CN102572398B - 多路视频处理装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路视频处理装置、系统及方法，所述多路视频处理系统包括多路视频处理装置，所述多路视频处理装置包括IP解码设备，所述IP解码设备包括一主控单元和与所述主控单元串联连接的至少一从处理单元，所述主控单元和所述从处理单元均具有信号输入接口和信号输出接口，主控单元的信号输入接口与从处理单元的信号输出接口连接，主控单元的信号输出接口外接显示终端。本发明多路视频处理装置、系统及方法通过对多个处理单元的串联使用来实现视频的多路解码，节省网络宽带资源，提高视频传输效率，降低成本，同时能满足用户不同路数视频解码的需求。

Description

多路视频处理装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及监控系统领域，尤其涉及一种多路视频处理装置、系统及方法。

背景技术

随着社会物质水平的不断提升，伴随网络技术和摄像机传感器技术的发展，为了满足人们对监控的高清晰度要求，视频监控系统的前端摄像机的解析度将从传统电视系统的四十万像素提升到一百万、两百万甚至千万像素的水平，而要实现高清晰度监控系统，必然会通过IP网络高清监控系统。

在IP网络高清监控系统中，包含IP网络摄像机及多路视频处理系统，所述多路视频处理系统包括IP网络录像存储设备和IP解码设备。所述IP网络摄像机用于拍摄视频，IP网络录像存储设备将IP网络摄像机拍摄到的视频存储起来，然后通过所述IP解码设备实时解码显示，如此人们才能在显示设备上还原IP网络摄像机拍摄到的视频。

通常不同的用户依据自身的需求，需要在一台设备上实现解码1路、4路、9路、16路甚至更多路数的网络视频，然后合成显示在一个高清的输出端口上输出。

然而，由于每路解码后的原始视频，数据量非常大，以常用的1920x1080P30为例，假定视频格式为YUV422，则数据量大约为124M字节/秒，4路的话，达到500M字节/秒。而现有解码芯片，大都只能支持到1路1920x1080P30的解码显示处理，少数能支持到2到4路1920x1080P30的解码显示处理。

申请号为01118607.0的中国专利公开一种多路数字图像多组组合的实现方法和总线接口技术，包括m路子画面图像处理单元、n组组合画面图像处理、n组视频数据总线、地址及控制总线、像素数据读取控制与总线切换逻辑模块。由m路子画面像素数据的输出选通信号控制m路子画面像素数据在规定的时刻输出到n组视频数据总线中一组规定的视频数据总线上，由n组图像组合模块分别将n组视频数据总线上是子画面像素数据组合成n组组合画面，并从n组组合画面通道输出完整的组合视频数据。

申请号为200610005993.7中国专利公开一种视频合成设备及视频合成方法，多个视频比例调节单元分别根据比例因数调节输入视频图像的比例，从而生成按比例调节的输入视频图像，并由视频存储单元存储，通过写请求器生成请求，从而将视频存储单元把由视频比例调节单元生成的按比例调节的输入视频图像写入视频存储单元中的预定区域内，读控制器响应读请求从视频存储单元中读取按比例调节的输入视频图像，然后通过合成视频图像生成器合成图像。

然而，上述所公开的现有技术均要将多路视频通过多个缩放装置缩放到指定的大小，然后通过多路总线合成到一个画面之中。总线路数越多，对内存访问宽带的要求也越高，同时需要的总线也会越多，如此在内存宽带有限的情况下，会出现处理路数和处理速度的瓶颈。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多路视频处理装置、系统及方法，通过对多个处理单元的串联使用来实现视频的多路解码，节省网络宽带资源，提高视频传输效率，降低成本，同时能满足用户不同路数视频解码的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多路视频处理装置，所述多路视频处理装置包括IP解码设备，所述IP解码设备包括一主控单元和与所述主控单元串联连接的至少一从处理单元，所述主控单元和所述从处理单元均具有信号输入接口和信号输出接口，所述主控单元的信号输入接口与所述从处理单元的信号输出接口连接，所述主控单元的信号输出接口外接显示终端。

