基於網絡交換的多路ip視頻編碼卡的製作方法
2023-04-30 19:08:01
專利名稱：基於網絡交換的多路ip視頻編碼卡的製作方法
技術領域：
本發明涉及視頻數據處理技術領域，特別涉及一種基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡。
背景技術：
目前，基於網絡交換的多路圖像處理器具有網絡視頻信號處理能力，幾乎可以接入不限量的網絡視頻信號，其採用軟體對網絡視頻信號進行處理，具體流程為步驟1、軟解具有相應功能的軟體將網絡編碼壓縮視頻數據解碼為通用格式的網絡視頻信號，使得網絡視頻信號的接入種類不受限制，通過對客戶提供的SDK進行二次開發，網絡視頻信號的接入更加靈活。步驟2、軟編對於軟解後的通用格式的網絡視頻信號，具有相應功能的軟體再將其編碼為網絡編碼壓縮視頻數據，使編碼後的視頻數據在公司級產品內部傳輸處理並顯
7J\ ο上述軟解和軟編技術的優點是代碼資源豐富，使用靈活，在出現問題的情況下也容易控制。軟編的缺點是對於通用的CPU編碼，由於沒有專有硬核編碼器支持，畫質和碼流都難以控制，速度上也有延時，不得不犧牲某一方面而換取另一方面的提高，且受限於處理器的處理速度，難以同時處理多路網絡視頻信號。
發明內容
本發明提出了一種基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，用硬體實現對網絡視頻信號的壓縮編碼。本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，包括FPGA晶片，用於通過計算機的PCIe接收數據包，從所述數據包中解析出視頻數據和控制信息；視頻編解碼晶片，用於按照所述控制信息對所述視頻數據進行編碼；網絡交換晶片，用於將編碼後的視頻數據通過網絡對外輸出。優選地，所述FPGA晶片還用於從所述數據包中解析出音頻數據，所述視頻編解碼晶片還用於按照所述控制信息對所述音頻數據進行編碼，並將編碼後的音頻數據和視頻數據打包在一起，所述網絡交換模塊用於將打包在一起的音頻數據和視頻數據通過網絡對外輸出。優選地，所述FPGA晶片解析出的視頻數據有η路，所述視頻編解碼晶片的個數是 η個，每個所述視頻編解碼晶片按照所述控制信息對η路視頻數據中的1路進行編碼。優選地，所述視頻編解碼晶片為H. 264視頻編解碼晶片。優選地，所述FPGA晶片還用於對解析出的視頻數據進行色彩空間轉換，所述視頻編解碼晶片用於按照所述控制信息對經過所述色彩空間轉換後的視頻數據進行編碼。
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本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，包括FPGA晶片、視頻編解碼晶片和網絡交換晶片，其中，FPGA晶片接收並解析計算機發來的視頻數據和控制信息，視頻編解碼晶片按照控制信息對視頻數據進行編碼，網絡交換晶片將編碼後的視頻數據輸出。本發明用上述硬體電路實現對視頻數據的編碼壓縮，相比軟體編碼，速度延時小，畫質和碼流容易控制，如果需要對多路視頻數據同時處理，通過增加視頻編解碼晶片即可實現。
圖1是本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡的結構示意圖；圖2是本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡與計算機之間數據處理的關係圖。
具體實施例方式為了描述方便，將本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡簡稱為IP卡，此處的 IP是網絡的意思。本IP卡通過金手指插在計算機或伺服器的PCIe插槽上，作用是代替計算機軟體實現視頻數據的編碼壓縮。下面結合附圖和實施例詳細解釋本發明。本發明基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，如圖1所示，包括FPGA晶片，用於通過計算機的PCIe接收數據包，從所述數據包中解析出視頻數據和控制信息；視頻編解碼晶片，用於按照所述控制信息對所述視頻數據進行編碼；網絡交換晶片，用於將編碼後的視頻數據通過網絡對外輸出。由圖1及上述描述可知，FPGA晶片、視頻編解碼晶片和網絡交換晶片依次相連構成了本IP卡。