比如從輸 入信號數據流中的3路分別到達對應的3路採集數據流、從輸入信號數據流中的1路同時 流向到達3路採集數據流、從播出數據流中的3路分別到達對應的3路輸出信號數據流、從 播出數據流中的l路同時流向到達3路輸出信號數據流、從混疊器輸出的3路數據流(包 含3路圖文和3路鍵)分別流向到達6路輸出信號數據流等等，從而實現視音頻10卡的多
種工作模式。 實施例四 本實施例是一種使用上述各實施例所述10卡的高標清視頻的切換方法，過程框 圖如圖5所示。本實施例所述方法的步驟如下 控制邏輯解析的步驟用於接收應用軟體傳送來的控制命令並解析，對信號輸入 輸出埠進行配置，對視音頻制式編碼與音頻嵌入電路進行配置，對緩衝器的隊列機制進 行控制，對中央處理單元的運行模式進行設置；接收信號接收單元、視頻制式識別單元、信 號發送單元的狀態信息，接收緩衝器的隊列狀態信息，接收中央處理裝置的狀態信息，接 收總線發送鏈路與總線接收鏈路的狀態信息，傳送回應用軟體，本步驟完成後"進入緩衝 Buffer的步驟"。這一步驟完成與上層應用軟體的控制命令交互，對驅動軟體與板卡硬體工 作運行狀態進行總協調。 以下三個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行。 接收外部視音頻信號的步驟用於接收外部設備連接到視音頻10卡上的物理電 信號，類型包括SDI信號、H匿I信號、模擬視頻信號、AES/EBU數字音頻信號、模擬音頻信號， 並將這些物理電信號轉換為視音頻數據流。視音頻IO板卡系統只在這個步驟中與外界設 備打交道。 信號制式識別的步驟對接收外部視音頻信號步驟中選擇的視頻數據流進行解 析，識別該視頻數據流所描述的廣播電視行業標準規定的視頻制式。自動識別輸入視音頻 信號制式後，控制邏輯解析單元會將此狀態信息傳送到應用軟體，判斷輸入視音頻信號制 式是否符合系統要求，並判斷是否需要發出報警信息。不符合要求制式的輸入視音頻信號 會被丟棄，不進入後續處理流程。 視頻和音頻信號分離的步驟用於SDI或HDMI信號輸入埠的視頻數據流中分離 出音頻數據，本步驟完成後"進入緩衝Buffer的步驟"。對於來源是SDI信號輸入埠或 者HDMI信號輸入埠的視頻數據流，音頻數據是嵌入在視頻數據中的，需要在此步驟中通 過音頻解嵌技術將二者分離。對於其他類型的視頻數據流和音頻數據流，二者自然是獨立 的。在此步驟中隨後根據控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號埠類型和音頻信號端 口類型選擇相應的並行數據流並傳送到緩衝Buffer中。
以下兩個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行。 接收應用軟體播出視音頻的步驟用於通過播出數據埠接收應用軟體播出的視 音頻數據流，並存儲在驅動軟體中的對應埠隊列中。這是應用軟體使用視音頻io板卡播 出視音頻信號的唯一數據接口。
視音頻數據通過總線發送鏈路傳輸的步驟用於存儲在驅動軟體的埠隊列中的
13視音頻數據流通過總線發送鏈路傳送到板卡硬體中的緩衝Buf f er，本步驟完成後"進入緩 衝Buffer的步驟"。 進入緩衝Buffer的步驟用於在緩衝Buffer內對應於每個數據埠和每個信號 埠 ，都建立相應的緩衝隊列，將來源於信號輸入埠的視音頻數據流與來源於播出數據 埠的視音頻數據流存儲在各自對應的緩衝隊列中。通過緩衝Buffer中的緩衝隊列機制 對所有的信號輸入視音頻流實現幀同步。通過緩衝Buffer中的緩衝隊列機制可以保證在 作業系統和總線傳輸效率波動時，驅動軟體與板卡硬體間的數據傳輸實時性。緩衝Buffer 機制對於視頻縮放處理和一部分的切換處理操作也是必須的。 中央處理裝置進行處理的步驟用於中央處理裝置從緩衝Buffer的信號輸入數 據隊列和播出數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中對各數據流進行單 獨的視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進行的混合處理； 並將處理結果傳送回緩衝Buffer中對應於信號輸出埠的隊列或者對應於採集數據埠 的隊列。這是整個系統的核心處理步驟。中央處理裝置的功能和處理效果決定了整個視音 頻IO卡的功能的質量。 視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟用於從緩衝Buffer對應於
