CN104427377A - 多类型业务的点对点光端机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多类型业务的点对点光端机，在上述点对点光端机中，多类型业务数据处理模块，用于对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，其中，视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；多类型业务数据复合调度模块，用于对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送。根据本发明提供的技术方案，能够有效地利用传输带宽，降低光纤视频传输设备的硬件设计的复杂度以及硬件成本，从而使得单路光纤可以传输更多路的高清视频信号。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种多类型业务的点对点光端机。
背景技术
目前，随着视频监控行业对图像质量和监控范围的需求日益提升，高清视频占据了愈发重要的地位，同时还要求监控视角更加全面。光纤视频传输设备作为长距离传输的必要设备，也需要支持高清视频并且满足多路视频复合传输的要求。由于高清视频数据带宽较大、路数较多，原始的视频码流传输技术会导致单路光纤传输的效率明显不足。
相关技术中虽然提出了几种解决方案，但均存在各自的缺陷：
技术方案一、通过波分复用器使所要传输的信号转换成单一波长信号，并将该波长信号复用到光纤进行传输，其缺陷在于该方案所使用的波分复用器成本昂贵，复用路数有限，且无法实现双向控制。
技术方案二、通过联合图像专家组（JPEG）编解码方式对图像进行压缩处理，基于互联网协议（IP）进行网络传输，其缺陷在于该方案所使用的JPEG编解码压缩比无法根据传输要求实时控制，网络带宽有限，要达到视频恢复可视无损将牺牲传输路数，并且网络传输安全性和实时性均较差。
技术方案三、通过多线程编解码器采用动态图像专家组（MPEG-4）、H.264或数字音视频编解码技术标准（AVS），基于IP进行网络传输，其缺陷在于该方案所使用的系统架构复杂，成本昂贵，编解码复杂，且不涉及音频、网络、串口等业务数据传输。
由此可见，相关技术中所提出的解决方案不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本。
发明内容
本发明提供了一种多类型业务的点对点光端机，以至少解决相关技术中提出的光纤视频传输方式不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种多类型业务的点对点光端机。
根据本发明的多类型业务的点对点光端机包括：多类型业务数据处理模块，用于对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，其中，视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；多类型业务数据复合调度模块，用于对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送。
优选地，多类型业务数据处理模块包括：一个多路编码数据调度单元以及与多个视频数据输入通道的数量相同的多个有效视频数据解析单元、多个有效视频数据编码单元和多个编码数据组包单元，每个视频数据输入通道分别对应一个有效视频数据解析单元、一个有效视频数据编码单元和一个编码数据组包单元；有效视频数据解析单元，用于根据行场同步信号对从与该有效视频数据解析单元对应的视频数据输入通道采集到的视频数据进行解析处理，提取有效视频数据以及采集到的视频数据的编码信息，其中，编码信息包括：初始视频格式，视频业务数据流按照初始视频格式进行显示输出；有效视频数据编码单元，用于对有效视频数据进行可视无损压缩编码处理，生成编码数据，其中，在可视无损压缩编码处理中的视频压缩比是可调节的；编码数据组包单元，用于对编码数据以及编码信息进行组包处理；多路编码数据调度单元，用于对多个视频数据输入通道组包处理后的数据进行聚合调度处理。
优选地，每个有效数据编码单元均包括：离散余弦变换处理子单元，用于按照预设图像块对有效视频数据进行离散余弦变换处理，其中，先对有效视频数据进行行离散余弦变换，再对有效视频数据进行列离散余弦变换；量化处理子单元，用于对经过离散余弦变换处理后的数据进行量化处理；ZIG-ZAG扫描处理子单元，用于对经过量化处理后的数据进行ZIG-ZAG扫描处理；熵编码处理子单元，用于对经过ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行熵编码处理，得到编码数据。
