一種長距離高清傳輸的系統的製作方法

2023-04-29 02:13:26 2

一種長距離高清傳輸的系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種長距離高清傳輸的系統，所述系統包括至少一個視頻接口，至少一個Video?Decoder模塊和/或Video?Receiver模塊，FPGA模塊，HDMI?Transmitter模塊，HDBaseT?Transmitter模塊，FPGA模塊將數位訊號發送給HDMI?Transmitter模塊；HDMI?Transmitter模塊將數位訊號轉換為HDMI信號；所述HDBaseT?Transmitter模塊將HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備，從而根據不同接口輸入的不同類型與解析度的視頻信號，通過靈活的應用配置可實現同時採集多路視頻信號，對於高清視頻信號可通過高清傳輸技術HDBaseT長距離傳輸沒有經過壓縮編碼的視頻信號，在遠端通過HDBaseT接收裝置將信號還原為視頻信號後通過HDMI接口輸入到顯示設備進行顯示，用於實現高清視頻信號無延時、無壓縮長距離傳輸的應用場景。
【專利說明】一種長距離高清傳輸的系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，尤其涉及到一種長距離高清傳輸的系統。

【背景技術】
[0002] 隨著高清視頻信號應用的普及，越來越多的多媒體視音頻場景採用高清信號源， 如會議室行業的視頻會議應用，教育行業的遠程視頻教學應用，醫學手術視教應用等都是 非常典型的應用模式。與此時同隨著視頻硬體技術的發展多媒體行業對視頻清晰度提出更 高的要求，720P@60Hz，1080P@60Hz等高清視頻信號源越來越普及，如何把高清多媒體信息 記錄下來，快速有效的實現多媒體信息的記錄與傳播與分享是錄播系統實現的主要目標。
[0003] 現有錄播系統對不同視頻接口與高清解析度信號採集與合成的實現技術較複雜， 而且非嵌入式平臺的錄播系統穩定性較差，實現成本高。
[0004] 現有錄播系統對視音頻的直播功能，基本上視頻數據都是經過壓縮處理的，對高 清應用場景下的圖像細節無法完全呈現，對類似手術的應用場景更是無法滿足圖像清晰度 的需求。
[0005] 高清晰度多媒體接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI)線纜傳輸 距離只有5米左右，大大限制了高清設備圖像傳輸。
[0006] 在多種視頻輸出的應用場景下，如數字串行接口（Serial Digital Interface, SDI)，高清晰度多媒體接口（High Definition Multimedia Interface, HDMI)接口、數字視 頻接口（Digital Visual Interface，DVI)與視頻圖像陣列（Video Graphics Array，VGA) 接口輸出的高清視頻數據，長距離傳輸視頻信號就會涉及不同的布線資源，不僅現場施工 麻煩,而且成本大大提高。


【發明內容】

[0007] 本發明實施例提供了一種長距離高清傳輸的系統，旨在解決如何實現無壓縮處理 的視頻圖像的長距離傳輸。
[0008] -種長距離高清傳輸的系統，所述系統包括：至少一個視頻接口，至少一個Video Decoder 模塊和 / 或 Video Receiver 模塊，FPGA 模塊，HDMI Transmitter 模塊，HDBaseT Transmitter 模塊；
[0009] 所述至少一個視頻接口獲取第一信號；
[0010] 所述至少一個Video Decoder模塊和/或Video Receiver模塊將所述第一信號 轉換為數位訊號；
[0011] 所述FPGA模塊將所述數位訊號發送給所述HDMI Transmitter模塊；
[0012] 所述HDMI Transmitter模塊將所述FPGA模塊發送的所述數位訊號轉換為HDMI 信號；
[0013] 所述HDBaseT Transmitter模塊將所述HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數字信 號，並將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備。
[0014] 所述系統還包括HDBaseT中繼設備，所述HDBaseT中繼設備用於接收所述HDBaseT 協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備。
[0015] 所述至少一個Video Decoder模塊和/或Video Receiver模塊將所述第一信號 轉換為數位訊號，包括：
[0016] 至少一個DVI-I接收DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號，所述至少一個Video Decoder模塊將所述DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號轉換為24位RGB格式的外行場 同步數位訊號；和/或，