其中，所述主控单元和所述从处理单元结构相同，均具有网络接口以及串行通讯接口。

其中，所述IP解码设备的主控单元包括至少一网络接收模块、解码处理单元、合成显示单元、信号输入处理单元以及对所述网络接收模块、解码处理单元和合成显示单元进行控制的控制单元，所述合成显示单元具有第一输入端、第二输入端及输出端，所述网络接收模块的输入端连接所述网络接口，所述网络接收模块的输出端连接有至少一所述解码处理单元、所述解码处理单元的输出端与所述合成显示单元的第一输入端连接，所述信号输入处理单元与所述合成显示单元的第二输入端连接，所述合成显示单元的输出端接所述信号输出接口，所述控制单元的输入端接所述串行通讯接口。

其中，所述IP解码设备实现4N(N为自然数)路视频信号的解码。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种多路视频处理系统，包括多路视频处理装置，所述多路视频处理装置包括IP解码设备，所述IP解码设备包括一主控单元和与所述主控单元串联连接的至少一从处理单元，所述主控单元和所述从处理单元均具有信号输入接口和信号输出接口，所述主控单元的信号输入接口与所述从处理单元的信号输出接口连接，所述主控单元的信号输出接口外接显示终端。

其中，所述主控单元和所述从处理单元结构相同，均具有网络接口以及串行通讯接口。

其中，所述IP解码设备的主控单元包括至少一网络接收模块、解码处理单元、合成显示单元、信号输入处理单元以及对所述网络接收模块、解码处理单元和合成显示单元进行控制的控制单元，所述合成显示单元具有第一输入端、第二输入端及输出端，所述网络接收模块的输入端连接所述网络接口，所述网络接收模块的输出端连接有至少一所述解码处理单元、所述解码处理单元的输出端与所述合成显示单元的第一输入端连接，所述信号输入处理单元与所述合成显示单元的第二输入端连接，所述合成显示单元的输出端接所述信号输出接口，所述控制单元的输入端接所述串行通讯接口。

其中，所述IP解码设备实现4N(N为自然数)路视频信号的解码。

为解决上述技术问题，本发明采用的第三个技术方案是：提供一种多路视频处理方法，包括以下步骤：

将主控单元与至少一从处理单元串联连接以建立起一个通讯通路，将主控单元的信号输入接口与从处理单元的信息输出接口连接；

基于建立的通讯通路，主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理。

其中，所述主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理包括步骤：

控制单元控制网络接收模块从网络接口处接收网络信号，并控制多个解码处理单元同时对所接收的网络信号进行解码处理；

将解码处理后的视频信号输出到合成显示单元合成；

由信号输入处理单元对通过所述信号输入接口输入原始的视频数据进行缩放处理；

通过控制单元控制合成显示单元对经所述解码处理单元解码后的信号和经所述信号输入处理单元缩放后的信号进行合成；

将合成后的信号通过信号输出端口输出到主控单元的信息输入接口；并由主控单元的信号输出接口输出到显示终端。

本发明的有益效果是：区别于现有技术中多路视频处理装置需要通过多个缩放装置将视频信号缩放到指定的大小，然后通过多路总线合成到一个画面之中，总线路数多，容易出现处理路数和处理速度瓶颈的问题；本发明多路视频处理装置通过将多个处理单元的串联设置，由多个处理单元同时实现对不同路数的视频信号的解码，从而能节省网络宽带资源，降低成本，提高视频传输效率。

并且本发明多路视频处理装置通过将多个处理单元串联插接，多路使用实现视频多路解码，用户根据需要可以随时扩充处理单元的数目，满足了用户在一台硬件设备上就可以实现对不同路数的视频信号的解码需求。

而且本发明多路视频处理装置的多个处理单元是通过串联插接在一起，当处理单元出现故障时，只需要将处理单元拔出，单独更换处理单元即可，而不需要更换整个故障设备，安装维护均简单方便；而且对于生产厂家来说也可以降低产品设计的难度和库存产品的种类，便于生产，同时也降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明多路视频处理装置的处理单元的结构图；