优选地，熵编码处理子单元，还用于在经过熵编码处理后反馈编码数据量，对量化处理中的量化系数进行实时调整。
优选地，多类型业务数据处理模块还包括：多业务数据组包处理单元，用于对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理。
优选地，上述点对点光端机还包括：反向业务数据分离模块，用于将从对端接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离处理，并发送至与各自类型对应的设备。
优选地，反向业务数据分离模块，还用于从对端接收控制信息，并根据控制信息调整视频压缩比。
根据本发明的另一方面，提供了另一种多类型业务的点对点光端机。
根据本发明的多类型业务的点对点光端机包括：多类型业务数据分离模块，用于接收来自于对端的经过复合调度处理后的多种类型的业务数据流，并将接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离；多类型业务数据处理模块，用于在对分离出的视频业务数据流进行解包和解码处理后进行显示输出，并且在对接收到的多种类型的业务数据流中除分离出的视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行解包处理后发送至与各自类型对应的设备。
优选地，多类型业务数据处理模块包括：一个多路视频业务数据分离单元以及与多个视频数据输出通道的数量相同的多个编码数据解包单元、多个有效视频数据解码单元和多个有效视频数据输出单元，每个视频数据输出通道分别对应一个编码数据解包单元、一个有效视频数据解码单元和一个有效视频数据输出单元；多路视频业务数据分离单元，用于按照多个视频数据输出通道的数量对视频业务数据流进行分离处理；编码数据解包单元，用于对分离出的编码数据进行解包处理，提取有效视频数据以及编码信息，其中，编码信息包括：初始视频格式，初始视频格式用于使有效视频数据输出单元按照该初始视频格式将解码数据输出至显示设备；有效视频数据解码单元，用于对有效视频数据进行可视无损解码处理，生成解码数据；有效视频数据输出单元，用于按照初始视频格式对解码数据进行输出。
优选地，有效视频数据解码单元包括：有效视频数据信息提取子单元，用于从有效视频数据中提取编码信息和编码数据，并将编码信息和编码数据进行分离，其中，编码信息还包括：量化系数；熵解码处理子单元，用于对编码数据进行熵解码处理；反ZIG-ZAG扫描处理子单元，用于对经过熵解码处理后的数据进行反ZIG-ZAG扫描处理；反量化处理子单元，用于采用量化系数对经过ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行反量化处理；离散余弦反变换处理子单元，用于对经过反量化处理后的数据进行离散余弦反变换处理，其中，先对有效视频数据进行列离散余弦变换，再对有效视频数据进行行离散余弦变换；解码数据输出子单元，用于对经过离散余弦反变换处理后的数据进行输出。
优选地，上述点对点光端机还包括：反向业务数据组包模块，用于对采集到的多种类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，并发送至对端。
通过本发明，采用多类型业务数据处理模块对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，上述视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；多类型业务数据复合调度模块对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送，即对多类型业务数据按照各自的类型分别进行处理，然后再对处理后的多类型业务数据进行统一复合调度，解决了相关技术中提出的光纤视频传输方式不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本的问题，进而能够有效地利用传输带宽，降低光纤视频传输设备的硬件设计的复杂度以及硬件成本，从而使得单路光纤可以传输更多路的高清视频信号。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例一的多类型业务的点对点光端机的结构框图；
图2是根据本发明优选实施例一的多类型业务的点对点光端机的结构示意图；
图3根据本发明优选实施例的有效数据编码单元的结构示意图；
图4是根据本发明实施例二的多类型业务的点对点光端机的结构框图；
图5是根据本发明优选实施例二的多类型业务的点对点光端机的结构示意图；
