CN104954725B - 一种基于sdi的传输双向辅助数据方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，包括：数据MUX单元将下行用户数据插入未使用的音频通道中，并将下行用户数据按照SDI内嵌音频的标准打包为音频数据包，协同音频数据一同嵌入到视频行消隐区中；接收端进行解扰解码，分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据；发送端接收接收端经同轴电缆发送的上行用户数据，并解开接收端回传的上行用户数据。打破了现有SDI只能单纯传输音视频的限制，从而有效的解决了SDI传输单一性和长距离传输时双方通信繁琐性的问题，并且就算没有视频源信号传输时也可以实时传输双向有用的用户数据。

Description

一种基于SDI的传输双向辅助数据方法

技术领域

本发明涉及一种在音视频信号传输过程中控制信号的传输方法，尤其一种基于SDI的传输双向辅助数据方法。

背景技术

随着人们数字消费水平的需求不断提高，对高清晰度数字视频的高性能的需求也与日俱增。而在众多的音视频传输方式中，串行数字接口(SDI，Serial DigitalInterface)传输方式因其非压缩图像不失真，低延时，高清晰度，传输距离远等优点，广泛应用于安防，广播级，视频会议等行业。例如，相对于传输距离比较短的高清晰度多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)传输方式，以及传输模拟信号过程中容易被干扰的视频图形阵列(VGA，Video Graphics Array)传输方式，SDI传输方式使用一根同轴电缆，能够实现100米以上的长距离传输，其传输速度可高达3Gb/s。

但是，目前SDI传输方式在长距离传输时双方通信繁琐，并且SDI传输方式使用的一根同轴电缆中只能单纯的传输音视频信号，做不到其他有用数据的传输。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，以解决目前SDI传输方式无法传输其他有用数据并且在长距离传输时双方通信繁琐的技术问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明所采用的技术方案：

提出一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，包括：发送端的数据MUX单元将下行用户数据插入未使用的音频通道中，并将所述下行用户数据按照SDI内嵌音频的标准打包为音频数据包，协同音频数据一同嵌入到视频行消隐区中以整合成并行SDI信号；发送端将所述并行SDI信号转换为SDI电信号经同轴电缆发送至接收端；所述接收端将所述SDI电信号进行解扰解码，转换为并行的SDI信号，分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据；所述发送端接收所述接收端经所述同轴电缆发送的上行用户数据，并解开所述接收端回传的上行用户数据。

在一些可选的实施例中，所述数据MUX单元将下行用户数据协同音频数据一同嵌入到视频行消隐区中以整合成并行SDI信号之前还包括：所述发送端的图像预处理单元对前端视频源进行检测；若所述图像预处理单元检测的结果为具备视频源，则正常输出视频信号作为视频数据；若所述图像预处理单元检测的结果为无视频源，则固定输出一SDI协议标准支持分辨率作为视频数据。

在一些可选的实施例中，所述SDI协议标准支持分辨率是指分辨率为720×480的黑屏视频信号。

在一些可选的实施例中，所述发送端将所述并行SDI信号转换为SDI电信号经同轴电缆发送至接收端的过程包括：所述发送端的加串器单元将所述并行SDI信号转换为串行SDI信号发送至SDI信号发送电缆驱动器；所述SDI信号发送电缆驱动器将所述串行SDI信号转换成SDI电信号，经同轴电缆发送至所述接收端的SDI信号接收均衡器。

在一些可选的实施例中，所述接收端将所述SDI电信号进行解扰解码，转换为并行的SDI信号，分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据的过程包括：所述SDI信号接收均衡器对所述SDI电信号进行解扰解码，形成串行的SDI信号并发送至解串器单元；所述解串器单元将所述串行的SDI信号转换为并行的SDI信号送至数据分离单元；所述数据分离单元将所述并行的SDI信号分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据。

在一些可选的实施例中，所述发送端接收所述接收端经所述同轴电缆发送的上行用户数据，并解开所述接收端回传的上行用户数据的过程包括：所述SDI信号接收均衡器将上行用户数据经所述同轴电缆发送至所述SDI信号发送电缆驱动器；所述SDI信号发送电缆驱动器解开所述SDI信号接收均衡器回传的所述上行用户数据。