信號輸出埠的隊列中取出經中央處理裝置處理過的視音頻數據流，編碼生成廣播電視視
頻標準規定的視音頻數據流，同時使用音頻嵌入技術將音頻數據流合併到視頻數據流中。 發送視音頻信號的步驟用於將編碼後的視音頻數據流轉換為符合設備間交互標
準的物理電信號，包括SDI信號、H匿I信號、模擬視頻信號、AES/EBU音頻信號、模擬音頻信
號，傳送到信號輸出埠。 以下兩步驟與"視音頻數據編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟""發送視音頻 信號的步驟"平行運行。 視音頻數據通過總線接收鏈路傳輸的步驟用於從緩衝Buffer對應於採集數據 埠的隊列中取出經中央處理單元處理過的視音頻數據流，通過總線接收鏈路傳送到驅動 軟體的對應採集數據埠隊列中。 應用軟體接收採集視音頻數據的步驟用於應用軟體通過採集數據埠取出存儲 在驅動軟體的對應埠隊列中的視音頻數據流。這是應用軟體使用視音頻IO板卡採集視 音頻信號的唯一數據接口。 本實施例通過內部的中央處理裝置，可以實現單路或多路數據流的任意比例視頻 縮放、兩路或多路數據流的視頻混疊、多路數據流間的任意切換功能，以及上述功能的組 合。對於從任意播出數據埠播出的視音頻數據，以及從任意信號輸入埠輸入的視音頻 數據，可以在中央處理裝置中單獨進行視頻縮放、視頻混疊、視頻切換或其中任意幾種組合 功能處理，傳送到任意需要的採集數據埠或者任意信號輸出埠 。根據以上描述，在使用 本實施例所述的視音頻10板卡時，可以理解為是在一個交換網絡中，創建了若干條傳輸路 徑，使得視音頻信號從指定輸入埠經過視頻處理後到達指定的輸出埠 。
本實施例具有4種主要工作模式。
模式一 輸入信號為6路3個播出數據埠接收應用軟體的視音頻數據並傳送，3個信號 輸入埠接收外部設備物理電信號並轉換為視音頻數據傳送。6路視音頻數據流輸入到緩衝Buffer的隊列，之後中央處理裝置對6路視音頻數據流進行切換處理。處理後的6路視 頻數據流傳送回緩衝Buffer的隊列。3個採集數據埠從緩衝Buffer的相應隊列取走數 據並傳送到應用軟體。3個信號輸出埠從緩衝Buffer的相應隊列取走數據並轉變為物理 電信號傳送到外部設備。
模式二 模式二與模式一的工作流程基本相似，但在模式二中，中央處理裝置中對於6路 視音頻數據流進行的是視頻縮放處理和切換處理。中央處理裝置包含4個視頻縮放器，可 以動態配置用在6路數據流中，對其中4路數據流中的每一路進行任意比例的視頻縮放處 理，實現從高清視頻圖像向標清視頻圖像的轉換、標清視頻圖像向高清視頻圖像的轉換、不 同制式的高清視頻圖像之間的轉換、高清或標清視頻圖像按任意比例縮放為非標準視頻圖 像、非標準視頻圖像縮放為一定製式的高清或標清視頻圖像、非標準視頻圖像任意比例縮 放。經過視頻縮放處理的數據流與未做處理的2路數據流隨後通過中央處理單元的主切換 器進行切換，再傳送回緩衝Buffer的相應隊列中。 在模式二中有兩個具體工作狀態，在目前的高清標清制式混合的廣播電視製作播
出流程中尤其有重要意義。 模式三 模式二與模式一的工作流程基本相似，但在模式三中，中央處理單元中對於6路 視音頻數據流首先是進行的視頻混疊處理。6路視音頻數據流混疊形成的3路數據流與此 6路數據流共同進入主切換器，選擇對應於輸出信號數據流的6路數據流(只包括圖文數據 流或鍵數據流之一)與對應於採集數據流的3路數據流(每路都包括圖文數據流和鍵數據 流兩種數據)進入緩衝Buffer的相應隊列。
模式四 模式四與模式一的工作流程基本相似，但在模式四中，中央處理單元中對於6路 視音頻數據流進行的是視頻縮放、視頻混疊、切換處理的任意組合處理功能。6路數據流可 以選擇首先進行視頻縮放處理，然後視頻混疊和切換處理；或者6路數據流直接進行視頻 混疊處理、切換處理，然後進行視頻縮放處理；或者6路數據流中的部分首先進行視頻縮放 處理，然後進入視頻混疊模塊、再進行切換處理、最後選擇部分數據流再進行縮放處理後進 入緩衝Buffer隊列，部分數據流在切換處理後直接進入Buffer隊列。
應當指出的是，本實施例給出的是本發明的幾種典型的應用模式，本發明通過適 當的配置，對輸入、輸出的數據流的個數進行改變，也可方便的實現其他更多的應用模式。
實施例五 本實施例是實施例四的細化，是對實施例四中幾個步驟的細化，如圖7所示。以將 1路信號切換或分離成2路、3路4路或更多信號為例，本實施例步驟細化的步驟如下