图6是根据本发明优选实施例的有效视频数据解码单元的结构示意图；
图7是根据本发明优选实施例的多业务数据光纤传输系统的架构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在以下描述中，除非另外指明，否则将参考由一个或多个计算机执行的动作和操作的符号表示来描述本申请的各实施例。其中，计算机包括个人计算机、服务器、移动终端等各种产品，使用了中央处理器（CPU）、单片机、数字信号处理器（DSP）等具有处理芯片的设备均可以称为计算机。由此，可以理解，有时被称为计算机执行的这类动作和操作包括计算机的处理单元对以结构化形式表示数据的电信号的操纵。这一操纵转换了数据或在计算机的存储器系统中的位置上维护它，这以本领域的技术人员都理解的方式重配置或改变了计算机的操作。维护数据的数据结构是具有数据的格式所定义的特定属性的存储器的物理位置。然而，尽管在上述上下文中描述本发明，但它并不意味着限制性的，如本领域的技术人员所理解的，后文所描述的动作和操作的各方面也可用硬件来实现。
转向附图，其中相同的参考标号指代相同的元素，本申请的原理被示为在一个合适的计算环境中实现。以下描述基于所述的本申请的实施例，并且不应认为是关于此处未明确描述的替换实施例而限制本申请。
以下实施例可以应用到计算机中，例如：应用到PC中。也可以应用到目前采用了智能操作系统中的移动终端中，并且并不限于此。对于计算机或移动终端的操作系统并没有特殊要求，只要能够检测接触、确定该接触是否与预定规则相符合，以及根据该接触的属性实现相应功能即可。
图1是根据本发明实施例一的多类型业务的点对点光端机的结构框图。如图1所示，该多类型业务的点对点光端机可以包括：多类型业务数据处理模块10，用于对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，其中，视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；多类型业务数据复合调度模块20，用于对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送。
相关技术中，提出的光纤视频传输方式不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本。采用如图1所示的点对点光端机，多类型业务数据处理模块对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，上述视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；多类型业务数据复合调度模块对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送，即对多类型业务数据按照各自的类型分别进行处理，然后再对处理后的多类型业务数据进行统一复合调度，解决了相关技术中提出的光纤视频传输方式不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本的问题，进而能够有效地利用传输带宽，降低光纤视频传输设备的硬件设计的复杂度以及硬件成本，从而使得单路光纤可以传输更多路的高清视频信号。
在优选实施过程中，上述多种类型的业务数据流可以包括但不限于：
（1）视频业务数据流；
（2）音频业务数据流；
（3）网络业务数据流；
（4）串口业务数据流；
（5）报警信号业务数据流。
优选地，图2是根据本发明优选实施例一的多类型业务的点对点光端机的结构示意图。如图2所示，多类型业务数据处理模块10可以包括：一个多路编码数据调度单元100以及与多个视频数据输入通道的数量相同的多个有效视频数据解析单元102、多个有效视频数据编码单元104和多个编码数据组包单元106，每个视频数据输入通道分别对应一个有效视频数据解析单元102、一个有效视频数据编码单元104和一个编码数据组包单元106；有效视频数据解析单元102，用于根据行场同步信号对从与该有效视频数据解析单元对应的视频数据输入通道采集到的视频数据进行解析处理，提取有效视频数据以及采集到的视频数据的编码信息，其中，编码信息包括：初始视频格式；有效视频数据编码单元104，用于对有效视频数据进行可视无损压缩编码处理，生成编码数据，其中，在可视无损压缩编码处理中的视频压缩比是可调节的；编码数据组包单元106，用于对编码数据以及编码信息进行组包处理；多路编码数据调度单元100，用于对多个视频数据输入通道组包处理后的数据进行聚合调度处理。
