CN102595091A - Sdi高清视频信号传输系统及其传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SDI高清视频信号传输系统，其包括发送端、接收端及连接发送端和接收端的同轴电缆，所述发送端包括依次相连的接收单元、高清编码单元、封装单元、调制编码单元及发送端混合器，所述接收端包括依次相连的接收端混合器、解调解码单元、解复用单元、高清解码单元及输出接口。本发明在发送端对高清视频信号进行接收、编码、封装而后调制并编码为DVB-C射频信号，发送端通过2000米以下的同轴电缆与接收端相连接，接收端将DVB-C射频信号进行解调与信道解码、解复用、高清解码后还原成串行数字视频信号或转换为高清度数字多媒体信号，从而实现介于100米到2000米之间距离的SDI高清视频的稳定传输。同时，本发明还公开一种SDI高清视频信号传输方法。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，更具体地涉及一种用于视频监控系统的SDI高清视频信号传输系统及其传输方法。
背景技术
随着社会不断进步，经济快速发展和技术突飞猛进，公共秩序安全、生产安全和财产安全等越来越受到人们的重视，因此，以视频信息为特征的视频监控广泛地被应用到各行各业。而随着视频监控技术的发展，对于视频画面的清度要求也越来越高，通常采用高清视频摄像机来获取被监控的视频画面。
现有的高清视频摄像机的视频输出都有个SDI接口(串行数字接口)，如果用SDI高清视频直接传输的话距离只能传输100米左右，因为若传输距离太长了则视频质量就会出现问题。而在传输过程中，若增光端机进行发射再接收的话，传输的距离就可以达到2千米以上，但是如果是介于100米到2000米之间的距离，直接用SDI传输距离太远，用光发射和光接收进行光纤传输成本又太高而且施工难。
鉴于此，有必要提供一种可稳定且低成本地在介于100米到2000米之间的距离实现SDI高清视频信号传输的系统及其方法以解决上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本较低且传输质量较高的SDI高清视频信号传输系统及传输方法以实现介于100米到2000米之间距离的SDI高清视频信号的传输。
为了实现上述目的，本发明提供的SDI高清视频信号传输系统包括发送端、接收端及连接所述发送端和接收端的同轴电缆，所述发送端包括接收单元、高清编码单元、封装单元、调制编码单元及发送端混合器，所述接收端包括接收端混合器、解调解码单元、解复用单元、高清解码单元及输出接口；
在所述发送端中，所述接收单元与一高清视频摄像机的SDI接口相连以接收串行数字视频信号并将所接收的串行数字视频信号转换为并行数字视频信号，所述高清编码单元与所述接收单元相连以将所述并行数字视频信号进行编码压缩成节目流分组信号，所述封装单元与所述高清编码单元相连以将节目流分组信号复用成传送流，所述调制编码单元与所述封装单元相连以将传送流进行正交平行调制及信道编码成DVB-C的射频信号，所述发送端混合器与所述调制编码单元相连以将所述射频信号混合后通过所述同轴电缆输出；
在所述接收端中，所述接收端混合器与所述同轴电缆相连以从同轴电缆中取出所述射频信号，所述解调解码单元与所述接收端混合器相连以将所述射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流，所述解复用单元与所述解调解码单元相连以将自来所述解调解码单元的传送流解复用为节目流分组信号，所述高清解码单元与所述解复用单元相连以将节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号，所述输出接口与所述高清解码单元相连以将并行数字视频信号进行转换后输出。