接收外部1路視音頻信號的步驟用於接收1路外部設備連接到視音頻IO卡上的 物理電信號，並將這1路物理電信號轉換為視音頻數據流； 中央處理裝置進行1路切換為2路、3路、4路、5路等多路信號的處理步驟用於 中央處理裝置從緩衝Buffer的信號輸入數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處 理裝置中對1路數據流進行單獨的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路、3路、4路或更多路 不同解析度信號；並將處理結果傳送回緩衝Buffer中對應於採集數據埠的隊列；
視音頻數據通過總線接收鏈路傳輸2路、3路、4路或更多路不同制式視音頻數據 流的步驟用於從緩衝Buffer對應於採集數據埠的隊列中取出經中央處理單元處理分 離出的2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻數據流，通過總線接收鏈路傳送到驅動軟 件的對應採集數據埠隊列中； 應用軟體接收採集視音頻數據的步驟用於應用軟體通過3個採集數據埠取出 存儲在驅動軟體的對應埠隊列中的2個、3個、4個或更多個不同制式的視音頻數據流。
本實施例是實施例四的第二種工作模式的第一種工作狀態，其工作流程如圖7所 描述。 在這種工作狀態下，系統從信號輸入埠接收1路視音頻信號，經過中央處理裝 置中的視頻縮放器和視頻切換器處理，形成三路不同制式的視音頻數據流，傳送到3個採 集數據埠。這種工作狀態從宏觀上看，就是將外部設備的傳送來的l路視音頻信號，轉換 為3路不同制式的視音頻數據流，被應用軟體採集。 應當指出的是，本實施例給出的是本發明的幾種典型的應用模式，本發明通過適
當的配置，可以對採集數據流和播出埠的個數進行改變，也可方便的實現其他更多的應
用模式，例如將1路信號切換為2路或4路，或將1路數據分離成2種或4種不同制式的視
音頻數據流。 實施例六 本實施例是實施例四的細化，是對實施例四中幾個步驟的細化，如圖8所示。本實 施例細化的步驟如下 接收應用軟體播出1路視音頻的步驟用於通過播出數據埠接收應用軟體播出 的1路視音頻數據流，並存儲在驅動軟體中的對應埠隊列中； 中央處理裝置進行1路切換為2路、3路、4路或更多路信號的處理步驟用於中央 處理裝置從緩衝Buffer的播出數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中 對1路數據流進行單獨的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路、3路、4路或更多路信號；並 將處理結果傳送回緩衝Buffer中對應於信號輸出埠的隊列； 發送2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻信號的步驟用於將編碼後的視音 頻數據流轉換為2路、3路、4路或更多路不同制式符合設備間交互標準的物理電信號並傳 送到信號輸出埠。 狀態2的工作流程如圖8所描述。 在這種工作狀態下，系統從播出數據埠接收1路應用軟體的視音頻數據，經過 中央處理單元中的視頻縮放模塊和視頻切換模塊處理，形成三路不同制式的視音頻數據 流，傳送到2個、3個、4個或更多個信號輸出埠 。這種工作狀態從宏觀上看，就是將應用軟 件播出的1路視音頻數據流，轉換為2路、3路、4路或更多路不同制式的視音頻信號播出。
最後應說明的是，以上僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳布 置方案對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術 方案(比如各晶片的類型，各個單元的設置和布局安排，輸入輸出的數據流個數，輸入輸出 埠數等)進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