在优选实施例中，上述多类型业务数据处理模块实现的是多类型业务数据流的光纤发送。通过光纤发送的多类型业务数据流可以包括但不限于：编码视频数据流以及网络、音频、串口等其他业务数据流。多类型业务数据处理模块对采集到的视频业务数据流可以依次进行以下处理：
（1）对从不同视频数据输入通道采集到的视频数据分别进行解析处理，根据行场同步信号提取出视频有效数字信号，其中，每个视频数据输入通道分别对应一台高清、标清视频设备；
（2）对每个视频数据输入通道提取出的视频有效数字信号分别进行可视无损压缩编码处理；
（3）根据视频数据输入通道不同分别对每个视频数据输入通道的经过编码处理后的数据进行组包处理，其中，在编码数据满足预设长度的情况下对待组包的数据增加包头和校验位，以便于对端能够完整并准确地接收到分离在各个视频数据输入通道的数据；
（4）对经过多通道组包处理后的编码数据进行调度，完成视频通道的数据处理。
优选地，如图2所示，多类型业务数据处理模块10还可以包括：多业务数据组包处理单元108，用于对多种类型的业务数据流中除视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理。
在优选实施例中，多类型业务数据处理模块还可以将采集到的网络、音频、串口等其他业务数据根据不同业务类型分别进行组包处理，最后按照预设的调度原则对多种类型的业务数据流进行复合调度后交由光纤进行发送。
优选地，如图2所示，上述点对点光端机还可以包括：反向业务数据分离模块30，用于将从对端接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离处理，并发送至与各自类型对应的设备。
优选地，反向业务数据分离模块30，还用于从对端接收控制信息，并根据控制信息调整视频压缩比。
在优选实施例中，上述反向业务数据分离模块实现的是多类型业务数据流的光纤接收。而经由光纤接收到的数据可以包括但不限于：由对端反向发送的网络、音频、串口等业务数据流和/或控制信息，通过反向业务数据分离的方式可以将不同类型的业务数据流进行分离，恢复至对应的业务接口，而控制信息可以实时调整视频压缩比例，同时还可以实时控制从哪些视频数据输入通道采集视频数据。
优选地，图3根据本发明优选实施例的有效数据编码单元的结构示意图。如图3所示，每个有效数据编码单元均可以包括：离散余弦变换处理子单元300，用于按照预设图像块对有效视频数据进行离散余弦变换处理，其中，先对有效视频数据进行行离散余弦变换，再对有效视频数据进行列离散余弦变换；量化处理子单元302，用于对经过离散余弦变换处理后的数据进行量化处理；ZIG-ZAG扫描处理子单元304，用于对经过量化处理后的数据进行ZIG-ZAG扫描处理；熵编码处理子单元306，用于对经过ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行熵编码处理，得到编码数据。
在优选实施例中，上述多类型业务数据处理模块中的有效视频数据编码单元在对有效视频数据进行编码时，采用了可控制视频压缩比、能够实时编码与解码并且能够达到恢复视频可视无损的浅编码技术。采用浅编码技术可以实时完成视频原始数据的编码压缩，并且可通过实时调整量化系数，控制码流大小，从而保证图像的压缩比。采用浅编码技术进行编码处理的过程如下：
（1）对输入的原始码流按照图像块（例如：4×4或8×8）进行离散余弦变换（DCT），其目的在于利用DCT变换自身的特性去除图像相关性，将低频能量集中到块左上角，实际利用现场可编程逻辑器件考虑其编码实时性与资源使用率，将其分解成行离散余弦变换和列离散余弦变换来实现二维的离散余弦变换；
（2）对变换后的矩阵块进行量化，其目的在于去除人眼视觉不敏感的高频分量；
（3）在经过量化处理之后，通过ZIG-ZAG扫描（即一种“之”字型的扫描方式），先将左上角低频能量集中的系数进行排列；
（4）通过熵编码（即在编码过程中按照熵原理不丢失任何信息的编码）处理以实现原始视频的压缩编码；
（5）将图像信息和量化系数等信息与视频编码数据组包生成编码码流。
在优选实施过程中，熵编码处理子单元306，还用于在经过熵编码处理后反馈编码数据量，对量化处理中的量化系数进行实时调整。
在优选实施例中，码流控制是通过实时统计熵编码后的码流数据来进行的，如果超过预设压缩比的码流数量则进行如下处理：
（1）对通过熵编码反馈的编码数据量进行量化系数调整，寻找更加合适的量化系数；
（2）创建新的量化系数表，实时作用于离散余弦变换后的量化系数。
