CN109413344B - 基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置 - Google Patents

基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其中，包括：DVI信号输入到信号解调控制器后，信号解调控制器将DVI信号转换为主处理器识别的视频信号，主处理器将接收到的视频信号转换为H.264类型的视频信号并储存在板卡上的SATA盘上；SDRAM与主处理器连接；PCIE接口与主处理器连接，用于接收PCIE信号；主处理器、SATA盘、NAND FLASH、SDRAM构成屏幕状态接收处理的硬件嵌入式系统，网口以及PCIE接口用于将屏幕状态信号转换为网络信号；信号DVI信号输入通道的一路视频信号分别绑定在三个物理通道上，这三个通道每一路可以解析一种分辨率的视频信号，当视频播放装置输出信号分辨率变化，屏幕状态监视装置的其他通道可以解析另一个分辨率的信号。

Description

基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置
技术领域
本发明涉及视频采集及编码技术，基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置。
背景技术
随着电子设备的功能的日益增多，电子设备不仅可以显示各种各样的信息，还可以通过对电子设备的操作控制工业现场、战争武器等等。当用户在一些场景对电子设备进行操作时，用户的操作动作需要被记录。记录操作有利于还原每一次操作，对每一次操作形成评价，及时从过往对电子设备的操作中收获经验教训。但是现有的的视频采集装置无法长时间记录甚至无法记录高清视频信号；无法适应屏幕不同分辨率动态变换等功能。同时，用户对屏幕状态监视的需求也在不断增加，因此，需要改变传统的视频的采集方式，以提高用户的使用体验。
发明内容
本发明的目的是设计一种屏幕操作状态监视装置，以实现背景技术中所需要的屏幕状态监视。
本发明一种基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其中，包括：主处理器、通信串口、信号解调控制器、电源、SATA盘、NAND FLASH、SDRAM、网口和PCIE接口；DVI信号输入到信号解调控制器后，信号解调控制器将DVI信号转换为主处理器识别的视频信号，主处理器将接收到的视频信号转换为H.264类型的视频信号并储存在板卡上的SATA盘上；SDRAM与主处理器连接；PCIE接口与主处理器连接，用于接收PCIE信号；主处理器、SATA 盘、NAND FLASH、SDRAM构成屏幕状态接收处理的硬件嵌入式系统，网口以及PCIE接口用于将屏幕状态信号转换为网络信号；信号 DVI信号输入通道的一路视频信号分别绑定在三个物理通道上，这三个通道每一路可以解析一种分辨率的视频信号，当视频播放装置输出信号分辨率变化，屏幕状态监视装置的其他通道可以解析另一个分辨率的信号。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：调试串口，与主处理器连接，用于接收调试信号。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：磁模块，连接在PCEI接口与主处理器之间，用于隔离及放大网络信号。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：信号解调控制器采用的是 ADV7611信号解调控制器，主处理器根据不同的IIC地址，通过IIC总线向寄存器写入或读取寄存器数据。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，当屏幕状态监视装置录制功能触发，屏幕状态监视装置首先将默认的最佳分辨率发给视频播放装置，然后接收到从视频播放装置发出的DVI视频信号时，进行视频码流的解码，将DVI视频信号转换为YUV视频信号；主处理器根据不同分辨率将YUV信号编码为H.264视频信号并存储于SATA盘上。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，视频回放装置通过UART接口进行视频的开始录制与停止录制的视频录制功能控制。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：一个物理通道绑在三个Dev 上，并将每个Dev设置为接收不同分辨率视频信号。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：主处理器中视频输入DVI物理通道分为4组，其中通道Dev0、通道Dev1和通道Chn0～Chn3组成第一组，通道Dev2、通道Dev3和通道Chn4～Chn7组成第二组，以此类推，同一组内前两个物理通道只能与组内第一个设备绑定，后两个物理通道与两个设备任意绑定，一个物理通道同时只能绑定一个 Dev，且只能用主通道进行绑定。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：主处理器1的视频解码包括：创建和初始化解码器；向码流BUFFER中存入码流；通过VFMW的图像输出接口获取图像；图像显示完成后，通过VFMW的图像回收接口释放图像。
