CN110602418A - 一种视频通道切换方法、装置及视频解码系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于有限状态机的视频通道切换方法、装置及视频解码系统。所述方法包括：定义视频通道与显示通道之间的对应关系库；设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径；设置所述各对应之间转换路径的约束条件；根据所述对应关系库、所述各对应之间的转换路径及其约束条件，构建有限状态机；基于所述有限状态机，对用户发出的视频选择指示做出相应的响应，在需要发生对应关系转换时将视频通道与显示通道的对应关系切换到相应的状态。本发明可以减少不必要的视频通道切换和硬件开销，提高执行效率，因而带来用户视觉满意度的提高。

Description

一种视频通道切换方法、装置及视频解码系统
技术领域
本发明涉及电子控制系统设计领域，尤其是涉及一种由FPGA实现的基于有限状态机的视频通道切换方法和装置及视频解码系统系统。
背景技术
视频解码技术是数字广播电视、DVD、多媒体电脑与网络、宽带网络通信产业的关键技术。用户对网络视频的依赖日渐增强，对视频解码系统也提出了较高要求。
视频解码系统中显示通道与视频通道之间存在一定的对应关系。视频解码系统在运行过程中，用户有对视频选择的要求。用户视频选择时发送的命令具有随机性和多样性，如果没有一个底层的保障机制，每一次切换命令的接收都会发生一次视频通道切换的动作。这些不必要发生的视频通道切换，会增加视频切换的复杂度和硬件开销、影响视频解码的执行效率，因此需要被过滤掉。恰当的视频通道切换方法，既可以用户控制命令的实施，又可以带来用户视觉满意度的提高。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种基于有限状态机的视频通道切换方法、装置及视频解码系统，用于应对用户对视频解码系统视频选择的多样化要求。
本发明第一方面，提出一种基于有限状态机的视频通道切换方法，所述方法包括：
定义视频通道与显示通道之间的对应关系库；
设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径；
设置所述各对应之间转换路径的约束条件；
根据所述对应关系库、所述各对应之间的转换路径及其约束条件，构建有限状态机；
基于所述有限状态机，对用户发出的视频选择指示做出相应的响应，在需要发生对应关系转换时将视频通道与显示通道之间的对应关系切换到相应的状态。
优选的，所述对应关系库对应所述有限状态机的4个状态：
状态1：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道，所述状态1为系统初始的默认状态；
状态2：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道；
状态3：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道；
状态4：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道。
优选的，所述各对应之间的转换路径为：状态1至状态2；状态2至状态1；状态2至状态3；状态3至状态2；状态3至状态4；状态4至状态3；状态4至状态1；状态1至状态4；状态1保持不变；状态2保持不变；状态3保持不变；状态4保持不变。
优选的，所述各对应之间转换路径的约束条件为：用户命令要求显示通道与视频通道的对应关系发生变化，根据命令发出前显示通道与视频通道的对应关系，相应地配置视频通道对应的网络参数，使所述视频通道对应的网络参数与用户命令中的要求相匹配；具体为：用户的命令要求将两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系转变为两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系；或者用户的命令要求将两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系转变为两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系且视频通道对应的网络参数配置与用户命令中的要求相匹配。
本发明第二方面，提出一种基于有限状态机的视频通道切换装置，所述装置至少包括：
定义模块：用于定义视频通道与显示通道对应关系库；
设置模块：用于设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径以及所述各对应之间转换路径的约束条件；
构建模块：用于根据所述对应关系库、所述各对应关系之间的转换路径及所述约束条件构建有限状态机；