图4是根据本发明实施例二的多类型业务的点对点光端机的结构框图。如图4所示，该多类型业务的点对点光端机可以包括：多类型业务数据分离模块40，用于接收来自于对端的经过复合调度处理后的多种类型的业务数据流，并将接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离；多类型业务数据处理模块50，用于在对分离出的视频业务数据流进行解包和解码处理后进行显示输出，并且在对接收到的多种类型的业务数据流中除分离出的视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行解包处理后发送至与各自类型对应的设备。
采用如图4所示的点对点光端机，解决了相关技术中提出的光纤视频传输方式不仅会大幅增加硬件设计的复杂度而且还会增加硬件成本的问题，进而能够有效地利用传输带宽，降低光纤视频传输设备的硬件设计的复杂度以及硬件成本，从而使得单路光纤可以传输更多路的高清视频信号。
优选地，图5是根据本发明优选实施例二的多类型业务的点对点光端机的结构示意图。如图5所示，多类型业务数据处理模块50可以包括：一个多路视频业务数据分离单元500以及与多个视频数据输出通道的数量相同的多个编码数据解包单元502、多个有效视频数据解码单元504和多个有效视频数据输出单元506，每个视频数据输出通道分别对应一个编码数据解包单元502、一个有效视频数据解码单元504和一个有效视频数据输出单元506；多路视频业务数据分离单元500，用于按照多个视频数据输出通道的数量对视频业务数据流进行分离处理；编码数据解包单元502，用于对分离出的编码数据进行解包处理，提取有效视频数据以及编码信息，其中，编码信息包括：初始视频格式，初始视频格式用于使有效视频数据输出单元按照该初始视频格式将解码数据输出至显示设备；有效视频数据解码单元504，用于对有效视频数据进行可视无损解码处理，生成解码数据；有效视频数据输出单元506，用于按照初始视频格式对解码数据进行输出。
在优选实施例中，上述多类型业务数据处理模块实现的是多类型业务数据流的光纤接收。经由光纤接收到的多类型业务数据流可以包括但不限于：编码视频数据流和网络、音频、串口等其他业务数据流，多类型业务数据处理模块可以将编码视频数据流与其他业务数据流进行分离，并进一步地对编码视频数据流进行多路编码数据分离，而对其他业务数据流进行多业务数据解包分离。多类型业务数据处理模块对接收到的编码视频数据依次进行以下处理：
（1）对来自于不同通道的编码数据进行解包处理，并从中提取有效的编码数据；
（2）对提取出的有效编码数据进行可视无损压缩解码处理；
（3）将解码后的数据恢复至视频原始格式进行输出。
优选地，如图5所示，上述多类型业务数据处理模块50还可以包括：多业务数据流解包分离模块508，用于对接收到的多种类型的业务数据流中除分离出的视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行解包处理，发送至与各自类型对应的设备。
在优选实施例中，多类型业务数据处理模块对接收到的其他类型的业务数据流依次进行以下处理：
（1）通过多类型业务数据流解包分离的方式将由对端发送过来的网络、音频、串口等业务数据流按照不同业务类型进行分离；
（2）恢复至各个业务数据接口。
优选地，如图5所示，上述点对点光端机还可以包括：反向业务数据组包模块60，用于对采集到的多种类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，并发送至对端。
在优选实施例中，上述反向业务数据组包模块实现的是多类型业务数据流的光纤发送。而经由光纤发送的数据可以包括但不限于：本端的网络、音频、串口、控制等业务数据流，通过反向业务数据组包的方式将不同的业务数据流进行组包，并经由光纤反向发送至对端。
优选地，图6是根据本发明优选实施例的有效视频数据解码单元的结构示意图。如图6所示，有效视频数据解码单元可以包括：有效视频数据信息提取子单元600，用于从有效视频数据中提取编码信息和编码数据，并将编码信息和编码数据进行分离，其中，编码信息还包括：量化系数；熵解码处理子单元602，用于对编码数据进行熵解码处理；反ZIG-ZAG扫描处理子单元604，用于对经过熵解码处理后的数据进行反ZIG-ZAG扫描处理；反量化处理子单元606，用于采用量化系数对经过ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行反量化处理；离散余弦反变换处理子单元608，用于对经过反量化处理后的数据进行离散余弦反变换处理，其中，先对有效视频数据进行列离散余弦变换，再对有效视频数据进行行离散余弦变换；解码数据输出子单元610，用于对经过离散余弦反变换处理后的数据进行输出。
在优选实施例中，有效视频数据解码单元在对编码视频数据进行解码时，采用了可控制视频压缩比、能够实时编码与解码并且能够达到恢复视频可视无损的浅编码技术。采用浅编码技术可以实时完成视频原始数据的编码压缩，并且可通过实时调整量化系数，控制码流大小，从而保证图像的压缩比。采用浅编码技术进行解码处理的过程如下：