在一些可选的实施例中，所述数据MUX单元组织后的下行用户数据格式依次为：起始包头、数据类型、包长、数据、校验位。

有益效果：本发明的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，在不影响原有SDI视频数据传输的前提下，将发送端与接收端双向的用户数据嵌入到视频传输的一根电缆中进行传输通信，并做到就算没有视频源信号传输时也可以实时传输双向有用的用户数据。与现有技术相比，本发明提供的基于SDI的传输双向辅助数据方法打破了现有SDI只能单纯传输音视频的限制，从而有效的解决了SDI传输单一性和长距离传输时双方通信繁琐性的问题，为视频监控，录播等音视频领域提供了有效的解决方法。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明硬件通讯图；

图2是本发明基于SDI的传输双向辅助数据方法的流程示意图；

图3是本发明数据MUX单元组织后的下行用户数据在传输过程中的数据格式示意图；

图4是本发明SDI视频行格式示意图；

图5是本发明发送端数据MUX单元中内嵌音频处理部分示意图；

图6是本发明接收端数据分离单元中解嵌音频处理部分示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1所示，在一些说明性的实施例中，本发明提供的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法所依据的硬件通讯系统包括：发送端1、接收端以及连接所述发送端1和接收端的同轴电缆9。所述发送端1主要由图像预处理单元2、数据MUX单元3、加串器单元4、SDI信号发送电缆驱动器5组成。所述接收端主要由SDI信号接收均衡器6、解串器单元7、数据分离单元8组成。

如图1和2所示，在一些说明性的实施例中，本发明提供的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法：

101：图像预处理单元2对前端视频源进行检测：为了实时的传输双向控制信号，必须令所述SDI信号发送电缆驱动器5有标准视频信号发送，因此所述图像预处理单元2需要对视频源进行预处理，即对前端视频源进行检测是否具有视频源。

在一些说明性的实施例中，所述图像预处理单元2检测是否有视频源可根据视频源不同的输入方式进行不同处理方法，即根据不同的物理连接方式采用不同的检测方法。例如，若视频源是由外端通过视频接口直接进入，那么在现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)或专用视频接收芯片中必然会有解核所对应信号检测的寄存器；又如，若视频源是由另一芯片直接进入，则可进行芯片间通讯，同时所述图像预处理单元2接收视频检测信号和视频源。除此之外，同样可对视频信号特点进行检测，内嵌同步的视频数据标志性EAV头、SAV头、像素时钟和行场DE信号都是检测的要素。

102：若所述图像预处理单元2检测的结果为具备视频源，则正常输出视频信号作为视频数据。

103：若所述图像预处理单元2检测的结果为无视频源，则固定输出一SDI协议标准支持分辨率作为视频数据，供所述SDI信号发送电缆驱动器5发送。

在一些说明性的实施例中，所述SDI协议标准支持分辨率是指分辨率为720×480的黑屏视频信号。480P的黑屏视频信号需要提供一个27MHz的像素时钟，有效视频信号部分Y通道8'h10，Cb通道8'h80，Cr通道8'h80，其他一些参数信息可在对应标准协议手册可查到。

104：数据MUX单元3将下行用户数据按照SDI内嵌音频的标准打包为音频数据包并按照SDI传输格式将其插入未使用的音频通道中。数据MUX单元3将音频数据同样按照SDI内嵌音频的标准打包为对应串行传输格式，并协同下行用户数据嵌入到按照SDI协议标准的视频行消隐区中。最终将视频数据、音频数据和下行用户数据整合为并行SDI信号，传输至所述加串器单元4。

105：所述加串器单元4将所述并行SDI信号转换为串行SDI信号发送至SDI信号发送电缆驱动器5。

106：所述SDI信号发送电缆驱动器5将所述串行SDI信号转换成SDI电信号，经同轴电缆9发送至SDI信号接收均衡器6。

107：所述SDI信号接收均衡器6对所述SDI电信号进行解扰解码，形成串行的SDI信号并发送至解串器单元7。

108：所述解串器单元7将所述串行的SDI信号转换为并行的SDI信号送至数据分离单元8。

109：所述数据分离单元8将所述并行的SDI信号分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据。

在一些说明性的实施例中，由于下行用户数据是嵌入在SDI传输过程的音频通道中，所以需要以一定的数据格式来组织用户数据。如图3所示，所述数据MUX单元3组织后的下行用户数据格式依次为：起始包头10、数据类型11、包长12、数据13、校验位14。

在一些说明性的实施例中，如图4所示，在SDI视频行格式中，一行视频数据以有效视频结束标志EAV 15开头，其中LN为行号，CRC是校验和，其后是行消隐数据16存储着辅助数据及音频数据，再接着是有效视频起始标志SAV头17，然后是该行的有效视频数据18。