图2是本发明多路视频处理装置的处理单元的内部结构图；

图3是本发明多路视频处理装置的一种实施例的结构图；

图4是本发明多路视频处理装置的一种实施例的合成显示示意图；

图5是本发明多路视频处理装置的第二种实施例的结构图；

图6是本发明多路视频处理装置的第二种实施例的合成显示示意图；

图7是本发明多路视频处理方法的工作流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明多路视频处理系统包括多路视频处理装置，所述多路视频处理装置包括IP解码设备，请参阅图1，其为IP解码设备的处理单元的结构图，具有一信号输入接口HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface高清晰度多媒体接口)IN、信号输出接口HDMIOUT、网络接口RJ45以及串行通讯接口RS485。

请参阅图2，其为处理单元的内部结构图，包括至少一网络接收模块101、解码处理单元102、合成显示单元103、信号输入处理单元105、以及对网络接收模块101、解码处理单元102和合成显示单元103进行控制的控制单元104。合成显示单元103具有第一输入端、第二输入端及输出端，网络接收模块101的输入端连接网络接口RJ45，网络接收模块101的输出端连接有至少一解码处理单元102、解码处理单元102的输出端与合成显示单元103的第一输入端连接，信号输入处理单元105的输出端与合成显示单元103的第二输入端连接，信号输入处理单元105的输入端接信号输入接口HDMIIN，合成显示单元103的输出端接信号输出接口HDMIOUT，控制单元104的输入端接串行通讯接口RS485。

本发明多路视频处理装置的IP解码设备在工作时，通过控制单元104控制网络接收模块101接收网络信号，并控制多个解码处理单元102同时对接收的网络信号进行解码处理。通过信号输入接口HDMIIN输入原始的视频数据，输入的原始的视频数据信号经过信号输入处理单元105进行整体缩放处理后输出到合成显示单元103，再由合成显示单元103的输出尺寸大小；然后控制单元104按照设定的显示位置控制合成显示单元103对经解码处理单元102解码后的信号和经信号输入处理单元105缩放后的信号进行合成，最后将合成后的信号通过信号输出端口输出到显示终端。

本IP解码设备能实现4N(N为自然数)路信号的解码和显示合成输出。下面以实现8路信号的解码和合成显示输出为例进行说明：

请参阅图3，其为本发明多路视频处理装置的第一种实施例，所述IP解码设备由两个处理单元BPU(BranchProcessingUnit基本处理单元)构成，即一主控单元BPU2和与主控单元BPU2串联连接的一从处理单元BPU1，主控单元BPU2的信号输入接口HDMIIN与从处理单元BPU1的信号输出接口HDMIOUT连接，主控单元BPU2的信号输出接口HDMIOUT外接显示终端(图中未示)。主控单元BPU2的网络接口RJ45和从处理单元BPU1的网络接口RJ45均独立的与外界网络连接接收网络信号，并通过串行通讯接口RS485实现通信。

主控单元BPU2提供给用户作为操作终端，可以对其它从处理单元进行参数的设定，并控制解码输出视频合成显示的模式。

假定合成显示视频输出如图4所示，1，2，3，4在从处理单元BPU1解码；5，6，7，8在主控单元BPU2解码。对从处理单元BPU1的输出设定为：1920X1080，输出位置在图4中1，2，3，4所在的位置。

对主控单元BPU2的输入设定如下：输入为1920X1080，有效输入窗口为1，2，3，4。

对BPU2的输出设定如下：输出1920X1080，本地解码的输出到图4中5，6，7，8的位置，输入口捕捉到的视频输出到1，2，3，4的位置。

如此，经过上述设置就可以实现8路高清视频信号的解码和显示合成输出。

再以实现16路高清视频信号的解码和合成输出为第二实施例进行具体说明。

请参阅图5，其为本发明第二实施例，本实施例中，IP解码设备包括主控单元BPU4和另外三个从处理单元BPU1、BPU2、BPU3。从处理单元BPU1的信号输出接口HDMIOUT与从处理单元BPU2的信号输入接口HDMIIN相连，从处理单元BPU2的信号输出接口HDMIOUT与从处理单元BPU3的信号输入接口HDMIIN相连，从处理单元BPU3的信号输出接口HDMIOUT与主控单元BPU4的信号输入接口HDMIIN相连，主控单元BPU4的信号输出接口HDMIOUT外接显示终端。其中，主控单元BPU4提供给用户作为操作终端，可以对其他从处理单元BPU1、BPU2、BPU3进行参数的设定和控制解码视频输出到合成显示模块。主控单元BPU4的网络接口RJ45和从处理单元BPU1、BPU2、BPU3的网络接口RJ45均独立的与外界网络连接接收网络信号，通过串行通讯接口RS485实现通讯。

