CN104125434A - 一种长距离高清传输的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种长距离高清传输的系统，所述系统包括至少一个视频接口，至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块，FPGA模块，HDMI Transmitter模块，HDBaseT Transmitter模块，FPGA模块将数字信号发送给HDMI Transmitter模块；HDMI Transmitter模块将数字信号转换为HDMI信号；所述HDBaseT Transmitter模块将HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备，从而根据不同接口输入的不同类型与分辨率的视频信号，通过灵活的应用配置可实现同时采集多路视频信号，对于高清视频信号可通过高清传输技术HDBaseT长距离传输没有经过压缩编码的视频信号，在远端通过HDBaseT接收装置将信号还原为视频信号后通过HDMI接口输入到显示设备进行显示，用于实现高清视频信号无延时、无压缩长距离传输的应用场景。

Description

一种长距离高清传输的系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及到一种长距离高清传输的系统。
背景技术
随着高清视频信号应用的普及，越来越多的多媒体视音频场景采用高清信号源，如会议室行业的视频会议应用，教育行业的远程视频教学应用，医学手术视教应用等都是非常典型的应用模式。与此时同随着视频硬件技术的发展多媒体行业对视频清晰度提出更高的要求，720P60Hz,1080P60Hz等高清视频信号源越来越普及，如何把高清多媒体信息记录下来，快速有效的实现多媒体信息的记录与传播与分享是录播系统实现的主要目标。
现有录播系统对不同视频接口与高清分辨率信号采集与合成的实现技术较复杂，而且非嵌入式平台的录播系统稳定性较差，实现成本高。
现有录播系统对视音频的直播功能，基本上视频数据都是经过压缩处理的，对高清应用场景下的图像细节无法完全呈现，对类似手术的应用场景更是无法满足图像清晰度的需求。
高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)线缆传输距离只有5米左右，大大限制了高清设备图像传输。
在多种视频输出的应用场景下，如数字串行接口(Serial Digital Interface，SDI)，高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)接口、数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)与视频图像阵列(Video GraphicsArray，VGA)接口输出的高清视频数据，长距离传输视频信号就会涉及不同的布线资源，不仅现场施工麻烦，而且成本大大提高。
发明内容
本发明实施例提供了一种长距离高清传输的系统，旨在解决如何实现无压缩处理的视频图像的长距离传输。
一种长距离高清传输的系统，所述系统包括：至少一个视频接口，至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块，FPGA模块，HDMI Transmitter模块，HDBaseT Transmitter模块；
所述至少一个视频接口获取第一信号；
所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号；
所述FPGA模块将所述数字信号发送给所述HDMI Transmitter模块；
所述HDMI Transmitter模块将所述FPGA模块发送的所述数字信号转换为HDMI信号；
所述HDBaseT Transmitter模块将所述HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
所述系统还包括HDBaseT中继设备，所述HDBaseT中继设备用于接收所述HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号，包括：
至少一个DVI-I接收DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号，所述至少一个Video Decoder模块将所述DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号转换为24位RGB格式的外行场同步数字信号；和/或，
所述至少一个SDI接收SDI信号，所述Video Receiver模块将所述SDI信号转换为16位内嵌同步数字信号。
所述系统还包括DSP系统，所述FPGA模块还用于：
将所述SDI信号转换后的16位内嵌同步数字信号直接发送发给所述DSP系统；
将所述24位RGB格式的外行场同步数字信号转换为16位内嵌同步数字信号，并将转换后的16位内嵌同步数字信号发送给所述DSP系统；
将所述16位内嵌同步格式数字信号以H.264格式进行压缩编码，并将压缩后的音频数字信号压缩编码为AAC格式；
将压缩编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过网络进行传输，并将编码后的视频信号和/或所述音频信号存储在本地SATA硬盘。
所述DSP系统还用于：
通过USB接口将压缩后的所述视频信号和/或所述音频信号输出到外部移动存储设备；
将所述本地SATA硬盘存储的编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过HDMI接口进行图像回显。