其进一步技术方案为：所述接收端还包括接收端485转换器和FSK调制单元，所述发送端还包括发送端485转换器和FSK解调单元；在所述接收端中，所述接收端485转换器与一摄像机遥感器相连以接收来自所述摄像机遥感器的485差分信号并将其转换为单端信号，所述FSK调制单元与所述接收端485转换器相连以将来自接收端485转换器的单端信号调制成与DVB-C的射频信号具有不同频率的FSK信号，所述接收端混合器与所述FSK调制单元相连以将来自所述FSK调制单元的FSK信号混合后通过所述同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；在所述发送端中，所述发送端混合器与所述FSK解调单元相连以从所述同轴电缆中分离出FSK信号并输出到所述FSK解调单元，所述FSK解调单元与所述发送端485转换器相连以将来自发送端混合器的FSK信号解调成单端信号，所述发送端485转换器与所述高清视频摄像机的485接口相连以将来自FSK解调单元的单端信号转换为485差分信号而实现对所述高清视频摄像机的云镜控制。
其进一步技术方案为：所述接收端还包括电源电路，所述发送端还包括DC-DC转换器，所述接收端混合器与所述电源电路相连以将来自所述电源电路的直流电压混合后通过所述同轴电缆反向传输到所述发送端混合器，所述发送端混合器与所述DC-DC转换器相连以将从所述同轴电缆中分离出来的直流电压输出到所述DC-DC转换器，所述DC-DC转换器与所述高清视频摄像机相连以将直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机供电。
其进一步技术方案为：所述输出接口为SDI输出接口或HDMI输出接口以将数字视频信号转换为串行数字视频信号或高清晰度数字多媒体信号而输出。
为了实现上述目的，本发明还提供一种SDI高清视频信号传输方法，该方法包括：
在发送端中进行以下步骤：接收单元接收来自高清视频摄像机的串行数字视频信号并将所述串行数字视频信号转换为并行数字视频信号；高清编码单元将来自所述接收单元的并行数字视频信号进行编码压缩成节目流分组信号；封装单元将节目流分组信号复用成传送流；调制编码单元将传送流进行正交平行调制及信道编码成DVB-C的射频信号；发送端混合器将DVB-C的射频信号混合后通过同轴电缆输出；
在接收端中进行以下步骤：接收端混合器从同轴电缆中取出DVB-C的射频信号；解调解码单元将所述DVB-C的射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流；所述解复用单元将来自解调解码单元的传送流进行解复用为节目流分组信号；高清解码单元将来自解复用单元的节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号；输出接口将并行数字视频信号转换后输出。
所述方法的进一步技术方案为：
在接收端中还进行以下步骤：接收端485转换器将来自摄像机遥感器的485差分信号转换为单端信号；FSK调制单元将来自接收端485转换器的单端信号调制成与DVB-C的射频信号具有不同频率的FSK信号；接收端混合器将来自所述FSK调制单元的FSK信号混合后通过同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；
在发送端中还进行以下步骤：发送端混合器从所述同轴电缆中分离出FSK信号；FSK解调单元将来自发送端混合器的FSK信号解调出单端信号；发送端485转换器将来自FSK解调单元的单端信号转换为485差分信号而实现对所述高清视频摄像机的控制。
所述方法的再进一步技术方案为：
在接收端中还进行以下步骤：由电源电路提供直流电压；接收端混合器将来自所述电源电路的直流电压混合后通过同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；
在发送端中还包括以下步骤：发送端混合器从所述同轴电缆中分离出直流电压；DC-DC转换器将来自发送端混合器的直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机供电。
与现有技术相比，本发明提供的SDI高清视频信号传输系统在发送端中对SDI高清视频信号进行接收、编码、封装成TS流并进行QAM调制与信道编码成DCB-C射频信号，经过此编码调制后的DCB-C射频信号可通过2千米以下的同轴电缆进行传输而不影响接收端所接收到的图片质量(当接收端信号电平在45-120dBuV之间不随信号电平的改变而改变图像质量)，从而有效解决了介于100米到2000米之间距离的SDI高清视频传输问题。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明SDI高清视频信号传输系统一实施例的结构框图。