记忆模块：用于记录两个最新的解码视频数据源网络地址信息和两条最新的有效命令；对需要发生对应关系转换的情况，在对应关系转换完成后，记录当前对应关系的状态及两个视频通道对应的网络参数；根据记录内容作出用户发出的视频选择指示有效或无效的判断，将无效命令过滤掉，将有效命令交与构建模块的有限状态机进行处理；
网络配置模块：用于根据用户命令中选定的那一路显示通道与视频通道在收到命令前的对应关系、用户命令中视频网络地址同记忆模块中两个视频通道对应网络参数的匹配结果，对视频通道对应的网络参数进行相应的配置；
显示终端配置模块：用于基于所述有限状态机的视频通道与显示通道之间的对应关系实现视频通道与显示通道的对应。
应答模块：用于在所述对应关系的转换完成后、重新配置网络单元的参数后或者过滤掉无效命令后，通知用户所述视频选择指示已响应。
优选的，所述装置还包括：
故障监测模块：在需要发生所述对应关系的转换但不满足所述约束条件的情况下，进行故障处理。
优选的，所述构建模块中，所述有限状态机包括4个状态：
状态1：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道，所述状态1为系统初始的默认状态；
状态2：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道；
状态3：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道；
状态4：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道。
优选的，所述构建模块中，所述有限状态机的转换路径为：
状态1至状态2；状态2至状态1；状态2至状态3；状态3至状态2；状态3至状态4；状态4至状态3；状态4至状态1；状态1至状态4；状态1保持不变；状态2保持不变；状态3保持不变；状态4保持不变。
本发明第三方面，提供一种视频解码系统，所述系统包括：实现本发明第一方面所述视频通道切换方法的FPGA、实现视频解码的解码单元、实现待解码视频接收的网络单元、以及显示视频图像的显示单元；所述解码单元、网络单元均与所述FPGA连接，所述显示单元与所述FPGA的数字图像接口连接。
优选的，所述FPGA还实现对网络单元的控制、待解码数据的传递、用户命令的接收及回应、视频通道切换的实现、输入输出视频的接口。
本发明的有益效果为：本发明根据视频解码系统的运行特征，采用了一种基于视频解码系统中视频通道与显示通道对应的有限状态机，定义了4个状态，实现了显示通道与视频通道对应关系的状态转换，确保视频解码系统能够按照用户需要的对应关系运行，满足用户对视频解码系统的视频选择要求。同时，该方法可以减少不必要的视频通道切换和硬件开销，提高执行效率，因而带来用户视觉满意度的提高。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的视频解码系统的功能框图；
图2为本发明实施例提供的视频通道切换方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的视频通道切换装置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的有限状态机的转换路径和约束条件示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种基于有限状态机的视频通道切换方法、装置及视频解码系统。构建了视频通道与显示通道对应关系的有限状态机，定义了4个状态，实现了显示通道与视频通道对应关系的状态转换，确保视频解码系统能够按照用户需要的对应关系运行，可应用在一种基于FPGA控制的网络视频解码与显示系统之上。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。
请参阅图1，本发明实施例提供的视频解码系统的功能框图，本发明可以应用在一种基于FPGA控制的网络视频解码与显示系统之上。所述系统包括：基于有限状态机实现视频通道切换功能的FPGA、实现视频解码的解码单元、实现待解码视频数据接收的网络单元、以及与所述FPGA的数字图像接口对接并显示视频图像的显示单元。
该系统中，FPGA实现对网络单元的控制、待解码数据的传递、用户命令的接收及回应、视频通道切换的实现、输入输出视频的接口等。用户命令通过由FPGA控制的串口发送给FPGA。FPGA与网络单元之间通过专用的控制与数据接口连接。FPGA对网络单元实现初始化及功能参数配置，并从网络单元获取待解码的视频数据。FPGA将获取到的待解码的视频数据经缓冲处理后，通过专用接口提供给视频解码单元。视频解码单元实现视频解码，视频解码单元具体包括解码单元1和解码单元2。视频解码单元与FPGA之间除了上述专用接口外，还有视频接口。视频解码单元通过视频接口将解码后的视频数据送入FPGA，经由FPGA内的视频通道与显示通道对应开关，以数字图像输出接口的形式与视频显示单元对接。视频显示单元实现视频图像的显示，视频显示单元具体包括显示单元1和显示单元2。
视频通道的切换涉及到：网络单元的退组及重新加组；解码处理单元中残留无效数据的清除；视频显示单元的通道切换；以及由此带来的控制逻辑与解码单元、网络单元之间的握手信息交互等。