如圖2所示，計算機把接收到的採用非標視頻編碼技術編碼的多路視頻數據解壓縮為YUV或者RGB數據格式後，再連同解碼後的音頻數據(可有可無，根據系統定)和控制信息，一起按照PCIe傳輸協議打包。其中，每路視頻數據需要打上該路的標示(如視頻1、 視頻2、視頻n-1、和視頻η)，以區別其他路視頻數據，對應視頻數據的音頻數據也要打上同該路視頻數據相同的標示。打包後的數據通過PCIe傳輸給IP卡的FPGA晶片，FPGA晶片通過PCIe的IP核解析出各路音視頻數據和控制信息。控制信息用來控制IP卡上視頻編解碼晶片的工作。音視頻數據有多少路，視頻編解碼晶片相應地有多少個，每個視頻編解碼晶片處理一路音視頻數據。FPGA晶片解析出控制信息和音視頻數據後，將控制信息分別發送給每個視頻編解碼晶片，同時將各路音視頻數據分發給每個視頻編解碼晶片，各個視頻編解碼晶片按照控制信息對接收到的音視頻數據進行視頻編碼壓縮處理，並將編碼壓縮處理後的音頻數據和視頻數據打包在一起，通過Mil (Media Independent hterface，媒體獨立接口，也可以通過PHY)發送至網絡交換晶片，網絡交換晶片通過上電配置，自動把多路音視頻數據融合到一起，向需要的設備輸出。如分兩路輸出，一路直接通過RJ45對外輸出，另一路通過MII/ GMII/SGMII和FPGA晶片相連，FPGA晶片將音視頻數據轉換成PCIe格式，通過PCIe再傳回給計算機，計算機再進行後續處理。作為一個優選的實施例，所述視頻編解碼晶片為H. 264視頻編解碼晶片，即採用H. 264編碼技術的視頻編解碼晶片。若視頻編解碼晶片的功能有欠缺，所述FPGA晶片可以通過增加相應功能予以補充，如對解析出的音視頻數據進行色彩空間轉換等等處理。採用本IP卡對音視頻數據進行編碼，相比軟體編碼，速度延時小，畫質和碼流容易控制，如果需要對多路視頻數據同時處理，通過增加視頻編解碼晶片即可實現。以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，其特徵在於，包括FPGA晶片，用於通過計算機的PCIe接收數據包，從所述數據包中解析出視頻數據和控制信息；視頻編解碼晶片，用於按照所述控制信息對所述視頻數據進行編碼；網絡交換晶片，用於將編碼後的視頻數據通過網絡對外輸出。
2.根據權利要求1所述的基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，其特徵在於，所述FPGA 晶片還用於從所述數據包中解析出音頻數據，所述視頻編解碼晶片還用於按照所述控制信息對所述音頻數據進行編碼，並將編碼後的音頻數據和視頻數據打包在一起，所述網絡交換模塊用於將打包在一起的音頻數據和視頻數據通過網絡對外輸出。
3.根據權利要求1或2所述的基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，其特徵在於，所述 FPGA晶片解析出的視頻數據有η路，所述視頻編解碼晶片的個數是η個，每個所述視頻編解碼晶片按照所述控制信息對η路視頻數據中的1路進行編碼。
4.根據權利要求1或2所述的基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，其特徵在於，所述視頻編解碼晶片為H. 264視頻編解碼晶片。
5.根據權利要求1或2所述的基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，其特徵在於，所述 FPGA晶片還用於對解析出的視頻數據進行色彩空間轉換，所述視頻編解碼晶片用於按照所述控制信息對經過所述色彩空間轉換後的視頻數據進行編碼。
全文摘要
本發明公開了一種基於網絡交換的多路IP視頻編碼卡，包括FPGA晶片、視頻編解碼晶片和網絡交換晶片，其中，FPGA晶片接收並解析計算機發來的視頻數據和控制信息，視頻編解碼晶片按照控制信息對視頻數據進行編碼，網絡交換晶片將編碼後的視頻數據輸出。本發明用上述硬體電路實現對視頻數據的編碼壓縮，相比軟體編碼，速度延時小，畫質和碼流容易控制，如果需要對多路視頻數據同時處理，通過增加視頻編解碼晶片即可實現。
文檔編號H04N7/24GK102427524SQ20111030555
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者楊燈, 陳 全 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司