[0017] 所述至少一個SDI接收SDI信號，所述Video Receiver模塊將所述SDI信號轉換 為16位內嵌同步數位訊號。
[0018] 所述系統還包括DSP系統，所述FPGA模塊還用於：
[0019] 將所述SDI信號轉換後的16位內嵌同步數位訊號直接發送發給所述DSP系統； [0020] 將所述24位RGB格式的外行場同步數位訊號轉換為16位內嵌同步數位訊號，並 將轉換後的16位內嵌同步數位訊號發送給所述DSP系統；
[0021 ] 將所述16位內嵌同步格式數位訊號以H. 264格式進行壓縮編碼，並將壓縮後的音 頻數位訊號壓縮編碼為AAC格式；
[0022] 將壓縮編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過網絡進行傳輸，並將編碼 後的視頻信號和/或所述音頻信號存儲在本地SATA硬碟。
[0023] 所述DSP系統還用於：
[0024] 通過USB接口將壓縮後的所述視頻信號和/或所述音頻信號輸出到外部移動存儲 設備；
[0025] 將所述本地SATA硬碟存儲的編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過 HDMI接口進行圖像回顯。
[0026] 所述系統還包括RS-232或RS-485 Transceivers模塊，所述RS-232或 RS-485Transceivers模塊用於將所述DSP系統的串口數位訊號轉換為RS-232或RS-485協 議信號。
[0027] 所述系統還包括Audio Codec模塊，所述Audio Codec模塊用於：
[0028] 將模擬音頻信號進行模電AD處理轉換為I2S格式的數位訊號，輸入至DSP系統的 Mcasp 口進行採集編碼。
[0029] 將DSP系統Mcasp輸出的數字音頻信號通過Audio Codec模塊電模DA處理後，轉 換為模擬音頻信號進行輸出。
[0030] 所述系統還包括EHT PHY模塊，所述EHT PHY模塊將所述DSP系統MAC接口輸出 的數位訊號轉換為網絡信號。
[0031] 所述系統還包括SATA硬碟模塊，所述SATA硬碟模塊用於存儲所述DSP系統編碼 後的所述視頻信號和/或所述音頻信號。
[0032] 所述系統還包括Ρ0Ε模塊，所述Ρ0Ε模塊用於將電信號耦合至HDBaseT協議數據 傳輸的網線進行傳輸。
[0033] 本發明實施例提供一種長距離高清傳輸的系統，所述系統包括至少一個視頻 接口，至少一個 Video Decoder 模塊和 / 或 Video Receiver 模塊，FPGA 模塊，HDMI Transmitter模塊，HDBaseT Transmitter模塊，FPGA模塊將數位訊號發送給HDMI Transmitter模塊；HDMI Transmitter模塊將數位訊號轉換為HDMI信號；所述HDBaseT Transmitter模塊將HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議 的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備，從而根據不同接口輸入的不同類型（數字或模擬） 與解析度的視頻信號，通過靈活的應用配置可實現同時採集多路視頻信號，對於高清視頻 信號可通過高清傳輸技術HDBaseT長距離傳輸沒有經過壓縮編碼的視頻信號，在遠端通過 HDBaseT接收裝置將信號還原為視頻信號後通過HDMI接口輸入到顯示設備進行顯示，用於 實現高清視頻信號無延時、無壓縮長距離傳輸的應用場景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1是本發明實施例提供的一種長距離高清傳輸的系統結構圖；
[0036] 圖2是本發明實施例提供的一種HDbaseT長距離高清傳輸的方法示意圖。

【具體實施方式】
[0037] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0038] 參考圖1，圖1是本發明實施例提供的一種長距離高清傳輸的系統結構圖。如圖 1所示，所述系統包括：至少一個視頻接口，至少一個視頻解碼器Video Decoder模塊和 /或視頻接收器Video Receiver模塊，現場可編程門陣列（Field - Programmable Gate Array，FPGA)模塊，高清晰度多媒體接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI) Transmitter模塊，高清傳輸發射器HDBaseT Transmitter模塊；
[0039] 所述至少一個視頻接口獲取第一信號；
[0040] 其中，視頻接口可以為數字視頻接口（Digital Visual Interface，DVI_I)或者數 字串行接口（Serial Digital Interface，SDI)或者為模擬視頻接口。