在本实施例中，将第一路视频通道记为视频通道1，第二路视频通道记为视频通道2，第一路显示通道记为显示通道1，第二路显示通道记为显示通道2。视频通道1和视频通道2分别对应于图1中解码单元1和解码单元2的视频输出；显示通道1和显示通道2分别对应于图1中显示单元1和显示单元2的视频输入。在对视频通道与显示通道对应关系的有限个状态被定义后，用户发出视频选择的命令后，根据定义的有限个状态集合的状态机，当视频通道与显示通道对应关系的切换条件满足时，将其切换到相应的状态，实现视频通道与显示通道对应关系按既定状态运行。
所述视频解码系统中，在FPGA内实现基于有限状态机视频通道切换功能的具体实现方法可参阅图2、图3以及以下所述的基于有限状态机的视频通道切换方法实施例、装置实施例。
请参阅图2，本发明实施例提供的基于有限状态机的视频通道切换方法流程示意图，定义了视频通道与显示通道之间的4种对应关系。这4种对应关系的集合被称为有限状态机的对应关系库。通过对应关系库中的4种对应关系，实现对视频通道与显示通道对应关系的实时控制和有序的状态转换。所述方法包括：
S1、定义视频通道与显示通道之间的对应关系库；
具体的，定义视频通道与显示通道之间的4种对应关系。本实施例中，有限状态机的对应关系库中的4种对应关系为：
将显示通道1对应视频通道1且显示通道2对应视频通道2的对应关系定义为“01”；将显示通道1与显示通道2均对应于视频通道2的对应关系定义为“11”；将显示通道1对应视频通道2且显示通道2对应视频通道1的对应关系定义为“10”；将显示通道1和显示通道2均对应于视频通道1的对应关系定义为“00”。其中，“01”为系统初始化后默认的对应关系。无论视频通道与显示通道的对应关系处于何种状态，只要视频解码系统整体复位，所述有限状态机恢复到状态“01”。
S2、设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径；
本实施例中，所述对应关系库中各对应之间的转换路径定义为：“01”至“11”；“11”至“01”；“11”至“10”；“10”至“11”；“10”至“00”；“00”至“10”；“00”至“01”；“01”至“00”；还包括“01”保持不变、“11”保持不变、“10”保持不变、“00”保持不变这4种情况。
S3、设置所述各对应之间转换路径的约束条件；
所述约束条件为：用户命令要求显示通道与视频通道的对应关系发生变化，根据命令发出前显示通道与视频通道的对应关系，相应地配置视频通道对应的网络参数，使所述视频通道对应的网络参数与用户命令中的要求相匹配；具体为：用户的命令要求将两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系转变为两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系；或者用户的命令要求将两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系转变为两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系且视频通道对应的网络参数配置与命令中的要求相匹配。
在基于组播方式传输网络视频数据的情况下，对应关系转换的约束条件为：用户的命令要求将两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系转变为两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系；或者用户的命令要求将两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系转变为两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系且通过根据命令中指定的组播地址改变视频通道对应的网络参数或保持网络参数不变，实现视频通道对应的网络参数与命令指定的组播地址相匹配。
S4、根据所述对应关系库、所述各对应之间的转换路径及其约束条件，构建有限状态机；
具体的，步骤S1中构建的对应关系库中的4种对应关系即为有限状态机的4个状态，其中状态1为对应关系“01”，状态2为对应关系“11”，状态3为对应关系“10”，状态4为对应关系“00”；不论用户是否有“有效”指令发出，还是系统处于默认的状态，视频通道与显示通道对应的状态机总会处于“01”、“11”、“10”、“00”中的一个状态。
S5、基于所述有限状态机，对用户发出的视频选择指示做出相应的响应，在需要发生对应关系转换时将视频通道与显示通道之间的对应关系切换到相应的状态。
除了将用户发出的“无效”命令过滤掉外，对“有效”命令都将基于有限状态机做出相应的响应。
