一种视频音频信号解嵌器及其解嵌方法
技术领域
本发明涉及一种视频音频信号解嵌器及其解嵌方法。
背景技术
数字音频解嵌过程实际上就是数字音频嵌入的一个逆过程,它是将嵌入到数字视频行消隐中的数字音频提取出来,以满足人们的实际要求。数字音频及其它辅助数据嵌入到数字视频的行消隐中复合传输,是为了保持视音频信号同步以及传输的方便和高效。但是,视频信号和音频信号最终是要分别传送给人的眼睛和耳朵,就需要将数字音频从数字视频的行消隐中提取出来,以供不同应用。
串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)是目前演播室数字电视节目制作系统中应用最广泛的接口之一,它提供了大量的辅助数据区,可用来嵌入音频数据以及其他有用信号。在接收端可从SDI流中解嵌出音频数据和其他辅助数据,当前通常采用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)实现音频数据的解嵌,但ASIC设计方案成本较高,灵活性较差。一般情况下,传统的终端显示系统将SDI信号转换为模拟音视频信号,但是会带来很大的信号转换损耗,而且设备连接很复杂,另外,如果采用ASIC方案不仅要重新购买新型芯片,而且还需重新制板,这样大大增加了产品成本和延迟产品推出的时间,制约了产品的市场优势。
嵌入音频自身的特点也造成使用中的一些不便。要对音频信号进行独立的处理、分配和监听,必须先通过解嵌器还原出音频信号,不如独立的音频系统使用灵活。若使用模拟音频信号嵌入,必须要经过A/D转换后再加嵌;若接收端使用模拟音频,则要先对解嵌信号进行D/A转换。这些加嵌器、解嵌器和A/D、D/A转换设备,无疑增加了信号处理环节,也增加设备投入。
一般情况下,传统的终端显示系统将SDI信号转换为模拟音视频信号,但是会带来很大的信号转换损耗,而且设备连接很复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷,提供一种实现对多组视频信号及多组音频信号的有效解嵌,并减少解嵌成本降低装置复杂度的视频音频信号解嵌器。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:
一种视频音频信号解嵌器,其特征在于:包括主从SDI切换电路模块,主从SDI切换电路模块分别连接有主SDI视频音频信号解嵌电路模块和从SDI视频音频信号解嵌电路模块,主SDI视频音频信号解嵌电路模块连接主SDI数字电缆驱动电路模块,从SDI视频音频信号解嵌电路模块连接从SDI数字电缆驱动电路模块;所述主从SDI切换电路模块、主SDI视频音频信号解嵌电路模块、从SDI视频音频信号解嵌电路模块共同连接有MCU控制电路模块;MCU控制电路模块、主SDI视频音频信号解嵌电路模块和从SDI视频音频信号解嵌电路模块共同连接有3.3V/1.2V电源电路模块;所述主从SDI切换电路模块连接有音频D/A转换电路模块和视频D/A编码电路模块,音频D/A转换电路模块连接有音频信号调理电路模块,视频D/A编码电路模块连接有视频信号调理电路模块;所述音频信号调理电路与10V电源电路模块相连。
作为一种改进,所述MCU控制电路模块连接有外扩存储电路模块和电源监控电路模块。
作为一种改进,所述的主SDI数字电缆驱动电路模块及从SDI数字电缆驱动电路模块的核心芯片选用LMH0002。
作为一种改进,所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块及从SDI视频音频信号解嵌电路模块核心处理器选用GS1671。
作为一种改进,所述的MCU控制电路模块的核心处理器选用W78E058D-40。
作为一种改进,所述的主从SDI切换电路模块核心芯片选用74HC157M。
作为一种改进,所述的音频D/A转换电路模块核心芯片选用CS4392-KZ;所述的视频D/A编码电路模块核心芯片选用SAA7128AH。
作为一种改进,所述的视频信号调理电路模块核心处理芯片选用EL2250CS,所述的音频信号调理电路模块核心处理芯片选用MC33078。