图2为本发明SDI高清视频信号传输方法的工作流程示意图。
图中各附图标记说明如下：
SDI高清视频信号传输系统10 发送端 11
接收单元 111 高清编码单元 112
封装单元 113 调制编码单元 114
发送端混合器 115 发射端485转换器 116
FSK解调单元 117 DC-DC转换器 118
高清视频摄像机 119 接收端 12
输出接口 121 高清解码单元 122
解复用单元 123 解调解码单元 124
接收端混合器 125 接收端485转换器 126
FSK调整单元 127 电源电路 128
摄像机遥感器 129
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先请参照图1，图1展示了本发明SDI高清视频信号传输系统一实施例的示意图。如图1所示，本实施例所提供的SDI高清视频信号传输系统10包括发送端11、接收端12及连接所述发送端11和接收端12的同轴电缆13，其中，所述发送端11包括接收单元111、高清编码单元112、封装单元113、调制编码单元114及发送端混合器115，所述接收端12包括接收端混合器125、解调解码单元124、解复用单元123、高清解码单元122及输出接口121。
在所述发送端11中，接收单元111(可采用一SDI接口来实现)与高清视频摄像机119的SDI接口(串行数字接口)相连以接收来自高清视频摄像机119SDI接口的串行数字视频信号并将其转换为并行数字视频信号，高清编码单元112与所述接收单元111相连以将所述并行数字视频信号进行编码压缩成节目流(PES)分组信号，封装单元113与所述高清编码单元112相连以将节目流(PES)分组信号复用成传送流(TS)，调制编码单元114与所述封装单元113相连以将传送流(TS)进行正交平行调制(QAM)及信道编码(进行RS编码加卷积交织)成DVB-C(有线数字视频广播)的射频信号，所述发送端混合器115与所述调制编码单元114相连以将所述射频信号混合后通过同轴电缆13输出到接收端12。
在所述接收端12中，接收端混合器125与所述同轴电缆13相连以从同轴电缆13中取出所述DVB-C(有线数字视频广播)的射频信号，解调解码单元124与所述接收端混合器125相连以将所述射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流，解复用单元123与所述解调解码单元124相连以将自来所述解调解码单元124的传送流解复用为节目流分组信号，高清解码单元122与所述解复用单元123相连以将节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号，输出接口121与所述高清解码单元122相连以将并行数字视频信号进行转换后输出。优选地，所述输出接口121为SDI输出接口或HDMI输出接口或同时包括上述两种接口，以将数字视频信号转换为串行数字视频信号和/或高清晰度数字多媒体信号而输出。
基于上述设计，发送端11将SDI高清视频信号进行接收、编码、封装成TS流、QAM调制与信道编码后所形成的DCB-C射频信号可通过2千米以下的同轴电缆13进行传输，而经同轴电缆13传输到接收端12后，在接收端12中可进行相应的解调与信道解码、解复用、高清解码后还原成发送端SDI接口的串行数字视频信号或转换成高清晰度数字多媒体信号。
在本较佳实施例中，为了改善摄像机的云镜控制方式，所述接收端12还包括接收端485转换器126和FSK(频移键控)调制单元127，所述发送端11还包括发送端485转换器116和FSK(频移键控)解调单元117。