具体的，在基于组播方式传输网络视频数据的方式下，用户指令的格式被设置为十个十六进制字符，最左边2个字符用来区分2路显示终端，后面的8个字符用来表示组播地址。比如“01EC4D5863”。其中，“01”指第一路显示终端，与视频解码系统的显示单元1相对应；“EC4D5863”指用户所选择的数据源的组播地址“236.77.88.99”。又如，“02EC4D5864”中，“02”指第二路显示终端，与视频解码系统的显示单元2相对应，“EC4D5864”指用户所选择的数据源的组播地址“236.77.88.100”。
请参阅图3，本发明公开一种基于有限状态机的视频通道切换装置，应用于视频解码系统，采用基于硬件描述语言Verilog编写有限状态机，该有限状态机由所述视频解码系统内的FPGA程序运行。所述装置至少包括：
定义模块310：用于定义视频通道与显示通道对应关系库；
设置模块320：用于设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径以及所述各对应之间转换路径的约束条件；
具体的，将视频通道与显示通道对应关系库定义为{2'b01，2'b11，2'b10，2'b00}，其中“2'b01”等同上述方法实施例中的“01”，代表显示通道1对应视频通道1且显示通道2对应视频通道2的对应关系；“2'b11”等同上述方法实施例中的“11”，代表显示通道1与显示通道2均对应于视频通道2的对应关系；“2'b10”、“2'b00”同理。各对应之间的转换路径以及约束条件同样可参考上述方法实施例的对应内容。
构建模块330：用于根据所述对应关系库、所述各对应关系之间的转换路径及所述约束条件构建有限状态机；
具体的，构建模块在always语句引导的过程块中，使用if else结构的语句，描述各对应关系之间转换路径的约束条件，并实现路径的转换，从而构建有限状态机。
当用户要求某一路显示单元所显示的视频网络地址发生改变，通过记忆模块检查后如果发现该指令中所指定的视频网络地址与另外一路显示单元所显示的视频网络地址相同，是被记忆模块记录下来的两个地址之一，则不需要重新配置网络参数，只需要转换状态机中的对应关系，将两个显示通道同时对应于用户指定视频网络地址对应的视频通道即可。当用户发出的指令中视频网络地址不是记忆模块所记录下来的两个地址时，则需要重新配置网络参数，还要进一步根据命令发出前状态机中对应关系所处的状态，确定响应用户指令是否需要转换状态机中的对应关系。
记忆模块340：用于记录两个最新的解码视频数据源网络地址信息和两条最新的有效命令；对需要发生对应关系转换的情况，在对应关系转换完成后，记录当前对应关系的状态及两个视频通道对应的网络参数；根据记录内容作出用户发出的视频选择指示有效或无效的判断，将无效命令过滤掉，将有效命令交与构建模块的有限状态机进行处理。
具体的，装置的记忆模块，通过检查用户命令来过滤掉用户发出的“无效”指令。记忆模块需要具有记忆功能：将用户做出的有关2路显示单元对应解码数据源组播地址的信息的最新“有效”指令记住。比如系统初始化完成后，用户依次发出3条指令“01EC4D5863”、“01EC4D5864”、“02EC4D5866”后，最新的指令记忆为“01EC4D5864”和“02EC4D5866”。比如，当显示单元1对应的视频源数据的组播地址为“236.77.88.99”，而且显示单元2对应的视频源数据的组播地址为“236.77.88.100”时，如果用户再发出“01EC4D5863”或者“02EC4D5864”命令，就会被认为是“无效”指令。
网络配置模块350：用于根据用户命令中选定的那一路显示通道与视频通道在收到命令前的对应关系、用户命令中视频网络地址同记忆模块中两个视频通道对应网络参数的匹配结果，对视频通道对应的网络参数进行相应的配置。
具体的，装置的网络配置模块在基于组播方式传输网络视频数据的方式下，根据用户命令中选定的那一路显示通道与视频通道在收到命令前的对应关系、用户命令中指定的视频组播地址同记忆模块中两个视频通道对应的网络参数的匹配结果，对视频通道对应的网络参数进行相应的配置。
显示终端配置模块360：用于基于所述有限状态机的视频通道与显示通道之间的对应关系实现视频通道与显示通道的对应。
具体的，在always语句引导的过程块中，使用if else结构的语句，将解码单元送入FPGA的视频信号通过与相应显示单元相连接的FPGA定义引脚送出。
应答模块370，用于在所述对应关系的转换完成后、重新配置网络单元的参数后或者过滤掉无效命令后，通知用户所述视频选择指示已响应。
进一步的，所述装置还包括：
故障监测模块380：在需要发生所述对应关系的转换但不满足所述约束条件的情况下，进行故障处理。
所述装置中，设定这种对应关系不会随着本发明中状态机的状态切换而发生变化：视频通道1对应解码单元1，视频通道2对应解码单元2；显示通道1对应显示单元1，显示通道2对应显示单元2。
