CN108540866A - 一种视频拼接显示下的视频多路输出系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种视频拼接显示下的视频多路输出系统及方法，该系统包括:视频采集器、处理设备；视频采集器，用于采集视频图像；主处理设备，用于采用H265编解码协议对视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件；设定解码时间，并根据视频图像文件和解码时间生成数据包；采用UDP组播传输方式将视频图像文件分别传输至每一个从处理设备；从处理设备，用于在解码时间对视频图像文件进行解码；接收上位机传输的位置参数信息，并根据位置参数信息对解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像；按照预设规则，将子视频图像按照预设传输通路输出至显示屏进行显示。

Description

一种视频拼接显示下的视频多路输出系统及方法
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域，具体涉及一种视频拼接显示下的视频多路输出系统及方法。
背景技术
视频拼接显示系统中的拼接的含义是指多个显示单元整齐地堆叠起来，构成一个类似砖体墙的显示墙体结构。目前的视频拼接大多采用个人电脑(Personal Computer，简称PC)或者现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)+编解码器等实现。
PC使用采集卡获取数据，由中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)进行编码和解码运算，显卡负责视频拼接显示。此方法实现的成本过高且稳定性差。在FPGA+编解码器中，编码器负责视频采集、编码，解码器负责接收数据并解码，FPGA负责视频的拼接显示。此方法系统中存在大量独立的编解码设备，施工复杂度高且FPGA开发周期长、难度大。
而且，目前超清4K的视频源逐渐增多，高分辨率的图像美轮美奂、质感十足，但为了实现上述效果，必然要占用系统大量带宽，视频拼接所需的设备复杂，因此急需一种方法来解决拼接系统中带宽占用过高、设备复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视频拼接显示下的视频多路输出系统及方法，用以解决现有方案占用系统带宽较多，视频拼接设备复杂等问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种视频拼接显示下的视频多路输出系统，该系统包括：
视频采集器、处理设备，其中，处理设备包括一个主处理设备以及至少一个从处理设备；
视频采集器，用于采集视频图像；
主处理设备，用于采用H265编解码协议对视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件；
设定解码时间，并根据视频图像文件和解码时间生成数据包；
采用UDP组播传输方式将数据包分别传输至每一个从处理设备；
从处理设备，用于根据数据包中的解码时间对视频图像文件进行解码；
接收上位机传输的位置参数信息，并根据位置参数信息对解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像；
按照预设规则，将子视频图像按照预设传输通路输出至显示屏进行显示。
本发明系统具有如下优点：主处理设备采用UDP组播传输方式，将编码后的视频图像文件高效的发送到每一个从处理设备，采用UDP组播传输方式可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。而且，为了能够保证不同的从处理器在解码视频图像文件可以同步，所以设定具体的解码时间。使不同的从处理设备可以同步解码视频图像文件，获取解码后的视频图像。然后，每一个从处理设备再根据上位机传输给自身的位置参数信息，对视频图像进行裁剪，获取相应的子视频图像。最终按照预设规则，将子视频图像从预设传输通路输入值显示屏进行显示。
本发明的技术方案还提供了一种视频拼接显示下的视频多路输出方法，该方法应用于一种视频拼接显示下的视频多路输出系统，其特征在于，方法包括：
视频采集器采集视频图像；
主处理设备采用H265编解码协议对视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件；
设定解码时间，并根据视频图像文件和解码时间生成数据包；
采用UDP组播传输方式将数据包分别传输至每一个从处理设备；
从处理设备根据数据包中的解码时间对视频图像文件进行解码；