具体地，在所述接收端12中，所述接收端485转换器126与摄像机遥感器129相连以接收来自所述摄像机遥感器129的485差分信号并将其转换为单端信号，所述FSK调制单元127与所述接收端485转换器126相连以将来自接收端485转换器126的单端信号调制成与DVB-C的射频信号具有不同频率的FSK信号，所述接收端混合器125与所述FSK调制单元127相连以将来自所述FSK调制单元127的FSK信号混合后通过所述同轴电缆13反向传输到所述发送端混合器115；在所述发送端11中，所述发送端混合器115与所述FSK解调单元117相连以从所述同轴电缆13中分离出FSK信号并输出到所述FSK解调单元117，所述FSK解调单元117与所述发送端485转换器116相连以将来自发送端混合器115的FSK信号解调成单端信号，所述发送端485转换器116与所述高清视频摄像机119的485接口相连以将来自FSK解调单元117的单端信号转换为485差分信号。
基于上述设计，摄像机遥感器129发出的控制信号送至接收端12的485转换器116，接收端进行485转换、FSK调制、接收端混合后同轴电缆反向传输至发送端、发射端接收后进行FSK解调、485转换，最后达到可在接收端进行遥感控制远程摄像机云镜的目的。
在本较佳实施例中，为了解决摄像机远程供电的困难，在所述接收端12中还设置了电源电路128，相应地，在所述发送端11中设置了DC-DC转换器118。具体地，所述接收端混合器125与所述电源电路128相连以将来自所述电源电路128的直流电压混合后通过所述同轴电缆13反向传输到所述发送端混合器115，所述发送端混合器115与所述DC-DC转换器118相连以将从所述同轴电缆13中分离出来的直流电压输出到所述DC-DC转换器118，所述DC-DC转换器118与所述高清视频摄像机119相连以将直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机119供电。基于该设计，接收端12的电源电路128输出直流电压给接收端混合器125，接收端混合器125再通过同轴电缆13将直流电压送给发送端混合器115，发送端混合器115将直流电压送给DC-DC转换电路，DC-DC转换电路输出供给摄像机的电压，这样就完成了远程给摄像机供电的要求。
参照图2，本发明还提供一种SDI高清视频信号传输方法，该方法先由发送端11进行一系列的信号处理后通过同轴电缆13传输到接收端12，再由接收端12进行相应的处理而实现信号的还原，其具体传输方式如下：
在发送端11中，首先由接收单元111接收来自高清视频摄像机119的串行数字视频信号并将所述串行数字视频信号转换为并行数字视频信号(步骤S101)；接着，高清编码单元112将来自所述接收单元111的并行数字视频信号进行编码压缩成节目流分组信号(步骤S102)；再接着，封装单元113将节目流分组信号复用成传送流(步骤S103)；而后，调制编码单元114将传送流进行正交平行调制及信道编码成DVB-C的射频信号(步骤S104)；最后，发送端混合器115将DVB-C的射频信号混合后通过同轴电缆13输出到接收端12(步骤S105)。
在接收端12中，首先由接收端混合器125从同轴电缆13中取出DVB-C的射频信号(步骤S201)；接着，由解调解码单元124将所述DVB-C的射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流(步骤S202)；再接着，解复用单元123将来自解调解码单元124的传送流进行解复用为节目流分组信号(步骤S203)；而后，高清解码单元122将来自解复用单元123的节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号(步骤S204)；最后，由输出接口121将并行数字视频信号转换成串行数字视频信号或转换成高清晰度数字多媒体信号输出(步骤S205)。基于上述步骤，高清视频摄像机119输出的SDI高清视频信号可转换成DVB-C射频信号后通过2千米以下的同轴电缆进行传输。
优选地，在接收端12中还进行以下步骤：接收端485转换器126将来自摄像机遥感器129的485差分信号转换为单端信号(步骤S206)；FSK调制单元127将来自接收端485转换器126的单端信号调制成FSK信号(步骤S207)；接收端混合器125将来自所述FSK调制单元127的FSK信号混合后通过同轴电缆13反向传输到所述发送端混合器115(步骤S208)。相应地，在发送端11中还进行以下步骤：发送端混合器115从所述同轴电缆13中分离出FSK信号(步骤S106)；FSK解调单元117将来自发送端混合器115的FSK信号解调出单端信号(步骤S107)；发送端485转换器116将来自FSK解调单元117的单端信号转换为可用于控制高清视频摄像机119的485差分信号(步骤S108)。基于上述步骤S206～S208以及S106～108，在接收端12中的摄像机遥感器129发出的遥感信号同样通过所述同轴电缆13传输到发送端而实现对远程摄像机的云镜控制。