本发明中视频解码系统上电初始化完成后默认的视频通道与显示通道对应关系为：视频通道1与显示通道1对应，视频通道2与显示通道2对应。与之相关，解码单元1将视频解码后对应显示单元1显示；解码单元2将视频解码后对应显示单元2显示。在基于组播方式传输网络视频数据的方式下，对视频通道的网络参数进行重新的配置，这涉及到网络单元的退组及重新加组等操作。接下来，由FPGA通知解码处理单元，将其内存中残留的上一个数据源地址的视频数据清除。这些操作会带来的FPGA控制逻辑与解码单元、网络单元之间的握手信息交互等开销。当用户指定显示单元1与显示单元2显示同一个组播地址的数据时，应将两个显示通道同时与同一视频通道相对应，不对网络参数进行重新配置。这样既可以减少硬件开销，又能达到用户的要求。本发明中状态机的构建，正是基于在达到用户要求的前提下尽量减小硬件开销这一原则。
请参阅图4，有限状态机的转换路径及约束条件示意图，下面结合图4进一步说明本发明的基于有限状态机进行视频通道切换的原理。
图4中“CMD1：D1＝＝D2；N1不变；N2不变”表明用户对第一路显示单元的显示内容的组播地址发出命令，简写作“CMD1”。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求显示单元1(Display Unit1，简写为D1)与显示单元2(Display Unit2，简写为D2)显示相同组播地址的视频，简写作“D1＝D2”。只要保持视频通道1的网络参数(Networking parametres)不变(简写为“N1不变”)同时保持视频通道2的网络参数不变(简写作“N2不变”)，即可进行“01”至“11”的状态转换。
本实施例中，系统初始化完成后，显示单元1显示的解码视频数据源组播地址默认为“236.77.88.99”，显示单元2显示的解码视频数据源组播地址默认为“236.77.88.100”。
用户发出第一条命令“01EC4D5864”(其中“01”与“CMD1”相呼应)。命令发出前，显示单元1对应的解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.99”；显示单元2对应的解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.100”。命令发出后，为减少硬件开销，不需要将视频通道1的相关网络参数重新设置，只要保持解码单元1解码数据源的组播地址“236.77.88.99”不变，将显示通道1与视频通道2对应起来，即状态机中“01”状态转换至“11”状态，即可满足用户的命令需求。当两路显示通道都对应同一个视频通道，此时显示单元1与显示单元2显示出的视频都是组播地址为“236.77.88.100”的视频数据。
图4中“CMD1：D1！＝D2；必要时N1根据用户命令改变；N2不变”表明用户对第一路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD1”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示不同组播地址的视频，简写作“D1！＝D2”。只要满足“必要时N1根据用户命令改变”同时“N2不变”，即可进行“11”至“01”的状态转换。
用户发出第二条命令“01EC4D5865”。命令发出前，显示单元2与显示单元1都对应视频通道2，即显示内容对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.100”。命令发出后，需要将视频通道1的相关网络参数重新设置，解码单元1解码数据源的组播地址改为“236.77.88.101”，解码单元2解码数据源保持组播地址“236.77.88.100”不变，并需要将视频通道1与显示通道1对应起来，即状态机中“11”状态转换至“01”状态，即可满足用户的命令需求。此时显示单元1显示组播地址为“236.77.88.101”的视频数据，显示单元2显示出的视频是组播地址为“236.77.88.100”的视频数据。
用户发出第三条命令“01EC4D5864”。只要满足“CMD1：D1＝＝D2；N1不变；N2不变”,即可进行状态“01”至“11”的转换。转换完成后，显示通道与视频通道的映射关系又回到了第一条命令发出后的状态“11”。
图4中“CMD2：D2！＝D1；必要时N1根据用户命令改变；N2不变”表明用户对第二路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD2”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示不同组播地址的视频，简写作“D1！＝D2”。此时，视频通道1与显示通道1已经失去对应关系，只要满足“必要时N1根据用户命令改变”同时“N2不变”，即可进行“11”至“10”的状态转换。
用户发出第四条命令“02EC4D5866”。命令发出前，显示单元2与显示单元1都对应视频通道2，即显示内容对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.100”。命令发出后，需要将视频通道1的相关网络参数重新设置(解码单元1解码数据源的组播地址由“236.77.88.101”改为“236.77.88.102”)，保持解码单元2解码数据源组播地址“236.77.88.100”不变，然后将视频通道1与显示通道2对应起来，即状态机中“11”状态转换至“10”状态，即可满足用户的命令需求。此时显示单元2显示组播地址为“236.77.88.102”的视频数据，显示单元1显示出的视频是组播地址为“236.77.88.100”的视频数据。