接收上位机传输的位置参数信息，并根据位置参数信息对解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像；
按照预设规则，将子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示。
本发明方法具有如下优点：主处理设备采用UDP组播传输方式，将编码后的视频图像文件高效的发送到每一个从处理设备，采用UDP组播传输方式可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。而且，为了能够保证不同的从处理器在解码视频图像文件可以同步，所以设定具体的解码时间。使不同的从处理设备可以同步解码视频图像文件，获取解码后的视频图像。然后，每一个从处理设备再根据上位机传输给自身的位置参数信息，对视频图像进行裁剪，获取相应的子视频图像。最终按照预设规则，将子视频图像从预设传输通路输入值显示屏进行显示。视频编码、解码和视频输出等仅仅是通过主从处理设备以及上位机等相互协作即可完成，设备简单，操作容易。
附图说明
图1本发明实施例提供的一种视频拼接显示下的视频多路输出系统结构示意图；
图2本发明实施例提供的一种视频拼接显示下的视频多路输出方法流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明实施例1提供了一种视频拼接显示下的视频多路输出系统结构示意图。具体如图1所示，该系统可以包括：视频采集器10、处理设备20，其中，处理设备20包括一个主处理设备以及至少一个从处理设备；
视频采集器10，用于采集视频图像。
具体的，采集视频图像时，视频采集器10可以采用IT6801采集芯片，通过HDMI接口采集视频图像，视频经I2C(集成电路总线)读入内存，然后发送至主处理设备，例如处理设备可以为基于海思NVR处理器20Hi3536处理器。
可选的，在采集视频图像之前，需要对系统进行初始化，当然，初始化的工作尽在初次启动系统上执行一次即可。
主处理设备，用于采用H265编解码协议对视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件。
设定解码时间，并根据视频图像文件和解码时间生成数据包。
采用UDP组播传输方式将数据包分别传输至每一个从处理设备。
具体的，可以使用Hi3536内置的硬件编解码芯片基于H265编解码协议来实现对视频图像的编码。将解码时间加入到数据包，是为了后续实现视频图像裁剪的时间可以控制同步。采用H265编码技术，相较于H264编码技术，可以减少50％的带宽消耗，大大降低带宽利用率。
而采用UDP组播传输方式，将数据包分别传输至每一个从处理设备，则可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。
具体执行过程中，当处理设备20包括至少两个(一个主处理设备和至少一个从处理设备)时，例如主处理设备为1个，从处理设备为2个。那么，主处理设备20将会采用UDP组播传输方式，将数据包复制并转发至每一个从处理设备。
从处理设备，用于根据数据包中的解码时间对视频图像文件进行解码。
接收上位机传输的位置参数信息，并根据位置参数信息对解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像。
具体的，位置参数信息包括：与子视频图像对应的输入坐标数据和输出坐标数据；
输入坐标数据用于指示子视频图像在数据包中的视频图像的位置。
而每一个从处理设备所接收到的位置坐标信息都是不相同的或者部分数据是不相同的。
主处理设备
按照预设规则，将子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示。
可选的，主处理设备还可以作为从处理设备使用。每一个处理设备包括至少两个输出接口，例如在本实施例中，为叙述方便，仅以2个输出接口HDMI1和HDMI2为例说明。实际应用中，每一个输出接口可以对应多个虚拟传输通道，例如一个处理设备包括的2个输出接口中，第一个输出接口对应0-7共8个虚拟传输通路，而第二个输出接口对应8-15共8个虚拟传输通路。
对应的，当需要在显示屏展示6个子视频时，每个处理设备的输出接口都需要输出一份子视频。而子视频的裁剪过程如下：
例如，一个完整视频为A，需要将完整视频裁剪时，从处理设备1根据上位机发送的位置参数信息1中的输入坐标数据，将视频A进行裁剪，获取子视频a。按照预设规则而言，需要从从处理设备1的第一个输出节点输出。那么，如果当前第一个输出节点中0-7虚拟传输通路中每一个虚拟传输通路都处于空闲状态，则可以随机选取一个虚拟传输通路输出子视频a。如果0-7虚拟传输通路中有虚拟传输通路中已经被占用时，则从未被占用的虚拟传输通路中选择一个虚拟传输通路传输子视频a，并通过第一个输出节点输至显示屏。当然，优选的，一般按照0-7虚拟传输通路的时序顺序依次选择。