（1）从编码码流中提取编码信息（例如：视频格式、量化系数等）和编码数据，并将两者进行分离；
（2）根据提取的量化系数创建反量化表；
（3）对分离的编码数据进行熵解码处理；
（4）采用反ZIG-ZAG排列将经过熵解码处理后的数据恢复成矩阵块；
（5）通过对应量化表对矩阵块进行反量化处理；
（6）对量化后的矩阵块采取二维离散余弦反变换，先进行列反离散余弦变换，再进行行反离散余弦变换；
（7）恢复视频数据输出。
作为本发明的优选实施例，图7是根据本发明优选实施例的多业务数据光纤传输系统的架构示意图。如图7所示，采用本发明所提供的多业务数据光纤传输系统能够有效地提高光纤传输效率。该系统可以包括：发送端（相当于上述图1和图2中所示的多类型业务的点对点光端机）和接收端（相当于上述图4和图5中所示的多类型业务的点对点光端机）。发送端可以包括但不限于：高清、标清视频设备，网络设备，音频设备，报警设备以及发送装置。接收端可以包括但不限于：接收装置，显示设备，存储设备，中心控制设备，网络设备以及音频设备。
发送端首先通过现场可编程逻辑器件（FPGA）对接入的数字视频信号进行解析、编码、组包以及多通道视频数据包调度处理，然后对网络、音频、报警等其他业务数据进行采样组包处理，通过合理调度机制交由光纤进行发送。同时，发送端接收从接收端反向发送的业务数据，对各种类型的业务数据进行分离发送。
接收端同样可以通过FPGA将经由光纤正向接收到的各种类型的业务数据进行分离操作，对经过压缩处理的数字视频信号进行解包、解码以及视频还原处理，然后对网络、音频、报警等其他业务数据恢复发送。与此同时，接收端还可以将本地的音频、网络和中心控制信息组包调度反向发送至发送端。
采用上述系统架构可以有效地降低长距离传输成本，尤其是降低了多路高清视频的传输带宽，提高多业务数据发送端和接收端双向交互控制能力，同时上述系统架构简单，实时性强、安全性高。
需要说明的是，在该优选实施例中，对视频数据所进行的编解码处理可以采用可控制视频压缩比、能够实时编码与解码并且能够达到恢复视频可视无损的浅编码技术。
从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果（需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果）：采用本发明所提供的技术方案，通过现场可编程逻辑器件（FPGA）完成双向多业务数据传输，通过浅编码技术实现图像数据压缩以提高光纤传输能力。与相关技术相比，采用光纤传输技术比目前广泛采用的基于互联网协议（IP）网络的编解码视频传输系统具有更高的实时性、安全性和可靠性。本发明所采用的系统架构简单，无需复杂的处理器，仅采用现场可编程逻辑器件即可实现对视频码流的编解码处理，运算可靠、实时性高。通过采用可视无损压缩算法有效地节省光纤传输带宽，节省光模块和波峰复用器件，大大降低设备成本以及主干光纤租用成本。本发明可以支持高清和标清视频压缩及传输，其压缩比可以根据接入视频路数和对图像质量的需求进行动态调整。本发明采用数字技术，通过现场可编程逻辑器件来实现音频、串口、网络、用户控制信息等多业务数据双向传输，比单纯采用硬件实现的光端机功能更加全面。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种多类型业务的点对点光端机，其特征在于，包括：
多类型业务数据处理模块，用于对采集到的多种类型的业务数据流中的视频业务数据流进行解析、编码、组包以及多个通道聚合调度处理，并对所述多种类型的业务数据流中除所述视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，其中，所述视频业务数据流是经由多个视频数据输入通道采集到的视频数据的总和；
多类型业务数据复合调度模块，用于对处理后的多种类型的业务数据流进行复合调度并发送。
2.根据权利要求1所述的点对点光端机，其特征在于，所述多类型业务数据处理模块包括：一个多路编码数据调度单元以及与所述多个视频数据输入通道的数量相同的多个有效视频数据解析单元、多个有效视频数据编码单元和多个编码数据组包单元，每个视频数据输入通道分别对应一个有效视频数据解析单元、一个有效视频数据编码单元和一个编码数据组包单元；
所述有效视频数据解析单元，用于根据行场同步信号对从与该有效视频数据解析单元对应的视频数据输入通道采集到的视频数据进行解析处理，提取有效视频数据以及所述采集到的视频数据的编码信息，其中，所述编码信息包括：所述初始视频格式，所述视频业务数据流按照所述初始视频格式进行显示输出；