图4中“CMD2：D2＝D1；N1不变；N2不变”表明用户对第二路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD2”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示相同组播地址的视频，简写作“D1＝D2”。此时，只要满足“N1不变”同时“N2不变”，即可进行“10”至“11”的状态转换。
用户发出第五条命令“02EC4D5864”。命令发出前，显示单元2对应视频通道1(对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.102”)，显示单元1对应视频通道2(对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.100”)。命令发出后，为减少硬件开销，不需要将视频通道2的相关网络参数重新设置，只要保持视频通道2和视频通道1对应的解码单元解码数据源的组播地址不变，并将显示单元2与视频通道2对应起来，即状态机中“10”状态转换至“11”状态，即可满足用户的命令需求。状态转换后，显示单元2和显示单元1显示组播地址为“236.77.88.100”的视频数据，视频通道1对应的是组播地址为“236.77.88.102”的视频数据且与两个显示通道均无对应关系。
用户发出第六条命令“02EC4D5867”。只要满足“CMD2：D2！＝D1；必要时N1根据用户命令改变；N2不变”,即可进行状态“11”至“10”的转换。状态转换后，视频通道1对应显示单元2，它们对应的组播地址为“236.77.88.103”；视频通道2对应显示单元1，它们对应的组播地址为“236.77.88.100”。
图4中“CMD1：D1＝D2；N2不变；N1不变”表明用户对第一路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD1”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示相同组播地址的视频，简写作“D1＝D2”。此时，只要满足“N1不变”同时“N2不变”，即可进行“01”至“00”的状态转换。
用户发出第七条命令“01EC4D5867”。命令发出前，显示单元2对应视频通道1(对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.103”)，显示单元1对应视频通道2(对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.100”)。命令发出后，为减少硬件开销，不需要将视频通道2的相关网络参数重新设置，只要保持视频通道2和视频通道1对应的解码单元解码数据源的组播地址不变，并将显示单元1与视频通道1对应起来，即状态机中“10”状态转换至“00”状态，即可满足用户的命令需求。状态转换后，显示单元2和显示单元1显示组播地址为“236.77.88.103”的视频数据，视频通道2对应的是组播地址为“236.77.88.100”的视频数据且与两个显示通道均失去对应关系。
图4中“CMD1：D1！＝D2；必要时N2根据用户命令改变；N1不变”表明用户对第一路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD1”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示不同组播地址的视频，简写作“D1！＝D2”。命令发出前，视频通道2与两路显示通道均已失去对应关系，只要满足“必要时N2根据用户命令改变”同时“N1不变”，即可进行“00”至“10”的状态转换。
用户发出第八条命令“01EC4D5868”。命令发出前，显示单元2与显示单元1都对应视频通道1，即显示内容对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.103”。命令发出后，需要将视频通道2的相关网络参数重新设置(对应解码单元2解码数据源的组播地址改为“236.77.88.104”)，保持视频通道1对应解码单元1解码数据源的组播地址“236.77.88.103”不变，并需要将视频通道2与显示通道1对应起来，即状态机中“00”状态转换至“10”状态，即可满足用户的命令需求。此时显示单元1显示组播地址为“236.77.88.104”的视频数据，显示单元2显示出的视频是组播地址为“236.77.88.103”的视频数据。