所述系统还包括RS-232或RS-485 Transceivers模块，所述RS-232或RS-485Transceivers模块用于将所述DSP系统的串口数字信号转换为RS-232或RS-485协议信号。
所述系统还包括Audio Codec模块，所述Audio Codec模块用于：
将模拟音频信号进行模电AD处理转换为I2S格式的数字信号，输入至DSP系统的Mcasp口进行采集编码。
将DSP系统Mcasp输出的数字音频信号通过Audio Codec模块电模DA处理后，转换为模拟音频信号进行输出。
所述系统还包括EHT PHY模块，所述EHT PHY模块将所述DSP系统MAC接口输出的数字信号转换为网络信号。
所述系统还包括SATA硬盘模块，所述SATA硬盘模块用于存储所述DSP系统编码后的所述视频信号和/或所述音频信号。
所述系统还包括POE模块，所述POE模块用于将电信号耦合至HDBaseT协议数据传输的网线进行传输。
本发明实施例提供一种长距离高清传输的系统，所述系统包括至少一个视频接口，至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块，FPGA模块，HDMI Transmitter模块，HDBaseT Transmitter模块，FPGA模块将数字信号发送给HDMI Transmitter模块；HDMI Transmitter模块将数字信号转换为HDMI信号；所述HDBaseT Transmitter模块将HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备，从而根据不同接口输入的不同类型(数字或模拟)与分辨率的视频信号，通过灵活的应用配置可实现同时采集多路视频信号，对于高清视频信号可通过高清传输技术HDBaseT长距离传输没有经过压缩编码的视频信号，在远端通过HDBaseT接收装置将信号还原为视频信号后通过HDMI接口输入到显示设备进行显示，用于实现高清视频信号无延时、无压缩长距离传输的应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种长距离高清传输的系统结构图；
图2是本发明实施例提供的一种HDbaseT长距离高清传输的方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所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。
参考图1，图1是本发明实施例提供的一种长距离高清传输的系统结构图。如图1所示，所述系统包括：至少一个视频接口，至少一个视频解码器VideoDecoder模块和/或视频接收器Video Receiver模块，现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)模块，高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，HDMI)Transmitter模块，高清传输发射器HDBaseTTransmitter模块；
所述至少一个视频接口获取第一信号；
其中，视频接口可以为数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI-I)或者数字串行接口(Serial Digital Interface，SDI)或者为模拟视频接口。
具体的，如图1所示，两路DVI-I视频接口可输入的信号格式分别为DVI或视频图像阵列(Video Graphics Array，VGA)或YCbCr或YPbPr或SD视频信号，两路SDI视频接口可输入SDI信号，通过视频解码模块AD处理后进入FPGA(Field－Programmable Gate Array)电路单元。
本录播的长距离高清信号传输的源端信号，不仅支持HDMI，同时SDI信号与VGA信号也同时支持，由前端的信号解码模块实现视频信号的解码，再经过编码模块后输入至HDBaseT发送模块数据转换后进行发送，大大增加了应用场景的对视频接口多样性的支持与灵活应用。
所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号；
所述FPGA模块将所述数字信号发送给所述HDMI Transmitter模块；
所述HDMI Transmitter模块将所述FPGA模块发送的所述数字信号转换为HDMI信号；
所述HDBaseT Transmitter模块将所述HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
所述系统还包括HDBaseT中继设备，所述HDBaseT中继设备用于接收所述HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
具体的，参考图2，图2是本发明实施例提供的一种HDbaseT长距离高清传输的方法示意图。如图2所示，HDBaseT发送模块将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT中继设备，所述HDBaseT中继设备将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT接收显示处理器，所述HDBaseT接收显示处理器将所述HDBaseT协议的数字信号发送给显示设备进行显示。