作为一种改进,所述的10V电源电路模块选用LM1117将+12V电压转换为+10V电压供所述的视频信号调理电路模块使用,所述的3.3V/1.2V电源电路模块选用LT1764AEQ、TPS54386PWP将5V电压转换为3.3V及1.2V供所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块、从SDI视频音频信号解嵌电路模块、MCU控制电路模块使用。
作为一种改进,所述的外扩存储电路模块选用芯片AT24C02,所述的电源监控电路模块选用芯片MAX813LCPA,所述的外扩存储电路模块及所述的电源监控电路模块分别为所述的MCU控制电路模块提供扩大存储容量及电压监控的功能。
另外,本发明还提供了一种视频音频信号解嵌器的解嵌方法,其特征在于:方法如下:
主SDI信号经所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块处理后经LVDS接口技术与所述的主SDI数字电缆驱动电路模块连接构成环出信号;从SDI信号经所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块处理后经LVDS接口技术与所述的主SDI数字电缆驱动电路模块连接构成环出信号;主SDI信号及从SDI信号经过所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块及从SDI视频音频信号解嵌电路模块行解嵌后输出10位视频数据和时钟信号以及IIS音频数据,具体步骤为:
一、GS1671对主从SDI信号进行均衡补偿;二、通过GS1671内部集成的PLL锁相环恢复出视频信号的时钟;三、在视频时钟信号的作用下,通过程序控制,经过S/P转换、NRZI到NRZ码变换、解扰、音频解嵌和时序流解码,从SDI信号解嵌出IIS音频数据和主10位视频数据及时钟信号;
IIS音频数据得到以后经由所述的音频D/A转换电路模块处理,处理之后将信号送至所述的音频信号调理电路模块进行功放处理,该音频信号放大部分采用2级放大模式,第一级放大电路主要完成对模拟音频信号的前级滤波和功率放大,第二级放大电路主要完成8路立体声合成和输出驱动,得到8组音频数据,完成左声道及右声道的组合实现长距离传输;主10位视频音频数据及时钟信号得到以后经所述的主从SDI切换电路模块进行主从切换选择以后分别将视频数据及时钟信号送至所述的视频D/A编码电路模块处理,处理之后经由所述的视频信号调理电路模块进行调理,视频信号经过阻抗匹配及滤波后,之后得到8组CVBS视频信号,8路视频信号分别经过8个运放对模拟视频信号进行放大和增强驱动能力后实现长距离传输。
由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明采用GS1671作为处理解嵌的核心处理器,较之利用FPGA设计IP内核在视频音频信号解嵌方面更显专业,也避免了资源浪费降低了成本,其次,本发明的模块化思想也使得设备维修、更换、升级及维护更显方便,最后本发明可以同时解嵌多组视频及音频信号供其它用途,如音质分析,视频图像处理等。本发明实现对多组视频信号及多组音频信号的有效解嵌,并达到了减少解嵌成本降低装置复杂度的目的。
同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种实施例的原理框图。
具体实施方式
实施例:
如图1所示,一种视频音频信号解嵌器,其特征在于:包括主从SDI切换电路模块6,主从SDI切换电路模块6分别连接有主SDI视频音频信号解嵌电路模块3和从SDI视频音频信号解嵌电路模块4,主SDI视频音频信号解嵌电路模块3连接主SDI数字电缆驱动电路模块1,从SDI视频音频信号解嵌电路模块4连接从SDI数字电缆驱动电路模块2。所述主从SDI切换电路模块6、主SDI视频音频信号解嵌电路模块3、从SDI视频音频信号解嵌电路模块4共同连接有MCU控制电路模块5。MCU控制电路模块5、主SDI视频音频信号解嵌电路模块3和从SDI视频音频信号解嵌电路模块4共同连接有3.3V/1.2V电源电路模块13。所述主从SDI切换电路模块6连接有音频D/A转换电路模块7和视频D/A编码电路模块8,音频D/A转换电路模块7连接有音频信号调理电路模块10,视频D/A编码电路模块8连接有视频信号调理电路模块9。另外,音频信号调理电路10与10V电源电路模块12相连。
