CN111314663A - 一种基于5g的智能虚拟窗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5G的智能虚拟窗系统，该智能虚拟窗系统包括APP客户端模块、云平台、多个摄像头模块和虚拟窗设备，APP客户端模块用于与云平台进行通信，实现虚拟窗设备的接入和管理，云平台通过5G网络分别与多个摄像头模块和虚拟窗设备进行通信，获取多个摄像头模块采集的音视频数据，并传输至虚拟窗设备进行显示，多个摄像头模块用于采集景区热点区域的音视频数据发送给云平台，虚拟窗设备用于在接收到云平台传输的音视频数据后，通过视频水印技术对音视频数据增加虚拟窗后进行显示。通过将摄像头模块采集到的音视频数据增加虚拟窗之后进行显示，可以实时观看景区热点区域的现场，高度还原了现场场景，提高用户的体验。

Description

一种基于5G的智能虚拟窗系统
技术领域
本发明实施例涉及视频显示技术领域，尤其涉及一种基于5G的智能虚拟窗系统。
背景技术
目前国内基本以城镇4G、偏远及山区3G网络覆盖为主，由于3G、4G无线通讯技术上下行数据带宽限制，大数据传输时存在时延高，不支持高帧率、高分辨率数据传输，目前主流网络摄像头以1080P@30fps为主，分辨率及帧率均无法满足超高清、实时等设计目标。另外，以前显示技术主要为LCD显示模组厚度大、功耗高、色彩还原低，用于还原现场真实场景有所不足。
发明内容
本发明实施例提供一种基于5G的智能虚拟窗系统，用以实现实时还原各景区热点区域的现场场景。
第一方面，本发明实施例提供一种基于5G的智能虚拟窗系统，包括：APP客户端模块、云平台、多个摄像头模块和虚拟窗设备；
所述APP客户端模块用于与云平台进行通信，实现所述虚拟窗设备的接入和管理；
所述云平台通过5G网络分别与多个所述摄像头模块和所述虚拟窗设备进行通信，获取多个所述摄像头模块采集的音视频数据，并传输至所述虚拟窗设备进行显示；
多个所述摄像头模块设置于多个景区热点区域，用于采集所述景区热点区域的音视频数据，并将采集到的音视频数据发送给所述云平台；
所述虚拟窗设备用于在接收到所述云平台传输的音视频数据后，通过视频水印技术对所述音视频数据增加虚拟窗后进行显示。
可选的，所述摄像头模块包括高清摄像头模组、第一5G通讯模块、光伏供电板、红外补光灯和远场麦克风阵列；
所述高清摄像头模组和所述远场麦克风阵列用于采集所述景区热点区域的音视频数据；
所述第一5G通讯模块用于将所述音视频数据通过5G网络发送给所述云平台；
所述光伏供电板用于为所述摄像头模块供电；
所述红外补光灯用于为所述摄像头模组提供夜视功能。
可选的，所述云平台包括设备自动接入模块、设备绑定及管理模块、视频转发服务、流量统计及计费、智能场景控制模块和运行维护模块；
所述设备自动接入模块用于实现各所述景区热点区域的摄像头模块部署上电的自动接入；
所述设备绑定及管理模块用于对接入的多个所述摄像头模块进行地址绑定和管理；
所述视频转发服务用于将所述摄像头模块发送的音视频数据转发给所述虚拟窗设备；
所述流量统计及计费模块用于对所述摄像头模块中的第一5G通讯模块以及所述虚拟窗设备中的第二5G通讯模块中的SIM卡的流量进行查询和统计，并在流量使用超过阈值之后进行告警；
所述智能场景控制模块用于向所述APP客户端提供多种场景模式，并对多个场景模式下的音视频数据进行分析和管理；
所述运行维护模块用于对所述智能虚拟窗系统的运维进行管理。
可选的，所述虚拟窗设备包括视频流管理模块、背景音乐管理模块、设备列表管理模块、编解码模块、显示模组、高保真扬声器和第二5G通讯模块；
所述视频流管理模块用于通过视频水印技术对所述音视频数据增加虚拟窗；
所述背景音乐管理模块用于管理所述音视频数据显示时的背景音乐；
所述设备类别管理模块用于远程管理所述摄像头模块；