而从处理设备1还需要根据上位机发送的位置参数信息2中的输入数据，将视频A进行裁剪，获取子视频b。然后按照类似上述规则从从处理设备的第二个输出节点输出。
类似的道理，从从处理设备2的两个输出节点分别输出子视频c和d。从主处理设备(可以默认为第三个从处理设备)的两个输出节点分别输出子视频e和f。
然后将子视频a-f在显示屏上显示。上述裁剪过程中，主要采用的是处理设备中视频处理子系统(Video Process Sub-System，简称VPSS)来实现。而且，从上也可以看出，视频编码、解码和视频输出等仅仅是通过主从处理设备以及上位机等相互协作即可完成，设备简单，操作容易。
进一步可选的，位置参数信息中还可以包括输出坐标数据，用于指示子视频图像在显示屏进行展示的位置。类似的，输出坐标数据同样包括6个，分别对应子视频a-f在显示屏上显示的位置。在输出至显示屏显示之前，每一个从处理设备都需要根据输出坐标数据将自身输出的子视频位置确定，然后通过VPSS拼接后输出至显示屏显示。
本发明实施例提供的一种视频拼接显示下的视频多路输出系统，主处理设备采用UDP组播传输方式，将编码后的视频图像文件高效的发送到每一个从处理设备，采用UDP组播传输方式可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。而且，为了能够保证不同的从处理器在解码视频图像文件可以同步，所以设定具体的解码时间。使不同的从处理设备可以同步解码视频图像文件，获取解码后的视频图像。然后，每一个从处理设备再根据上位机传输给自身的位置参数信息，对视频图像进行裁剪，获取相应的子视频图像。最终按照预设规则，将子视频图像从预设传输通路输入值显示屏进行显示。视频编码、解码和视频输出等仅仅是通过主从处理设备以及上位机等相互协作即可完成，设备简单，操作容易。
实施例2
本发明实施例还提供了一种视频拼接显示下的视频多路输出方法，具体如图2所示该方法可以包括：
步骤210，初始化系统。
步骤220，视频采集器采集视频图像；
步骤230，主处理设备采用H265编解码协议对视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件。
步骤240，设定解码时间，并根据视频图像文件和解码时间生成数据包。
步骤250，采用UDP组播传输方式将数据包分别传输至每一个从处理设备。
步骤260，从处理设备根据数据包中的解码时间对视频图像文件进行解码。
步骤270，接收上位机传输的位置参数信息，并根据位置参数信息对解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像。
步骤280，按照预设规则，将子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示。
该方法实施例为在上述系统实施例的基础上所执行的方法，具体的方法步骤也在上述做了详细的限定，这里将不再赘述。
本发明实施例提供的一种视频拼接显示下的视频多路输出方法，主处理设备采用UDP组播传输方式，将编码后的视频图像文件高效的发送到每一个从处理设备，采用UDP组播传输方式可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。而且，为了能够保证不同的从处理器在解码视频图像文件可以同步，所以设定具体的解码时间。使不同的从处理设备可以同步解码视频图像文件，获取解码后的视频图像。然后，每一个从处理设备再根据上位机传输给自身的位置参数信息，对视频图像进行裁剪，获取相应的子视频图像。最终按照预设规则，将子视频图像从预设传输通路输入值显示屏进行显示。视频编码、解码和视频输出等仅仅是通过主从处理设备以及上位机等相互协作即可完成，设备简单，操作容易。
实施例3
在上述实施例2的基础上，位置参数信息包括：与子视频图像对应的输入坐标数据和输出坐标数据；
输入坐标数据用于指示子视频图像在数据包中的视频图像的位置；
输出坐标数据用于指示子视频图像在显示屏进行展示的位置。
可选的，视频采集器10为：IT6801采集芯片。可选的，处理设备为：海思网络硬盘录像机处理器Hi3536。
可选的，主处理设备同时还作为从处理设备使用；每一个处理设备包括至少两个输出接口，每一个输出接口对应多个虚拟传输通道；按照预设规则，将子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示，具体包括：
按照预设规则，选择从多个虚拟传输通道中的一个虚拟传输通道传输子视频图像，并将子视频图像在与传输通道对应的输出接口输出。
与实施例2类似的，本实施中的所有方法步骤均已在实施例1中做了详细限定，这里将不再赘述。