一種具有內部切換功能的高標清視音頻IO卡，其特徵在於，包括多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠，每個輸入埠或輸出埠都包括SDI、HDMI、模擬視頻、AES/EBU音頻和模擬音頻的信號類型埠，所述的多個視音頻輸入埠中的每個SDI輸入埠與各自的SDI輸入信號接口轉換晶片連接、每個HDMI輸入埠與各自的HDMI視音頻信號接收晶片連接、每個模擬視頻輸入埠與各自的模擬視頻信號接收晶片連接，所述的多個視音頻輸出埠中的每個SDI輸出埠與各自的SDI輸出驅動晶片連接、每個HDMI輸出埠與各自的HDMI視音頻信號發生晶片連接、每個模擬視頻輸出埠與各自的模擬視頻信號發生晶片連接，所述的多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠中的所有AES/EBU音頻埠都與AES/EBU音頻信號接收發送晶片連接，所述的多個視音頻輸入埠的所有模擬音頻輸入埠都與多路模擬音頻信號接收晶片連接、所述的多個視音頻輸出埠的所有模擬音頻輸出埠都與多路模擬音頻信號發生晶片連接，所述的各個SDI輸入信號接口轉換晶片、HDMI視音頻信號接收晶片、模擬視頻信號接收晶片和SDI輸出驅動晶片、HDMI視音頻信號發生晶片、模擬視頻信號發生晶片以及AES/EBU音頻信號接收發送晶片、多路模擬音頻信號接收晶片、多路模擬音頻信號發生晶片與現場可編程邏輯晶片連接，所述的現場可編程邏輯晶片與內存晶片、時鐘晶片、外鎖相晶片、板卡信息存儲晶片、板卡供電晶片、計算機總線接口連接。
2. 根據權利要求l所述的IO卡，其特徵在於，所述的IO卡各晶片與驅動軟體共同組成的系統中包括多個播出數據埠單元，所述的多個播出數據埠單元與總線發送鏈路連接，所述的總線發送鏈路與緩衝Buffer連接，所述的緩衝Buffer與中央處理裝置連接；所述的緩衝Buffer與多個視音頻制式編碼與音頻嵌入單元連接，所述的各個視音頻制式編碼與音頻嵌入單元與各自的信號發送單元連接，所述的多個信號發送單元與多個信號輸出埠單元連接；多個信號輸入埠單元，所述的多個信號輸入埠單元與各自的信號接收單元連接，各個信號接收單元與各自的視頻音頻分離單元和視頻制式識別單元連接，所述視頻制式識別單元與視頻音頻分離單元連接，所述視頻音頻分離單元與所述的緩衝Buffer連接，所述的緩衝Buffer與總線接收鏈路連接，所述的總線接收鏈路與多個採集數據埠單元連接；所述的各個播出數據埠單元、總線發送鏈路、緩衝Buffer、中央處理裝置、各個視音頻制式編碼與音頻嵌入單元、各個信號發送單元、各個信號輸出埠單元、各個信號輸入埠單元、各個信號接收單元、各個視頻音頻分離單元、各個視頻制式識別單元、總線接收鏈路、採集數據埠單元與控制邏輯解析單元連接。
3. 根據權利要求2所述的IO卡，其特徵在於，所述的中央處理裝置中設置了多個視頻縮放器、混疊器交換矩陣、多個混疊器、主交換矩陣。
4. 一種使用權利要求1所述IO卡的高標清視頻的切換方法，其特徵在於所述方法的步驟如下控制邏輯解析的步驟用於接收應用軟體傳送來的控制命令並解析，對信號輸入輸出埠進行配置，對視音頻制式編碼與音頻嵌入電路進行配置，對緩衝器的隊列機制進行控制，對中央處理單元的運行模式進行設置；接收信號接收單元、視頻制式識別單元、信號發送單元的狀態信息，接收緩衝器的隊列狀態信息，接收中央處理裝置的狀態信息，接收總線發送鏈路與總線接收鏈路的狀態信息，傳送回應用軟體，本步驟完成後"進入緩衝Buffer的步驟"；以下三個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行；接收外部視音頻信號的步驟用於接收外部設備連接到視音頻10卡上的物理電信號， 並將這些物理電信號轉換為視音頻數據流；信號制式識別的步驟對接收外部視音頻信號步驟中接收的視頻數據流進行解析，識 別該視頻數據流所描述的廣播電視行業標準規定的視頻制式；視頻和音頻信號分離的步驟用於SDI或HDMI信號輸入埠的視頻數據流中分離出音 頻數據，在此步驟中隨後根據控制邏輯解析模塊所確定選擇的視頻信號埠類型和音頻信 號埠類型選擇需要處理的並行數據流，本步驟完成後"進入緩衝Buffer的步驟"；以下兩個步驟與"控制邏輯解析的步驟"平行進行；接收應用軟體播出視音頻的步驟用於通過播出數據埠接收應用軟體播出的視音頻 數據流，並存儲在驅動軟體中的對應埠隊列中；視音頻數據通過總線發送鏈路傳輸的步驟用於存儲在驅動軟體的埠隊列中的視音 頻數據流通過總線的發送鏈路傳送到板卡硬體中的緩衝Buf f er，本步驟完成後"進入緩衝 Buffer的步驟"；進入緩衝Buffer的步驟用於在緩衝Buffer內對應於每個數據埠和每個信號埠 ， 都建立相應的緩衝隊列，將來源於信號輸入埠的視音頻數據流與來源於播出數據埠的 