用户发出第九条命令“01EC4D5867”。只要满足“CMD1：D1＝D2；N2不变；N1不变”,即可进行状态“10”至“00”的转换。状态转换后，视频通道1同时对应显示单元1和显示单元2，它们对应的组播地址为“236.77.88.103”；视频通道2与两个显示单元失去对应关系。
图4中“CMD2：D2！＝D1；必要时N2根据用户命令改变；N1不变”表明用户对第二路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD2”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示不同组播地址的视频，简写作“D2！＝D1”。此时，视频通道2与两路显示通道已经失去对应关系，只要满足“必要时N2根据用户命令改变”同时“N1不变”，即可进行“00”至“01”的状态转换。
用户发出第十条命令“02EC4D5869”。命令发出前，显示单元2与显示单元1都对应视频通道1，即显示内容对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.103”。命令发出后，需要将视频通道2的相关网络参数重新设置(对应解码单元2解码数据源的组播地址改为“236.77.88.105”)后，保持视频通道1与显示通道1对应不变且其对应解码单元1解码数据源的组播地址“236.77.88.103”不变，并将视频通道2与显示通道2对应起来，即状态机中“00”状态转换至“01”状态，即可满足用户的命令需求。此时显示单元1显示组播地址为“236.77.88.103”的视频数据，显示单元2显示出的视频是组播地址为“236.77.88.105”的视频数据。
图4中“CMD2：D2＝D1；N2不变；N1不变”表明用户对第二路显示单元的显示内容的组播地址发出命令(简写作“CMD2”)。从命令发出前两路显示单元显示内容的组播地址来看，用户要求D1与D2显示相同同组播地址的视频，简写作“D2＝D1”。命令发出后，只要满足“N2不变”同时“N1不变”，即可进行“01”至“00”的状态转换。
用户发出第十一条命令“02EC4D5867”。命令发出前，显示单元1对应视频通道1，其显示内容对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.103”；显示单元2对应视频通道2，其显示内容对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.105”。命令发出后，为减少硬件开销，不需要将视频通道2的相关网络参数重新设置，只要在保持解码单元2解码数据源的组播地址“236.77.88.105”不变的前提下，将显示通道2与视频通道1对应起来，即状态机中“01”状态转换至“00”状态，即可满足用户的命令需求。
用户发出第十二条命令“02EC4D586A”。只要满足“CMD2：D2！＝D1；必要时N2根据用户命令改变；N1不变”,即可进行状态“00”至“01”的转换。状态转换后，视频通道1对应显示单元1(对应解码单元1解码数据源的组播地址为“236.77.88.103”)，视频通道2对应显示单元2(对应解码单元2解码数据源的组播地址为“236.77.88.106”)。
图4中还包括状态“01”、“11”、“10”、“00”各自保持不变的情况。
用户发出第十三条命令“02EC4D586B”。此时，根据记忆模块中两个视频通道对应网络参数的匹配结果可以看出，该命令中给出的组播地址是一个新地址。将显示单元2对应的视频通道2对应的解码单元2解码数据源的组播地址改为“236.77.88.107”即可满足用户需求，不需要进行视频通道与显示通道对应关系的转换，即保持“01”状态不变。
本实施例中，当所述各对应之间转换路径的约束条件不满足时，通过读取网络单元相应socket的源地址寄存器的值，看是否已经根据用户命令改变地址参数成功。如果不成功则关闭该socket，对该socket的源地址寄存器重新赋值后，再次对该socket的命令寄存器赋值将socket打开。
本发明根据视频解码系统的运行特征，采用了一种基于视频解码系统中视频通道与显示通道对应关系的有限状态机，定义了4个状态，实现了视频通道与显示通道对应关系的状态转换，确保视频解码系统能够按照用户需要的对应关系运行，满足用户对视频解码系统的视频选择要求。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于有限状态机的视频通道切换方法，其特征在于，所述方法包括：
定义视频通道与显示通道之间的对应关系库；
设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径；
设置所述各对应之间转换路径的约束条件；
根据所述对应关系库、所述各对应之间的转换路径及其约束条件，构建有限状态机；
基于所述有限状态机，对用户发出的视频选择指示做出相应的响应，在需要发生对应关系转换时将视频通道与显示通道之间的对应关系切换到相应的状态。