所述编解码模块用于对所述第二5G通讯模块接收到的音视频数据进行解码；
所述显示模组用于显示增加虚拟窗后的音视频数据；
所述高保真扬声器用于播放所述音视频数据中的语音数据或背景音乐；
所述第二5G通讯模块用于通过5G网络与所述云平台进行通信，接收所述云平台传输的音视频数据。
可选的，所述虚拟窗设备还包括红外接收器；所述智能虚拟窗系统还包括红外遥控器；
所述红外接收器用于接收所述红外遥控器的控制操作，并将所述控制操作发送给所述控制操作对应的模块执行所述控制操作。
可选的，所述红外遥控器用于控制所述虚拟窗设备中显示的音视频数据的切换、背景音乐的管理和所述摄像头模块的远程控制。
可选的，所述摄像头模块的远程控制包括高清摄像头模组的视角转动、调焦、抓拍、录像和拾音关闭。
可选的，所述显示模组为超薄OLED柔性显示模组。
可选的，所述APP客户端模块还用于向所述云平台下发管理信息，用于运维管理、远程控制所述摄像头模块和系统配置管理。
本发明实施例所提供的智能虚拟窗系统包括APP客户端模块、云平台、多个摄像头模块和虚拟窗设备，APP客户端模块用于与云平台进行通信，实现虚拟窗设备的接入和管理，云平台通过5G网络分别与多个摄像头模块和虚拟窗设备进行通信，获取多个摄像头模块采集的音视频数据，并传输至虚拟窗设备进行显示，多个摄像头模块设置于多个景区热点区域，用于采集景区热点区域的音视频数据，并将采集到的音视频数据发送给云平台，虚拟窗设备用于在接收到云平台传输的音视频数据后，通过视频水印技术对音视频数据增加虚拟窗后进行显示。通过将位于景区热点区域的摄像头模块采集到的音视频数据增加虚拟窗之后进行显示，可以实时观看景区热点区域的现场，高度还原了现场场景，提高用户的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于5G的智能虚拟窗系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种虚拟窗的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种虚拟窗的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种虚拟窗的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种虚拟窗的显示示意图；
图6为本发明实施例提供的一种虚拟窗的显示示意图；
图7为本发明实施例提供的一种红外遥控器的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示例性的示出了本发明实施例所适用的一种基于5G的智能虚拟窗系统的结构，该智能虚拟窗系统包括APP客户端模块100、云平台200、多个摄像头模块300和虚拟窗设备400。
APP客户端模块100用于与云平台200进行通信，实现虚拟窗设备400的接入和管理；云平台200通过5G网络分别与多个摄像头模块300和虚拟窗设备400进行通信，获取多个摄像头模块300采集的音视频数据，并传输至虚拟窗设备400进行显示；多个摄像头模块300设置于多个景区热点区域，用于采集景区热点区域的音视频数据，并将采集到的音视频数据发送给云平台200；虚拟窗设备400用于在接收到云平台200传输的音视频数据后，通过视频水印技术对音视频数据增加虚拟窗后进行显示。
其中，上述摄像头模块300包括高清摄像头模组、第一5G通讯模块、光伏供电板、红外补光灯和远场麦克风阵列。
高清摄像头模组和远场麦克风阵列用于采集景区热点区域的音视频数据。第一5G通讯模块用于将音视频数据通过5G网络发送给云平台200。光伏供电板用于为摄像头模块300供电；红外补光灯用于为摄像头模组提供夜视功能。