根据本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的一实施例，其中，还包括：视频播放装置输出信号分辨率为720P或1080P，第1-3个物理通道可解析的分辨率分别为480P、 720P以及1080P。
本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置采集的是高清DVI视频高清信号输入，并且基于H.264视频编码技术进行存储。视频回放装置可以通过网络访问在屏幕状态监视装置中录制的屏幕操作。
附图说明
图1所示为本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的示意图；
图2所示为主处理器模块框图；
图3所示为主处理器通道与设备对应框图；
图4所示为软件方案逻辑示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置的示意图，如图1所示，屏幕状态监视装置包括主处理器1、通信串口2、信号解调控制器3、电源4、SATA盘5、NAND FLASH7、SDRAM6、调试串口8、磁模块9、网口10和PCIE接口11。
如图1所示，屏幕状态监视装置记录的工作原理是DVI信号输入到信号解调控制器3，将DVI信号转换为主处理器1可以接收的视频信号，随后主处理器1将接收到的视频信号转换为H.264类型的视频信号并储存在板卡上的SATA盘5上。SDRAM6与主处理器1连接。调试串口8与主处理器1连接，用于接收调试信号。PCIE接口11与主处理器1 连接，用于接收PCIE信号。主处理器1、SATA盘5、NAND FLASH7、 SDRAM6构成屏幕状态接收处理的硬件嵌入式系统，网口10、PCIE 接口11负责将屏幕状态信号转换为网络信号，其中磁模块9是用于隔离及放大网络信号。
如图1所示，当视频播放装置分辨率发生变化，屏幕状态监视装置可以特别地适应不同屏幕分辨率并将视频信号存储于硬盘上。信号 DVI信号输入通道的一路视频信号分别绑定在三个物理通道上，这三个通道每一路可以解析一种分辨率的视频信号。这样一旦视频播放装置输出信号分辨率变化，屏幕状态监视装置的其他通道可以解析另一个分辨率的信号。例如，视频播放装置输出信号分辨率为720P或1080P，第1-3个物理通道可解析的分辨率分别为480P、720P、1080P。当输出信号为720P时，第2个物理通道可以解析信号，当输出信号切换为1080P是，第3个物理通道可以解析信号。
图2所示为主处理器模块框图，如图2所示，主处理器1的视频解码主要分为六个步骤：1.创建、初始化解码器；2.向码流BUFFER中存入码流；3.通过VFMW的图像输出接口获取图像；4.图像显示完成后，通过VFMW的图像回收接口释放图像；5.反复执行2-4个步骤； 6.播放完毕，销毁解码器。
图3所示为主处理器通道与设备对应框图，如图3所示，主处理器 1中视频输入DVI物理通道可以分为4组，其中Dev0、Dev1和 Chn0～Chn3组成第一组，Dev2、Dev3和Chn4～Chn7组成第二组，以此类推。同一组内前两个物理通道只能与组内第一个设备绑定，后两个物理通道可以与两个设备任意绑定，但一个物理通道同时只能绑定一个Dev，且只能用主通道进行绑定。在设置设备属性时，本装置将一个物理通道绑在三个Dev上，并将每个Dev设置为接收不同分辨率视频信号，这样保证即使在屏幕分辨率突然发生变化的情况下，主处理器仍然可以将不同分辨率的屏幕操作记录下来。
进一步来说，屏幕状态监视装置负责接收不同分辨率的DVI视频信号，对视频信号进行压缩和存储功能以及视频信号的传输功能。当屏幕状态监视装置录制功能触发，屏幕状态监视装置首先将默认的最佳分辨率发给视频播放装置，然后接收到从视频播放装置发出的DVI 视频信号时，HDMI接收器进行视频码流的解码，将DVI视频信号转换为YUV视频信号；屏幕状态监视装置处理器根据不同分辨率将 YUV信号编码为H.264视频信号并存储于SATA盘上。当视频播放装置分辨率发生变化，屏幕状态监视装置可以适应不同屏幕分辨率并将视频信号存储与硬盘上。视频回放装置通过UART接口进行视频的开始录制与停止录制的视频录制功能控制。视频回放装置负责从屏幕状态监视装置读取压缩的视频信号并进行解压缩和播放。当视频回放装置进行视频回放时，视频回放装置通过以太网的方式获取屏幕状态监视装置的视频列表信息和H.264视频码流，视频列表信息包含视频的录制时间、视频大小等信息，并通过串口进行屏幕状态监视装置的状态控制。
如图1所示，信号解调控制器3采用的是ADV7611，一个165MHz 的高清晰度多媒体接口发射机。ADV7611各个模块的配置是通过IIC 总线完成的。主处理器1根据不同的IIC地址，通过IIC总线向寄存器写入或读取寄存器数据。如：掉电控制、全局引脚控制、像素输出、驱动时钟、同步信号等。
如图1所示，视频信号进入到屏幕状态监视装置中前，信号解调控制器3需要与视频播放装置建立通信，将内部存储好的预接收屏幕的分辨率等EDID信息发送给视频播放装置。主处理器1可以将不同的 EDID信息通过IIC总线烧入信号解调控制器3的EDID信息存储设备，从而可以调节主处理器板优先向屏幕操作状态监视装置传输视频信号的分辨率。
如图1所示，屏幕状态监视装置的时间通过网络时钟服务和屏幕状态监视装置的RTC电路来进行保证，视频流的录制时间可以被准确记录。
图4所示为软件方案逻辑示意图，如图4所示，为基于HI3531的视频编码分发子系统。视频回放装置通过串口通信下发视频编码开始/ 停止指令，通过以太网传输视频文件信息、控制命令和视频码流。