[0041] 具體的，如圖1所示，兩路DVI-I視頻接口可輸入的信號格式分別為DVI或視頻圖 像陣列（Video Graphics Array, VGA)或YCbCr或YPbPr或SD視頻信號，兩路SDI視頻接 口可輸入SDI信號，通過視頻解碼模塊AD處理後進入FPGA (Field - Programmable Gate Array)電路單元。
[0042] 本錄播的長距離高清信號傳輸的源端信號，不僅支持HDMI，同時SDI信號與VGA 信號也同時支持，由前端的信號解碼模塊實現視頻信號的解碼，再經過編碼模塊後輸入至 HDBaseT發送模塊數據轉換後進行發送，大大增加了應用場景的對視頻接口多樣性的支持 與靈活應用。
[0043] 所述至少一個Video Decoder模塊和/或Video Receiver模塊將所述第一信號 轉換為數位訊號；
[0044] 所述FPGA模塊將所述數位訊號發送給所述HDMI Transmitter模塊；
[0045] 所述HDMI Transmitter模塊將所述FPGA模塊發送的所述數位訊號轉換為HDMI 信號；
[0046] 所述HDBaseT Transmitter模塊將所述HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數字信 號，並將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備。
[0047] 所述系統還包括HDBaseT中繼設備，所述HDBaseT中繼設備用於接收所述HDBaseT 協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備。
[0048] 具體的，參考圖2,圖2是本發明實施例提供的一種HDbaseT長距離高清傳輸的方 法示意圖。如圖2所示，HDBaseT發送模塊將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT 中繼設備，所述HDBaseT中繼設備將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT接收顯 示處理器，所述HDBaseT接收顯示處理器將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給顯示設備 進行顯示。
[0049] 在實現兩路DVI-I (包括採集DVI視頻信號或VGA視頻信號或SD標清視頻信號） 和兩路3G-SDI視頻信號視音頻錄播一體機設備上加入HDBaseT長距離傳輸發送模塊。高 清信號通過高清信號解碼模塊處理後轉換為無損的數位訊號，數位訊號再通過高清信號編 碼模塊處理後將源端的視頻信號通過HDBaseT發送模塊處理為HDBaseT協議數據，通過傳 統的5類或6類網絡進行HDBaseT信號傳輸。發送的HDBaseT數據流通過網絡傳輸至遠端 的HDBaseT接收設備，接收設備根據傳輸距離需求可實現HDBaseT信號的級聯傳輸，在顯示 設備的終端側最後一級的HDBaseT接收設備將HDBaseT高清視頻數據轉換為HDMI信號通 過HDMI接口輸出至顯示端進行無損圖像的顯示。
[0050] 所述至少一個Video Decoder模塊和/或Video Receiver模塊將所述第一信號 轉換為數位訊號，包括：
[0051] 至少一個DVI-Ι接收DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號，所述至少一個Video Decoder模塊將所述DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號轉換為24位RGB格式的外行場 同步數位訊號；和/或，
[0052] 所述至少一個SDI接收SDI信號，所述Video Receiver模塊將所述SDI信號轉換 為16位內嵌同步數位訊號。
[0053] 所述系統還包括DSP系統，所述FPGA模塊還用於：
[0054] 將所述SDI信號轉換後的16位內嵌同步數位訊號直接發送發給所述DSP系統；
[0055] 將所述24位RGB格式的外行場同步數位訊號轉換為16位內嵌同步數位訊號，並 將轉換後的16位內嵌同步數位訊號發送給所述DSP系統；
[0056] 將所述16位內嵌同步格式數位訊號以H. 264格式進行壓縮編碼，並將壓縮後的音 頻數位訊號壓縮編碼為高級音頻編碼（Advanced Audio Coding，AAC)格式；
[0057] 將壓縮編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過網絡進行傳輸，並將編碼 後的視頻信號和/或所述音頻信號存儲在本地SATA硬碟。
[0058] 具體的，所述FPGA模塊還用於：
[0059] 將所述SDI信號轉換後的16位內嵌同步數位訊號直接發送發給所述DSP系統；
[0060] 將所述24位RGB格式的外行場同步數位訊號轉換為16位內嵌同步數位訊號，並 將轉換後的16位內嵌同步數位訊號發送給所述DSP系統。