摄像头模块300可以实现高分辨率、高帧率视频画质的图像采集和上报，摄像头模块300可以支持到4K@30fps以上的视频采集及编解码能力，同时支持变焦、夜视、云台等主流智能摄像头的智能化能力。根据部署需求，系统设计有室内电源、户外光伏两种供电模式，以适应摄像头模块300的不同安装场景需求；摄像头模块300内置了5G通讯模块，通过运营商SIM和5G调试解调组件进行移动网络的注册和上下行数据传输。摄像头模块300配备有远场拾音模组，即远场麦克风阵列，可以对景点所处区域进行高保真声音还原，尽可能真实还原现场环境。
云平台200包括设备自动接入模块、设备绑定及管理模块、视频转发服务、流量统计及计费、智能场景控制模块和运行维护模块。
其中，设备自动接入模块用于实现各景区热点区域的摄像头模块300部署上电的自动接入。主要是实现景区热点区域中摄像头模块300部署上电后，自动连接服务器，并上报摄像头模块300的设备信息，完成摄像头模块300的系统自动接入功能。
设备绑定及管理模块用于对接入的多个摄像头模块300进行地址绑定和管理。主要是在系统接入很多摄像头模块300后，需要对摄像头模块300进行管理，以便区分不同摄像头模块300的设备id对应不同景点热点区域的名称，例如黄果树瀑布正前1、黄果树瀑布侧前2。以及将摄像头模块300在系统中启用及停用等管理功能。
视频转发服务用于将摄像头模块300发送的音视频数据转发给虚拟窗设备400；主要用以完成对摄像头模块300采集的高清音视频数据云端转发的功能。
流量统计及计费模块用于对摄像头模块300中的第一5G通讯模块以及虚拟窗设备400中的第二5G通讯模块中的SIM卡的流量进行查询和统计，并在流量使用超过阈值之后进行告警。通过移动运营商服务进行设备端5G模块SIM卡流量套餐服务的查询和管理工作，对于流量将耗尽情况进行预警，根据数据统计情况进行分析和报表展示，用以分析、优化后续自动接入摄像头模块300的资费套餐服务管理。
智能场景控制模块用于向APP客户端模块100提供多种场景模式，并对多个场景模式下的音视频数据进行分析和管理；通过APP客户端模块100设定一些场景模式，比如观海、看山、日出、观雪等模式，系统自动匹配与之匹配的景观设备供用户选择。此处运用图像识别算法，自动对云端转发的音视频数据进行后台分析，并归类管理，模式匹配时进行设备集的优选工作。
运行维护模块用于对智能虚拟窗系统的运维进行管理。对系统运维进行配置管理、日志、审计等管理工作。
虚拟窗设备400包括视频流管理模块、背景音乐管理模块、设备列表管理模块、编解码模块、显示模组、高保真扬声器和第二5G通讯模块。
视频流管理模块用于通过视频水印技术对音视频数据增加虚拟窗。其中虚拟窗可以为窗框、贴纸和窗帘等，通过视频水印技术进行视频融合，增加各种风格、主题的窗框贴纸，虚拟出窗框效果。如图2所示为古典风格的虚拟窗、图3所示为现代风格的虚拟窗、图4所示为根据节日、喜好选择的不同风格视频水印贴纸。图5为虚拟窗设备400的显示效果，图5中的a图显示出了窗子半开状态，b图和c图示出了窗子全开状态，d图示出了古典风格的虚拟窗的效果。
背景音乐管理模块用于管理音视频数据显示时的背景音乐；设备类别管理模块用于远程管理摄像头模块300；编解码模块用于对第二5G通讯模块接收到的音视频数据进行解码；显示模组用于显示增加虚拟窗后的音视频数据；高保真扬声器用于播放音视频数据中的语音数据或背景音乐；第二5G通讯模块用于通过5G网络与云平台200进行通信，接收云平台200传输的音视频数据。
进一步的，虚拟窗设备400还包括红外接收器；智能虚拟窗系统还包括红外遥控器500(如图7所示的结构)。红外接收器500用于接收红外遥控器的控制操作，并将控制操作发送给控制操作对应的模块执行控制操作。红外遥控器500用于控制虚拟窗设备400中显示的音视频数据的切换、背景音乐的管理和摄像头模块300的远程控制。主要是结合视频流管理模块、背景音乐管理模块和设备类别管理模块等来实现控制虚拟窗设备400中显示的音视频数据的切换、背景音乐的管理和摄像头模块300的远程控制。