视频编码分发子系统(屏幕状态监视装置)对接收到的视频码流进行H.264的编码，编码结果存储到SATA盘上，并将编码文件信息同时存储到SATA盘上，待视频回放装置请求时，会读取并发送相应的文件信息和视频码流；此外，视频编码分发子系统还有开机自启动、硬盘空间监视等功能，保证软件高可用性。
如图1至图4所示，当视频播放装置分辨率发生变化，屏幕状态监视装置可以特别地适应不同屏幕分辨率并将视频信号存储于硬盘上。屏幕状态监视装置将输入通道的一路视频信号分别绑定在三个物理通道上，这三个通道每一路可以解析一种分辨率的视频信号。这样一旦视频播放装置输出信号分辨率变化，屏幕状态监视装置的其他通道可以解析另一个分辨率的信号。例如，视频播放装置输出信号分辨率为720P或1080P，第1-3个物理通道可解析的分辨率分别为480P、720P、 1080P。当输出信号为720P时，第2个物理通道可以解析信号，当输出信号切换为1080P是，第3个物理通道可以解析信号。
如图1至图4所示，视频流的过程如下：
(1)屏幕状态监视视频(DVI视频信号)从视频播放装置发出；
(2)屏幕状态监视装置接收到DVI信号后经过HDMI接收器分解为YUV信号；
(3)通过主处理器压缩为H.264格式的视频信号存储到SATA盘上；
(4)H.264格式视频信号从SATA盘中通过网络传输给视频回放装置；
(5)视频回放装置解压缩H.264视频信号，回放屏幕状态监视视频。
本发明屏幕状态监视装置在保证很小的产品尺寸和可靠性等级的前提下，支持高清(1920*1080)@60Hz、标清(1280*720)@60Hz 等不同分辨率信号输入；具有很好的视频压缩功能，支持1080P@60Hz 视频存储时间大于36h、720P@60Hz视频存储时间大于81h；而且该屏幕状态监视装置支持通过网络、串口进行屏幕状态监视的控制、视频数据列表获取等丰富的功能，具有友好的操作界面。而之前的设备，大多数是对于模拟信号的采集而且不能动态适应屏幕不同分辨率的变化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，包括：主处理器、通信串口、信号解调控制器、电源、SATA盘、NAND FLASH、SDRAM、网口和PCIE接口；
DVI信号输入到信号解调控制器后，信号解调控制器将DVI信号转换为主处理器识别的视频信号，主处理器将接收到的视频信号转换为H.264类型的视频信号并储存在板卡上的SATA盘上；SDRAM与主处理器连接；PCIE接口与主处理器连接，用于接收PCIE信号；主处理器、SATA盘、NAND FLASH、SDRAM构成屏幕状态接收处理的硬件嵌入式系统，网口以及PCIE接口用于将屏幕状态信号转换为网络信号；
DVI信号输入通道的一路视频信号分别绑定在三个物理通道上，这三个物理通道每一路可以解析一种分辨率的视频信号，当视频播放装置输出信号分辨率变化，屏幕状态监视装置的其他物理通道可以解析另一个分辨率的信号；
主处理为HI3531，其DVI信号输入通道分为 4 组，其中设备Dev0~Dev1 和物理通道Chn0~Chn3 组成第一组，设备Dev2~Dev3和物理通道Chn4～Chn7 组成第二组，以此类推，同一组内前两个物理通道只能与组内第一个设备绑定，后两个物理通道与两个设备任意绑定，一个物理通道Chn同时只能绑定一个 Dev。
2.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，还包括：调试串口，与主处理器连接，用于接收调试信号。
3.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，还包括：磁模块，连接在PCEI接口与主处理器之间，用于隔离及放大网络信号。
4.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，还包括：信号解调控制器采用的是ADV7611信号解调控制器，主处理器根据不同的IIC地址，通过IIC总线向寄存器写入或读取寄存器数据。
5.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，当屏幕状态监视装置录制功能触发，屏幕状态监视装置首先将默认的最佳分辨率发给视频播放装置，然后接收到从视频播放装置发出的DVI视频信号时，进行视频码流的解码，将DVI视频信号转换为YUV视频信号；主处理器根据不同分辨率将YUV信号编码为H.264视频信号并存储于SATA盘上。
6.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，视频回放装置通过UART接口进行视频的开始录制与停止录制的视频录制功能控制。
7.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，还包括：主处理器的视频解码包括：创建和初始化解码器；向码流BUFFER中存入码流；通过VFMW的图像输出接口获取图像；图像显示完成后，通过VFMW的图像回收接口释放图像。
8.如权利要求1所述的基于视频采集及编码技术的多分辨率屏幕操作状态监视装置，其特征在于，还包括：视频播放装置输出信号分辨率为720P或1080P，第1-3个物理通道可解析的分辨率分别为480P、720P以及1080P。
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