視音頻數據流存儲在各自對應的緩衝隊列中；中央處理裝置進行處理的步驟用於中央處理裝置從緩衝Buffer的信號輸入數據隊 列和播出數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中對各數據流進行單獨的 視頻縮放處理、視頻混疊處理、視頻切換處理，以及用幾種處理模塊進行的混合處理；並將 處理結果傳送回緩衝Buffer中對應於信號輸出埠的隊列或者對應於採集數據埠的隊 列；視音頻制式編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟用於從緩衝Buffer對應於信號 輸出埠的隊列中取出經中央處理裝置處理過的視音頻數據流，編碼生成廣播電視視頻標 準規定的視音頻數據流，同時使用音頻嵌入技術將音頻數據流合併到視頻數據流中；發送視音頻信號的步驟用於將編碼後的視音頻數據流轉換為符合設備間交互標準的 物理電信號並傳送到信號輸出埠 ；以下兩步驟與"視音頻數據編碼與音頻嵌入到視頻數據流中的步驟""發送視音頻信號 的步驟"平行運行；視音頻數據通過總線接收鏈路傳輸的步驟用於從緩衝Buffer對應於採集數據埠 的隊列中取出經中央處理單元處理過的視音頻數據流，通過總線的接收鏈路傳送到驅動軟 件的對應採集數據埠隊列中；應用軟體接收採集視音頻數據的步驟用於應用軟體通過採集數據埠取出存儲在驅 動軟體的對應埠隊列中的視音頻數據流。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，如下步驟接收外部1路視音頻信號的步驟用於接收1路外部設備連接到視音頻IO卡上的物理 電信號，並將這1路物理電信號轉換為視音頻數據流；中央處理裝置進行1路切換為2路或多路信號的處理步驟用於中央處理裝置從緩衝Buffer的信號輸入數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中對1路數據流進行單獨的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路或多路不同解析度信號；並將處理結果傳 送回緩衝Buffer中對應於採集數據埠的隊列；視音頻數據通過總線接收鏈路傳輸2路或多路不同制式視音頻數據流的步驟用於從 緩衝Buffer對應於採集數據埠的隊列中取出經中央處理單元處理分離出的2路或多路 不同制式的視音頻數據流，通過總線的接收鏈路傳送到驅動軟體的對應採集數據埠隊列 中；應用軟體接收採集視音頻數據的步驟用於應用軟體通過2個或多個採集數據埠取 出存儲在驅動軟體的對應埠隊列中的2個或多個不同制式的視音頻數據流。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，如下步驟接收應用軟體播出1路視音頻的步驟用於通過播出數據埠接收應用軟體播出的1 路視音頻數據流，並存儲在驅動軟體中的對應埠隊列中；中央處理裝置進行1路切換為2路或多路信號的處理步驟用於中央處理裝置從緩衝 Buffer的播出數據隊列中取出相應的視音頻數據流，在中央處理裝置中對1路數據流進行 單獨的視頻縮放處理、視頻切換處理為2路或多路信號；並將處理結果傳送回緩衝Buffer 中對應於信號輸出埠的隊列；發送2路或多路不同制式的視音頻信號的步驟用於將編碼後的視音頻數據流轉換為 2路或多路不同制式符合設備間交互標準的物理電信號並傳送到信號輸出埠。
全文摘要
本發明涉及一種具有內部切換功能的高標清視音頻IO卡。本發明包括多個視音頻輸入埠和多個視音頻輸出埠，各個輸入埠與各自的SDI輸入信號的接口轉換晶片連接，多個視音頻輸出埠與各自的SDI輸出驅動晶片連接，各個SDI輸入信號的接口轉換晶片和SDI輸出驅動晶片與現場可編程邏輯晶片連接。本發明通過對於內部切換模式的配置，可以對外部輸入的一種或多種制式視頻實現多種不同解析度視頻的同時採集、對軟體輸出的一種或多種制式視頻實現多種不同解析度視頻的同時播出、對外部輸入的多路視頻與軟體播出的多路視頻實現混疊、對外部輸入的視音頻與軟體輸出的視音頻進行切換等功能。可廣泛用於廣播電視高標清制播流程的各類型設備中。
文檔編號H04N5/00GK101706675SQ200910309849
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者劉強, 劉昌鑫, 姚威, 孔鑫, 王雨, 許春鳳, 鄧偉, 金廷滿, 陳亞東, 齊曉軒 申請人:北京中科大洋科技發展股份有限公司