CN102098453A - 一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统，把视频数据流分别打包成n个微传输单元，再把它们混在一起传输，在接收端，只需把微封包提取出来，通过解码后再组合成各自的视频。这样就可以在一条传输链路中传输多个视频组，表现在大屏上即一条传输通道可以开多个窗口。本发明比传统的级联传输方式提供更多的功能和更广的上升空间，有更好的传输数据完整性。

Description

一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统。

技术背景

单点采集系统是简单的视频图像处理系统，由单台处理器完成多个信号的采集、视频图像的处理及最后有限数量大屏的显示，如4屏，8屏，16屏等。单板设计复杂，背板要求高，带宽需求多，机箱大而复杂，应用不灵活，单台处理的屏幕越多，技术难度越大，要求也越大。

当屏幕数量不断增加，如超过32屏，有的甚至达到100多屏，如果只是简单的用单台处理器去组合，这样每台处理器上的视频源就只能在该台处理器负责的有限数量的屏幕组合上显示，不能把该台处理器采集的视频源送到其他处理器负责的屏幕组上去显示。随着用户对大屏数量的要求越来越多，就诞生了级联扩展系统，不光解决因单个信号处理器屏幕数有限，输出通道数量不足的问题，而且通过多个信号处理器同时工作来处理，还可以让任意视频源信号可以在全拼接墙上任意漫游显示。也就是说，一台处理器采集的视频源可以在其他处理器负责的屏幕组上显示，其中单台处理器系统的输出显示通道不用于级联显示，而是通过专用的视频信号级联通道来解决。

在级联扩展系统中，因为级联交换扩展器中交叉芯片通道数量的限制，分配给每台信号处理器的级联数据通道数量就有限，一般为8个。在级联数据通道中的视频传输方式是通过把RGB视频数据编码成特殊定义的Serdes串行数据包，每一个串行数据包作为图像视频的一帧，实时的在通道中串行传输，即每一个通道只能传输一组视频，限制了视频窗口的数量。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统，所述系统包括依次连接的一个或多个视频输入模块、级联交换扩展器和一个或多个视频输出模块，一个或多个视频输入模块通过视频链路向级联交换扩展器传输输入视频流，级联交换扩展器通过视频链路向一个或多个视频输出模块输出视频流。

单个视频输入模块接收一路或多路输入视频流，单个视频输出模块输出一路或多路输出视频流；

所述系统还包括与视频输入模块连接的微封包打包分配模块，每个视频输入模块设置一个对应的微封包打包分配模块，微封包打包分配模块对每一路输入视频流进行打包加入用于标识每一路输入视频流的标记，并经过视频链路输入到级联交换扩展器；

所述系统还包括与视频输出模块连接的微封包解码组合模块，每个视频输出模块设置一个对应的微封包解码组合模块，微封包解码组合模块用于对从级联交换扩展器接收的打包的视频输入流根据标记进行解码并输出到视频输出模块。

上述方案中，所述微封包打包分配模块包括一路或多路的视频流输入子模块，与视频流输入子模块连接的打包子模块，每个视频流输入子模块接收一路输入视频流，打包子模块对每一路输入视频流进行微封包分割，得到每一路输入视频流的多个微封包，对每一路输入视频流的每一个微封包增加用以标识该路输入视频流的标记，然后顺序输出每一路输入视频流的每一个微封包；

所述微封包解码组合模块包括一路或多路的视频流输出子模块，与视频流输出子模块连接的解码子模块，解码子模块对接收到的每一个微封包，把具有相同标记的微封包组合成一路输出视频流并通过与其对应的视频流输出子模块发送到视频输出模块。

上述方案中，所述微封包打包分配模块还包括缓存子模块，缓存子模块对视频输入子模块输入的一路或多路输入视频流进行缓存，所述微封包解码组合模块还包括缓存子模块对经过视频流输出子模块输出的输出视频流进行缓存。

上述方案中，所述微封包打包分配模块还包括信号标准化打包子模块，用于把输入视频流根据统一标准进行打包，所述微封包解码组合模块还包括信号标准化解码子模块，用于把输出视频流根据统一标准进行解码。