需要说明的是，上述显示模组可以采用超薄LED显示模组或超薄OLED柔性显示模组。在具体实施过程中，虚拟窗设备400可以是基于超薄OLED柔性显示的显示装置，其挂装在用户家庭的墙壁上，通过视频水印技术增加窗框、贴纸、电子纱帘等模拟真实的窗户，同时利用其轻薄、高色彩还原、低时延等特性，高度还原现场真实场景，支持大屏幕尺寸可以模拟全落地窗海景等特殊场景(柔性屏可满足弧度弯折)。采用超薄OLED柔性显示屏薄如纸张，而且没有背光层，就像墙纸一样可以贴合在墙体表面，其具有功耗低、高色彩还原、低时延等优点。
而且虚拟窗设备400内置5G通讯模块，通过运营商SIM卡和5G调制解调器组件进行移动网络的注册和上下行数据传输。用户可以通过红外遥控器500进行景点选取和切换、远程摄像头控制，例如调焦和转动、抓拍、录像、关闭拾音等。图6中示出了对景点进行选取和切换的功能，通过图7所示的红外遥控器，可以图6所示的场景频道列表中进行查看、切换、更新等操作，实现“频道列表”中的各频道的切换以及“高级管理”功能。
此外，用户还可以对感兴趣的频道进行收藏、定时自动开启(模拟纱帘自动开启)、录制保存、背景音乐等辅助功能进行智能化控制。
该智能虚拟窗系统可以实现以下智能场景展示：
1、通过5G通信技术展示景点热点区域的实时高画质、高帧率视频，通过远场拾音技术展示景点所处区域高保真声音，尽可能真实还原现场环境。置身现场，看用户想看、享用户所想。
2、不需要展示视频时，可以展示高清静态图片，例如风景照、家庭照等。同时达到节省流量、降低功耗等目的。
3、通过视频水印技术增加虚拟窗框管理，实现对窗框、贴纸、电子纱帘等，达到模拟各种风格的窗户主题的目的。
4、增加智能化控制。用户还可以对感兴趣的频道进行收藏、定时自动开启(模拟纱帘自动开启)、视频录制保存、背景音乐等辅助功能进行智能化控制；可以通过红外遥控器进行景点选去和切换、远程摄像头控制，例如调焦和转动、抓拍、录像、关闭拾音等。
上述实施例表明，智能虚拟窗系统包括APP客户端模块、云平台、多个摄像头模块和虚拟窗设备，APP客户端模块用于与云平台进行通信，实现虚拟窗设备的接入和管理，云平台通过5G网络分别与多个摄像头模块和虚拟窗设备进行通信，获取多个摄像头模块采集的音视频数据，并传输至虚拟窗设备进行显示，多个摄像头模块设置于多个景区热点区域，用于采集景区热点区域的音视频数据，并将采集到的音视频数据发送给云平台，虚拟窗设备用于在接收到云平台传输的音视频数据后，通过视频水印技术对音视频数据增加虚拟窗后进行显示。通过将位于景区热点区域的摄像头模块采集到的音视频数据增加虚拟窗之后进行显示，可以实时观看景区热点区域的现场，高度还原了现场场景，提高用户的体验。
智能虚拟窗系统基于目前5G通信技术，利用其高带宽、低延时等特性，在家庭的墙面上增加一个超薄OLED柔性显示装置虚拟一块智能窗户，其显示系统配以智能窗框、场景智能控制等智能化功能，逼真的向用户以窗口的形式向用户展示远端高清画面，同时智能虚拟窗系统通过5G通信模块，可随时快速与分布在世界各地的无线高清摄像头模块进行互联，用户可以进行自由切换和智能化控制。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于5G的智能虚拟窗系统，其特征在于，包括：APP客户端模块、云平台、多个摄像头模块和虚拟窗设备；
所述APP客户端模块用于与云平台进行通信，实现所述虚拟窗设备的接入和管理；
所述云平台通过5G网络分别与多个所述摄像头模块和所述虚拟窗设备进行通信，获取多个所述摄像头模块采集的音视频数据，并传输至所述虚拟窗设备进行显示；
多个所述摄像头模块设置于多个景区热点区域，用于采集所述景区热点区域的音视频数据，并将采集到的音视频数据发送给所述云平台；