在本实施例中,所述MCU控制电路模块5连接有外扩存储电路模块11和电源监控电路模块14。所述的主SDI数字电缆驱动电路模块及从SDI数字电缆驱动电路模块的核心芯片选用LMH0002。所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块及从SDI视频音频信号解嵌电路模块核心处理器选用GS1671。所述的MCU控制电路模块的核心处理器选用W78E058D-40。所述的主从SDI切换电路模块核心芯片选用74HC157M。所述的音频D/A转换电路模块核心芯片选用CS4392-KZ;所述的视频D/A编码电路模块核心芯片选用SAA7128AH。所述的视频信号调理电路模块核心处理芯片选用EL2250CS,所述的音频信号调理电路模块核心处理芯片选用MC33078。所述的10V电源电路模块选用LM1117将+12V电压转换为+10V电压供所述的视频信号调理电路模块使用,所述的3.3V/1.2V电源电路模块选用LT1764AEQ、TPS54386PWP将5V电压转换为3.3V及1.2V供所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块、从SDI视频音频信号解嵌电路模块、MCU控制电路模块使用。
所述的外扩存储电路模块选用芯片AT24C02,所述的电源监控电路模块选用芯片MAX813LCPA,所述的外扩存储电路模块及所述的电源监控电路模块分别为所述的MCU控制电路模块提供扩大存储容量及电压监控的功能。
另外,本发明还提供了一种视频音频信号解嵌器的解嵌方法,方法如下:
主SDI信号经所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块处理后经LVDS接口技术与所述的主SDI数字电缆驱动电路模块连接构成环出信号;从SDI信号经所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块处理后经LVDS接口技术与所述的主SDI数字电缆驱动电路模块连接构成环出信号;主SDI信号及从SDI信号经过所述的主SDI视频音频信号解嵌电路模块及从SDI视频音频信号解嵌电路模块行解嵌后输出10位视频数据和时钟信号以及IIS音频数据,具体步骤为:
一、GS1671对主从SDI信号进行均衡补偿;二、通过GS1671内部集成的PLL锁相环恢复出视频信号的时钟;三、在视频时钟信号的作用下,通过程序控制,经过S/P转换、NRZI到NRZ码变换、解扰、音频解嵌和时序流解码,从SDI信号解嵌出IIS音频数据和主10位视频数据及时钟信号;
IIS音频数据得到以后经由所述的音频D/A转换电路模块处理,处理之后将信号送至所述的音频信号调理电路模块进行功放处理,该音频信号放大部分采用2级放大模式,第一级放大电路主要完成对模拟音频信号的前级滤波和功率放大,第二级放大电路主要完成8路立体声合成和输出驱动,得到8组音频数据,完成左声道及右声道的组合实现长距离传输;主10位视频音频数据及时钟信号得到以后经所述的主从SDI切换电路模块进行主从切换选择以后分别将视频数据及时钟信号送至所述的视频D/A编码电路模块处理,处理之后经由所述的视频信号调理电路模块进行调理,视频信号经过阻抗匹配及滤波后,之后得到8组CVBS视频信号,8路视频信号分别经过8个运放对模拟视频信号进行放大和增强驱动能力后实现长距离传输。
本发明采用GS1671作为处理解嵌的核心处理器,较之利用FPGA设计IP内核在视频音频信号解嵌方面更显专业,也避免了资源浪费降低了成本,其次,本发明的模块化思想也使得设备维修、更换、升级及维护更显方便,最后本发明可以同时解嵌多组视频及音频信号供其它用途,如音质分析,视频图像处理等。本发明实现对多组视频信号及多组音频信号的有效解嵌,并达到了减少解嵌成本降低装置复杂度的目的。
本发明不局限于上述的优选实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化,凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案,均属于本发明的保护范围。