所述统一标准是指在传统级联系统中采用的同步化、格式化、串行化的标准。

上述方案中，所述的微封包打包分配模块以一行或二分之一行图像数据为单位组合，再加上报头打包后，进入分配逻辑进行各路视频微封包在传输链路中的分配，按原则和指令可在一条链路中传输2个以上的及时视频文件，也可以在多条链路中只传输1个及时视频文件。

上述方案中，所述微封包打包分配模块的缓存子模块为先进先出缓冲器，所述微封包解码组合模块的缓存子模块为先进先出缓冲器。

上述方案中，所述微封包打包分配模块的缓存子模块还包括与先进先出缓冲器连接的缓冲内存控制器，缓存内存控制器与缓冲内存连接；

所述微封包解码组合模的缓存子模块还包括与先进先出缓冲器连接的缓冲内存控制器，缓存内存控制器与缓冲内存连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）采用微封包的形式，在一条传输链路中传输多个视频组，从而避免了因级联通道的限制导致视频窗口数量的限制；

（2）比传统的级联传输方式提供更多的功能和更广的上升空间；

（3）比传统的级联传输方式有更好的传输数据完整性，可达到更优的1E-12等级。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的微封包打包分配模块结构示意图；

图3为传统的级联数据传输方式示意图；

图4为本发明微封包形式的级联数据传输方式示意图；

图5为本发明的微封包解码组合模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明为了实现微封包的传输方式，在信号到达信号交换前实现微封包的打包，在信号标准化打包模块中，在传统的Serdes标准打包后，再通过逻辑芯片实现微封包功能，按需把多个视频源组合到一个通道中，传输到交换芯片，然后再通过级联通道传输到其他信号处理单元。

本发明的系统结构如图1所示。一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统，包括依次连接的一个或多个视频输入模块、级联交换扩展器和一个或多个视频输出模块，一个或多个视频输入模块通过视频链路向级联交换扩展器传输输入视频流，级联交换扩展器通过视频链路向一个或多个视频输出模块输出视频流。 

单个视频输入模块接收一路或多路输入视频流，单个视频输出模块输出一路或多路输出视频流；

所述系统还包括与视频输入模块连接的微封包打包分配模块，每个视频输入模块设置一个对应的微封包打包分配模块，微封包打包分配模块对每一路输入视频流进行打包加入用于标识每一路输入视频流的标记，并经过视频链路输入到级联交换扩展器；

所述系统还包括与视频输出模块连接的微封包解码分配模块，每个视频输出模块设置一个对应的微封包解码分配模块，微封包解码分配模块用于对从级联交换扩展器接收的打包的视频输入流根据标记进行解码并输出到视频输出模块。

所述微封包打包分配模块包括一路或多路的视频流输入子模块，与视频流输入子模块连接的打包子模块，每个视频流输入子模块接收一路输入视频流，打包子模块对每一路输入视频流进行微封包分割，得到每一路输入视频流的多个微封包，对每一路输入视频流的每一个微封包增加用以标识该路输入视频流的标记，然后顺序输出每一路输入视频流的每一个微封包。

本发明的打包分配模块如图2所示。前面采集的多路视频RGB信号经过FIFO，DDR2的帧缓存处理后，再到标准化逻辑进行视频信号的标准化处理，最后在微封包逻辑模块里先进行微封包的分割，以一行或二分之一行图像数据为单位组合，再加上报头打包后进入分配逻辑进行各路视频微封包在传输链路中的分配，按原则和指令可在一条链路中传输2个以上的及时视频文件，也可以在多条链路中只传输1个及时视频文件。

传统的级联数据传输方式如图3所示，一个视频文件享有一条专门的传输链路，这样视频文件的传输流量和实时性得到了充分的保证。本发明实施例的微封包形式的级联数据传输方式如图4所示，可在一条链路中传输多个视频，虽然较难保证视频传输的实时性和传输流量，但是通过适当增加带宽和加强流量管理控制，能比传统的级联传输方式提供更多的功能和更广的上升空间。