所述有效视频数据编码单元，用于对所述有效视频数据进行可视无损压缩编码处理，生成编码数据，其中，在所述可视无损压缩编码处理中的视频压缩比是可调节的；
所述编码数据组包单元，用于对所述编码数据以及所述编码信息进行组包处理；
所述多路编码数据调度单元，用于对所述多个视频数据输入通道组包处理后的数据进行聚合调度处理。
3.根据权利要求2所述的点对点光端机，其特征在于，每个所述有效数据编码单元均包括：
离散余弦变换处理子单元，用于按照预设图像块对所述有效视频数据进行离散余弦变换处理，其中，先对所述有效视频数据进行行离散余弦变换，再对所述有效视频数据进行列离散余弦变换；
量化处理子单元，用于对经过所述离散余弦变换处理后的数据进行量化处理；
ZIG-ZAG扫描处理子单元，用于对经过所述量化处理后的数据进行ZIG-ZAG扫描处理；
熵编码处理子单元，用于对经过所述ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行熵编码处理，得到所述编码数据。
4.根据权利要求3所述的点对点光端机，其特征在于，
所述熵编码处理子单元，还用于在经过所述熵编码处理后反馈编码数据量，对所述量化处理中的量化系数进行实时调整。
5.根据权利要求1所述的点对点光端机，其特征在于，所述多类型业务数据处理模块还包括：
多业务数据组包处理单元，用于对所述多种类型的业务数据流中除所述视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理。
6.根据权利要求2所述的点对点光端机，其特征在于，所述点对点光端机还包括：
反向业务数据分离模块，用于将从对端接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离处理，并发送至与各自类型对应的设备。
7.根据权利要求6所述的点对点光端机，其特征在于，
所述反向业务数据分离模块，还用于从所述对端接收控制信息，并根据所述控制信息调整所述视频压缩比。
8.一种多类型业务的点对点光端机，其特征在于，包括：
多类型业务数据分离模块，用于接收来自于对端的经过复合调度处理后的多种类型的业务数据流，并将接收到的多种类型的业务数据流按照各自的类型进行分离；
多类型业务数据处理模块，用于在对分离出的视频业务数据流进行解包和解码处理后进行显示输出，并且在对所述接收到的多种类型的业务数据流中除所述分离出的视频业务数据流之外的其他类型的业务数据流按照各自的类型分别进行解包处理后发送至与各自类型对应的设备。
9.根据权利要求8所述的点对点光端机，其特征在于，所述多类型业务数据处理模块包括：一个多路视频业务数据分离单元以及与多个视频数据输出通道的数量相同的多个编码数据解包单元、多个有效视频数据解码单元和多个有效视频数据输出单元，每个视频数据输出通道分别对应一个编码数据解包单元、一个有效视频数据解码单元和一个有效视频数据输出单元；
所述多路视频业务数据分离单元，用于按照所述多个视频数据输出通道的数量对所述视频业务数据流进行分离处理；
所述编码数据解包单元，用于对分离出的编码数据进行解包处理，提取有效视频数据以及所述编码信息，其中，所述编码信息包括：初始视频格式，所述初始视频格式用于使所述有效视频数据输出单元按照该初始视频格式将所述解码数据输出至显示设备；
所述有效视频数据解码单元，用于对所述有效视频数据进行可视无损解码处理，生成解码数据；
所述有效视频数据输出单元，用于按照所述初始视频格式对所述解码数据进行输出。
10.根据权利要求9所述的点对点光端机，其特征在于，所述有效视频数据解码单元包括：
有效视频数据信息提取子单元，用于从所述有效视频数据中提取编码信息和编码数据，并将所述编码信息和所述编码数据进行分离，其中，所述编码信息还包括：量化系数；
熵解码处理子单元，用于对所述编码数据进行熵解码处理；
反ZIG-ZAG扫描处理子单元，用于对经过所述熵解码处理后的数据进行反ZIG-ZAG扫描处理；
反量化处理子单元，用于采用所述量化系数对经过所述ZIG-ZAG扫描处理后的数据进行反量化处理；
离散余弦反变换处理子单元，用于对经过所述反量化处理后的数据进行离散余弦反变换处理，其中，先对所述有效视频数据进行列离散余弦变换，再对所述有效视频数据进行行离散余弦变换；
解码数据输出子单元，用于对经过所述离散余弦反变换处理后的数据进行输出。
11.根据权利要求8所述的点对点光端机，其特征在于，所述点对点光端机还包括：
反向业务数据组包模块，用于对采集到的多种类型的业务数据流按照各自的类型分别进行组包处理，并发送至所述对端。
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