本发明实施例提供的一种视频拼接显示下的视频多路输出方法，主处理设备采用UDP组播传输方式，将编码后的视频图像文件高效的发送到每一个从处理设备，采用UDP组播传输方式可以减少网络拥塞情况发生，降低系统延时。而且，为了能够保证不同的从处理器在解码视频图像文件可以同步，所以设定具体的解码时间。使不同的从处理设备可以同步解码视频图像文件，获取解码后的视频图像。然后，每一个从处理设备再根据上位机传输给自身的位置参数信息，对视频图像进行裁剪，获取相应的子视频图像。最终按照预设规则，将子视频图像从预设传输通路输入值显示屏进行显示。视频编码、解码和视频输出等仅仅是通过主从处理设备以及上位机等相互协作即可完成，设备简单，操作容易。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种视频拼接显示下的视频多路输出系统，其特征在于，所述系统包括：视频采集器、处理设备，其中，所述处理设备包括一个主处理设备以及至少一个从处理设备；
所述视频采集器，用于采集视频图像；
所述主处理设备，用于采用H265编解码协议对所述视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件；
设定解码时间，并根据所述视频图像文件和所述解码时间生成数据包；
采用UDP组播传输方式将所述数据包分别传输至每一个从处理设备；
所述从处理设备，用于根据所述数据包中的所述解码时间对所述视频图像文件进行解码；
接收上位机传输的位置参数信息，并根据所述位置参数信息对所述解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像；
按照预设规则，将所述子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置参数信息包括：与子视频图像对应的输入坐标数据和输出坐标数据；
所述输入坐标数据用于指示所述子视频图像在所述数据包中的视频图像的位置；
所述输出坐标数据用于指示所述子视频图像在所述显示屏进行展示的位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频采集器为：IT6801采集芯片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述处理设备为：海思网络硬盘录像机处理器Hi3536。
5.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述主处理设备同时还作为从处理设备使用；每一个处理设备包括至少两个输出接口，每一个输出接口对应多个虚拟传输通道；所述从处理设备具体用于：
按照预设规则，选择从多个虚拟传输通道中的一个虚拟传输通道传输所述子视频图像，并将所述子视频图像在与所述虚拟传输通道对应的输出接口输出。
6.一种视频拼接显示下的视频多路输出方法，所述方法应用于一种视频拼接显示下的视频多路输出系统，其特征在于，所述方法包括：
视频采集器采集视频图像；
主处理设备采用H265编解码协议对所述视频图像进行编码，获取编码后的视频图像文件；
设定解码时间，并根据所述视频图像文件和所述解码时间生成数据包；
采用UDP组播传输方式将所述数据包分别传输至每一个从处理设备；
从处理设备根据所述数据包中的所述解码时间对所述视频图像文件进行解码；
接收上位机传输的位置参数信息，并根据所述位置参数信息对所述解码后的视频图像进行裁剪，获取子视频图像；
按照预设规则，将所述子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述位置参数信息包括：与子视频图像对应的输入坐标数据和输出坐标数据；
所述输入坐标数据用于指示所述子视频图像在所述数据包中的视频图像的位置；
所述输出坐标数据用于指示所述子视频图像在所述显示屏进行展示的位置。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述视频采集器为：IT6801采集芯片。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述处理设备为：海思网络硬盘录像机处理器Hi3536。
10.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述主处理设备同时还作为从处理设备使用；每一个处理设备包括至少两个输出接口，每一个输出接口对应多个虚拟传输通道；所述按照预设规则，将所述子视频图像从预设输出接口输出至显示屏进行显示，具体包括：
按照预设规则，选择从多个虚拟传输通道中的一个虚拟传输通道传输所述子视频图像，并将所述子视频图像在与所述虚拟传输通道对应的输出接口输出。
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