为了保证传输的实时性和传输流量，除了可以利用交换芯片本身未被使用的带宽，还可以选用更高带宽的交换芯片，在单板、背板的PCB布线上和传输线缆上也可以提升带宽。采用微封包形式的传输方式还比传统的级联传输方式有着更好的传输数据完整性，可以达到更优的1E-12等级。

所述微封包解码分配模块包括一路或多路的视频流输出子模块，与视频流输出子模块连接的解码子模块，解码子模块对接收到的每一个微封包，把具有相同标记的微封包组合成一路输出视频流并通过与其对应的视频流输出子模块发送到视频输出模块。

本发明的微封包解码组合模块结构如图5所示，数据流向与图2的微封包打包逻辑相反，把传输链中的视频文件微封包提取出来后，根据报头把一组视频文件的数据组合在一起送往后续的处理模块进行处理。

Claims (7)

1.一种多屏处理器级联扩展系统的视频流控制系统，所述系统包括依次连接的一个或多个视频输入模块、级联交换扩展器和一个或多个视频输出模块，一个或多个视频输入模块通过视频链路向级联交换扩展器传输输入视频流，级联交换扩展器通过视频链路向一个或多个视频输出模块输出视频流，其特征在于：

单个视频输入模块接收一路或多路输入视频流，单个视频输出模块输出一路或多路输出视频流；

所述系统还包括与视频输入模块连接的微封包打包分配模块，每个视频输入模块设置一个对应的微封包打包分配模块，微封包打包分配模块对每一路输入视频流进行打包加入用于标识每一路输入视频流的标记，并经过视频链路输入到级联交换扩展器；

所述系统还包括与视频输出模块连接的微封包解码组合模块，每个视频输出模块设置一个对应的微封包解码组合模块，微封包解码组合模块用于对从级联交换扩展器接收的打包的视频输入流根据标记进行解码并输出到视频输出模块。

2.根据权利要求1所述的视频流控制系统，其特征在于，

    所述微封包打包分配模块包括一路或多路的视频流输入子模块，与视频流输入子模块连接的打包子模块，每个视频流输入子模块接收一路输入视频流，打包子模块对每一路输入视频流进行微封包分割，得到每一路输入视频流的多个微封包，对每一路输入视频流的每一个微封包增加用以标识该路输入视频流的标记，然后顺序输出每一路输入视频流的每一个微封包；

所述微封包解码组合模块包括一路或多路的视频流输出子模块，与视频流输出子模块连接的解码子模块，解码子模块对接收到的每一个微封包，把具有相同标记的微封包组合成一路输出视频流并通过与其对应的视频流输出子模块发送到视频输出模块。

3.根据权利要求2所述的视频流控制系统，其特征在于，所述微封包打包分配模块还包括缓存子模块，缓存子模块对视频输入子模块输入的一路或多路输入视频流进行缓存，所述微封包解码组合模块还包括缓存子模块对经过视频流输出子模块输出的输出视频流进行缓存。

4.根据权利要求2所述的视频流控制系统，其特征在于，所述微封包打包分配模块还包括信号标准化打包子模块，用于把输入视频流根据统一标准进行打包，所述微封包解码组合模块还包括信号标准化解码子模块，用于把输出视频流根据统一标准进行解码。

5.根据权利要求2所述的视频流控制系统，其特征在于，所述的微封包打包分配模块以一行或二分之一行图像数据为单位组合，再加上报头打包后，进入分配逻辑进行各路视频微封包在传输链路中的分配，按原则和指令可在一条链路中传输2个以上的及时视频文件，也可以在多条链路中只传输1个及时视频文件。

6.根据权利要求3所述的视频流控制系统，其特征在于，所述微封包打包分配模块的缓存子模块为先进先出缓冲器，所述微封包解码组合模块的缓存子模块为先进先出缓冲器。

7.根据权利要求5所述的视频流控制系统，其特征在于，所述微封包打包分配模块的缓存子模块还包括与先进先出缓冲器连接的缓冲内存控制器，缓存内存控制器与缓冲内存连接；

所述微封包解码组合模的缓存子模块还包括与先进先出缓冲器连接的缓冲内存控制器，缓存内存控制器与缓冲内存连接。

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