CN100586179C - 一种智能家居网关呈现视频控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能家居网关呈现视频控制方法及其系统，所述控制方法包括以下步骤，数据采集端采集PAL/NTSC制式的视频模拟信号，并将所述视频模拟信号转换为数字信号；所述数字信号由H.264编码器进行编码，成为H.264格式的视频数据，并通过网络传输到视频解码器；所述视频解码器接收所述H.264格式的视频数据，对所述视频数据进行解码处理后发送到视频编码器；所述视频编码器接收所述解码后的视频数据，对其进行编码处理后转换为复合视频信号送到PC机显示。该发明在网络传输中采用H.264格式的视频数据，视频数据压缩率比较高，在网络中传输的数据就比较少，可以提高视频数据的传输速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种家居网关呈现技术，特别涉及一种智能家居网关呈现视频控制方法及其系统。
背景技术
家居网关呈现视频控制的方案是一款适合在网络上传输视频流应用的SoC平台方案，基于FIC8120的单芯片IP Camera方案，整合度高，系统设计芯片性能稳定。
目前的家居网关呈现视频控制系统，一般是使用视频采集端，如网络摄像头采集视频信号，数据处理模块对采集到的视频信号进行处理后压缩成MPEG格式的视频数据，并把所述视频数据通过网络传输到PC机进行视频显示，但这种处理方案，数据处理模块处理后的视频数据一般MPEG格式，该MPEG格式的视频数据压缩率比较低，在网络中进行传输时速度就会比较慢。
发明内容
本发明提供了一种智能家居网关呈现视频控制方法及其系统，其视频数据压缩率比较高，在网络中传输速度就比较快。
本发明的技术方案是：一种智能家居网关呈现视频控制方法，包括步骤：
步骤一、数据采集端采集PAL/NTSC制式的视频模拟信号，并将所述视频模拟信号转换为数字信号；将所述数字信号缓存到一个内存区域，该内存区域为一组环形的数组链，并为每个数组设置一个状态标志；H.264编码器通过指针检测数组的状态标志，并根据所述数组的状态标志对所述数组里的数字信号进行相应的处理；
步骤二、所述数字信号由H.264编码器进行编码，成为H.264格式的视频数据，并通过网络传输到视频解码器；
步骤三、所述视频解码器接收所述H.264格式的视频数据，对所述视频数据进行解码处理后发送到视频编码器；
步骤四、所述视频编码器接收所述解码后的视频数据，对其进行编码处理后转换为复合视频信号送到PC机显示。
相应的本发明的智能家居网关呈现视频控制系统，包括：
视频采集模块，其用于采集PAL/NTSC制式的视频模拟信号，并将所述视频模拟信号转变为数字信号；将所述数字信号缓存到一个内存区域，该内存区域为一组环形的数组链，并为每个数组设置一个状态标志；
H.264编码器，其用于通过指针检测数组的状态标志，并根据所述数组的状态标志对所述数组里的数字信号进行相应的处理；将采集到的模拟信号编码成H.264格式的视频数据；
视频解码模块，其用于接收H.264格式的视频数据，并对其进行解码处理后通过网络传输到视频编码模块；
视频编码模块，其用于接收所述解码后的视频数字信号，对其进行编码处理后转换为视频模拟信号送到PC机输出。
本发明的智能家居网关呈现视频控制方法及其系统，在进行网络传输视频数据之前，通过H.264编码器进行编码处理变换为H.264格式的视频数据，该视频数据压缩率比较高，则在网络中传输的数据就比较少，可以提高视频数据的传输速度。
附图说明
图1是本发明智能家居网关呈现视频控制的方法的流程图；
图2是本发明智能家居网关呈现视频控制的系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的阐述。
本发明的智能家居网关呈现视频控制系统的总体结构大致可以分为3个部分：视频信号的采集和编码、视频信号的传输和视频信号的解码和播放。下面分别介绍一下本发明的控制方法和控制系统。
如图1所示，是本发明的智能家居网关呈现视频控制方法的实施例的流程示意图，包括步骤：
S101、数据采集端采集PAL/NTSC制式的模拟信号，并将所述模拟信号转变为数字信号；可以采用网络摄像头采集PAL/NTSC制式的模拟信号，也可用OV7640模块进行采集。