在实现两路DVI-I(包括采集DVI视频信号或VGA视频信号或SD标清视频信号)和两路3G-SDI视频信号视音频录播一体机设备上加入HDBaseT长距离传输发送模块。高清信号通过高清信号解码模块处理后转换为无损的数字信号，数字信号再通过高清信号编码模块处理后将源端的视频信号通过HDBaseT发送模块处理为HDBaseT协议数据，通过传统的5类或6类网络进行HDBaseT信号传输。发送的HDBaseT数据流通过网络传输至远端的HDBaseT接收设备，接收设备根据传输距离需求可实现HDBaseT信号的级联传输，在显示设备的终端侧最后一级的HDBaseT接收设备将HDBaseT高清视频数据转换为HDMI信号通过HDMI接口输出至显示端进行无损图像的显示。
所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号，包括：
至少一个DVI-I接收DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号，所述至少一个Video Decoder模块将所述DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号转换为24位RGB格式的外行场同步数字信号；和/或，
所述至少一个SDI接收SDI信号，所述Video Receiver模块将所述SDI信号转换为16位内嵌同步数字信号。
所述系统还包括DSP系统，所述FPGA模块还用于：
将所述SDI信号转换后的16位内嵌同步数字信号直接发送发给所述DSP系统；
将所述24位RGB格式的外行场同步数字信号转换为16位内嵌同步数字信号，并将转换后的16位内嵌同步数字信号发送给所述DSP系统；
将所述16位内嵌同步格式数字信号以H.264格式进行压缩编码，并将压缩后的音频数字信号压缩编码为高级音频编码(Advanced Audio Coding，AAC)格式；
将压缩编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过网络进行传输，并将编码后的视频信号和/或所述音频信号存储在本地SATA硬盘。
具体的，所述FPGA模块还用于：
将所述SDI信号转换后的16位内嵌同步数字信号直接发送发给所述DSP系统；
将所述24位RGB格式的外行场同步数字信号转换为16位内嵌同步数字信号，并将转换后的16位内嵌同步数字信号发送给所述DSP系统。
DSP系统负责对FPGA转码后的两路的视频信号进行H.264编码压缩，并同时对两路音频信号进行编码压缩，在此过程中硬件平台可根据视频输入信号源是否接入信号自动适应图像合成模式，即有一路视频信号输入就做单画面显示，有两路视频信号输入就做两画面合成显示。
所述DSP系统还用于：
通过USB接口将压缩后的所述视频信号和/或所述音频信号输出到外部移动存储设备；
将所述本地SATA硬盘存储的编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过HDMI接口进行图像回显。
具体的，DSP系统将图像合成后，由解码输出接口输出HDMI信号作为本地回显功能。对于录播系统，后期的点播功能是其主要功能之一，就是把录在本地SATA硬盘上的视音频多媒体信息进行回放。回放的方式有两种工作模式：
一种是远端回放，即在远端电脑或是IPAD等终端设备上通过应用APP点播一体机中的多媒体文件，设备通过网络将多视音频媒体数据传输至远端APP上进行图像和音频的播放。
一种是本地回显,将存储在本地SATA硬盘的多媒体视音频文件即通过DSP系统解码后由DSP集成的HDMI接口输出至显示设备进行回显。
DSP系统的外部网络接口在录播直播应用时，将编码后的视音频数据发送至远端客户端进行直播显示。
DSP系统编码压缩后的视音频数据存储在本地SATA硬盘，在录播点播应用时，DSP系统将本地硬件存储的视音频数据发送至远端客户端进行点播显示。
所述系统还包括RS-232或RS-485 Transceivers模块，所述RS-232或RS-485Transceivers模块用于将所述DSP系统的串口数字信号转换为RS-232或RS-485协议信号。
所述系统还包括Audio Codec模块，所述Audio Codec模块用于：
将模拟音频信号进行模电AD处理转换为I2S格式的数字信号，输入至DSP系统的Mcasp口进行采集编码。
将DSP系统Mcasp输出的数字音频信号通过Audio Codec模块电模DA处理后，转换为模拟音频信号进行输出。
所述系统还包括EHT PHY模块，所述EHT PHY模块将所述DSP系统MAC接口输出的数字信号转换为网络信号。
所述系统还包括SATA硬盘模块，所述SATA硬盘模块用于存储所述DSP系统编码后的所述视频信号和/或所述音频信号。
所述系统还包括POE模块，所述POE模块用于将电信号耦合至HDBaseT协议数据传输的网线进行传输。
HDBaseT高清传输技术不仅支持视频信号传输，同时可以传输音频信号、RS232串口信号、红外信号与USB信号。支持远端红外控制信号的接收通过HDBaseT数据通道传输至录播一体机进行信号处理，录播一体机的中控命令可以通过HDBaseT的数据通道传输至远端控制设备进行遥控，通过同一网线传输不同类型的数据，节省了布线资源。HDBaseT的传输数离是20Gbps，传输带宽完全满足无损高清与音频数据和其它协议数据的传输。
录播一体机在HDBaseT高清信号传输的同时，设备实现将输入的12V直流电源转换为符合HDBaseT协议的48V直流电源。实现以太网供电(POE)功能。在传输视频信号的同一条网线上实现POE供电功能，与HDBaseT协议信号一同传输至HDBaseT接收端设备，提供HDBaseT接收设备的供电。HDBaseT协议下的POE供电最高可的供100瓦的供电能力，能满足对多个HDBaseT接收设备的供电需求。