110：所述SDI信号接收均衡器6通过全双工串行方式将上行用户数据经所述同轴电缆9发送至所述SDI信号发送电缆驱动器5。

111：所述SDI信号发送电缆驱动器5按照全双工串行方式解开所述SDI信号接收均衡器6回传的所述上行用户数据。

在一些说明性的实施例中，所述SDI信号发送电缆驱动器5和SDI信号接收均衡器6可采用Microchip公司型号为EQCO30R5视频电缆均衡器和EQCO30T5视频电缆驱动器，之间可以通过全双工串行传输方式传输速率为5Mbps的上行用户数据。

在一些说明性的实施例中，如图5所示，用户数据从多达16个音频通道的指定一空闲通道与音频数据从I2S接口27或AES3接口28接收。音频参数模块29为所述I2S接口27形成串行传输格式的AES帧提供如P、V、C、U状态位信息，这些提供的参数信息、接收到的音频数据以及用户数据存储在音频数据缓冲区30中，音频使能模块35进行处理。音频数据包31用视频的像素时钟从所述音频数据缓冲区30读出数据按照SDI内嵌音频的标准打包为音频数据包并嵌入到视频行消隐区中。音频参数信息被嵌入到音频控制包32中。最终由视频数据，音频数据包31，音频控制包32整合为含有内嵌音频的视频数据输出以输出。由此，所述数据MUX单元将下行用户数据嵌入到视频通道中。

在一些说明性的实施例中，如图6所示，内嵌音频的视频数据接收于SDI IP核。解嵌音频数据模块36解嵌出音频数据，解嵌音频控制模块37解嵌出音频控制信息。解嵌的音频数据存储在数据缓冲区38，音频参数控制包39通过控制音频参数的信息将读出所述数据缓冲区38的数据编码，以I2S接口40或AES3接口41提供给用户。发送端1传输过来的下行用户数据从指定的音频通道中通过下行用户数据格式提取出下行用户数据。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，其特征在于，包括：

发送端的数据MUX单元将下行用户数据插入未使用的音频通道中，并将所述下行用户数据按照SDI内嵌音频的标准打包为音频数据包，协同音频数据一同嵌入到视频行消隐区中以整合成并行SDI信号；

发送端将所述并行SDI信号转换为SDI电信号经同轴电缆发送至接收端；

所述接收端将所述SDI电信号进行解扰解码，转换为并行的SDI信号，分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据；

所述发送端接收所述接收端经所述同轴电缆发送的上行用户数据，并解开所述接收端回传的上行用户数据；

所述数据MUX单元将下行用户数据协同音频数据一同嵌入到视频行消隐区中以整合成并行SDI信号之前还包括：

所述发送端的图像预处理单元对前端视频源进行检测；

若所述图像预处理单元检测的结果为具备视频源，则正常输出视频信号作为视频数据；

若所述图像预处理单元检测的结果为无视频源，则固定输出一SDI协议标准支持分辨率作为视频数据；

所述SDI协议标准支持分辨率是指分辨率为720×480的黑屏视频信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，其特征在于，所述发送端将所述并行SDI信号转换为SDI电信号经同轴电缆发送至接收端的过程包括：

所述发送端的加串器单元将所述并行SDI信号转换为串行SDI信号发送至SDI信号发送电缆驱动器；

所述SDI信号发送电缆驱动器将所述串行SDI信号转换成SDI电信号，经同轴电缆发送至所述接收端的SDI信号接收均衡器。

3.根据权利要求2所述的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，其特征在于，所述接收端将所述SDI电信号进行解扰解码，转换为并行的SDI信号，分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据的过程包括：

所述SDI信号接收均衡器对所述SDI电信号进行解扰解码，形成串行的SDI信号并发送至解串器单元；

所述解串器单元将所述串行的SDI信号转换为并行的SDI信号送至数据分离单元；

所述数据分离单元将所述并行的SDI信号分离视频数据，解嵌音频数据，并在指定的音频通道中提取出有用的下行用户数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，其特征在于，所述发送端接收所述接收端经所述同轴电缆发送的上行用户数据，并解开所述接收端回传的上行用户数据的过程包括：

所述SDI信号接收均衡器将上行用户数据经所述同轴电缆发送至所述SDI信号发送电缆驱动器；

所述SDI信号发送电缆驱动器解开所述SDI信号接收均衡器回传的所述上行用户数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于SDI的传输双向辅助数据方法，其特征在于，所述数据MUX单元组织后的下行用户数据格式依次为：起始包头、数据类型、包长、数据、校验位。