优选地，在接收端12中还包括以下步骤：由电源电路128提供直流电压(步骤S209)；接收端混合器125将来自所述电源电路128的直流电压混合后通过同轴电缆13反向传输到所述发送端混合器115(步骤S210)。相应地，在发送端11中还包括以下步骤：发送端混合器115从所述同轴电缆13中分离出直流电压(步骤S109)；DC-DC转换器118将来自发送端混合器115的直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机119供电(步骤S110)。基于上述步骤S209～S210以及S109～S110，在接收端12中设置电源电路则可实现对摄像机进行远程供电。
如上所述，本发明提供的SDI高清视频信号传输系统在发送端中对SDI高清视频信号进行接收、编码、封装成TS流并进行QAM调制与信道编码成DCB-C射频信号，经过此编码调制后的DCB-C射频信号可通过2千米以下的同轴电缆进行传输而不影响接收端所接收到的图片质量(当接收端信号电平在45-120dBuV之间不随信号电平的改变而改变图像质量)，从而有效解决了介于100米到2000米之间距离的SDI高清视频传输问题。此外，本发明SDI高清视频信号传输系统通过将直流电压与FSK调制信号及DVB-C射频信号混合在一起而通过同一条同轴电缆进行正向和反向传输，从而在实现高清视频信号传输的同时可解决摄像机远程供电困难及远程摄像机镜头控制需要另外拉线的问题。
需要说明的是，本发明的SDI高清视频信号传输系统10及其传输方法可应用于安防设备及安防系统，但不仅限于此，任何需要实现高清视频信号传输的场合均可采用本发明所实现的系统或方法。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (10)
1.一种SDI高清视频信号传输系统，包括发送端、接收端及连接所述发送端和接收端的同轴电缆，其特征在于：所述发送端包括接收单元、高清编码单元、封装单元、调制编码单元及发送端混合器，所述接收端包括接收端混合器、解调解码单元、解复用单元、高清解码单元及输出接口；
在所述发送端中，所述接收单元与一高清视频摄像机的SDI接口相连以接收串行数字视频信号并将所接收的串行数字视频信号转换为并行数字视频信号，所述高清编码单元与所述接收单元相连以将所述并行数字视频信号进行编码压缩成节目流分组信号，所述封装单元与所述高清编码单元相连以将节目流分组信号复用成传送流，所述调制编码单元与所述封装单元相连以将传送流进行正交平行调制及信道编码成DVB-C的射频信号，所述发送端混合器与所述调制编码单元相连以将所述射频信号混合后通过所述同轴电缆输出；
在所述接收端中，所述接收端混合器与所述同轴电缆相连以从同轴电缆中取出所述射频信号，所述解调解码单元与所述接收端混合器相连以将所述射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流，所述解复用单元与所述解调解码单元相连以将自来所述解调解码单元的传送流解复用为节目流分组信号，所述高清解码单元与所述解复用单元相连以将节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号，所述输出接口与所述高清解码单元相连以将并行数字视频信号进行转换后输出。
2.如权利要求1所述的SDI高清视频信号传输系统，其特征在于：所述接收端还包括接收端485转换器和FSK调制单元，所述发送端还包括发送端485转换器和FSK解调单元；
在所述接收端中，所述接收端485转换器与一摄像机遥感器相连以接收来自所述摄像机遥感器的485差分信号并将其转换为单端信号，所述FSK调制单元与所述接收端485转换器相连以将来自接收端485转换器的单端信号调制成与DVB-C的射频信号具有不同频率的FSK信号，所述接收端混合器与所述FSK调制单元相连以将来自所述FSK调制单元的FSK信号混合后通过所述同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；