S102、由H.264编码器对所述数字信号进行编码，成为H.264格式的视频数据，并传输到视频解码器；所述传输过程可以通过采用UDP协议的网络传输数据；
S103、所述视频解码器接收所述H.264格式的视频数据，对所述视频数据进行解码处理后发送到视频编码器。所述视频解码器可以将所述视频数据解码为YUV4:2:2格式的视频数据发送到视频编码器。该视频解码器是一种可编程逻辑芯片。
S104、所述视频编码器接收所述解码后的视频信号，并转换为视频模拟信号送到PC机输出。视频编码器采用的是一种高性能的PAL/NTSC编码器，其作用是将由视频解码器输入的YUV4:2:2格式的视频数据进行D/A转换，将视频数据信号变换成符合NTSC或PAL制式的视频模拟信号，并以CVBS复合视频信号或S视频信号输出到PC机进行显示。
其中，数据采集端信号数据的采集是由一个视频输入定时中断函数VI(Video In)控制完成的，以PAL制式为例，PAL制式每秒25帧(50场)，相应的中断为每秒50次，每次采集一场。利用中断函数VI采集到的信号数据按Y，U，V分量分别放在3个连续的内存区域中。所述网络传输采用UDP协议进行数据传输，其数据传输速度比较快；当然也可以采用TCP协议进行数据传输，可以保证数据传输的正确性。
所述视频解码器除了进行基本的解码外，在解码之前还可以对数据信号进行差错复原和错误隐藏，以避免网络传输错误可能导致的解码程序的运行错误，该视频解码器将接受到的数据信号的差错信息转换为控制指令通过网络向数据采集端和H.264编码器发送，以实现对数据采集端和H.264编码器的远程监控，可以包括对编码参数和数据采集过程的控制，如码率的调整、图像大小的调整、视频的帧率控制等。
所述视频解码器还可以对解码后的视频数据信号进行视频图像的运动目标检测，当检测到当前监视区域内有运动目标时，对运动目标的运动参数，如运动区域的大小、运动的速度等进行检测和估计，根据运动参数值范围的不同生成一些控制指令，并通过网络传输到H.264编码器，该编码器根据接收到的指令调整编码的参数。例如，当检测到运动目标时，可以向编码器发送提高帧率和输出图像质量的指令，以便更清楚地了解目标的运动细节，而没有运动目标时，可以降低编码端的帧率和输出的图像质量，以降低网络传输的负荷并减少视频数据信号总的数据量。
为了提高处理速度和节省内存空间，还可以将编码前的原始数据缓存到一个内存区域，编码后的数据则被存到另一个单独的发送队列中。该内存区域被设计成为一组环型的数组链，为了防止各数组之间的内存访问冲突，给每个数组设置一个状态标志，表示该数组当前的状态，并给H.264编码器设置一个指针，指向该内存区域里的数组。该编码器始终不停地检测指针指向的数组的状态标志，如果状态标志显示有数据信号，表示该缓冲区存有待编码的数据信号，则将数据读出进行编码，编码完毕后将该数组状态标志置为OUT，表示原始数据已经被编码，可以重新写入新的数据信号，并将本模块的访问指针指向下一个数组；如果该状态标志显示无数据信号，则表示该数值可以写入新的数据信号，同时将指针指向下一个数组。
如图2所示，本发明的智能家居网关呈现视频控制系统包括视频采集模块、H.264编码器、视频解码模块、视频编码模块。
所述视频采集模块采集PAL或NTSC制式的模拟信号，并通过A/D转换将所述模拟信号转变为数字信号，H.264编码器对所述数字信号进行编码成H.264格式的视频数据，并传输到视频解码模块，所述视频解码模块用于解码H.264格式的视频数据，并将其转换为YUV4:2:2格式的视频数据输出到视频编码模块，所述视频编码模块采用的是一种高性能的PAL/NTSC编码器，其作用是将由视频解码器输入的YUV4:2:2格式的视频数据进行D/A转换，将视频信号变换成符合NTSC或PAL制式的模拟电视信号，并以CVBS复合视频信号或S视频信号输出到PC机。
下面就举一个具体实施例对本发明做一下详细的介绍。