所述虚拟窗设备用于在接收到所述云平台传输的音视频数据后，通过视频水印技术对所述音视频数据增加虚拟窗后进行显示。
2.如权利要求1所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述摄像头模块包括高清摄像头模组、第一5G通讯模块、光伏供电板、红外补光灯和远场麦克风阵列；
所述高清摄像头模组和所述远场麦克风阵列用于采集所述景区热点区域的音视频数据；
所述第一5G通讯模块用于将所述音视频数据通过5G网络发送给所述云平台；
所述光伏供电板用于为所述摄像头模块供电；
所述红外补光灯用于为所述摄像头模组提供夜视功能。
3.如权利要求1所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述云平台包括设备自动接入模块、设备绑定及管理模块、视频转发服务、流量统计及计费、智能场景控制模块和运行维护模块；
所述设备自动接入模块用于实现各所述景区热点区域的摄像头模块部署上电的自动接入；
所述设备绑定及管理模块用于对接入的多个所述摄像头模块进行地址绑定和管理；
所述视频转发服务用于将所述摄像头模块发送的音视频数据转发给所述虚拟窗设备；
所述流量统计及计费模块用于对所述摄像头模块中的第一5G通讯模块以及所述虚拟窗设备中的第二5G通讯模块中的SIM卡的流量进行查询和统计，并在流量使用超过阈值之后进行告警；
所述智能场景控制模块用于向所述APP客户端提供多种场景模式，并对多个场景模式下的音视频数据进行分析和管理；
所述运行维护模块用于对所述智能虚拟窗系统的运维进行管理。
4.如权利要求1所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述虚拟窗设备包括视频流管理模块、背景音乐管理模块、设备列表管理模块、编解码模块、显示模组、高保真扬声器和第二5G通讯模块；
所述视频流管理模块用于通过视频水印技术对所述音视频数据增加虚拟窗；
所述背景音乐管理模块用于管理所述音视频数据显示时的背景音乐；
所述设备类别管理模块用于远程管理所述摄像头模块；
所述编解码模块用于对所述第二5G通讯模块接收到的音视频数据进行解码；
所述显示模组用于显示增加虚拟窗后的音视频数据；
所述高保真扬声器用于播放所述音视频数据中的语音数据或背景音乐；
所述第二5G通讯模块用于通过5G网络与所述云平台进行通信，接收所述云平台传输的音视频数据。
5.如权利要求4所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述虚拟窗设备还包括红外接收器；所述智能虚拟窗系统还包括红外遥控器；
所述红外接收器用于接收所述红外遥控器的控制操作，并将所述控制操作发送给所述控制操作对应的模块执行所述控制操作。
6.如权利要求5所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述红外遥控器用于控制所述虚拟窗设备中显示的音视频数据的切换、背景音乐的管理和所述摄像头模块的远程控制。
7.如权利要求6所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述摄像头模块的远程控制包括高清摄像头模组的视角转动、调焦、抓拍、录像和拾音关闭。
8.如权利要求4所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述显示模组为超薄OLED柔性显示模组。
9.如权利要求1至8任一项所述的智能虚拟窗系统，其特征在于，所述APP客户端模块还用于向所述云平台下发管理信息，用于运维管理、远程控制所述摄像头模块和系统配置管理。
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