假定合成显示输出在图6中所示，1，2，3，4在从处理单元BPU1解码，5，6，7，8在从处理单元BPU2解码，9，10，11，12在从处理单元BPU3解码，13，14，15，16在主控单元BPU4解码。

对从处理单元BPU1的输出设定为：输出1920X1080，输出位置在图6中1，2，3，4所在的位置。

对从处理单元BPU2的输入设定如下：输入为1920X1080，有效窗口为图6中1，2，3，4。

对从处理单元BPU2的输出设定如下：输出1920X1080，本地解码输出到图6中5，6，7，8的位置，输入口捕捉到的视频输出到图6中1，2，3，4的位置。

对从处理单元BPU3的输入设定如下：输入为1920X1080，有效窗口为图6中1，2，3，4，5，6，7，8。

对从处理单元BPU3的输出设定如下：输出1920X1080，本地解码的输出到图6中9，10，11，12的位置，输入口捕捉到的视频输出到图6中1，2，3，4，5，6，7，8的位置。

对主控单元BPU4的输入设定如下：输入为1920X1080，有效窗口为图6中1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12。

对主控单元BPU4的输出设定如下：输出1920X1080，本地解码的输出到图6中13，14，15，16的位置，输入口捕捉到的视频输出到图6中1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12的位置。

如此，经过上述设置，就实现了16路视频信号的解码显示合成，再输出到显示终端显示。

本发明IP解码设备还可以以此类推来实现20路、24路等4N(N大于4)路视频信号的解码显示合成。

如此，本发明多路视频处理装置的IP解码设备通过对多个处理单元的串联设置，使得多个处理单元同时使用来实现对不同路数的视频信号的解码，能节省网络宽带资源，降低成本，提高视频传输效率。

并且本发明多路视频处理装置通过将多个处理单元串联插接，多路同时使用实现视频多路解码，用户根据需要可以随时扩充处理单元的数目，能满足用户在一台硬件设备上实现对不同路数的视频信号的解码需求。

本发明多路视频处理装置的IP解码设备的多个处理单元是通过串联插接在一起，当处理单元出现故障时，只需要将处理单元拔出，单独更换处理单元即可，而不需要更换整个故障设备，安装维护均简单方便；而且对于生产厂家来说也可以降低产品设计的难度和库存产品的种类，便于生产，同时也降低了生产成本。

请参阅图7，其为本发明多路视频处理方法的流程图，包括以下步骤：

S1：将主控单元与至少一从处理单元串联连接以建立起一个通讯通路，主控单元的信号输入接口与从处理单元的信息输出接口连接；

具体包括：设备设定工作属性为主控单元还是从处理单元，从处理单元设置单元序号，从处理单元按照单元序号依次排列顺序连接，主控单元和所有的从处理单元均连接在同一RS485总线上，整个系统工作在主从模式，从处理单元接受主控单元的控制。

S2：基于建立的通讯通路，主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理。

所述主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理包括如下步骤：

S21：控制单元控制网络接收模块从网络接口RJ45处接收网络信号，并控制多个解码处理单元102同时对所接收的网络信号进行解码处理；

S22：将解码处理后的视频信号输出到合成显示单元合成；

S31：由信号输入处理单元104对通过信号输入接口HDMIIN输入原始的视频数据进行适当的缩放处理；

S41：通过控制单元104控制合成显示单元103对经解码处理单元102解码后的信号和经信号输入处理单元105缩放后的信号进行合成；

S51：最后将合成后的信号通过信号输出接口输出到主控单元的信息输入接口；并由主控单元的信号输出接口输出到显示终端。

本发明多路视频处理方法能同时对多路视频信号进行处理，能节省网络宽带资源，降低成本，提高视频传输效率。

本发明多路视频处理方法只需要通过将多个处理单元串联插接即可实现，操作简单；而且当处理单元出现故障时，只需要将处理单元拔出，单独更换处理单元即可，不需要更换整个故障设备，安装维护均简单方便；而且对于生产厂家来说也可以降低产品设计的难度和库存产品种类，便于生产，同时降低了生产成本。