2.根据权利要求1所述基于有限状态机的视频通道切换方法，其特征在于，所述对应关系库对应所述有限状态机的4个状态：
状态1：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道；所述状态1为系统初始的默认状态；
状态2：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道；
状态3：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道；
状态4：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道。
3.根据权利要求2所述基于有限状态机的视频通道切换方法，其特征在于，所述各对应之间的转换路径为：状态1至状态2；状态2至状态1；状态2至状态3；状态3至状态2；状态3至状态4；状态4至状态3；状态4至状态1；状态1至状态4；状态1保持不变；状态2保持不变；状态3保持不变；状态4保持不变。
4.根据权利要求1所述的一种基于有限状态机的视频通道切换方法，其特征在于，所述各对应之间转换路径的约束条件为：
用户命令要求显示通道与视频通道的对应关系发生变化，根据命令发出前显示通道与视频通道的对应关系，相应地配置视频通道对应的网络参数，使所述视频通道对应的网络参数与用户命令中的要求相匹配；具体为：用户的命令要求将两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系转变为两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系；或者用户的命令要求将两个显示通道同时对应同一个视频通道的对应关系转变为两个显示通道分别对应两个视频通道的对应关系且视频通道对应的网络参数配置与用户命令中的要求相匹配。
5.一种基于有限状态机的视频通道切换装置，应用于视频解码系统，其特征在于，所述装置至少包括：
定义模块：用于定义视频通道与显示通道对应关系库；
设置模块：用于设置所述对应关系库中各对应之间的转换路径以及所述各对应之间转换路径的约束条件；
构建模块：用于根据所述对应关系库、所述各对应关系之间的转换路径及所述约束条件构建有限状态机；
记忆模块：用于记录两个最新的解码视频数据源网络地址信息和两条最新的有效命令；对需要发生对应关系转换的情况，在对应关系转换完成后，记录当前对应关系的状态及两个视频通道对应的网络参数；根据记录内容作出用户发出的视频选择指示有效或无效的判断，将无效命令过滤掉，将有效命令交与所述构建模块的有限状态机进行处理；
网络配置模块：用于根据用户命令中选定的那一路显示通道与视频通道在收到命令前的对应关系、用户命令中视频网络地址同记忆模块中两个视频通道对应网络参数的匹配结果，对视频通道对应的网络参数进行相应的配置；
显示终端配置模块：用于基于所述有限状态机的视频通道与显示通道之间的对应关系实现视频通道与显示通道的对应；
应答模块：用于在所述对应关系的转换完成后、重新配置网络单元的参数后或者过滤掉无效命令后，通知用户所述视频选择指示已响应。
6.根据权利要求5所述的一种基于有限状态机的视频通道切换装置，其特征在于，所述装置还包括：
故障监测模块：在需要发生所述对应关系的转换但不满足所述约束条件的情况下，进行故障处理。
7.根据权利要求5所述的一种基于有限状态机的视频通道切换装置，其特征在于，所述构建模块中，所述有限状态机包括4个状态：
状态1：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道，所述状态1为系统初始的默认状态；
状态2：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第二路视频通道；
状态3：第一路显示通道对应第二路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道；
状态4：第一路显示通道对应第一路视频通道，第二路显示通道对应第一路视频通道。
8.根据权利要求7所述基于有限状态机的视频通道切换装置，其特征在于，所述构建模块中，所述有限状态机的转换路径为：
状态1至状态2；状态2至状态1；状态2至状态3；状态3至状态2；状态3至状态4；状态4至状态3；状态4至状态1；状态1至状态4；状态1保持不变；状态2保持不变；状态3保持不变；状态4保持不变。
9.一种视频解码系统，其特征在于，所述系统包括：实现如权利要求1-5任一项所述视频通道切换方法的FPGA、实现视频解码的解码单元、实现待解码视频数据接收的网络单元、以及显示视频图像的显示单元；所述解码单元、网络单元均与所述FPGA连接，所述显示单元与所述FPGA的数字图像接口连接。
10.根据权利要求9所述视频解码系统，其特征在于，所述FPGA实现对网络单元的控制、待解码数据的传递、用户命令的接收及回应、视频通道切换的实现、输入输出视频的接口。
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