在所述发送端中，所述发送端混合器与所述FSK解调单元相连以从所述同轴电缆中分离出FSK信号并输出到所述FSK解调单元，所述FSK解调单元与所述发送端485转换器相连以将来自发送端混合器的FSK信号解调成单端信号，所述发送端485转换器与所述高清视频摄像机的485接口相连以将来自FSK解调单元的单端信号转换为485差分信号而实现对所述高清视频摄像机的云镜控制。
3.如权利要求1所述的SDI高清视频信号传输系统，其特征在于：所述接收端还包括电源电路，所述发送端还包括DC-DC转换器，所述接收端混合器与所述电源电路相连以将来自所述电源电路的直流电压混合后通过所述同轴电缆反向传输到所述发送端混合器，所述发送端混合器与所述DC-DC转换器相连以将从所述同轴电缆中分离出来的直流电压输出到所述DC-DC转换器，所述DC-DC转换器与所述高清视频摄像机相连以将直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机供电。
4.如权利要求1所述的SDI高清视频信号传输系统，其特征在于：所述输出接口为SDI输出接口以将数字视频信号转换为串行数字视频信号而输出。
5.如权利要求1所述的SDI高清视频信号传输系统，其特征在于：所述输出接口为HDMI输出接口以将数字视频信号转换为高清晰度数字多媒体信号而输出。
6.一种SDI高清视频信号传输方法，其特征在于：
在发送端中进行以下步骤：
(a1)接收单元接收来自高清视频摄像机的串行数字视频信号并将所述串行数字视频信号转换为并行数字视频信号；
(a2)高清编码单元将来自所述接收单元的并行数字视频信号进行编码压缩成节目流分组信号；
(a3)封装单元将节目流分组信号复用成传送流；
(a4)调制编码单元将传送流进行正交平行调制及信道编码成DVB-C的射频信号；
(a5)发送端混合器将DVB-C的射频信号混合后通过同轴电缆输出；
在接收端中进行以下步骤：
(b1)接收端混合器从同轴电缆中取出DVB-C的射频信号；
(b2)解调解码单元将所述DVB-C的射频信号进行正交平行解调及信道解码成传送流；
(b3)所述解复用单元将来自解调解码单元的传送流进行解复用为节目流分组信号；
(b4)高清解码单元将来自解复用单元的节目流分组信号进行高清解码为并行数字视频信号；
(b5)输出接口将并行数字视频信号转换后输出。
7.如权利要求6所述的SDI高清视频信号传输方法，其特征在于：
在接收端中还进行以下步骤：
(b6)接收端485转换器将来自摄像机遥感器的485差分信号转换为单端信号；
(b7)FSK调制单元将来自接收端485转换器的单端信号调制成与DVB-C的射频信号具有不同频率的FSK信号；
(b8)接收端混合器将来自所述FSK调制单元的FSK信号混合后通过同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；
在发送端中还进行以下步骤：
(a6)发送端混合器从所述同轴电缆中分离出FSK信号；
(a7)FSK解调单元将来自发送端混合器的FSK信号解调出单端信号；
(a8)发送端485转换器将来自FSK解调单元的单端信号转换为485差分信号而实现对所述高清视频摄像机的控制。
8.如权利要求6所述的SDI高清视频信号传输方法，其特征在于：
在接收端中还进行以下步骤：
(b9)由电源电路提供直流电压；
(b10)接收端混合器将来自所述电源电路的直流电压混合后通过同轴电缆反向传输到所述发送端混合器；
在发送端中还进行以下步骤：
(a9)发送端混合器从所述同轴电缆中分离出直流电压；
(a10)DC-DC转换器将来自发送端混合器的直流电压进行DC-DC转换后为所述高清视频摄像机供电。
9.如权利要求6所述的SDI高清视频信号传输方法，其特征在于：所述输出接口为HDMI输出接口以将数字视频信号转换为串行数字视频信号而输出。
10.如权利要求6所述的SDI高清视频信号传输方法，其特征在于：所述输出接口为HDMI输出接口以将数字视频信号转换为高清晰度数字多媒体信号而输出。
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