[0061] DSP系統負責對FPGA轉碼後的兩路的視頻信號進行Η. 264編碼壓縮，並同時對兩 路音頻信號進行編碼壓縮，在此過程中硬體平臺可根據視頻輸入信號源是否接入信號自動 適應圖像合成模式，即有一路視頻信號輸入就做單畫面顯示，有兩路視頻信號輸入就做兩 畫面合成顯示。
[0062] 所述DSP系統還用於：
[0063] 通過USB接口將壓縮後的所述視頻信號和/或所述音頻信號輸出到外部移動存儲 設備；
[0064] 將所述本地SATA硬碟存儲的編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過 HDMI接口進行圖像回顯。
[0065] 具體的，DSP系統將圖像合成後，由解碼輸出接口輸出HDMI信號作為本地回顯功 能。對於錄播系統，後期的點播功能是其主要功能之一，就是把錄在本地SATA硬碟上的視 音頻多媒體信息進行回放。回放的方式有兩種工作模式：
[0066] 一種是遠端回放，即在遠端電腦或是IPAD等終端設備上通過應用APP點播一體機 中的多媒體文件，設備通過網絡將多視音頻媒體數據傳輸至遠端APP上進行圖像和音頻的 播放。
[0067] 一種是本地回顯，將存儲在本地SATA硬碟的多媒體視音頻文件即通過DSP系統 解碼後由DSP集成的HDMI接口輸出至顯示設備進行回顯。
[0068] DSP系統的外部網絡接口在錄播直播應用時，將編碼後的視音頻數據發送至遠端 客戶端進行直播顯示。
[0069] DSP系統編碼壓縮後的視音頻數據存儲在本地SATA硬碟，在錄播點播應用時，DSP 系統將本地硬體存儲的視音頻數據發送至遠端客戶端進行點播顯示。
[0070] 所述系統還包括RS-232或RS-485 Transceivers模塊，所述RS-232或 RS-485Transceivers模塊用於將所述DSP系統的串口數位訊號轉換為RS-232或RS-485協 議信號。
[0071] 所述系統還包括Audio Codec模塊，所述Audio Codec模塊用於：
[0072] 將模擬音頻信號進行模電AD處理轉換為I2S格式的數位訊號，輸入至DSP系統的 Mcasp 口進行採集編碼。
[0073] 將DSP系統Mcasp輸出的數字音頻信號通過Audio Codec模塊電模DA處理後，轉 換為模擬音頻信號進行輸出。
[0074] 所述系統還包括EHT PHY模塊，所述EHT PHY模塊將所述DSP系統MAC接口輸出 的數位訊號轉換為網絡信號。
[0075] 所述系統還包括SATA硬碟模塊，所述SATA硬碟模塊用於存儲所述DSP系統編碼 後的所述視頻信號和/或所述音頻信號。
[0076] 所述系統還包括Ρ0Ε模塊，所述Ρ0Ε模塊用於將電信號耦合至HDBaseT協議數據 傳輸的網線進行傳輸。
[0077] HDBaseT高清傳輸技術不僅支持視頻信號傳輸，同時可以傳輸音頻信號、RS232串 口信號、紅外信號與USB信號。支持遠端紅外控制信號的接收通過HDBaseT數據通道傳輸 至錄播一體機進行信號處理，錄播一體機的中控命令可以通過HDBaseT的數據通道傳輸至 遠端控制設備進行遙控，通過同一網線傳輸不同類型的數據，節省了布線資源。HDBaseT的 傳輸數離是20Gbps，傳輸帶寬完全滿足無損高清與音頻數據和其它協議數據的傳輸。
[0078] 錄播一體機在HDBaseT高清信號傳輸的同時，設備實現將輸入的12V直流電源轉 換為符合HDBaseT協議的48V直流電源。實現乙太網供電（Ρ0Ε)功能。在傳輸視頻信號的 同一條網線上實現Ρ0Ε供電功能，與HDBaseT協議信號一同傳輸至HDBaseT接收端設備，提 供HDBaseT接收設備的供電。HDBaseT協議下的Ρ0Ε供電最高可的供100瓦的供電能力，能 滿足對多個HDBaseT接收設備的供電需求。
[0079] 本發明實施例提供一種長距離高清傳輸的系統，所述系統包括至少一個視頻 接口，至少一個 Video Decoder 模塊和 / 或 Video Receiver 模塊，FPGA 模塊，HDMI Transmitter模塊，HDBaseT Transmitter模塊，FPGA模塊將數位訊號發送給HDMI Transmitter模塊；HDMI Transmitter模塊將數位訊號轉換為HDMI信號；所述HDBaseT Transmitter模塊將HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議 的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備，從而根據不同接口輸入的不同類型（數字或模擬） 與解析度的視頻信號，通過靈活的應用配置可實現同時採集多路視頻信號，對於高清視頻 信號可通過高清傳輸技術HDBaseT長距離傳輸沒有經過壓縮編碼的視頻信號，在遠端通過 HDBaseT接收裝置將信號還原為視頻信號後通過HDMI接口輸入到顯示設備進行顯示，用於 實現高清視頻信號無延時、無壓縮長距離傳輸的應用場景。
[0080] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍 為準。
【權利要求】