本发明实施例提供一种长距离高清传输的系统，所述系统包括至少一个视频接口，至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块，FPGA模块，HDMI Transmitter模块，HDBaseT Transmitter模块，FPGA模块将数字信号发送给HDMI Transmitter模块；HDMI Transmitter模块将数字信号转换为HDMI信号；所述HDBaseT Transmitter模块将HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备，从而根据不同接口输入的不同类型(数字或模拟)与分辨率的视频信号，通过灵活的应用配置可实现同时采集多路视频信号，对于高清视频信号可通过高清传输技术HDBaseT长距离传输没有经过压缩编码的视频信号，在远端通过HDBaseT接收装置将信号还原为视频信号后通过HDMI接口输入到显示设备进行显示，用于实现高清视频信号无延时、无压缩长距离传输的应用场景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种长距离高清传输的系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个视频接口，至少一个视频解码器Video Decoder模块和/或视频接收器Video Receiver模块，现场可编程门阵列FPGA模块，高清晰度多媒体接口发射机HDMITransmitter模块，高清传输发射器HDBaseT Transmitter模块；
所述至少一个视频接口获取第一信号；
所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号；
所述FPGA模块将所述数字信号发送给所述HDMI Transmitter模块；
所述HDMI Transmitter模块将所述FPGA模块发送的所述数字信号转换为HDMI信号；
所述HDBaseT Transmitter模块将所述HDMI信号转换为HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括HDBaseT中继设备，所述HDBaseT中继设备用于接收所述HDBaseT协议的数字信号，并将所述HDBaseT协议的数字信号发送给HDBaseT显示设备。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个Video Decoder模块和/或Video Receiver模块将所述第一信号转换为数字信号，包括：
至少一个DVI-I接收DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号，所述至少一个Video Decoder模块将所述DVI数字信号或者VGA/YPBPR模拟信号转换为24位RGB格式的外行场同步数字信号；和/或，
所述至少一个SDI接收SDI信号，所述Video Receiver模块将所述SDI信号转换为16位内嵌同步数字信号。
4.根据权利要求1至3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括DSP系统，所述FPGA模块还用于：
将所述SDI信号转换后的16位内嵌同步数字信号直接发送发给所述DSP系统；
将所述24位RGB格式的外行场同步数字信号转换为16位内嵌同步数字信号，并将转换后的16位内嵌同步数字信号发送给所述DSP系统；
将所述16位内嵌同步格式数字信号以H.264格式进行压缩编码，并将压缩后的音频数字信号压缩编码为高级音频编码AAC格式；
将压缩编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过网络进行传输，并将编码后的视频信号和/或所述音频信号存储在本地SATA硬盘。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述DSP系统还用于：
通过USB接口将压缩后的所述视频信号和/或所述音频信号输出到外部移动存储设备；
将所述本地SATA硬盘存储的编码后的所述视频信号和/或所述音频信号通过HDMI接口进行图像回显。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括RS-232或RS-485 Transceivers模块，所述RS-232或RS-485 Transceivers模块用于将所述DSP系统的串口数字信号转换为RS-232或RS-485协议信号。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括Audio Codec模块，所述Audio Codec模块用于：
将模拟音频信号进行模电AD处理转换为I2S格式的数字信号，输入至DSP系统的Mcasp口进行采集编码。
将DSP系统Mcasp输出的数字音频信号通过Audio Codec模块电模DA处理后，转换为模拟音频信号进行输出。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括EHT PHY模块，所述EHT PHY模块将所述DSP系统MAC接口输出的数字信号转换为网络信号。
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括SATA硬盘模块，所述SATA硬盘模块用于存储所述DSP系统编码后的所述视频信号和/或所述音频信号。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括POE模块，所述POE模块用于将电信号耦合至HDBaseT协议数据传输的网线进行传输。
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