使用本发明多路视频处理方法做成的产品可以实现视频多路解码，而且多个处理单元是通过串联插接组合，如此用户根据需要可以随时扩充处理单元的数目，能满足用户在一台硬件设备上实现对不同路数的视频信号的解码需求。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种多路视频处理装置，包括IP解码设备；其特征在于：所述IP解码设备包括一主控单元和与所述主控单元串联连接的至少一从处理单元，所述从处理单元之间串联连接，所述从处理单元接受所述主控单元的控制，所述主控单元和所述从处理单元结构相同，均具有网络接口、串行通讯接口、解码处理单元、信号输入接口和信号输出接口，所述主控单元的信号输入接口与所述从处理单元的信号输出接口连接，所述主控单元的信号输出接口外接显示终端；

所述IP解码设备的主控单元包括至少一网络接收模块、合成显示单元、信号输入处理单元以及对所述网络接收模块、解码处理单元和合成显示单元进行控制的控制单元，所述合成显示单元具有第一输入端、第二输入端及输出端，所述网络接收模块的输入端连接所述网络接口，所述网络接收模块的输出端连接有至少一所述解码处理单元、所述解码处理单元的输出端与所述合成显示单元的第一输入端连接，所述信号输入处理单元与所述合成显示单元的第二输入端连接，所述合成显示单元的输出端接所述信号输出接口，所述控制单元的输入端接所述串行通讯接口。

2.根据权利要求1所述的多路视频处理装置，其特征在于：所述IP解码设备实现4N路视频信号的解码，N为自然数。

3.一种多路视频处理系统，包括多路视频处理装置，其特征在于：所述多路视频处理装置包括IP解码设备，所述IP解码设备包括一主控单元和与所述主控单元串联连接的至少一从处理单元，所述从处理单元之间串联连接，所述从处理单元接受所述主控单元的控制，所述主控单元和所述从处理单元结构相同，均具有网络接口、串行通讯接口、解码处理单元、信号输入接口和信号输出接口，所述主控单元的信号输入接口与所述从处理单元的信号输出接口连接，所述主控单元的信号输出接口外接显示终端；

所述IP解码设备的主控单元包括至少一网络接收模块、合成显示单元、信号输入处理单元以及对所述网络接收模块、解码处理单元和合成显示单元进行控制的控制单元，所述合成显示单元具有第一输入端、第二输入端及输出端，所述网络接收模块的输入端连接所述网络接口，所述网络接收模块的输出端连接有至少一所述解码处理单元、所述解码处理单元的输出端与所述合成显示单元的第一输入端连接，所述信号输入处理单元与所述合成显示单元的第二输入端连接，所述合成显示单元的输出端接所述信号输出接口，所述控制单元的输入端接所述串行通讯接口。

4.根据权利要求3所述的多路视频处理系统，其特征在于：所述IP解码设备实现4N路视频信号的解码，N为自然数。

5.一种多路视频处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

将主控单元与至少一从处理单元串联连接以建立起一个通讯通路，将主控单元的信号输入接口与从处理单元的信息输出接口连接；

基于建立的通讯通路，主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理；

所述主控单元和从处理单元对输入通讯通路的视频信号进行处理包括以下步骤：

控制单元控制网络接收模块从网络接口处接收网络信号，并控制多个解码处理单元同时对所接收的网络信号进行解码处理；

将解码处理后的视频信号输出到合成显示单元合成；

由信号输入处理单元对通过所述信号输入接口输入原始的视频数据进行缩放处理；

通过控制单元控制合成显示单元对经所述解码处理单元解码后的信号和经所述信号输入处理单元缩放后的信号进行合成；

将合成后的信号通过信号输出端口输出到主控单元的信息输入接口；并由主控单元的信号输出接口输出到显示终端。