1. 一種長距離高清傳輸的系統，其特徵在於，所述系統包括：至少一個視頻接口，至少 一個視頻解碼器Video Decoder模塊和/或視頻接收器Video Receiver模塊，現場可編程 門陣列FPGA模塊，高清晰度多媒體接口發射機HDMI Transmitter模塊，高清傳輸發射器 HDBaseT Transmitter 模塊； 所述至少一個視頻接口獲取第一信號； 所述至少一個Video Decoder模塊和/或Video Receiver模塊將所述第一信號轉換 為數位訊號； 所述FPGA模塊將所述數位訊號發送給所述HDMI Transmitter模塊； 所述HDMI Transmitter模塊將所述FPGA模塊發送的所述數位訊號轉換為HDMI信號； 所述HDBaseT Transmitter模塊將所述HDMI信號轉換為HDBaseT協議的數位訊號，並 將所述HDBaseT協議的數位訊號發送給HDBaseT顯示設備。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括HDBaseT中繼設備，所述 HDBaseT中繼設備用於接收所述HDBaseT協議的數位訊號，並將所述HDBaseT協議的數字信 號發送給HDBaseT顯不設備。
3. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述至少一個Video Decoder模塊和/或 Video Receiver模塊將所述第一信號轉換為數位訊號，包括： 至少一個DVI-I接收DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號，所述至少一個Video Decoder模塊將所述DVI數位訊號或者VGA/YPBPR模擬信號轉換為24位RGB格式的外行場 同步數位訊號；和/或， 所述至少一個SDI接收SDI信號，所述Video Receiver模塊將所述SDI信號轉換為16 位內嵌同步數位訊號。
4. 根據權利要求1至3所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括DSP系統，所述FPGA 模塊還用於： 將所述SDI信號轉換後的16位內嵌同步數位訊號直接發送發給所述DSP系統； 將所述24位RGB格式的外行場同步數位訊號轉換為16位內嵌同步數位訊號，並將轉 換後的16位內嵌同步數位訊號發送給所述DSP系統； 將所述16位內嵌同步格式數位訊號以H. 264格式進行壓縮編碼，並將壓縮後的音頻數 字信號壓縮編碼為高級音頻編碼AAC格式； 將壓縮編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過網絡進行傳輸，並將編碼後的 視頻信號和/或所述音頻信號存儲在本地SATA硬碟。
5. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述DSP系統還用於： 通過USB接口將壓縮後的所述視頻信號和/或所述音頻信號輸出到外部移動存儲設 備； 將所述本地SATA硬碟存儲的編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號通過HDMI接 口進行圖像回顯。
6. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括RS-232或RS-485 Transceivers模塊，所述RS-232或RS-485 Transceivers模塊用於將所述DSP系統的串口 數位訊號轉換為RS-232或RS-485協議信號。
7. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括Audio Codec模塊，所述 Audio Codec模塊用於： 將模擬音頻信號進行模電AD處理轉換為I2S格式的數位訊號，輸入至DSP系統的 Mcasp 口進行採集編碼。 將DSP系統Mcasp輸出的數字音頻信號通過Audio Codec模塊電模DA處理後，轉換為 模擬音頻信號進行輸出。
8. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括EHT PHY模塊，所述EHT PHY模塊將所述DSP系統MAC接口輸出的數位訊號轉換為網絡信號。
9. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括SATA硬碟模塊，所述 SATA硬碟模塊用於存儲所述DSP系統編碼後的所述視頻信號和/或所述音頻信號。
10. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括P0E模塊，所述P0E模塊 用於將電信號耦合至HDBaseT協議數據傳輸的網線進行傳輸。
【文檔編號】H04N5/765GK104125434SQ201410373915
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】魏侖, 廖海, 石志勇 申請人:深圳銳取信息技術股份有限公司