视频采集模块可以采用OV7640模块进行采集模拟视频信号，视频解码模块可以包括芯片SAA7113，视频编码模块可以包括芯片SAA7121。OV7640是一种单片CMOS传感器，数据输出格式可以是YUV 4:2:2或RGB 4:2:2或RGB原始数据，OV7640模块采集到的视频模拟信号经过D/A转换后变为数字信号，所述数字信号再经过H.264编码器进行编码输出为H.264格式的视频数据，通过网络传输到SAA7113芯片进行解码处理，之后再通过SAA7121芯片进行编码处理后以符合视频信号输出到PC机。其中芯片SAA7113的23、24管脚分别与芯片SAA7121的41、42管脚进行连接实现I2C总线数据传输通讯方式。由视频解码器SAA7113输出的8位并行数据YCbCr，首先送到SAA7121芯片内的解复用器，分解成亮度数据Y和色差数据CbCr。亮度数据Y先经过亮度处理单元，并与CbCr数据一起送入RGB编码器，经编码后输出基色数据信号RGB。CbCr数据同时还送到色度处理单元形成色度信号C，和经色差陷波后的亮度信号相加输出复合视频信号CVBS。
由以上可知，本发明的智能家居网关呈现视频控制方法及其系统，在进行网络传输视频数据之前，通过H.264编码器进行编码处理变换为H.264格式的视频数据，该视频数据压缩率比较高，则在网络中传输的数据就比较少，可以提高视频数据的传输速度。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1、一种智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、数据采集端采集PAL/NTSC制式的视频模拟信号，并将所述视频模拟信号转换为数字信号；将所述数字信号缓存到一个内存区域，该内存区域为一组环形的数组链，并为每个数组设置一个状态标志；H.264编码器通过指针检测数组的状态标志，并根据所述数组的状态标志对所述数组里的数字信号进行相应的处理；
步骤二、所述数字信号由H.264编码器进行编码，成为H.264格式的视频数据，并通过网络传输到视频解码器；
步骤三、所述视频解码器接收所述H.264格式的视频数据，对所述视频数据进行解码处理后发送到视频编码器；
步骤四、所述视频编码器接收所述解码后的视频数据，对其进行编码处理后转换为复合视频信号送到PC机显示。
2、根据权利要求1所述的智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于：步骤一中，所述视频模拟信号的采集是由一个视频输入定时中断函数(VI)控制，所述采集到的模拟信号按Y，U，V分量分别放在3个连续的内存区域中。
3、根据权利要求1所述的智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于：步骤三中，在对所述视频数据进行解码处理之前还包括步骤：所述视频解码器对接收的H.264格式的视频数据进行差错处理，并将该差错处理信息转换成控制指令通过网络传输到数据采集端和H.264编码器。
4、根据权利要求1所述的智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于：步骤三中，在对所述视频数据进行解码处理后还包括步骤：所述视频解码器对所述解码后的视频数据进行运动目标检测，根据所述运动目标的运动参数生成调整指令通过网络传输到H.264编码器。
5、根据权利要求1所述的智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于：所述处理过程为：当检测到数组里有数字信号时，对该数组里的数字信号进行编码；否则，在该数组里写入新的数字信号，同时指针指向下一个数组。
6、根据权利要求1至5任一项所述的智能家居网关呈现视频控制方法，其特征在于：所述网络传输协议采用UDP协议。
7、一种智能家居网关呈现视频控制系统，其特征在于，包括：
视频采集模块，其用于采集PAL/NTSC制式的视频模拟信号，并将所述视频模拟信号转变为数字信号；将所述数字信号缓存到一个内存区域，该内存区域为一组环形的数组链，并为每个数组设置一个状态标志；
H.264编码器，其用于通过指针检测数组的状态标志，并根据所述数组的状态标志对所述数组里的数字信号进行相应的处理；将采集到的模拟信号编码成H.264格式的视频数据；
视频解码模块，其用于接收H.264格式的视频数据，并对其进行解码处理后通过网络传输到视频编码模块；
视频编码模块，其用于接收所述解码后的视频数字信号进行编码处理后转换为复合视频模拟信号送到PC机显示。
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